一种保护模具的冲压模具的制作方法

本发明属于冲压模具领域，尤其涉及一种保护模具的冲压模具。

背景技术：

生活中常用的五金件都是通过五金冲压模具冲压出来的，通过五金冲压模具冲压形成所需五金件的效率较高，且生产出来的五金件规格标准；五金冲压模具被广泛应用于工业生产中，采用五金冲压模具生产零件，生产效率高，可以实现批量标准生产，且节约原材料并提高原材料的利用率；同时，冲压模具可以实现无切削加工的特点。在冲压过程中，如果不对模具的冲压行程进行限制，模具在对原材料冲压完成后将继续向平台运动并与平台发生接触碰撞挤压，从而导致模具损伤或变形；生产过程中所用到的模具本身的生产成本较高，模具的损坏势必造成企业不必要的损失；另外，现有技术中已公开的专利号为“cn107745045”的“一种五金冲压模具的导向机构”中采用两个电机的驱动方式，两个电机与之相对的控制系统较复杂，操作较繁琐，且成本较高；因此我们提出了一种可以用来对模具冲压行程进行限制的冲压模具来用于解决上述问题。

本发明设计一种保护模具的冲压模具解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种保护模具的冲压模具，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种保护模具的冲压模具，其特征在于：它包括底座、顶板、支撑柱、平台、液压泵、液压柱、模座、模具、限位板、限位机构，其中顶板通过四个对称分布的支撑柱安装在底座上方；顶板下安装有液压泵，液压泵下安装有竖直伸缩的液压柱；液压柱下端安装有模座，模座下端安装有模具；模具与安装在底座上的平台配合；随液压柱伸缩同步运动的限位板与安装在底座上的限位机构配合。

上述限位机构包括外壳、轴a、摩擦轮、单向驱动机构、轴b、限位块、摩擦片、滑块、复位弹簧、细钢丝、缠线轮、轴c、轴d、不完全齿轮、齿轮a、步进电机，其中外壳内轴承配合有竖直的轴a和轴b；轴a上安装有两个单向驱动机构，且两个单向驱动机构通过旋转于轴a上的轴套连接；轴套与轴b之间传动连接；轴b上的外螺纹与u型限位块上的螺纹孔螺纹配合；沿轴b轴向竖直滑动的限位块与限位板配合；滑块水平滑动于外壳内；滑块一端安装有弧形的摩擦片，另一端则通过两个细钢丝分别与两个对称分布于其两侧的两个缠线轮传动连接，且两个缠线轮上的细钢丝的缠绕方向相反；摩擦片与安装在轴套上的摩擦轮配合；滑块上安装有对其复位的复位弹簧；每个缠线轮所在的轴c都与安装在外壳内的不完全齿轮所在的轴d传动连接；外壳内壁上安装有步进电机；安装在步进电机输出轴上的齿轮a与不完全齿轮配合；步进电机输出轴与轴a传动连接。

上述单向驱动机构包括旋转环a、旋转环b、卡块b、固定环、卡块a、涡卷弹簧，其中端面与轴套一端连接的旋转环a旋转于轴a上；旋转于轴a上的旋转环b嵌入旋转环a轴孔内壁上的环槽a内；安装在轴a上的固定环嵌入旋转环b轴孔内壁上的环槽b中；安装在固定环外柱面上的卡块a与安装在环槽b内壁上的卡块b配合；旋转环b外柱面上嵌套有对其复位的涡卷弹簧。

上述两个单向驱动机构中的涡卷弹簧的旋向相反。

作为本技术的进一步改进，上述限位机构通过固定座a安装在底座上；限位块通过连接块安装在液压柱上；限位板的两端对称安装有两个滑套，两个滑套分别嵌套滑动于两个支撑柱上。滑套与支撑柱的配合对限位板的竖直运动发挥定位导向作用。

