一种带拉深模具的自动化冲床的制作方法

本发明涉及冲床的技术领域，尤其是涉及一种带拉深模具的自动化冲床。

背景技术：

目前，冲压工艺相对传统机械加工来说具有节约材料和能源、效率高、对操作者技术要求不高以及通过各种模具应用可以做出机械加工所无法达到的产品这些优点，因而它的用途越来越广泛。冲压工艺一般需要用到自动化冲床，主要是针对板材进行加工，通过冲压模具能进行落料、冲孔、成型、拉深、修整、精冲、整形、铆接及挤压件等工序，广泛应用于各个领域中。

参照图1，电机的外壳一般通过拉深的冲压工艺制作而成，且由于电机的外壳上留有供电机输出轴穿过的通孔，因此该通孔一般可用作拉深模具的定位孔，现有的冲床的拉深模具主要包括上模12以及位于上模12下方的下模13，上模12呈空心圆筒状，下模13呈圆柱状且其外径小于上模12的内径，且下模13上设置有定位柱131，定位柱131与电机外壳的通孔插接配合，当下模13与上模12插接配合时使两者之间的电机外壳原料11拉深成空心圆筒状。且原料11上提前通过冲压或切割的工艺制作出支撑条111，支撑条111与原料11一体成型，支撑条有多个且沿原料11待拉深部分等角度间隔分布，用于在原料11运输与拉深时向其拉深部分提供均匀的支撑力，避免原料11拉深部分偏移而影响加工精度。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：当下模13与上模12插接配合以挤压原料11时，下模13、上模12与原料11之间相互摩擦，容易产生碎屑，碎屑容易粘附于上模12内壁上，且原料11上的毛刺可能会在摩擦时脱落并粘附在上模12上，导致上模12内壁变得粗糙，因此当上模12进行下一次拉深工艺时碎屑与毛刺会划伤下一个电机外壳原料11，导致成品率下降。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种带拉深模具的自动化冲床，能清除上模内壁上的碎屑与毛刺，避免上模进行下一次拉深工艺时碎屑与毛刺划伤下一个原料，从而提升成品率。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种带拉深模具的自动化冲床，包括机体、设置于机体上的供原料传输的传输机构、滑移设置于传输机构上方的上模、滑移设置于传输机构下方且与上模竖直相对的下模以及驱动上模与下模移动以实现两者插接配合的驱动机构，所述机体上设置有清屑机构，所述清屑机构包括设置于上模内部顶壁上的气嘴、穿过上模且与气嘴连通的输气管以及与输气管连通的气泵，所述气嘴的出气方向与上模的中心轴线方向呈夹角，当原料脱离上模时气泵启动并清理上模内壁。

通过采用上述技术方案，当上模与下模完成一次拉深工艺后，原料脱离上模，碎屑与毛刺残留于上模内壁上，此时启动气泵，高压气体通过输气管传输至气嘴处，由于气嘴的出气方向与圆筒形的上模的中心轴线呈夹角，以此使气嘴与上模的内壁相对，以此通过气流冲击的形式清除上模内壁上的碎屑与毛刺，避免上模进行下一次拉深工艺时碎屑与毛刺划伤下一个原料，从而提升成品率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述气嘴上开设有多个与输气管连通的气孔，多个气孔沿上模周向等角度间隔分布，气孔的开口方向与上模的中心轴线方向呈夹角且多个气孔喷出的气流自上模中心轴线向四周辐射。

通过采用上述技术方案，气孔的开口方向与上模的中心轴线方向呈夹角且多个气孔喷出的气流自上模中心轴线向四周辐射，以此使气泵产生的气流冲击在上模内壁各处，提升气流的覆盖面积，从而减少残留于上模内壁上的碎屑，提升成品率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下模上设置有与原料通孔插接配合的定位柱，当上模与下模插接配合时定位柱、通孔、气嘴三者竖直相对。

通过采用上述技术方案，通过定位柱与通孔的插接配合实现下模与原料的锁定，避免原料发生偏移而影响加工精度，且定位柱、通孔、气嘴三者竖直相对，以此避免原料挤压气嘴造成气嘴损坏或原料上脱落的碎屑等堵塞气孔而造成清屑功能失效。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述上模顶部开设有与气嘴竖直相对的安装孔，所述气嘴与安装孔沿上模与下模插接的方向滑移连接，当上模脱离原料并达到其行程的至高点时气嘴进入上模内且与上模内部空间连通。

