U形丝高效折弯装置的制作方法

u形丝高效折弯装置
技术领域
1.本实用新型涉及丝加工设备技术领域，具体是一种u形丝高效折弯装置。


背景技术：

2.u形结构的丝在农业植物藤蔓支架的搭建，及在建筑业钢筋笼的捆绑都经常用到，日常生活中最常见的u形丝是订书钉。
3.将u形结构的丝应用作为电池板栅中的竖筋条导体时，u形丝穿过板栅的横筋条中间部位，横筋条为轻质塑料材质，形成结构稳定的复合板栅结构；u形丝底部折弯结构兜住板栅最外侧横筋条，使得板栅不会在其底部因纵横筋条的结合力弱而松散。
4.当生产板栅需要应用大量u形丝结构时，现有成熟的单根丝折弯技术，很难高效供应u形结构丝，难以满足工业化生产的需求。
5.现有u形丝成形的技术方案中除了常见的单根丝折弯方法外，还有u形槽分切或浇注成型工艺，低于50mpa抗弯强度的丝折好u形的第一弯后，如生产效率提升，在折u形的第二个弯的过程中，容易导致第一弯发生非预期变形；u形槽分切方法成形的u形丝端截面多为方形，难以形成圆形端截面的u形丝；浇注成型工艺的u形丝只适合端截面较大，u形结构丝长度相对截面直径比例不太高的丝，且浇注成型的u形丝生产效率一般不高。由此可见，上述几种现有工艺均存有一定的局限性。
6.针对低于50mpa抗弯强度的丝成形u形结构，需要设计一种新的工艺及生产设备。


技术实现要素：

7.针对上述技术问题，申请人设计了“合页式”的同步折弯低于50mpa抗弯强度丝成形u形结构，具体的，将多条丝穿入设置好的模具孔中，模具合页折叠实现一组丝被同步折弯，模具合页折叠旋转轴区域露出u形丝的底部折弯部位，便于u形丝从该部位被抽出应用。
8.本实用新型根据上述生产方式，提供一种u形丝高效折弯装置，为丝折弯为u形提供专门的设备，技术方案如下：
9.一种u形丝高效折弯装置，包括合页模具，合页模具包括固定模具及转动模具，转动模具可相对于固定模具转动，二者夹角由180
°
至0
°
变化，实现开模、合模动作。所述固定模具和转动模具内分别设有容纳一片模芯的空腔，所述模芯为薄板结构，模芯薄板均匀设有多个通孔，丝由通孔依次进入两个模芯，两模芯在合页模具的带动下实现角度变化，从而实现丝折弯为u形。
10.为了实现连续自动化生产，所述合页模具设置在转盘上，所述转盘连接底座上的转盘动力装置，转盘动力装置带动转盘旋转，从而带动合页模具跟随运转。
11.所述转盘上分别设置有四组围绕转盘中心成环形均匀分布的合页模具，转盘四周分别设置有丝入模、丝折弯、出模芯及入模芯四个工位，四个工位围绕转盘中心成环形均匀分布，合页模具被运转至对应工位分别实现丝进入模芯，对合模芯实现丝的折弯，模芯带着折弯后的丝被推出，放入新的一对模芯的循环过程。
12.合页模具实现开合模的主要动力结构如下：所述转动模具连接合页模转轴，合页模转轴连接合页旋转动力机构，合页旋转动力机构带动合页模转轴旋转，从而带动转动模具相对于固定模具0
°
至180
°
旋转。
13.所述转盘下部设置有导电滑环，导线滑环由其对应的支撑架支撑，导电滑环包括两条并行的正、负极同心导电带，所述合页旋转动力机构下方连接碳刷，穿过转盘台面，碳刷从导电滑环表面受电，以驱动合页旋转动力机构的低压扭矩电机。上述结构保证在转盘旋转的情况下，合页旋转动力机构能通过导电滑环上的极性布局实现转向的控制，避免多个旋转动力机构的控制电路信号线被旋转缠绕或无线控制信号相互干扰的现象发生。
14.所述导电滑环在丝入模工位、丝折弯工位到出模芯工位三个工位的下方，共180
°
弧度范围内，两条导电带极性相同；在出模芯工位到入模芯工位的下方90
°
的弧度范围内，两条并行的同心导电带极性互换；在入模芯工位到丝入模工位的下方90
°
的弧度范围内，不铺设导电带。通过导电滑环相应轨道上的正负极以及没有导体来控制合页旋转动力机构的低压扭矩电机正转、反转及停机，从而控制合页模具的合模、开模动作。