作为本技术的进一步改进，上述限位块的两支竖直滑动于外壳侧面上的两个导向槽内。导向槽对限位块的竖直运动发挥定位导向作用。

作为本技术的进一步改进，上述轴套上安装有齿轮d，齿轮d与安装在轴b上的齿轮e啮合。

作为本技术的进一步改进，上述外壳内壁上安装有固定座b，安装在滑块下端的梯形导块滑动于固定座b上的梯形导槽内；两个轴c分别与固定座b轴承配合；两个轴c上分别安装有齿轮g，两个齿轮g同时与安装在轴d上的齿轮f啮合；轴d与安装在外壳内壁上的固定座c轴承配合；固定座c上通过轴安装有齿轮b，齿轮b同时与齿轮a和安装在轴a上的齿轮c啮合。梯形导块与梯形导槽的配合对滑块的运动发挥定位导向作用。

作为本技术的进一步改进，上述滑块上未安装摩擦片的一端通过伸缩杆与外壳内壁连接，伸缩杆防止被压缩的复位弹簧发生弯曲，避免被压缩的复位弹簧发生弯曲而对滑块的复位失效；复位弹簧嵌套在伸缩杆上；复位弹簧为压缩弹簧；复位弹簧一端与滑块连接，另一端与外壳内壁连接；滑块两侧对称安装有两个固定块，两个固定块分别与缠绕在两个缠线轮上的细钢丝连接。

作为本技术的进一步改进，上述齿轮a与齿轮c的传动比小于1，齿轮d与齿轮e的传动比小于1，保证步进电机输出轴通过齿轮a、齿轮b、齿轮c、轴a、齿轮d和齿轮e带动轴b高速旋转，高速旋转的轴b带动与之螺纹配合的限位块沿竖直方向快速运动，进而快速有效地完成对限位块高度位置的调节。

相对于传统的冲压模具，本发明可以根据不同规格的模具对安装于其上的限位机构中的限位块高度位置进行调节；当液压柱通过模座带动模具向下对位于平台上的材料进行冲压刚好完成时，与液压柱同步运动的限位板刚好与限位块相遇并被限位块限制其继续向下运动，进而阻止已经完成对材料冲压的模具继续在伸缩柱的带动下向下运动，避免因模具继续向下运动造成的模具与平台的相互挤压而导致的模具被挤压变形而损坏，从而延长模具的使用寿命，压缩企业的生产成本；相对于专利号为“cn107745045”的“一种五金冲压模具的导向机构”中采用驱动电机和步进电机作为相关结构的驱动方式，本发明只通过一个步进电机进行驱动便能实现同样的效果，操作简单方便；相对于采用两个电机实现保护模具的效果，本发明只有一个步进电机，从而一定程度上降低了成本。另外，本发明在只有一个步进电机作为驱动的情况下的结构也较为简单，具有很高的实用性；本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是设备整体示意图。

