一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备及方法与流程

本发明属于铸件加工技术领域，具体涉及一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备及方法。

背景技术：

在机动车领域，有许多压铸件上有至少两个孔，例如呈月牙形的压铸制动件。此类零件，单机日产量数以万计；一般是先人为或利用冲切设备对整个铸件毛坯进行冲切，后在钻孔设备上对单个铸件产品进行钻孔，工序多、时间长，生产效率低，更严重的是产品多次钻孔，难以保证孔距的位置精度。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，包括：

凹模固定装置，用于放置铸件毛坯，其包括凹模固定板和固定在凹模固定板上的冲切凹模；

多轴钻孔装置，用于对铸件毛坯进行钻孔，其设置于凹模固定装置的上方且能够相对凹模固定装置上下往复运动，其包括钻孔固定板和固定在钻孔固定板上的多轴钻孔器；

冲切落料装置，用于对钻孔前的铸件毛坯进行预紧定位和对钻孔后的铸件毛坯进行冲切落料，其设置于凹模固定装置的下方且能够相对凹模固定装置上下往复运动，其包括冲切落料导板和固定在冲切落料导板上的冲切凸模，所述冲切凸模与冲切凹模相对应。

优选地，还包括：

接料装置，用于接收冲切落下的铸件产品，其设置于凹模固定装置的下方。

优选地，所述接料装置包括落料盛具和产品导料板，所述落料盛具的后端与凹模固定板的后端之间连接有盛具牵引件，所述落料盛具的前端通向产品导料板的上端，所述产品导料板倾斜设置。

优选地，还包括：

机架，用于固定安装凹模固定装置、滑动安装多轴钻孔装置和滑动安装冲切落料装置。

优选地，所述机架包括顶板和底板，所述顶板的边缘部和底板的边缘部之间固定连接有多根均匀分布的导柱，所述多轴钻孔装置和冲切落料装置均能够沿导柱上下滑动。

优选地，所述凹模固定板固定安装在导柱上或通过支撑柱固定在底板上。

优选地，所述机架还包括底座，所述底板固定在底座上。

优选地，所述钻孔固定板滑动安装在导柱上，所述钻孔固定板的边缘部开设有多个均匀分布的导向孔，所述导向孔内固定穿设有滑动轴承，所述滑动轴承的内侧壁与导柱的外侧壁滑动配合。

优选地，所述滑动轴承为石墨铜套。

优选地，所述钻孔固定板是由钻孔行程驱动装置驱动其上下移动的。

优选地，所述钻孔行程驱动装置为电动升降驱动机构、液动升降驱动机构或气动升降驱动机构。

优选地，所述钻孔行程驱动装置包括第一电机和第一丝杠螺母传动机构，所述第一电机的转轴与第一丝杠螺母传动机构的丝杠传动连接，所述第一丝杠螺母传动机构的螺母与钻孔固定板固定连接。

优选地，所述钻孔行程驱动装置安装在顶板上。

优选地，所述冲切落料装置还包括落料行程传动板，所述落料行程传动板的边缘部与冲切落料导板的边缘部之间固定连接有多根均匀分布的落料行程传动柱。

优选地，所述落料行程传动板是由落料行程驱动装置驱动其上下移动的。

优选地，所述落料行程驱动装置为电动升降驱动机构、液动升降驱动机构或气动升降驱动机构。

优选地，所述落料行程驱动装置包括第二电机和第二丝杠螺母传动机构，所述第二电机的转轴与第二丝杠螺母传动机构的丝杠传动连接，所述第二丝杠螺母传动机构的螺母与落料行程传动板固定连接。

优选地，所述落料行程传动板滑动安装在导柱上，所述落料行程传动板的边缘部开设有多个均匀分布的导向孔，所述导向孔内固定穿设有滑动轴承，所述滑动轴承的内侧壁与导柱的外侧壁滑动配合。

优选地，所述滑动轴承为石墨铜套。

优选地，所述落料行程驱动装置安装在底板上。

优选地，所述多轴钻孔装置还包括钻孔驱动电机，所述钻孔驱动电机固定在钻孔固定板上，所述钻孔驱动电机的转轴末端安装有主动轮，所述多轴钻孔器的转轴末端安装有从动轮，所述主动轮通过传动皮带带动所有的从动轮。

优选地，所述钻孔驱动电机固定在钻孔固定板的一旁侧，所述钻孔固定板的另一旁侧固定有配重块。

本发明还提供一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工方法，采用上述的铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，并包括以下步骤：