15.所述丝入模工位设置有丝切刀刀架，丝切刀刀架上连接有丝切刀，丝切刀连接切割动力机构，丝切刀位于丝入模工位。按设计要求完成丝入模芯的进丝动作后，切割动力机构向下推动丝切刀，切断全部已经进入到模芯内的丝，再抬起丝切刀，在模芯内留有长度相同的一组丝，丝被切断后，丝排列器在排列器位移导轨上被推移离开转盘一段距离，以便于转盘的后续旋转动作。
16.所述丝入模工位设置有模芯压条，模芯压条连接压模芯动力机构，模芯压条连接于丝入模工位上部对应的机架上，对应设置在该工位固定模具及转动模具之间的凹槽上部。为减少丝在弯折过程中在模芯内的位移，需要模芯在合页模转轴区域留有弯折丝的凹槽。压模芯动力机构带动刚好能嵌入两片模芯中间缝隙的模芯压条压住两片模芯，一是避免两片模芯与合页的模具之间留有缝隙，二是避免丝在两片模芯结合的缝隙处卡顿、冒头。待丝穿模芯到位后，压模芯动力机构带动模芯压条抬起。
17.为了保证两片模芯完全合模，所述丝折弯工位设置有辅助折弯机构，辅助折弯机构包括合模辅助动力机构，合模辅助动力机构为旋转转动模具提供额外扭矩，致使旋转转动模具与固定模具之间的夹角为零，合模辅助动力机构安装在丝折弯工位上部对应的机架上。合模辅助动力机构为合模提供较大压紧力，使得该位置的合页模具完全合模，保证折弯成u形的效果。
18.所述合页模固定模具的底部设置有模芯推杆，通过移动模芯推杆可在合页模合模后推动模芯的推芯台阶部位，将模芯带动推出至模芯盒，模芯盒一端开口，模芯盒用来接收推出的模芯，模芯盒内可装入多层模芯。
19.所述模芯送出机构包括模芯送出动力及模芯送出传动机构，在模芯送出工位，模芯送出动力通过模芯送出传动机构可带动模芯推杆移动。
20.所述模芯推杆的下部设置有凸块，转盘将固定模具转动至出模芯工位时，其凸块刚好与模芯送出传动机构连接，从而模芯送出动力可带动模芯推杆移动，从而带动模芯送出合页模具。
21.所述模芯送出机构包括推模芯连杆，推模芯连杆转动安装在转盘下部对应的底座，并可围绕其支撑轴转动，推模芯连杆的下端连接推模芯动力机构，上端设有u形凹槽，转
盘将固定模具转动至出模芯工位时，模芯推杆的凸块刚好卡入推模芯连杆的凹槽部分。
22.所述模芯在合页模轴对应区域留有弯折丝的凹槽，避免影响合页；模芯设置有两个台阶结构，内侧台阶结构为便于丝勾出的勾丝凹槽，外侧台阶结构为减少丝在弯折过程中在模芯内的位移的折丝凹槽。
23.本实用新型所达到的有益效果是：
24.本实用新型u形丝高效折弯系统设计，可同时将多组丝同时折弯成u形，折弯加工效率高，并且全程自动化操作。
25.本实用新型结构新颖实用，通过模芯及合页模的结构形式，完成丝折弯，快速高效。
26.本实用新型结构优化，保证加工过程中的品质与质量。
附图说明
27.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
28.图1是本实用新型的结构示意图(第二方位)；
29.图2是图1的背面视图；
30.图3是本实用新型四个工位的结构示意图；
31.图4是模芯的结构示意图；
32.图5是模芯和模芯盒的结构示意图(出模芯工作状态下，转动模具部分结构剖切掉)；
33.图6是固定模具下部模芯推杆的结构示意图；
34.图7是导电滑环及低压扭矩电机的结构示意图。
35.图中：1、丝；2、丝切刀；3、丝切刀刀架；4、模芯压条；5、模芯；5-1、通孔；5-2、勾丝凹槽；5-3、折丝凹槽；5-4、模芯唇；5-5、推芯台阶；5-6、模芯定位孔；6、导电滑环；6-1、正极；6-2、负极；6-3、交叉导线；7、碳刷；8、转盘；9、底座；10、支撑架；11、转盘驱动电机；12、固定模具；13、转动模具；14、合页模转轴；15、推模芯连杆；16、低压扭矩电机；17、出模芯升降平台；18、出模芯工位；19、丝折弯工位；20、合模辅助气缸；21、装芯提篮；22、提篮支撑柱；23、流利条；24、模芯旋转升降平移平台；25、模芯吸盘；26、模芯定位杆；27、入模芯工位；28、丝入模工位；29、推模芯气缸；30、模芯仓；31、模芯盒压紧气缸；32、模芯盒；33、模芯推杆；33-1、凸块。
具体实施方式