通过采用上述技术方案，气嘴与上模可相对滑动，当上模下降以进行拉深工序时气嘴沿安装孔脱离上模内，以此避免与原料接触，避免气嘴损伤，同时为排空上模内空气提供泄压的通道，降低驱动上模移动的驱动机构的负荷，降低能耗，节省能源；而当拉深工序完成且上模复位并回到至高点时，气嘴相对上模移动并进入上模内，以此通过气流清理碎屑，从而提升成品率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述机体上设置有感应装置，当气嘴到达上模内时感应装置输出检测信号，感应装置与气泵电连接以响应检测信号并控制气泵启动。

通过采用上述技术方案，通过感应装置检测上模与气嘴的相对位置，当气嘴进入上模内且与上模内部空间连通时感应装置输出检测信号，以此控制气泵启动，通过气流清理碎屑、毛刺等杂质，从而自动开启或关闭气泵，缩短气泵的运行时间，降低能耗，提升节能性，同时气体的关断方便实现上模在拉深时的气体排空，减小了驱动机构的负荷，从而提升了节能性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述感应装置包括红外发射器、与红外发射器竖直相对的红外接收器以及设置于机体上的控制器，所述红外发射器、红外接收器分别与上模、机体连接，当上模升高至气嘴进入上模内时红外接收器接收到红外发射器的光信号并输出触发信号，控制器与红外接收器电连接以响应触发信号输出检测信号。

通过采用上述技术方案，当拉深工序完成且上模复位并回到至高点时气嘴进入上模内，此时红外发射器与红外接收器的间距缩小至设定距离以下，红外接收器接收到红外发射器的光信号并输出触发信号，控制器再响应触发信号输出检测信号，以此控制气泵启动，通过气流清理碎屑、毛刺等杂质。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传输机构包括转动设置于机体上的送料辊、平行设置于送料辊一侧的压辊、设置于机体上的驱动送料辊转动的驱动件以及设置于机体上位于原料传输通道两侧的导向柱，原料穿过送料辊与压辊之间且送料辊、压辊的周侧壁分别与原料的两侧表面滚动连接，导向柱上沿其周向开设有环槽，原料的侧边沿延伸至两侧的导向柱的环槽内。

通过采用上述技术方案，原料穿过送料辊与压辊之间且送料辊、压辊的周侧壁分别与原料的两侧表面滚动连接，当驱动件驱动送料辊转动时送料辊的摩擦力带动原料向前传输，且导向柱对原料进行限位，避免原料发生偏移，从而方便对原料进行定位，提高加工精度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述上模上穿设有导电条，导电条延伸至上模底部且与上模的底面齐平，当上模与原料抵接时导电条与原料抵接，所述导电条上电连接有电压检测装置，所述导向柱采用导电材质且一端接地，当导电条接地时电压检测装置触发并输出停止信号，电压检测装置与驱动机构电连接以响应停止信号控制上模停止于当前位置。

通过采用上述技术方案，原料在传输至指定位置等待冲压时，由于原料的边沿限定在导向柱的环槽内，且原料采用金属或合金材质，具有导电性，因此原料一端接地；当原料就位后，需让上模先抵接于原料顶面，再通过下模挤压原料底面进行拉深工序，而当上模抵接于原料时导电条与原料抵接，此时导电条接地使得电压检测装置触发并输出停止信号，电压检测装置响应停止信号控制驱动机构以使上模停止于当前位置，从而控制上模的行程，避免上模下压过度使原料以及导向柱损坏，从而保护原料与导向柱。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电压检测装置包括电源、npn型三极管、接地电阻以及继电器，npn型三极管的基极通过接地电阻连接于电源正极，其集电极与发射极串联于继电器线圈的供电回路中，导电条连接于接地电阻与npn型三极管的基极之间，当继电器线圈通电时输出励磁信号，驱动机构接收励磁信号且当励磁信号中断时控制上模停止于当前位置。

通过采用上述技术方案，当导电条通过原料、导向柱接地时，npn型三极管的基极电压被拉低，其集电极与发射极截止，继电器失电使其输出的励磁信号中断，此时驱动机构响应励磁信号的中断控制上模停止于当前位置，从而控制上模的行程，避免上模下压过度使原料以及导向柱损坏，从而保护原料与导向柱。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述机体上位于原料传输通道的一侧设置有鼓风装置，且所述机体的另一侧设置有用于承接碎屑、毛刺的废料箱，废料箱的开口与鼓风装置的出风侧水平相对。