图2是限位块、限位板、滑套及支撑柱配合剖面示意图。

图3是限位机构及其剖面示意图。

图4是限位机构局部剖面示意图。

图5是缠线轮、轴c、齿轮g、齿轮f、轴d及不完全齿轮配合剖面示意图。

图6是滑块及固定座b配合剖面示意图。

图7是单向驱动机构及轴a配合剖面示意图。

图8是摩擦轮、摩擦片、滑块、固定块、细钢丝及缠线轮配合俯视剖面示意图。

图9是限位块、外壳、步进电机、齿轮a、不完全齿轮、齿轮b及齿轮c配合俯视剖面示意图。

图10是两个单向驱动机构与轴套配合及其剖面示意图。

图11是单向驱动机构中各个部件示意图。

图12是外壳透视示意图。

图中标号名称：1、底座；2、顶板；3、支撑柱；4、平台；5、液压泵；6、液压柱；7、模座；8、模具；10、限位板；11、滑套；12、连接块；13、限位机构；14、固定座a；15、外壳；16、导向槽；17、轴a；18、齿轮c；19、齿轮d；20、摩擦轮；21、单向驱动机构；22、旋转环a；23、环槽a；24、旋转环b；25、环槽b；26、卡块b；27、固定环；28、卡块a；29、涡卷弹簧；32、齿轮e；33、轴b；34、限位块；35、摩擦片；36、滑块；37、梯形导块；38、固定块；39、固定座b；40、梯形导槽；41、伸缩杆；42、复位弹簧；43、细钢丝；44、缠线轮；45、轴c；46、齿轮g；47、齿轮f；48、轴d；49、不完全齿轮；50、固定座c；51、齿轮a；52、步进电机；53、齿轮b；54、轴套。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1、3、4所示，它包括底座1、顶板2、支撑柱3、平台4、液压泵5、液压柱6、模座7、模具8、限位板10、限位机构13，其中如图1、2所示，顶板2通过四个对称分布的支撑柱3安装在底座1上方；顶板2下安装有液压泵5，液压泵5下安装有竖直伸缩的液压柱6；液压柱6下端安装有模座7，模座7下端安装有模具8；模具8与安装在底座1上的平台4配合；随液压柱6伸缩同步运动的限位板10与安装在底座1上的限位机构13配合。

如图3、4、5所示，上述限位机构13包括外壳15、轴a17、摩擦轮20、单向驱动机构21、轴b33、限位块34、摩擦片35、滑块36、复位弹簧42、细钢丝43、缠线轮44、轴c45、轴d48、不完全齿轮49、齿轮a51、步进电机52，其中如图3、4所示，外壳15内轴承配合有竖直的轴a17和轴b33；轴a17上安装有两个单向驱动机构21，且两个单向驱动机构21通过旋转于轴a17上的轴套54连接；轴套54与轴b33之间传动连接；轴b33上的外螺纹与u型限位块34上的螺纹孔螺纹配合；如图4、8所示，沿轴b33轴向竖直滑动的限位块34与限位板10配合；滑块36水平滑动于外壳15内；滑块36一端安装有弧形的摩擦片35，另一端则通过两个细钢丝43分别与两个对称分布于其两侧的两个缠线轮44传动连接，且两个缠线轮44上的细钢丝43的缠绕方向相反；摩擦片35与安装在轴套54上的摩擦轮20配合；滑块36上安装有对其复位的复位弹簧42；如图5所示，每个缠线轮44所在的轴c45都与安装在外壳15内的不完全齿轮49所在的轴d48传动连接；外壳15内壁上安装有步进电机52；如图4、9所示，安装在步进电机52输出轴上的齿轮a51与不完全齿轮49配合；步进电机52输出轴与轴a17传动连接。

如图10、11所示，上述单向驱动机构21包括旋转环a22、旋转环b24、卡块b26、固定环27、卡块a28、涡卷弹簧29，其中如图4、10所示，端面与轴套54一端连接的旋转环a22旋转于轴a17上；旋转于轴a17上的旋转环b24嵌入旋转环a22轴孔内壁上的环槽a23内；安装在轴a17上的固定环27嵌入旋转环b24轴孔内壁上的环槽b25中；如图4、7、11所示，安装在固定环27外柱面上的卡块a28与安装在环槽b25内壁上的卡块b26配合；如图7、11所示，旋转环b24外柱面上嵌套有对其复位的涡卷弹簧29。

如图7所示，上述两个单向驱动机构21中的涡卷弹簧29的旋向相反。

如图2所示，上述限位机构13通过固定座a14安装在底座1上；限位块34通过连接块12安装在液压柱6上；限位板10的两端对称安装有两个滑套11，两个滑套11分别嵌套滑动于两个支撑柱3上。滑套11与支撑柱3的配合对限位板10的竖直运动发挥定位导向作用。