36.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
37.实施例：
38.如图1、图2所示，一种u形丝高效折弯装置，包括合页模具，合页模具包括固定模具12及转动模具13，转动模具13可相对于固定模具12转动，二者夹角由180
°
至0
°
变化，实现开模、合模动作。所述固定模具12和转动模具13内分别设有容纳一片模芯5的空腔，所述模芯5为薄板结构，模芯薄板均匀设有多个通孔5-1，丝1由通孔5-1依次进入两个模芯，两模芯在
合页模具的带动下实现角度变化，从而实现丝的u形折弯。
39.如图1至图4所示，所述丝折弯装置包括转盘8，圆形的转盘8连接底座9上的转盘动力装置，转盘动力装置包括转盘驱动电机11，转盘动力装置带动转盘8做旋转运动。所述转盘8上分别设置有四组围绕转盘中心成环形均匀分布的合页模具，所述合页模具包括固定模具12、合页模转轴14及转动模具13，合页模转轴14与转动模具13固定连接，合页模转轴14连接合页旋转动力机构，合页旋转动力机构包括低压扭矩电机16，合页旋转动力机构带动合页模转轴14旋转，从而带动转动模具13旋转，做合模、开模动作。所述固定模具12和转动模具13内分别设有刚好容纳一片模芯5的空腔。
40.如图4所示，所述模芯5为薄板结构，模芯5薄板均匀设有多个通孔5-1，丝穿过通孔5-1，通孔5-1的内径比需要通过的丝直径略大，一般控制其内径尺寸为丝直径的1.05到1.5倍。模芯5外侧设有模芯唇5-4、模芯定位孔5-6及推芯台阶5-5，便于模芯5在周转过程中被工装夹具精确定位。为减少丝1在弯折过程中在模芯5内的位移，模芯5在合页模轴对应区域留有弯折丝的折丝凹槽5-3及留给勾丝机构插入空间的勾丝凹槽5-2，为后续u形丝拉出装置留出可插入的空间。
41.如图1、图2、图3、图7所示，所述丝折弯装置分别依次设置有丝入模工位28、丝折弯工位19、出模芯工位18及入模芯工位27，分别间隔90
°
围绕转盘中心均匀分布。
42.所述转盘8下部设置有导电滑环6，导电滑环6由其对应的支撑架10支撑，支撑架10下部与底座9固定连接。导电滑环6包括两条并行的正、负极同心导电带，分别为正极6-1、负极6-2，并且设置相应的交叉导线6-3。在丝入模工位28、丝折弯工位19到出模芯工位18三个工位的下方，共180
°
弧度范围内，两条导电带极性相同；在出模芯工位18到入模芯工位27的下方90
°
的弧度范围内，两条并行的同心导电带极性互换；在入模芯工位27到丝入模工位28的下方90
°
的弧度范围内，不铺设导电带。所述低压扭矩电机16下方连接碳刷7，碳刷7从导电滑环6表面受电，以驱动合页旋转动力机构的低压扭矩电机16，通过与导电滑环6相应轨道上的正极6-1、负极6-2以及没有导体接触来控制低压扭矩电机16正转、反转及停机，从而控制合页模具的合模、开模动作。
43.以下针对丝入模工位28、丝折弯工位19、出模芯工位18及入模芯工位27，四个工位的具体结构及工作方式具体说明：
44.一、丝入模工位28；
45.所述丝入模工位28设有丝1在该位置被送入的模芯5，丝入模工位28的上部设置有丝切刀刀架3，丝切刀刀架3上连接有丝切刀2，丝切刀2连接切割动力机构。按设计要求完成丝入模芯5的进丝动作后，丝切刀刀架3向下推动丝切刀2，切断全部已经进入到模芯5内的丝1，再抬起丝切刀2，实现在模芯内留有长度相同的一组丝。
46.所述丝折弯装置的上部设置有模芯压条4，模芯压条4连接压模芯动力机构，模芯压条4连接于丝入模工位28上部对应的机架上，对应设置在该工位固定模具12及转动模具13之间的凹槽上部。为减少丝1在弯折过程中在模芯5内的位移，需要模芯5在合页模转轴区域留有弯折丝凹槽5-3。模芯压条4在模芯动力机构作用下，压住两片模芯5，一是避免两片模芯5与合页的模具之间留有缝隙，二是避免丝1在两片模芯5结合的缝隙处卡顿、冒头。待丝穿模芯到位后，模芯动力机构带动模芯压条4抬起。
47.二、丝折弯工位19；