通过采用上述技术方案，当气泵运行时通过气流将上模内的碎屑、毛刺等杂质吹落，而鼓风装置启动时产生水平的气流，用于引导碎屑、毛刺等杂质的掉落方向，使之进入机体一侧的废料箱内进行收集，从而方便杂质的清理，避免杂质粘附在原料或下模上而影响原料的加工。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

当上模与下模完成一次拉深工艺后，原料脱离上模，碎屑与毛刺残留于上模内壁上，此时启动气泵，高压气体通过输气管传输至气嘴处，由于气嘴的出气方向与圆筒形的上模的中心轴线呈夹角，以此使气嘴与上模的内壁相对，以此通过气流冲击的形式清除上模内壁上的碎屑与毛刺，避免上模进行下一次拉深工艺时碎屑与毛刺划伤下一个原料，从而提升成品率；

气嘴与上模可相对滑动，当上模下降以进行拉深工序时气嘴沿安装孔脱离上模内，以此避免与原料接触，避免气嘴损伤，同时为排空上模内空气提供泄压的通道，即安装孔，降低驱动上模移动的驱动机构的负荷，降低能耗，节省能源；而当拉深工序完成且上模复位并回到至高点时，气嘴相对上模移动并进入上模内，以此通过气流清理碎屑，从而提升成品率；

原料一端通过导向柱接地，当上模抵接于原料时导电条与原料抵接，此时导电条接地使得电压检测装置触发并输出停止信号，电压检测装置响应停止信号控制驱动机构以使上模停止于当前位置，从而控制上模的行程，避免上模下压过度使原料以及导向柱损坏，从而保护原料与导向柱。

附图说明

图1是背景技术中的上模、下模及原料的结构示意图；

图2是本实施例的整体结构示意图；

图3是本实施例的沿上模径向的剖面结构示意图，主要展示气嘴；

图4是图2中a部分的局部放大示意图；

图5是本实施例中的电压检测装置的电路原理图。

附图标记：1、机体；11、原料；111、支撑条；12、上模；121、导电条；122、安装孔；13、下模；131、定位柱；2、传输机构；21、送料辊；22、压辊；23、驱动件；231、步进电机；24、导向柱；241、环槽；3、驱动机构；31、第一液压缸；32、第二液压缸；4、清屑机构；41、气嘴；411、气孔；42、输气管；43、气泵；5、感应装置；51、红外发射器；52、红外接收器；53、控制器；6、鼓风装置；61、风机；62、废料箱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图2，为本发明公开的一种带拉深模具的自动化冲床，用于对金属或合金材质的原料11进行拉深的冲压工序，包括机体1、设置于机体1上的供原料11传输的传输机构2、滑移设置于传输机构2上方的上模12、滑移设置于传输机构2下方且与上模12竖直相对的下模13以及驱动机构3。传输机构2将原料11输送至上模12与下模13之间，驱动机构3驱动上模12与下模13滑动以实现两者插接配合，而上模12与下模13插接配合时挤压两者之间的原料11，完成拉深的冲压工序，得到圆筒状的电机外壳工件。

传输机构2包括转动设置于机体1上的送料辊21、平行设置于送料辊21一侧的压辊22、设置于机体1上的驱动送料辊21转动的驱动件23以及导向柱24。送料辊21与压辊22均呈圆柱体状且两者的端部均通过轴承与机体1转动连接，压辊22位于原料11上方，送料辊21位于原料11下方，原料11穿过送料辊21与压辊22之间且送料辊21、压辊22的周侧壁分别与原料11的两侧表面滚动连接。驱动件23包括与机体1通过螺钉固定的步进电机231，其输出轴与送料辊21一端同轴固定，以此带动送料辊21转动，从而配合压辊22通过摩擦力带动原料11向前传输。

导向柱24呈圆柱体状，通过螺钉固定于机体1上位于原料11传输通道的两侧，且导向柱24有多个，多个导向柱24沿原料11传输方向均匀间隔分布，导向柱24上沿其周向开设有环槽241，环槽241的中心轴线与导向柱24的中心轴线重合，而原料11的侧边沿延伸至两侧的导向柱24的环槽241内，以此对原料11的传输方向进行限定，避免原料11发生偏移，从而方便对原料11进行定位，提高加工精度。