（1）将待加工的铸件毛坯放置在凹模固定板的多个冲切凹模上；

（2）控制冲切落料导板第一次下行至第一预定位置，通过冲切落料导板上的多个冲切凸模对铸件毛坯进行预紧定位；

（3）控制钻孔固定板下行，同时控制钻孔固定板上的多个多轴钻孔器开始工作，通过多个多轴钻孔器对铸件毛坯进行钻孔加工；钻孔完成后，控制钻孔固定板上行回位，同时控制钻孔固定板上的多个多轴钻孔器停止工作；

（4）控制冲切落料导板第二次下行至第二预定位置，通过冲切落料导板上的多个冲切凸模对钻孔后的铸件毛坯进行冲切落料，得到多个铸件产品；冲切完成后，控制冲切落料导板上行回位。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：巧妙地将冲切工序和钻孔工序集成到一台设备上，通过冲切落料装置对毛坯铸件进行预紧定位，有利于钻孔完成后立即冲切，先预紧、再钻孔、最后冲切，连贯性动作，一次可以加工出多个铸件产品（如八个月牙形零件），无需移机加工，操作简单，生产效率高，且能够保证铸件产品上的多个孔位置精度准确。

附图说明

图1为本发明各个实施例的后视图。

图2为本发明各个实施例的右视图。

图3为本发明各个实施例的局部俯视图。

图4为本发明实施例七的局部结构示意图。

图中标记：；10、凹模固定装置；11、凹模固定板；12、冲切凹模；13、支撑柱；20、多轴钻孔装置；21、钻孔固定板；22、多轴钻孔器；23、滑动轴承；24、钻孔驱动电机；25、主动轮；26、从动轮；27、传动皮带；28、配重块；30、冲切落料装置；31、冲切落料导板；32、冲切凸模；33、落料行程传动板；34、落料行程传动柱；40、接料装置；41、落料盛具；42、产品导料板；43、盛具牵引件；50、盛料箱；60、机架；61、顶板；62、底板；63、导柱；64、底座；70、钻孔行程驱动装置；80、落料行程驱动装置；91、左废料槽道板；92、右废料槽道板；93、左废料箱；94、右废料箱。

具体实施方式

为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

实施例一：请参考图1至图3，一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，包括：

凹模固定装置10，用于放置铸件毛坯（如制动件毛坯），其包括凹模固定板11和固定在凹模固定板11上的冲切凹模12，如冲切凹模12具有八个冲切工位；其中，冲切凹模12可以是整体式结构或多腔分体式结构；

多轴钻孔装置20，用于对铸件毛坯进行钻孔，其设置于凹模固定装置10的上方且能够相对凹模固定装置10上下往复运动，其包括钻孔固定板21和固定在钻孔固定板21上的多轴钻孔器22（现有成熟产品），如四个多轴钻孔器22，每个多轴钻孔器22包含有两组多轴钻孔夹头，每组多轴钻孔夹头包含有至少两个钻孔夹头，每个钻孔夹头均安装有钻孔刀具；

冲切落料装置30，用于对钻孔前的铸件毛坯进行预紧定位和对钻孔后的铸件毛坯进行冲切落料，其设置于凹模固定装置10的下方且能够相对凹模固定装置10上下往复运动，其包括冲切落料导板31和固定在冲切落料导板31上的冲切凸模32，所述冲切凸模32与冲切凹模12相对应，如八个冲切凸模32。显然，所述冲切落料导板31上开设有用于避让多轴钻孔器22（具体是钻孔夹头）的第一避让孔（图中省略）。

本实施例还提供一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工方法，采用上述的铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，并包括以下步骤：

（1）将待加工的铸件毛坯放置在凹模固定板11的多个冲切凹模12上；

（2）控制冲切落料导板31第一次下行至第一预定位置，通过冲切落料导板31上的多个冲切凸模32对铸件毛坯进行预紧定位；

（3）控制钻孔固定板21下行，同时控制钻孔固定板21上的多个多轴钻孔器22开始工作，通过多个多轴钻孔器22对铸件毛坯进行钻孔加工；钻孔完成后，控制钻孔固定板21上行回位，同时控制钻孔固定板21上的多个多轴钻孔器22停止工作；