48.丝入模后，启动转盘驱动电机11，转盘8转动，为每个位置上的合页模旋转轴上安装的低压扭矩电机16的电源碳刷7与双轨的导电滑环6接触，在丝入模工位28与出模芯工位18位置之间的电机正向(为区分合页模具开模为反向)转动，合页模具合模，四工位转盘8旋转90
°
后，转到丝折弯工位19的合页模具，根据丝的抗弯强度，选用合适的扭矩电机，使得两片合页之间的夹角需从180
°
旋转至90
°
以内。
49.因丝抗弯强度的原因，仅依靠低压扭矩电机16难以将两片模芯5合页至零度角，因此，丝折弯工位19设置有辅助折弯机构，所述辅助折弯机构包括合模辅助动力机构，合模辅助动力机构包括合模辅助气缸20，为合模提供大力臂扭矩，致该位置的合页模具完全合模，两模芯5夹角为零度。合模辅助动力机构安装在丝折弯工位19上部对应的机架上，向下输出压力。
50.三、出模芯工位18：
51.如图2、图3、图5、图6所示，合模后，两片模芯5内的丝被折弯呈“u”形，在出模芯工位18通过模芯送出机构将模芯5送出至模芯盒32。所述模芯送出机构包括推模芯连杆15，转盘8空间的限制时，推模芯连杆15转动安装在转盘8下部对应的底座上，并可围绕其支撑轴转动，推模芯连杆15的下端连接推模芯动力机构，推模芯动力机构包括推模芯气缸29，推模芯连杆15上端设有u形凹槽。
52.如图5、图6所示，所述合页模固定模具12的底部设置有模芯推杆33，模芯推杆33在合页模合模后能将模芯5带动推出。具体的，模芯推杆33部分结构设置在固定模具12的下部，并可沿固定模具底部的滑动杆滑动；模芯推杆33的另外部分结构设置在固定模具12腔体内，用于推动模芯5：模芯5设置有推芯台阶5-5，方便模芯推杆33卡住，从而用来推动模芯5。另外，模芯推杆33的下部设置有凸块33-1，转盘8转动至出模芯工位18时，其凸块33-1刚好卡入推模芯连杆15的凹槽部分，从而推模芯连杆15与模芯推杆33连接，此时，推模芯气缸29带动推模芯连杆15围绕支撑轴旋转，推模芯连杆15上端带动模芯推杆33移动，从而将模芯5推出送至模芯盒32；推模芯气缸29反向动作，使模芯推杆33复位，以便于在入模芯工位放入的模芯与模芯推杆33不冲突。
53.所述模芯盒32一端开口，模芯推杆33推出的模芯5在锲形的模芯唇5-4的引导作用下进入模芯盒32，模芯盒32内可装入多层模芯5。转盘8中间部分为下凹结构，凹面底部与转盘驱动电机11固定，凹面内部空间设置为可将模芯盒32放入的空间，便于将模芯5通过平推方式置入模芯盒32。
54.所述转盘8中间下凹结构内还设置有装芯提篮21、提篮支撑柱22，装芯提篮21为底部开槽的提篮，方便后续模芯盒32转运。为减少模芯5被挤入模芯盒32过程中，减少对出模芯升降平台17的扭力，在装芯提篮21背部设有提篮支撑柱22，提篮支撑柱随着转盘8一同转动，每次转动90度后，都有提篮支撑柱的一面来支撑模芯入盒的挤压力。模芯盒32装入装芯提篮21后，模芯盒压紧气缸31保障模芯盒在装芯提篮21内被锁死，不发生晃动和位移。为减少装芯提篮21进出四工位转盘凹面内部与提篮支撑柱22之间的摩擦力，在正对丝入模工位28、丝折弯工位19、出模芯工位18和入模芯工位27的四个位置，分别设有成列牛眼滚珠组成的流利条23。以上是模芯盒32转运的结构。
55.四、入模芯工位27：
56.如图1、图2所示，模芯5在上一工位被推出后，空的合页模旋转至该位置，并且合页
模反转打开至180
°
，模芯吸盘25在模芯旋转升降平移平台24的带动下从模芯仓30内的套在模芯定位杆26上吸取一片模芯5，放入转动模具13或固定模具12的模腔内，使得模芯5的折丝凹槽5-3居中朝上放置，然后模芯吸盘25在模芯旋转升降平移平台24的带动下再次从模芯仓30内吸取另一片模芯5放入另一固定模具12或转动模具13，同样使得模芯5的折丝凹槽5-3居中朝上放置，吸盘分两次在该位置装入一对对称放置的模芯5，继续重复上述折弯流程。
57.本实用新型中的机架是指用于支撑各部件的各个固定机架，可根据需求设置在不同位置、不同高度。
58.本实用新型各个动力部件的运行基本都受控制系统的控制，实现自动化。