上模12呈圆筒状，其内开设有圆柱体状的空腔，空腔的开口朝下，下模13呈圆柱体状，且上模12的中心轴线与下模13的中心轴线相互重合，原料11位于上模12与下模13之间。原料11拉深后形成的电机外壳工件的内径大于下模13的直径且其外径小于上模12的内径，以此在上模12与下模13插接时将片状的原料11拉深成圆筒状的电机外壳工件。

参照图2、图3，驱动上模12与下模13移动的驱动机构3包括与上模12连接的第一液压缸31以及与下模13连接的第二液压缸32。第一液压缸31与第二液压缸32均通过螺钉与机体1固定，且第一液压缸31的活塞杆与上模12顶部焊接固定，第二液压缸32的活塞杆与下模13底部焊接固定，第一液压缸31及第二液压缸32的伸缩方向处于同一竖直线上。

下模13顶部一体设置有与原料11通孔插接配合的定位柱131，定位柱131呈圆柱体状，通过定位柱131与通孔的插接配合实现下模13与原料11的锁定，避免原料11发生偏移而影响加工精度。当原料11到达指定位置时，即定位柱131的中心轴线与原料11通孔的中心轴线重合时，第一液压缸31带动上模12下降至与原料11顶面抵接时停止，以此支撑原料11的顶面。之后第二液压缸32带动下模13上升，定位柱131与通孔插接，下模13继续上升并挤压原料11直至插入上模12的空腔内，以此使原料11拉深成型。

参照图4，且上模12上穿设有导电条121，导电条121采用铜材质，导电条121延伸至上模12底部且与上模12的底面齐平，导电条121外包覆有绝缘层，绝缘层可采用环氧树脂，以此实现导电条121与上模12的隔离。且导向柱24采用导电材质且一端接地，导向柱24与地之间设置有常闭开关sw（见图4），以此方便控制导向柱24接地或置空。当上模12与原料11抵接时导电条121与原料11抵接，以此实现导电条121的接地。而导电条121上电连接有电压检测装置，当导电条121接地时电压检测装置触发并输出停止信号，电压检测装置与第一液压缸31电连接以响应停止信号控制上模12停止于当前位置，以此控制上模12的行程，避免上模12下压过度使原料11以及导向柱24损坏，从而保护原料11与导向柱24。

参照图4、图5，电压检测装置包括电源、npn型三极管q1、接地电阻r1以及继电器km1。npn型三极管q1的基极通过接地电阻r1连接于电源正极，其集电极通过继电器km1线圈连接于vcc端，其发射极接地。而继电器km1的常开开关km1-1串联于第一液压缸31的电磁阀s1的供电回路中，导电条121连接于接地电阻与npn型三极管的基极之间。当导电条121通过原料11、导向柱24接地时，npn型三极管q1的基极电压被拉低，其集电极与发射极截止，继电器km1失电使其输出的励磁信号中断，其常开开关km1-1断开第一液压缸31的电磁阀s1的供电回路，使得第一液压缸31停止运行，以此控制上模12停止于当前位置，避免上模12下压过度使原料11以及导向柱24损坏。其中，接地电阻r1用于避免电源直接接地而损坏，起到保护电源的作用。

参照图2、图3，上模12顶部贯穿开设有安装孔122，安装孔122呈圆形且连通外界与上模12的空腔，上模12与下模13插接配合时定位柱131、通孔、安装孔122三者竖直相对。机体1上设置有用于清理上模12内残留的碎屑、毛刺的清屑机构4，清屑机构4包括滑移穿设于安装孔122内的气嘴41、穿过上模12且与气嘴41连通的输气管42以及与输气管42连通的气泵43。其中，定位柱131、通孔、气嘴41三者竖直相对，以此避免上模12下压时原料11挤压气嘴41造成气嘴41损坏或原料11上脱落的碎屑等堵塞气孔411而造成清屑功能失效。

