專利名稱：鋼管冷沖切方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械加工方法，具體的說是一種鋼管冷沖切方法。
背景技術(shù)：
目前，以無縫鋼管作為中、小型軸承內(nèi)外圈毛坯的主要材料，在軸承行業(yè) 中已被廣泛采用。但在由鋼管變成單件的軸承內(nèi)外圈毛坯時(shí)，普遍采用的是在 車床上用車刀逐段切割的工藝，使部份貴重的鋼管變成低價(jià)的鐵屑，造成了大 量的資源浪費(fèi)，特別是對大批量生產(chǎn)的軸承企業(yè)，由于用車刀割料所造成的鋼 管的損耗，其量更是大得警人！用車床切割，即浪費(fèi)材料，又費(fèi)人工體力，生 產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定，在生產(chǎn)過程中還存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的資源浪 費(fèi)大、效率低等缺陷，提供一種鋼管冷沖切方法，為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)
方案
鋼管冷沖切方法，其特征是
在一模具上設(shè)置兩個(gè)承載部，并在兩個(gè)承載部上相對的位置分別設(shè)置一個(gè) 刀口，在兩個(gè)刀口之間保持一個(gè)第一工件寬度的空位；
將個(gè)鋼管前端從第一個(gè)承載部伸向第二個(gè)承載部，并令鋼管位于第二個(gè)承 載部上的長度為一個(gè)第二工件的寬度；
將一外徑與鋼管內(nèi)徑相當(dāng)?shù)牡谝恍景舨迦脘摴埽⒘畹谝恍景舻那岸嗣媾c 第一承載部上的刀口對齊；
將一個(gè)長度與第一工件的寬度相當(dāng)、外徑與鋼管的內(nèi)徑相當(dāng)?shù)男灸匿摴?的前端置入鋼管，并令該芯模與前述第一芯棒的前端面接觸； 將一第二芯棒從鋼管前端伸入鋼管并于芯模接觸；
用一個(gè)厚度與第一工件的寬度相當(dāng)?shù)臎_頭刀板從鋼管外對應(yīng)芯模的位置沖 切鋼管，直至將鋼管位于兩刀口之間一段與芯模一起沖切下來，并將芯模從沖切下來的鋼管段內(nèi)取出供循環(huán)使用，該鋼管段即為第一工件；
將滯留在第二承載部上的一段鋼管從第二芯棒上移走，該鋼管段即為第二
工件，并將第二芯棒從該位置移開。
由于本方法的沖切是不去料加工，在沖切過程中沒有產(chǎn)生廢料，因此大大
節(jié)約了資源；同時(shí)，通過一次沖切而得到兩個(gè)工件，效率得以提高；而且作業(yè)
過程中，操作人員不接觸沖切部位，因此安全可靠，消除了安全隱患，所得工
件質(zhì)量穩(wěn)定。
作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明可以通過具體技術(shù)措施 實(shí)現(xiàn)
將所述第一芯棒插入鋼管至要求位置后予以固定。 用步進(jìn)送料裝置將鋼管從第一承載部推向第二承載部。
在第二芯棒上套一壁厚與鋼管壁厚一致的管狀推料件，將推料件的前端設(shè) 置成半圓管狀，從而由該半圓管狀部位的管壁形成一墊襯部。
將第二芯棒的工作端面限定在由第一位置和第二位置確定的行程中，在第 一位置該工作端面與模具第二承載部的刀口對齊，在第二位置該工作端面與第 二承載部的刀口之間至少保持有所述第一工件與第二工件的寬度之和的軸向距 離，且所述第二工件的寬度不大于第一工件的寬度；
將推料件的工作端面限定在由第一位置和第二位置確定的行程內(nèi)，在第一 位置該工作端面與第二承載部的刀口對齊，在第二位置該工作端面與第二承載 部的刀口之間至少保持有一個(gè)第二工件寬度的軸向距離。
本發(fā)明的有益效果是
1、 通過不去料加工，使材料得以大大節(jié)約，與傳統(tǒng)的車床切割相比，可節(jié) 約鋼管總用量的10%-15%，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
2、 一次沖切可以得到兩個(gè)工件，效率得以提高，可提高4一5倍；
3、 作業(yè)過程中，操作人員不接觸沖切部位，因此安全可靠，消除了安全隱
患；
4、 所得工件質(zhì)量穩(wěn)定。