如图9、12所示，上述限位块34的两支竖直滑动于外壳15侧面上的两个导向槽16内。导向槽16对限位块34的竖直运动发挥定位导向作用。

如图4所示，上述轴套54上安装有齿轮d19，齿轮d19与安装在轴b33上的齿轮e32啮合。

如图4、6所示，上述外壳15内壁上安装有固定座b39，安装在滑块36下端的梯形导块37滑动于固定座b39上的梯形导槽40内；如图5所示，两个轴c45分别与固定座b39轴承配合；两个轴c45上分别安装有齿轮g46，两个齿轮g46同时与安装在轴d48上的齿轮f47啮合；轴d48与安装在外壳15内壁上的固定座c50轴承配合；如图4所示，固定座c50上通过轴安装有齿轮b53，齿轮b53同时与齿轮a51和安装在轴a17上的齿轮c18啮合。梯形导块37与梯形导槽40的配合对滑块36的运动发挥定位导向作用。

如图4所示，上述滑块36上未安装摩擦片35的一端通过伸缩杆41与外壳15内壁连接，伸缩杆41防止被压缩的复位弹簧42发生弯曲，避免被压缩的复位弹簧42发生弯曲而对滑块36的复位失效；复位弹簧42嵌套在伸缩杆41上；复位弹簧42为压缩弹簧；复位弹簧42一端与滑块36连接，另一端与外壳15内壁连接；滑块36两侧对称安装有两个固定块38，两个固定块38分别与缠绕在两个缠线轮44上的细钢丝43连接。

如图4、9所示，上述齿轮a51与齿轮c18的传动比小于1，齿轮d19与齿轮e32的传动比小于1，保证步进电机52输出轴通过齿轮a51、齿轮b53、齿轮c18、轴a17、齿轮d19和齿轮e32带动轴b33高速旋转，高速旋转的轴b33带动与之螺纹配合的限位块34沿竖直方向快速运动，进而快速有效地完成对限位块34高度位置的调节。

本发明中的步进电机52采用现有技术，步进电机52与控制系统电连接。

本发明中摩擦片35与摩擦轮20配合的作用，当限位块34的高度调节完毕后，摩擦片35与摩擦轮20摩擦配合，轴a17的旋转被限制；齿轮e32不会在外力作用下发生旋转，齿轮e32不会带动轴b33旋转，轴b33不会带动与之螺纹配合的限位块34沿竖直方向移动；从而使得调节好后的限位块34的位置被固定。

如图7所示，本发明中单向驱动机构21中的卡块a28相对与卡块b26旋转不到一圈，其内的涡卷弹簧29所发生的形变就足以通过一系列传动带动限位块34发生移动。

本发明中步进电机52通过一系列传动带动限位块34竖直到达距离目标位置相距固定距离的位置时，控制系统控制步进电机52停止运行，在步进电机52停止运行后，先前发挥驱动作用的单向驱动机构21中的涡卷弹簧29释放能量；释放能量的涡卷弹簧29同时带动相应单向驱动机构21中的旋转环a22继续旋转，旋转环a22通过轴套54带动齿轮d19继续同向旋转，齿轮d19通过齿轮e32带动轴b33继续旋转，旋转的轴b33带动与之螺纹配合的限位块34继续向其所要调试的目标位置运动；同时，释放能量的涡卷弹簧29通过相应旋转环b24、卡块b26、卡块a28和固定环27带动轴a17反向旋转；先前不发生驱动的单向驱动机构21中的卡块a28向相应卡块b26靠近；当限位块34在释放能量的涡卷弹簧29的带动下到达目的位置时，释放能量的涡卷弹簧29恢复初始状态，先前未发挥驱动作用的单向驱动机构21中的卡块a28与卡块b26重新接触；限位块34刚好从步进电机52停止运行时所处的位置到达其目标位置，限位块34从步进电机52停止运行时所处的位置到达其目标位置时的行程作为一个提前量，在每次调试限位块34的高度时，当限位块34到达提前量位置时，停止运行步进电机52，在限位机构13内部复位过程中，限位块34自动走完提前量的行程并到达其目标位置，并完成限位块34高度的调试。由于限位块34与轴b33为螺纹配合，且螺纹配合具有自锁功能，所以限位块34被定位于其目标位置处而不容易再发生位移；为了避免外力作用下齿轮e32发生旋转，旋转的齿轮e32又通过轴b33带动限位块34移动；在步进电机52停止运行后，限位机构13内部快速复位时，摩擦片35与摩擦轮20之间重新接触并对齿轮d19的旋转形成限制，从而使得限位块34的位置被进一步固定，对进行冲压的模具8的运动行程形成有效的限制。限位块34到达目标位置前的提前量的具体数值通过大量的测试得到。

