專利名稱：板材多模具沖壓加工的換模方法及其換模裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板材同工位多種形狀的沖壓加工技術(shù)，具體地指一種板材多模具沖壓加工的換模方法及其換模裝置。
背景技術(shù)：
板材在同一工位進(jìn)行多種形狀沖壓加工的方法，實(shí)質(zhì)上是板材在同一工位多模具換模加工的方法。該方法能提高板材加工精度并縮短加工周期，進(jìn)而提高板材加工業(yè)的自動(dòng)化程度，促使經(jīng)濟(jì)效益明顯增長(zhǎng)。但是，目前市場(chǎng)上用于實(shí)現(xiàn)多模具換模沖壓加工的裝置大都為轉(zhuǎn)塔式、氣動(dòng)式或液壓機(jī)械手傳動(dòng)式換模沖壓裝置。雖然這些裝置的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式各有不同，但它們的共同加工方法是采用上下兩套機(jī)械傳動(dòng)裝置，分別驅(qū)動(dòng)上、下模組件作同步換模運(yùn)動(dòng)，將上、下模同時(shí)送到壓力機(jī)打擊錘中心線下的固定工作位置。眾所周知，板材沖壓加工的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)是合模精度，尤其是在薄板上沖壓相互配套、套裝或者花樣造型的工件時(shí)，其合模精度要求更高。那么，通過(guò)上述上下兩套機(jī)械傳動(dòng)裝置分別驅(qū)動(dòng)上、下模的方法來(lái)達(dá)到這樣高的合模精度，必須依靠?jī)商讬C(jī)械同步傳動(dòng)裝置的高度一致性、高精度的機(jī)械加工、以及較長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)試周期來(lái)實(shí)現(xiàn)。其設(shè)備精密而龐大，操作控制環(huán)節(jié)嚴(yán)格而煩瑣，換模工作的精度和穩(wěn)定性要求極高。而且，由于板材沖壓加工裝置的工作頻率很高，每小時(shí)重復(fù)動(dòng)作常常達(dá)1.8萬(wàn)次以上，上下兩套傳動(dòng)裝置的機(jī)械運(yùn)動(dòng)相對(duì)誤差稍大一點(diǎn)，就會(huì)帶來(lái)合模困難，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞材料或者模具。這些原因造成其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、不易安裝、造價(jià)高昂、使用壽命偏短，限制了眾多中小型企業(yè)的購(gòu)買(mǎi)力，使板材加工業(yè)的發(fā)展受到了很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要打破現(xiàn)有的換模思維模式，提供一種板材多模具沖壓加工的換模方法及其換模裝置，它能以選擇一個(gè)上模工作的方式實(shí)現(xiàn)換模加工，克服兩套機(jī)械傳動(dòng)裝置不一致性帶來(lái)的合模誤差，解決現(xiàn)有設(shè)備使用壽命短、造價(jià)高的難題。
為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的板材多模具沖壓加工的換模方法，包括以下步驟
1)將下模架固定在壓力機(jī)機(jī)座上方，將多副模具的下模固定在下模架上，并使各下模以壓力機(jī)打擊錘中心線為軸心而呈圓周方向排列；2)將上模架安裝在壓力機(jī)打擊錘下方，將多副模具的上模安裝在與其下模排列位置對(duì)應(yīng)的上模架上，并使各上模可在上模架中垂直移動(dòng)；3)將以壓力機(jī)打擊錘中心線為旋轉(zhuǎn)軸心的換模器設(shè)置在壓力機(jī)打擊錘和多副模具的上模之間，將一個(gè)凸塊固定在換模器的下端面上，并使凸塊的圓周運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)于各上模的排列位置；4)驅(qū)動(dòng)換模器旋轉(zhuǎn)，使其上的凸塊對(duì)準(zhǔn)所選定的一個(gè)上模坐標(biāo)后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，再驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)打擊錘作沖壓運(yùn)動(dòng)，將其沖壓力通過(guò)換模器及其上的凸塊傳遞給所選定的上模，使該上模垂直向下移動(dòng)而與對(duì)應(yīng)的下模合模；5)提升起壓力機(jī)打擊錘，再驅(qū)動(dòng)換模器旋轉(zhuǎn)，使換模器凸塊對(duì)準(zhǔn)不同位置的上模坐標(biāo)，重復(fù)壓力機(jī)打擊錘的沖壓運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)不同位置的換模操作。