圖1為實(shí)施本發(fā)明方法時(shí)所用設(shè)備的一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-4為圖1所示結(jié)構(gòu)完成一次沖切時(shí)第一芯棒、第二芯棒、沖頭刀板以 及芯模與模具幾種狀態(tài)示意圖。
圖5a、圖5b、圖5c為本發(fā)明沖頭刀板的一種結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖5b、圖 5c分別為圖5a的右視圖、左視圖。
圖6a、圖6b為本發(fā)明對第一芯棒予以固定的一種結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖6b 為圖6a的A-A向剖視圖。
圖7a、圖7b為圖1中送料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖7b為圖7a的B-B 向剖視圖。
圖8為圖1所示夾緊結(jié)構(gòu)的示意圖(相對圖1的C-C向剖視圖)。
圖9為包含本發(fā)明方法的沖切工藝流程示意圖。
圖中
1- 模具
11- 第一承載部
12- 第二承載部 13/14-刀口 15-空位；
2- 送料裝置
21- 齒條軸
22- 軌道
23- 傳動(dòng)箱
24- 齒輪
25- 轉(zhuǎn)動(dòng)軸
26- 齒圈
27- 齒軸
28- 單向離合器
29- 送料氣缸
210- 導(dǎo)向柱
211- 彈性卡套組件
212- 束緊套213-螺母；
3- 夾緊裝置
31- 支撐座
32- 壓蓋
33- 導(dǎo)向桿
34- 彈簧
35- 轉(zhuǎn)軸
36- 杠桿
37- 夾緊氣缸；
4- 第一芯棒 4卜臺(tái)階軸結(jié)構(gòu);
5- 第二芯棒 51-推進(jìn)氣缸；
6- 推料件
61- 襯墊部
62- 推料氣缸
63- 支撐彈簧
64- 斜形楔塊；
7- 貯存槽；
8- 芯模；
9- 沖頭刀板
91- 刀板體
92- 刀口 ；
10- 機(jī)架
101- 螺栓
102- 軸座
103- 軸蓋
104- 壓縮彈簧
105- 導(dǎo)向柱；G-鋼管，G1-工件l， G2-工件2。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
如圖1所示的鋼管冷沖切設(shè)備，其是在機(jī)架10上設(shè)置模具1、送料裝置2、 夾緊裝置3、第一芯棒4、第二芯棒5、推料件6、貯存槽7、芯模8、沖頭刀板 9等構(gòu)成，其中
模具l按照可以拆卸的方式(如通過螺栓固定)固定在機(jī)架10上，其具有 兩個(gè)軸向方向隔離的刀口 13/14，且兩刀口 13/14之間具有一個(gè)第一工件G1寬 度距離的空位(針對套圈類工件，工件的寬度距離即為其軸線方向的長度)；具 體的，模具1由第一承載部11和第二承載部12組成，兩個(gè)隔離的刀口 13/14 分別設(shè)置在第一承載部11和第二承載部12上，在第一承載部11與第二承載部 12之間置放有定位塊。
送料裝置2如圖7a、圖7b所示，其位于模具l的左側(cè)，其具有軸向固定的 齒條軸21和可以在軸向直線軌道22上移動(dòng)的傳動(dòng)箱23，軌道22上固定在機(jī)架 10上，同時(shí)，還設(shè)置有兩個(gè)導(dǎo)向柱210，由此可以在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下令傳動(dòng)箱23精 確的在軸向(左右方向)移動(dòng)；在傳動(dòng)箱23的右側(cè)固定有一個(gè)彈性卡套組件211， 該彈性卡套組件211是由幾個(gè)圓周分布的瓣?duì)钍o片構(gòu)成的束緊套212和一個(gè) 螺母213構(gòu)成，束緊套212內(nèi)孔上設(shè)置有軸向定位面，束緊套的外表面沿軸向 設(shè)置成斜面，螺母213通過螺紋連接在束緊套212上；在傳動(dòng)箱23內(nèi)設(shè)置有單 向齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該單向齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與齒條軸21嚙合的齒輪24，與齒輪 