本发明的工作流程：在初始状态，两个单向驱动机构21中的卡块a28分别与相应的卡块b26接触；弧形的摩擦片35与摩擦轮20完全接触并摩擦配合；齿轮a51与不完全齿轮49中的齿面中心处啮合；复位弹簧42被压缩。

当对本发明中的模具8进行更换后，模具8的规格发生变化，相对于相同规格的冲压材料，更换后的模具8完成单次冲压的有效冲压行程发生改变，为了避免因液压泵5通过液压柱6和模座7带动模具8向下运动的实际行程大于其冲压行程而造成的模具8与平台4发生相互挤压导致的模具8损坏，需要通过上下调节限位机构13中的限位块34的高度位置并通过限位板10限制液压柱6的行程，把液压柱6通过模座7带动模具8向下运动的行程控制在与模具8相对应的合理范围内，使得液压柱6通过模座7带动模具8刚好完成对材料冲压后停止继续向下运动；对限位机构13中限位块34的调节流程如下：

通过控制系统控制步进电机52运行，步进电机52通过齿轮a51带动不完全齿轮49旋转；不完全齿轮49通过轴d48带动齿轮f47同步旋转；齿轮f47带动两个与之啮合的齿轮g46旋转；两个齿轮g46分别通过相应轴c45带动同轴的缠线轮44旋转，且两个缠线轮44的旋转方向相同；由于两个缠线轮44上所缠绕的细钢丝43的缠绕方向相反，所以一个缠线轮44继续缠绕细钢丝43，另一个缠线轮44把缠绕于其上的细钢丝43进行放送；继续缠绕细钢丝43的缠线轮44通过细钢丝43和相应固定块38拉动滑块36沿梯形导槽40滑动，复位弹簧42被进一步压缩；滑块36带动摩擦片35脱离摩擦轮20并解除对摩擦轮20的旋转限制，保证在对限位块34调节过程中，摩擦片35与摩擦轮20不发生相互作用。当齿轮a51与不完全齿轮49齿面啮合结束时，持续旋转的齿轮a51持续拨动不完全齿轮49的末端齿牙，使得不完全齿轮49基本保持静止状态而不发生继续旋转，进而使得不完全齿轮49不会通过轴d48、齿轮f47、两个齿轮g46和两个轴c45带动两个缠线轮44继续旋转，滑块36保持在固定位置附近不再继续运动，摩擦片35保持与摩擦轮20的分离状态。

与此同时，齿轮a51通过齿轮b53、齿轮c18和轴a17带动两个单向驱动机构21中的固定环27同步旋转，一个固定环27上的卡块a28脱离相应卡块b26且相应的涡卷弹簧29不发生形变，另一个固定环27上的卡块a28则通过卡块b26带动相应旋转环b24同步旋转；在外部负载的作用下，与轴a17同步旋转的旋转环b24带动相应涡卷弹簧29发生形变并储能；当发生形变的涡卷弹簧29的形变量达到一定程度时，涡卷弹簧29发生形变所产生的弹力足以带动相应旋转环a22同步旋转；此时，发生形变的涡卷弹簧29所在的单向驱动机构21发挥驱动作用，另一个单向驱动机构21不发生驱动作用；发挥驱动作用的单向驱动机构21中的旋转环a22通过轴套54带动另一个单向驱动机构21中的旋转环a22同步旋转，旋转环a22通过相应涡卷弹簧29带动相应旋转环b24同步旋转，卡块b26跟随卡块a28同步旋转；不发生驱动作用的单向驱动机构21中的卡块a28与卡块b26之间不再发生相对运动并保持一定距离同步旋转；同时，旋转的轴套54通过齿轮d19和齿轮e32带动轴b33高速旋转，轴b33带动与之螺纹配合的限位块34沿导向槽16竖直向上或向下运动。