（4）控制冲切落料导板31第二次下行至第二预定位置，通过冲切落料导板31上的多个冲切凸模32对钻孔后的铸件毛坯进行冲切落料，得到多个铸件产品（如制动件产品）；冲切完成后，控制冲切落料导板31上行回位。

在本实施例中，步骤（1）可以采用人工手动放置待加工的铸件毛坯，也可以采用机械手自动放置待加工的铸件毛坯；步骤（2）中的冲切落料导板31第一次下行的第一预定位置可以由第一位置开关控制，步骤（3）中的钻孔固定板21下行的终点位置可以由第二位置开关控制，钻孔固定板21上行回位的终点位置可以由第三位置开关控制，步骤（4）中的冲切落料导板31第二次下行的第二预定位置可以由第四位置开关控制，冲切落料导板31上行回位的终点位置可以由第五位置开关控制，上述的所有位置开关均电连接至电气控制系统（可采用现有的单片机或plc，如51单片机、西门子plc，具体型号不限），通过电气控制系统控制各个板的自动下行和自动回位，上述的所有位置开关可以是机械式行程开关、接近开关等现有产品，其中接近开关可以是光电开关等。

为了提高生产效率，步骤（3）中优选但不局限于在冲切落料导板31第一次下行过程中，控制钻孔固定板21下行，缩短了冲切落料导板31和钻孔固定板21下行的间隔时间；步骤（4）优选但不局限于在钻孔固定板21上行回位过程中，控制冲切落料导板31上行回位，缩短了钻孔固定板21和冲切落料导板31回位的间隔时间。当然，冲切落料导板31和钻孔固定板21的下行时间也可以不重叠，回位时间也可以不重叠。

实施例二：请参考图1至图3，一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，其与实施例一的区别在于，还包括：

接料装置40，用于接收冲切落下的铸件产品，其设置于凹模固定装置10的下方。

在本实施例中，所述接料装置40为柔性接料装置，优选但不局限于包括落料盛具41和产品导料板42，所述落料盛具41的后端与凹模固定板11的后端之间连接有盛具牵引件43（如牵引绳、牵引链等），所述落料盛具41的前端通向产品导料板42的上端，所述产品导料板42倾斜设置，可以在产品导料板42的下端下方设置一盛料箱50，所述盛料箱50用于接收冲切下来的铸件产品。

本实施例还提供一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工方法，采用上述的铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，并包括以下步骤：

（1）将待加工的铸件毛坯放置在凹模固定板11的多个冲切凹模12上；

（2）控制冲切落料导板31第一次下行至第一预定位置，通过冲切落料导板31上的多个冲切凸模32对铸件毛坯进行预紧定位；

（3）控制钻孔固定板21下行，同时控制钻孔固定板21上的多个多轴钻孔器22开始工作，通过多个多轴钻孔器22对铸件毛坯进行钻孔加工；钻孔完成后，控制钻孔固定板21上行回位，同时控制钻孔固定板21上的多个多轴钻孔器22停止工作；

（4）控制冲切落料导板31第二次下行至第二预定位置，通过冲切落料导板31上的多个冲切凸模32对钻孔后的铸件毛坯进行冲切落料，得到多个铸件产品（如制动件产品）；冲切完成后，控制冲切落料导板31上行回位；

（5）通过接料装置40接收铸件产品。

在本实施例中，步骤（5）中通过落料盛具41先接收冲切落下的铸件产品，再通过产品导料板42将铸件产品送入盛料箱50。

实施例三：请参考图1至图3，一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，其与实施例一或二的区别在于，还包括：

机架60，用于固定安装凹模固定装置10、滑动安装多轴钻孔装置20和滑动安装冲切落料装置30。

在本实施例中，所述机架60优选但不局限于包括顶板61和底板62，所述顶板61的边缘部和底板62的边缘部之间固定连接有多根（如四根）均匀分布的导柱63，所述多轴钻孔装置20和冲切落料装置30均能够沿导柱63上下滑动。其中，所述导柱63不仅可以作为机架60的一部分，而且可以用来引导多轴钻孔装置20和冲切落料装置30上下往复移动，起到了导向作用。当然，在其它实施方式中，所述顶板61和底板62之间也可以通过非导柱机构（如立柱）来固定连接形成机架60，在立柱之外另外设置导柱63。

在本实施例中，所述机架60优选但不局限于还包括底座64，所述底板62固定在底座64上，所述底座64可直接放置在（工厂车间）地面上或固定在地面上。当然，在其它实施方式中，所述底板62和底座64可以合二为一，即将二者制作成一体。