24安裝在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸25上的齒圈26以及與齒圈26嚙合的齒軸27，在齒圈26 與轉(zhuǎn)動(dòng)軸25之間安裝有單向離合器28 (該單向離合器也可以安裝在齒輪24與 轉(zhuǎn)動(dòng)軸25之間)，由此，當(dāng)用送料氣缸29間歇的驅(qū)動(dòng)齒軸27時(shí)，可以通過傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳動(dòng)箱23向模具1步進(jìn)，而當(dāng)鋼管G被切完，需要重新裝鋼管 時(shí)，可以不受齒輪齒條干擾，使傳動(dòng)箱23快速退回至初始位置；
夾緊裝置3如圖8所示，其位于模具1與送料裝置2之間，其包括一固定 的支撐座31和一壓蓋32，該支撐座31和壓蓋32上分別設(shè)置有對應(yīng)的半圓形夾 緊部用于夾緊鋼管，二者之間穿設(shè)有導(dǎo)向桿33并支撐有彈簧34， 一可以繞轉(zhuǎn)軸 35轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿36的一端壓持在壓蓋32上，該杠桿36的另一端連接一夾緊氣缸37，通過該夾緊氣缸37的動(dòng)作可以令半圓形夾緊部夾緊和放開鋼管；
第一芯棒4，其直徑與鋼管G內(nèi)徑相當(dāng)，且保證能夠在鋼管G內(nèi)順利竄動(dòng)，
在工作時(shí)，穿設(shè)在鋼管G內(nèi)，并令其右端面與第一承載部ll上的刀口 13對齊；
第一芯棒4的左端設(shè)置成臺(tái)階軸結(jié)構(gòu)41 (參見圖6a、圖6b)，與該臺(tái)階軸結(jié)構(gòu) 41相配在機(jī)架10上設(shè)置有一對由螺栓101連接在一起的軸座102和軸蓋103， 二者具有對應(yīng)的與所述臺(tái)階軸結(jié)構(gòu)41吻合的夾持部用于夾持臺(tái)階軸結(jié)構(gòu)41， 二 者之間支撐有壓縮彈簧104，以便在松開螺栓101時(shí)軸蓋103能夠被自動(dòng)彈開， 方便取出第一芯棒；
第二芯棒5，其直徑與鋼管G內(nèi)徑相當(dāng)，且保證能夠在鋼管G內(nèi)順利竄動(dòng)， 其位于所述模具1的右側(cè)且與第一芯棒4同軸線設(shè)置，同時(shí)由推進(jìn)氣缸51驅(qū)動(dòng) 而可以左右移動(dòng)，其左右移動(dòng)的范圍以其工作端面限定在由第一位置和第二位 置確定的行程中為準(zhǔn)，在第一位置該工作端面與第二承載部12上的刀口 14對 齊，在第二位置該工作端面與第二承載部12上的刀口 14之間至少保持有第一 工件Gl與一個(gè)第二工件G2的寬度之和的軸向距離，以便鋼管G伸至第二承載 部12 —個(gè)第二工件G2寬度的長度時(shí)，能夠?qū)⒁粋€(gè)芯模8置放至鋼管G的右端， 同時(shí)，所述第二工件G2的寬度不大于第一工件G1的寬度，以便沖切一次后， 通過推料件6將第二工件G2推至兩刀口 13/14之間的空位15跌落出模具1;
貯存槽7，其位于第二承載部12的右上側(cè)，其與第二承載部12的刀口之間 保持有至少一個(gè)第二工件G2寬度的軸向距離，以便鋼管G伸至第二承載部12 一個(gè)第二工件G2寬度的長度時(shí)，位于其中的芯模8能夠落至鋼管的右端；
推料件6，作為一種較佳的結(jié)構(gòu)，其呈與鋼管G相同規(guī)格的管狀并套在第二 芯棒5上且可以相對第二芯棒5在左右方向移動(dòng)，其活動(dòng)范圍以其左端的工作
端面被限定在由第一位置和第二位置確定的行程內(nèi)為準(zhǔn)，在第一位置該工作端 面與第二承載部的刀口對齊，在第二位置該工作端面與第二承載部的刀口之間 至少保持有一個(gè)第二工件寬度的軸向距離，以便鋼管G能夠伸至第二承載部12 一個(gè)第二工件G2寬度的長度；同時(shí)，由于其套在第二芯棒5上，因此在左右移 動(dòng)時(shí)可以基本上保證與第二芯棒同軸，其左端呈半圓管狀，其缺口對應(yīng)貯存槽， 在推料件6上對應(yīng)缺口部位的管壁上形成襯墊部61;顯然的，為了達(dá)到推動(dòng)第 二工件G2以及在其上設(shè)置襯墊部，其還可以是其他形狀如半圓管狀等；推料件6上作用有將其保持向第二工作位置的支撐彈簧63，其上連接有一斜形楔塊64， 由此，可以由推料氣缸62推動(dòng)斜形楔塊64與支撐彈簧63 —起控制推料件6左 右移動(dòng)；