当限位块34到达距离目的位置之间的距离为提前量时，控制系统控制步进电机52停止运行；此时，在发生形变的涡卷弹簧29的复位作用下，先前发挥驱动作用的单向驱动机构21中的旋转环a22继续旋转，轴a17发生反转；由于步进电机52具有制动力矩，所以轴a17通过齿轮c18、齿轮b53和齿轮a51克服步进电机52的制动力矩而带动步进电机52的输出轴缓慢反转；先前发挥驱动作用的单向驱动机构21中的卡块a28和卡块b26始终保持接触，先前不发挥驱动作用的单向驱动机构21中的卡块a28与卡块b26快速靠近；继续旋转的旋转环a22通过轴套54继续带动齿轮d19旋转；齿轮d19通过齿轮e32和轴b33带动限位块34继续向目的位置运动；当限位块34运动至目的位置时，释能的涡卷弹簧29释能结束并恢复初始状态，先前不发挥驱动作用的单向驱动机构21中的卡块a28与卡块b26重新接触，两个单向驱动机构21中的旋转环a22停止旋转，轴a17停止旋转；此时，在复位弹簧42的复位作用下，滑块36刚好复位，摩擦片35重新与摩擦轮20接触挤压。

在步进电机52缓慢反转过程中，在复位弹簧42的作用下，步进电机52通过齿轮a51带动不完全齿轮49缓慢反转复位，不完全齿轮49通过轴d48、齿轮f47、两个齿轮g46和两个轴c45带动两个缠线轮44反向缓慢旋转；先前缠绕细钢丝43的缠线轮44对缠绕其上的细钢丝43进行缓慢放送并缓慢解除对滑块36的限制，先前放送细钢丝43的缠线轮44对相应细钢丝43进行缓慢缠绕；被缓慢放送的细钢丝43由于复位弹簧42的作用而始终保持绷紧状态，从而对滑块36形成拉动；在复位弹簧42的复位作用和绷紧的细钢丝43的拉动下，滑块36缓慢复位；当储能的涡卷弹簧29完全恢复原状时，限位块34刚好走完提前量到达目的位置，滑块36刚好复位，摩擦片35重新与摩擦轮20接触并恢复摩擦配合，齿轮a51与不完全齿轮49的啮合恢复初始状态。

待限位块34的位置调节好后，控制系统控制液压泵5运行，液压泵5带动液压柱6伸长，液压柱6通过模座7带动模具8向位于平台4上的冲压材料运动并完成冲压；当限位板10随液压柱6向下运动并与调节好高度的限位块34相遇时，模具8正好完成对冲压材料的冲压，限位块34通过限位板10限制伸缩柱通过模座7带动模具8继续向下运动，避免模具8与平台4发生碰撞挤压而损坏。

综上所述，本发明的有益效果：本发明可以根据不同规格的模具8对安装于其上的限位机构13中的限位块34高度位置进行调节；当液压柱6通过模座7带动模具8向下对位于平台4上的材料进行冲压刚好完成时，与液压柱6同步运动的限位板10刚好与限位块34相遇并被限位块34限制其继续向下运动，进而阻止已经完成对材料冲压的模具8继续在伸缩柱的带动下向下运动，避免因模具8继续向下运动造成的模具8与平台4的相互挤压而导致的模具8被挤压变形而损坏，从而延长模具8的使用寿命，压缩企业的生产成本；相对于专利号为“cn107745045”的“一种五金冲压模具8的导向机构”中采用驱动电机和步进电机52作为相关结构的驱动方式，本发明只通过一个步进电机52进行驱动便能实现同样的效果，操作简单方便；相对于采用两个电机实现保护模具8的效果，本发明只有一个步进电机52，从而一定程度上降低了成本。另外，本发明在只有一个步进电机52作为驱动的情况下的结构也较为简单，具有很高的实用性。