气泵43位于机体1的一侧且与机体1通过螺钉固定，输气管42采用橡胶软管，且气嘴41上开设有多个与输气管42连通的气孔411，气孔411呈长条状且竖直分布，多个气孔411沿上模12周向等角度间隔分布，气孔411的开口方向与上模12的中心轴线方向呈夹角。气泵43用于产生高压气体，再通过输气管42将高压气体输送至气嘴41处，气孔411开口方向与上模12的中心轴线方向呈夹角，以此使出气方向与上模12内壁相对，通过气流冲击的形式清除上模12内壁上的碎屑与毛刺，避免上模12进行下一次拉深工艺时碎屑与毛刺划伤下一个原料11，从而提升成品率。且多个气孔411的气流自上模12中心轴线向四周辐射，以此使气流冲击在上模12内壁各处，提升气流的覆盖面积，从而减少残留于上模12内壁上的碎屑。

气嘴41沿安装孔122的滑移方向与上模12与下模13的插接方向一致，当上模12脱离原料11并达到其行程的至高点时气嘴41进入上模12内且与上模12的空腔连通，以此避免气嘴41与原料11接触而损伤；同时为排空上模12内空气提供泄压的通道，降低驱动上模12滑动的驱动机构3的负荷，降低能耗，节省能源。机体1上设置有用于控制气嘴41内气体通断的感应装置5，当气嘴41到达上模12内时输出检测信号，感应装置5与气泵43电连接以响应检测信号并控制气泵43启动。

参照图2、图4，感应装置5包括红外发射器51、与红外发射器51竖直相对的红外接收器52以及设置于机体1上的控制器53。红外发射器51、红外接收器52竖直相对，且采用e3jk-5dm1-5l光电开关传感器，红外发射器51、红外接收器52分别与上模12、机体1通过螺钉固定，控制器53采用单片机，与机体1通过螺钉固定。上模12升高时红外发射器51与红外接收器52相互靠近，且当上模12升高至气嘴41进入上模12的空腔内时红外接收器52接收到红外发射器51的光信号并输出触发信号，控制器53与红外接收器52电连接以响应触发信号输出检测信号，控制器53与气泵43电连接以响应检测信号并控制气泵43启动，以此控制气泵43启动，通过气流清理碎屑、毛刺等杂质。

而当上模12下降时红外发射器51与红外接收器52拉开距离，使得检测信号中断，以此关断气泵43，以此实现气泵43的自动开启或关闭，缩短气泵43的运行时间，降低能耗，从而提升节能性；同时气体的关断方便实现上模12在拉深时的气体排空，减小了驱动机构3的负荷，从而提升了节能性。

机体1上位于原料11传输通道的一侧设置有鼓风装置6，鼓风装置6采用风机61，风机61与机体1通过螺钉固定，其出风侧与原料11水平相对，且机体1的另一侧设置有用于承接碎屑、毛刺的废料箱62，废料箱62与机体1一体成型，且废料箱62的开口与风机61的出风侧水平相对。当气泵43运行时通过气流将上模12内的碎屑、毛刺等杂质吹落，而风机61启动时产生水平的气流，用于引导碎屑、毛刺等杂质的掉落方向，使之进入机体1一侧的废料箱62内进行收集，从而方便杂质的清理，避免杂质粘附在原料11或下模13上而影响原料11的加工。

本实施例的实施原理为：在进行拉深工序时，压辊22与送料辊21将原料11传输至上模12与下模13之间。当原料11到达指定位置时，操作人员控制上模12下降，当上模12与原料11抵接时，导电条121接地使得电压检测装置触发并输出停止信号，以此控制第一液压缸31将上模12停止于当前位置。之后操作人员控制第二液压缸32以使下模13上升，使下模13上的定位柱131与原料11通孔插接进行原料11的锁定，下模13继续上升并挤压原料11直至插入上模12的空腔内，以此使原料11拉深成型。

当上模12与下模13完成一次拉深工艺后，操作人员短暂断开导电条121与地之间的常闭开关，以使电压检测装置短暂失效，以此方便控制上模12上升复位。当上模12上升至气嘴41进入上模12的空腔内时，红外接收器52与红外发射器51的间距缩短至设定距离内，此时控制器53控制气泵43启动，高压气体通过输气管42传输至气嘴41处，由于气孔411的出气方向与圆筒形的上模12的中心轴线呈夹角，以此使气嘴41与上模12的内壁相对，以此通过气流冲击的形式清除上模12内壁上的碎屑与毛刺，避免上模12进行下一次拉深工艺时碎屑与毛刺划伤下一个原料11，从而提升成品率。掉落的碎屑、毛刺等杂质在风机61的气流作用下进入废料箱62内进行收集，以此方便处理。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。