芯模8為若干個(gè)，位于貯存槽7內(nèi)，其寬度與第一工件G1寬度相當(dāng)；
沖頭刀板9如圖5a、圖5b、圖5c所示，其對應(yīng)兩刀口 13/14之間的空位 15設(shè)置，沖頭刀板9呈圓盤狀，在該沖頭刀板9的周緣上設(shè)置有多個(gè)刀口 92， 且該沖頭刀板9按照可以繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在一刀板體91上，當(dāng)一個(gè)刀 口 92不能使用時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)沖頭刀板9將另一個(gè)刀口轉(zhuǎn)至工作位置即可。
工作時(shí)如圖1所示將鋼管G右端置入模具1、左端裝在彈性卡套組件211 上；并將第一芯棒4依次穿過傳動(dòng)箱23、彈性卡套組件211、夾緊裝置3，將其 右端與第一承載部11的刀口 13對齊，將其左端的臺(tái)階軸結(jié)構(gòu)41按照圖示由軸 座102和軸蓋103固定；之后由送料裝置2將鋼管G向模具1步進(jìn)輸送， 一次 輸送一個(gè)第一工件Gl和第二工件G2寬度之和的距離，輸送到位后由夾緊裝置3 將鋼管G夾緊；接著將從貯存槽7內(nèi)落下的一個(gè)芯模8 (參見圖4)通過第二芯 棒5推入鋼管G內(nèi)與第一芯棒4接觸(參見圖l);實(shí)施沖切，即將沖頭刀板9 從鋼管外側(cè)對著芯模8的位置向鋼管的徑向施力，即在模具的兩個(gè)刀口 13/14、 芯模8、第一芯棒4、第二芯棒5、沖頭刀板9的共同作用下將對應(yīng)芯模8的一 段鋼管沖切下來成為第一工件Gl，同時(shí)形成一個(gè)滯留在模具1上并套在第二芯 棒5上的另一段鋼管成為第二工件G2 (參見圖2)，完成沖切后沖頭刀板9復(fù) 位；最后通過推料件6將第二工件G2從模具上推開(參見圖3)，令第二芯棒 5和推料件6復(fù)位，即可進(jìn)行下一次沖切。為了防止第二工件G2被卡在左、第 二承載部之間，可以用一只小氣缸推動(dòng)頂桿，將其強(qiáng)制推出模具外。
在整個(gè)鋼管冷沖切過程中，除裝鋼管和插入固定芯軸需要人工操作外，其 它所有動(dòng)作都可以自動(dòng)循環(huán)完成，而且一次沖切可以形成二只同樣的工件，效 率高，操作安全方便，生產(chǎn)效率可以比車床切割提高4—5倍。
利用本設(shè)備，將沖頭刀板上的刀口設(shè)置成與鋼管外圓半徑相同的半圓形， 左、第二承載部的刀口設(shè)置成與管件外徑相同的圓孔，則由沖頭刀板剪切沖下 的工件的二個(gè)截?cái)嗝妫习氩砍始羟袪?，而下半部則呈撕裂狀。
本設(shè)備，模具根據(jù)管件直徑大小，采用分檔的系列化設(shè)計(jì)，如將管件直徑分為《30mm、 >30-60mm、 >60-80mm、 >80-100mm四個(gè)檔次，這樣就簡化了模 具設(shè)計(jì)的工作量，便于批量化生產(chǎn)；在同檔次更換品種規(guī)格時(shí)，只要更換左第 二承載部、沖頭刀板、兩個(gè)芯軸、推料件等少量零件，其它均為通用件，通用 件的比例占到零件數(shù)的70%。
上述方法，設(shè)定第一工件與第二工件的寬度相等，則一次可以沖切出兩個(gè) 規(guī)格一致的工件，若設(shè)定第一工件與第二工件的寬度不等，則一次可以沖切出 兩個(gè)不同規(guī)格的工件。
如圖9所示的沖切流水線，其中實(shí)線框內(nèi)所表示的是本發(fā)明方法的動(dòng)作， 虛線框內(nèi)所表示的是與本發(fā)明的方法結(jié)合所構(gòu)成沖切工藝的其它動(dòng)作當(dāng)兩個(gè) 工件被沖切下來后，通過滾道進(jìn)入整形機(jī)進(jìn)行整形，得到兩個(gè)工件，將兩個(gè)工 件輸送至成品箱，將從第一工件上分離下來的芯模經(jīng)自動(dòng)上料機(jī)和滾道槽輸送 至貯存槽供循環(huán)使用。進(jìn)一步的說明是，圖中的箭頭表示該具體的沖切工藝各 個(gè)動(dòng)作之間的協(xié)調(diào)時(shí)機(jī)，鑒于在上文已經(jīng)述及，在此不予贅述。