為實(shí)現(xiàn)上述換模方法而專門(mén)設(shè)計(jì)的換模裝置，包括安裝在壓力機(jī)機(jī)座上的下模架和安裝在壓力機(jī)打擊錘上的上模架。以壓力機(jī)打擊錘的中心線為軸心，在下模架上固定有沿圓周方向排列的多副模具的下模，在上模架上安裝有與各下模排列位置對(duì)應(yīng)、且可在上模架中垂直移動(dòng)的多副模具的上模。在各上模的上方設(shè)置有一通過(guò)傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)換模器，該旋轉(zhuǎn)換模器安裝在與壓力機(jī)打擊錘的中心線重疊的固定軸上。該旋轉(zhuǎn)換模器的下端面上設(shè)有一凸塊，凸塊旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)軌跡與各上模的排列位置對(duì)應(yīng)，凸塊可將所選定對(duì)準(zhǔn)的上模垂直壓下與對(duì)應(yīng)的下模合模。其工作原理是這樣的傳動(dòng)部件受外力作用驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)換模器繞固定軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)換模器下端面上的凸塊用于調(diào)節(jié)各個(gè)上模在沖壓工作方向的位置高低。當(dāng)選擇某一上模作為工作模時(shí)，凸塊運(yùn)動(dòng)到該上模處即停止。于是，該凸塊向下擠壓使這個(gè)工作模凸出，或凸塊在沖壓時(shí)使這個(gè)工作模凸出。在壓力機(jī)打擊錘下移的過(guò)程中，只有這個(gè)工作模與固定在下模架上的對(duì)應(yīng)下模合模，從而實(shí)現(xiàn)該模位的沖壓加工。選擇不同位置的上模坐標(biāo)，即可方便地實(shí)現(xiàn)換模加工。
由上述換模方法及裝置的工作原理可知，本發(fā)明具有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)其一，換模器凸塊每次只選中一個(gè)上模，使之向下運(yùn)動(dòng)即可與下模合模，選擇不同的上模便能實(shí)現(xiàn)多模位換模，換模動(dòng)作大為減少。其二，每副模具在水平方向上的位置一次調(diào)定后就固定不變，在換模合模的過(guò)程中只有上模在垂直方向上運(yùn)動(dòng)，消除了現(xiàn)有換模方式中由于模位同步運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的合模誤差，提高了沖壓精度。其三，換模過(guò)程僅在上模架內(nèi)完成，簡(jiǎn)化了模位移動(dòng)所必須的機(jī)械結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的電控等部件，同時(shí)也減少了同步傳動(dòng)部件的相對(duì)誤差所帶來(lái)的故障率，模具及設(shè)備的工作穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，使用壽命大幅延長(zhǎng)。其四，由于換模的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件減少，整機(jī)體積也相應(yīng)縮小，降低了裝置成本，也便于安裝調(diào)試，且裝置的性價(jià)比提高，非常適于中小企業(yè)選用。


圖1為一種板材多模具沖壓加工的換模方法的換模原理圖。