在本实施例中，所述凹模固定板11优选但不局限于通过支撑柱13固定在底板62或底座64上。当然，在其它实施方式中，也可以通过吊柱固定在顶板61上，还可以直接固定安装在导柱63上，或者上面任意几种方式的结合。

在本实施例中，所述钻孔固定板21滑动安装在导柱63上，所述钻孔固定板21的边缘部开设有多个均匀分布的导向孔，所述导向孔内固定穿设有滑动轴承23，所述滑动轴承23的内侧壁与导柱63的外侧壁滑动配合。其中，所述滑动轴承23优选但不局限于石墨铜套，具有自润滑效果，耐磨性好，使用寿命长。

实施例四：请参考图1至图3，一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，其与实施例一、二或三的区别在于，所述钻孔固定板21是由钻孔行程驱动装置70驱动其上下移动的。其中，所述钻孔行程驱动装置70可以安装在实施例三的顶板61上。

在本实施例中，所述钻孔行程驱动装置70优选但不局限于丝杠螺母形式的电动升降驱动机构，具体包括第一电机和第一丝杠螺母传动机构，所述第一电机的转轴与第一丝杠螺母传动机构的丝杠传动连接，所述第一丝杠螺母传动机构的螺母与钻孔固定板21固定连接。其中，所述第一电机优选但不局限于伺服电机。当然，在其它实施方式中，所述钻孔行程驱动装置70也可以采用其它形式（如蜗轮蜗杆形式、齿轮齿条形式等）的电动升降驱动机构（如电动缸）、液动升降驱动机构（如液压缸）或气动升降驱动机构（如气缸）等。

本实施例还提供一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工方法，采用上述的铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，并包括以下步骤：

（1）将待加工的铸件毛坯放置在凹模固定板11的多个冲切凹模12上；

（2）控制冲切落料导板31第一次下行至第一预定位置，通过冲切落料导板31上的多个冲切凸模32对铸件毛坯进行预紧定位；

（3）通过钻孔行程驱动装置70控制钻孔固定板21下行，同时控制钻孔固定板21上的多个多轴钻孔器22开始工作，通过多个多轴钻孔器22对铸件毛坯进行钻孔加工；钻孔完成后，控制钻孔固定板21上行回位，同时控制钻孔固定板21上的多个多轴钻孔器22停止工作；

（4）控制冲切落料导板31第二次下行至第二预定位置，通过冲切落料导板31上的多个冲切凸模32对钻孔后的铸件毛坯进行冲切落料，得到多个铸件产品（如制动件产品）；冲切完成后，控制冲切落料导板31上行回位。

实施例五：请参考图1至图3，一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，其与实施例一、二、三或四的区别在于，所述冲切落料装置30还包括落料行程传动板33，所述落料行程传动板33的边缘部与冲切落料导板31的边缘部之间固定连接有多根（如四根）均匀分布的落料行程传动柱34。显然，所述凹模固定板11上开设有用于避让落料行程传动柱34的第二避让孔（图中省略）。

在本实施例中，所述落料行程传动板33是由落料行程驱动装置80驱动其上下移动的。其中，所述落料行程驱动装置80可以安装在实施例三的底板62上。其中，所述落料行程传动板33的行程位置也可以由位置开关控制。

在本实施例中，所述落料行程驱动装置80优选但不局限于丝杠螺母形式的电动升降驱动机构，具体包括第二电机和第二丝杠螺母传动机构，所述第二电机的转轴与第二丝杠螺母传动机构的丝杠传动连接，所述第二丝杠螺母传动机构的螺母与落料行程传动板33固定连接。其中，所述第二电机优选但不局限于伺服电机。当然，在其它实施方式中，所述落料行程驱动装置80也可以采用其它形式（如蜗轮蜗杆形式、齿轮齿条形式等）的电动升降驱动机构（如电动缸等）、液动升降驱动机构（如液压缸）或气动升降驱动机构（如气缸）等。

在本实施例中，所述落料行程传动板33滑动安装在实施例三的导柱63上，所述落料行程传动板33的边缘部开设有多个均匀分布的导向孔，所述导向孔内固定穿设有滑动轴承，所述滑动轴承的内侧壁与导柱63的外侧壁滑动配合。其中，所述滑动轴承优选但不局限于石墨铜套，具有自润滑效果，耐磨性好，使用寿命长。

本实施例还提供一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工方法，采用上述的铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，并包括以下步骤：