權(quán)利要求
1、鋼管冷沖切方法，其特征是在一模具(1)上設(shè)置兩個(gè)承載部(11/12)，并在兩個(gè)承載部(11/12)上相對的位置分別設(shè)置一個(gè)刀口(13/14)，在兩個(gè)刀口(13/14)之間保持一個(gè)第一工件(G1)寬度的空位(15)；將鋼管前端從第一個(gè)承載部(11)伸向第二個(gè)承載部(12)，并令鋼管位于第二個(gè)承載部(12)上的長度為一個(gè)第二工件(G2)的寬度；將一外徑與鋼管內(nèi)徑相當(dāng)?shù)牡谝恍景?4)插入鋼管(G)，并令第一芯棒(4)的前端面與第一承載部(11)上的刀口(13)對齊；將一個(gè)長度與第一工件(G1)的寬度相當(dāng)、外徑與鋼管(G)的內(nèi)徑相當(dāng)?shù)男灸?8)從鋼管的前端置入鋼管，并令該芯模(8)與前述第一芯棒(4)的前端面接觸；將一第二芯棒(5)從鋼管前端伸入鋼管并于芯模(8)接觸；用一個(gè)厚度與第一工件(G1)的寬度相當(dāng)?shù)臎_頭刀板(9)從鋼管外對應(yīng)芯模(8)的位置沖且鋼管，直至將鋼管位于兩刀口(13/14)之間一段與芯模一起沖切下來，并將芯模從沖切下來的鋼管段內(nèi)取出供循環(huán)使用，該鋼管段即為第一工件(G1)；將滯留在第二承載部(12)上的一段鋼管從第二芯棒(5)上移走，該鋼管段即為第二工件(G2)，并將第二芯棒(5)從該位置移開。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管冷沖切方法，其特征是將所述第一芯棒(4) 插入鋼管至要求位置后予以固定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼管冷沖切方法，其特征是用步進(jìn)送料裝置 (2)將鋼管從第一承載部推向第二承載部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼管冷沖切方法，其特征是在第二芯棒(5) 上套一壁厚與鋼管壁厚一致的管狀推料件(6)，將推料件的前端設(shè)置成半圓管 狀，從而由該半圓管狀部位的管壁形成一墊襯部(61)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼管冷沖切方法，其特征是 將第二芯棒(5)的工作端面限定在由第一位置和第二位置確定的行程中，在第一位置該工作端面與模具第二承載部的刀口對齊，在第二位置該工作端面與 第二承載部的刀口之間至少保持有所述第一工件與第二工件的寬度之和的軸向距離，且所述第二工件的寬度不大于第一工件的寬度；將推料件的工作端面限定在由第一位置和第二位置確定的行程內(nèi)，在第一 位置該工作端面與第二承載部的刀口對齊，在第二位置該工作端面與第二承載 部的刀口之間至少保持有一個(gè)第二工件寬度的軸向距離。
全文摘要
鋼管冷沖切方法，屬于機(jī)械加工方法，現(xiàn)有技術(shù)資源浪費(fèi)大、效率低，本發(fā)明是在一模具上設(shè)置兩個(gè)承載部，并在兩個(gè)承載部上相對的位置分別設(shè)置一個(gè)刀口，將個(gè)鋼管前端從第一個(gè)承載部伸向第二個(gè)承載部，并令鋼管位于第二個(gè)承載部上的長度為一個(gè)第二工件的寬度；將第一芯棒插入鋼管，并令第一芯棒的前端面與第一承載部上的刀口對齊；將芯模置入鋼管，并令該芯模與前述第一芯棒的前端面接觸；將第二芯棒伸入鋼管并于芯模接觸；最后用沖頭刀板從鋼管外對應(yīng)芯模的位置沖切鋼管。由于本方法的沖切是不去料加工，在沖切過程中沒有產(chǎn)生廢料，因此大大節(jié)約了資源；同時(shí)，通過一次沖切而得到兩個(gè)工件，效率得以提高。
文檔編號(hào)B21D43/02GK101288887SQ200810061349
公開日2008年10月22日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者張?zhí)熘? 潘兆庭 申請人:浙江五洲新春集團(tuán)有限公司