圖2為一種板材多模具沖壓加工的換模裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明圖中所示的板材多模具沖壓加工的換模裝置，其下模架1固定在壓力機(jī)機(jī)座13上，其上模架10固定在壓力機(jī)打擊錘9上。以壓力機(jī)打擊錘9的中心線14為軸心，在下模架1上固定有沿圓周方向排列的多副模具的下模2。在上模架10上安裝有與各下模2排列位置對(duì)應(yīng)的多副模具的上模5，各上模5通過(guò)壓簧4支撐，可在上模架10中作垂直移動(dòng)。在上模架10中各上模5的上方設(shè)置有一旋轉(zhuǎn)換模器7，旋轉(zhuǎn)換模器7安裝在與壓力機(jī)打擊錘9的中心線14重疊的固定軸8上。旋轉(zhuǎn)換模器7的旁邊安裝有傳動(dòng)齒輪組11，傳動(dòng)齒輪組11的輸出齒輪直接與旋轉(zhuǎn)換模器7周邊的齒輪相嚙合，以簡(jiǎn)捷可靠地驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)換模器7轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)換模器7的下端面上固定有一凸塊6，凸塊6旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)軌跡與各上模5的圓周排列位置對(duì)應(yīng)。凸塊6對(duì)準(zhǔn)所選定的上模5時(shí)，可將該上模5擠壓下突，以便與對(duì)應(yīng)的下模合模。在上模架10上還安裝有鎖模銷組件3，鎖模銷組件3的卡銷頭直接與旋轉(zhuǎn)換模器7周邊的齒輪相配合，用于鎖定或開(kāi)啟旋轉(zhuǎn)換模器7，從而簡(jiǎn)單快捷地實(shí)現(xiàn)模具的精確定位。
下面以板材12的沖孔加工為例，說(shuō)明本板材多模具沖壓加工的換模裝置的換模和加工方法。首先將上模架10及各上模5安裝在壓力機(jī)打擊錘9上，將下模架1及各下模2安裝在壓力機(jī)機(jī)座13上，將板材12定位于上模5和下模2之間。壓力機(jī)停止工作時(shí)，壓力機(jī)打擊錘9處在上始點(diǎn)。接通電源后，鎖模銷組件3開(kāi)啟，其卡銷頭從旋轉(zhuǎn)換模器7周邊的齒輪中脫離。隨后啟動(dòng)外部動(dòng)力并通過(guò)傳動(dòng)齒輪組11使旋轉(zhuǎn)換模器7作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)換模器7下端面的凸塊6隨之轉(zhuǎn)動(dòng)到選定的某一上模5上方時(shí)，該上模5受向下的擠壓力而超出其它上模5的原始位置。這時(shí)控制外部動(dòng)力使旋轉(zhuǎn)換模器7停止轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖模銷組件3的卡銷頭重新卡入到旋轉(zhuǎn)換模器7的周邊齒輪中。隨后控制壓力機(jī)打擊錘9下移沖孔。由于前述各上模5的位置高低不同，在實(shí)施合模沖壓的過(guò)程中，只有選定的上模5才能有效地接觸并沖壓板材12，進(jìn)而與下模架1上對(duì)應(yīng)的下模2合模，使被沖壓件落料。之后壓力機(jī)打擊錘9開(kāi)始上移，脫模后完成第一個(gè)沖壓工作周期，同時(shí)進(jìn)入第二個(gè)沖壓工作周期。在前次脫模后到再次合模前這段時(shí)間內(nèi)，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)換模器7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成換模過(guò)程，直到下一個(gè)沖壓工作周期完畢，以后周而復(fù)始。由此不難看出本裝置的關(guān)鍵技術(shù)是在旋轉(zhuǎn)換模器7及其下端面上的凸塊6與多個(gè)上模5所形成的正弦換模機(jī)構(gòu)之中，僅通過(guò)旋轉(zhuǎn)換模器7作分度旋轉(zhuǎn)即可方便準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)工作沖模的更換。在沖壓行業(yè)中，現(xiàn)有的許多加工設(shè)備和加工工藝都能與本裝置配合使用，例如與作兩維運(yùn)動(dòng)的數(shù)控自動(dòng)送料機(jī)組合起來(lái)，便構(gòu)成板材同工位多模位自動(dòng)重定位加工系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種板材多模具沖壓加工的換模方法，包括以下步驟1)將下模架固定在壓力機(jī)機(jī)座上方，將多副模具的下模固定在下模架上，并使各下模以壓力機(jī)打擊錘中心線為軸心而呈圓周方向排列；2)將上模架安裝在壓力機(jī)打擊錘下方，將多副模具的上模安裝在與其下模排列位置對(duì)應(yīng)的上模架上，并使各上?？