（1）将待加工的铸件毛坯放置在凹模固定板11的多个冲切凹模12上；

（2）通过落料行程驱动装置80（如电机丝杠螺母驱动机构）控制落料行程传动板33第一次下行，落料行程传动板33通过落料行程传动柱34带动冲切落料导板31第一次下行至第一预定位置，通过冲切落料导板31上的多个冲切凸模32对铸件毛坯进行预紧定位；

（3）控制钻孔固定板21下行，同时控制钻孔固定板21上的多个多轴钻孔器22开始工作，通过多个多轴钻孔器22对铸件毛坯进行钻孔加工；钻孔完成后，控制钻孔固定板21上行回位，同时控制钻孔固定板21上的多个多轴钻孔器22停止工作；

（4）通过落料行程驱动装置80（如电机丝杠螺母驱动机构）控制落料行程传动板33第二次下行，落料行程传动板33通过落料行程传动柱34带动冲切落料导板31第二次下行至第二预定位置，通过冲切落料导板31上的多个冲切凸模32对钻孔后的铸件毛坯进行冲切落料，得到多个铸件产品（如制动件产品）；冲切完成后，控制冲切落料导板31上行回位。

当所述铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备包括接料装置40时，所述落料盛具41可以平放于落料行程传动板33上方，所述落料盛具41的前端可以与落料行程传动板33前端活动连接（或称柔性连接，如铰接、转动连接等），所述产品导料板42的上端与落料行程传动板33前端活动连接（或称柔性连接，如铰接、转动连接等）或固定连接。当落料行程传动板33第一次下行时由于落料盛具41的后端通过盛具牵引件43被凹模固定板11的后端牵住，因此落料盛具41在落料行程传动板33第一次下行过程中逐渐向前向下倾斜至第一倾斜角度，当落料行程传动板33第二次下行时由于落料盛具41的后端通过盛具牵引件43被凹模固定板11的后端牵住，因此落料盛具41在落料行程传动板33第二次下行过程中逐渐向前向下倾斜至第二倾斜角度，第二倾斜角度比第一倾斜角度更大，有利于将落料盛具41内的铸件产品倾倒至产品导料板42上，通过产品导料板42将铸件产品送入盛料箱50内，当落料行程传动板33上行回位时，落料盛具41逐渐由倾斜状态恢复到平放状态。当所述铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备包括机架60时，所述产品导料板42的中部后侧可以倚靠在底板62的前端，当落料行程传动板33下行时产品导料板42的倾斜角度逐渐变小，避免铸件产品由于过快落入盛料箱50而冲击到盛料箱50或其内的其他铸件产品，减少损伤，当落料行程传动板33上行时产品导料板42的倾斜角度逐渐变大，整个过程呈上下摆动状态。

实施例六：请参考图1至图3，一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，其与实施例一、二、三、四或五的区别在于，所述多轴钻孔装置20还包括钻孔驱动电机24，所述钻孔驱动电机24固定在钻孔固定板21上，所述钻孔驱动电机24的转轴末端（如上端，当然也可以是下端）安装有主动轮25，所述多轴钻孔器22的转轴末端（即上端）安装有从动轮26，所述主动轮25通过传动皮带27带动所有的从动轮26，例如通过一条传动皮带27同时带动四个从动轮26。当然，所述多轴钻孔器22也可以分别配套钻孔驱动电机24，由各自的钻孔驱动电机24驱动。

在本实施例中，所述钻孔驱动电机24固定在钻孔固定板21的一旁侧，所述钻孔固定板21的另一旁侧固定有配重块28，所述配重块28用于平衡钻孔驱动电机24的重量等，使整体工作比较稳定，振动小，噪音小，使用寿命长。

实施例七：请参考图4，一种铸件毛坯钻孔、冲切一体化加工设备，其与实施例一、二、三、四、五或六的区别在于，所述凹模固定板11的前端两边可以对应固定有向左下方倾斜的左废料槽道板91、向右下方倾斜的右废料槽道板92，所述左废料槽道板91通向位于其下方的左废料箱93，所述右废料槽道板92通向位于其下方的右废料箱94，方便回收铸件毛坯加工产生的边角料等废料，避免废料堆积满凹模固定板11上后掉落到地上。另外，所述凹模固定板11的后端两边也可以固定有相应的废料槽道板，或者中间也可以固定有相应的废料槽道板。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做任何简单的修改、均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。