稍谏夏＜苤写怪币苿?dòng)；3)將以壓力機(jī)打擊錘中心線為旋轉(zhuǎn)軸心的換模器設(shè)置在壓力機(jī)打擊錘和多副模具的上模之間，將一個(gè)凸塊固定在換模器的下端面上，并使凸塊的圓周運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)于各上模的排列位置；4)驅(qū)動(dòng)換模器旋轉(zhuǎn)，使其上的凸塊對(duì)準(zhǔn)所選定的一個(gè)上模坐標(biāo)后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，再驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)打擊錘作沖壓運(yùn)動(dòng)，將其沖壓力通過(guò)換模器及其上的凸塊傳遞給所選定的上模，使該上模垂直向下移動(dòng)而與對(duì)應(yīng)的下模合模；5)提升起壓力機(jī)打擊錘，再驅(qū)動(dòng)換模器旋轉(zhuǎn)，使換模器凸塊對(duì)準(zhǔn)不同位置的上模坐標(biāo)，重復(fù)壓力機(jī)打擊錘的沖壓運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)不同位置的換模操作。
2.一種采用權(quán)利要求1所述換模方法而專門(mén)設(shè)計(jì)的換模裝置，包括安裝在壓力機(jī)機(jī)座(13)上的下模架(1)和安裝在壓力機(jī)打擊錘(9)上的上模架(10)，其特征在于以壓力機(jī)打擊錘(9)的中心線為軸心，在下模架(1)上固定有沿圓周方向排列的多副模具的下模(2)，在上模架(10)上安裝有與各下模(2)排列位置對(duì)應(yīng)、且可在上模架(10)中垂直移動(dòng)的多副模具的上模(5)；在各上模(5)的上方設(shè)置有一通過(guò)傳動(dòng)部件(11)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)換模器(7)，旋轉(zhuǎn)換模器(7)安裝在與壓力機(jī)打擊錘(9)的中心線重疊的固定軸(8)上，旋轉(zhuǎn)換模器(7)的下端面上設(shè)有一凸塊(6)，凸塊(6)旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)軌跡與各上模(5)的排列位置對(duì)應(yīng)，凸塊(6)可將所選定對(duì)準(zhǔn)的上模(5)垂直壓下與對(duì)應(yīng)的下模(2)合模。
全文摘要
一種板材多模具沖壓加工的換模方法及其換模裝置。該方法是將安裝在上下模架上的各上下模排列在以壓力機(jī)打擊錘中心線為軸心的圓周上，并通過(guò)繞該軸心旋轉(zhuǎn)的換模器及其凸塊對(duì)上模的選擇和沖壓力的傳遞，實(shí)現(xiàn)板材同工位換模加工。該裝置包括以壓力機(jī)打擊錘中心線為軸心、安裝在上模架和下模架上呈圓周排列的各上下模，在各上模的上方設(shè)置有一以壓力機(jī)打擊錘中心線為軸心的旋轉(zhuǎn)換模器，換模器的下端面上設(shè)有一凸塊，凸塊旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)軌跡與各上模的排列位置對(duì)應(yīng)，壓力機(jī)的沖壓力通過(guò)換模器及凸塊傳遞給所選定的上模，使上模垂直壓下與對(duì)應(yīng)的下模合模。它的多個(gè)沖壓模位對(duì)應(yīng)固定，簡(jiǎn)化了內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制環(huán)節(jié)，提高了工作精度和工作穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B21D22/06GK1565768SQ0312821
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者錢(qián)惠國(guó), 王全, 王曉暉, 萬(wàn)浩, 陳軍, 周少峰, 石敏, 陸俊杰, 李武建 申請(qǐng)人:武漢市工程科學(xué)技術(shù)研究院光學(xué)研究所