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
技術領域：
本發(fā)明涉及板材同工位多種形狀的沖壓加工技術，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：
板材在同一工位進行多種形狀沖壓加工的方法，實質(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，進而提高板材加工業(yè)的自動化程度，促使經(jīng)濟效益明顯增長。但是，目前市場上用于實現(xiàn)多模具換模沖壓加工的裝置大都為轉塔式、氣動式或液壓機械手傳動式換模沖壓裝置。雖然這些裝置的結構和傳動方式各有不同，但它們的共同加工方法是采用上下兩套機械傳動裝置，分別驅動上、下模組件作同步換模運動，將上、下模同時送到壓力機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重要技術指標是合模精度，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，其合模精度要求更高。那么，通過上述上下兩套機械傳動裝置分別驅動上、下模的方法來達到這樣高的合模精度，必須依靠兩套機械同步傳動裝置的高度一致性、高精度的機械加工、以及較長時間的調(diào)試周期來實現(xiàn)。其設備精密而龐大，操作控制環(huán)節(jié)嚴格而煩瑣，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，每小時重復動作常常達1.8萬次以上，上下兩套傳動裝置的機械運動相對誤差稍大一點，就會帶來合模困難，嚴重時甚至會損壞材料或者模具。這些原因造成其設備結構復雜、體積龐大、不易安裝、造價高昂、使用壽命偏短，限制了眾多中小型企業(yè)的購買力，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，它能以選擇一個上模工作的方式實現(xiàn)換模加工，克服兩套機械傳動裝置不一致性帶來的合模誤差，解決現(xiàn)有設備使用壽命短、造價高的難題。
為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設計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機座上方，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應的上模架上，并使各上?？稍谏夏＜苤写怪币苿樱?)將以壓力機打擊錘中心線為旋轉軸心的換模器設置在壓力機打擊錘和多副模具的上模之間，將一個凸塊固定在換模器的下端面上，并使凸塊的圓周運動軌跡對應于各上模的排列位置；4)驅動換模器旋轉，使其上的凸塊對準所選定的一個上模坐標后停止轉動，再驅動壓力機打擊錘作沖壓運動，將其沖壓力通過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而與對應的下模合模；5)提升起壓力機打擊錘，再驅動換模器旋轉，使換模器凸塊對準不同位置的上模坐標，重復壓力機打擊錘的沖壓運動，即可實現(xiàn)不同位置的換模操作。
為實現(xiàn)上述換模方法而專門設計的換模裝置，包括安裝在壓力機機座上的下模架和安裝在壓力機打擊錘上的上模架。以壓力機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應、且可在上模架中垂直移動的多副模具的上模。在各上模的上方設置有一通過傳動部件驅動的旋轉換模器，該旋轉換模器安裝在與壓力機打擊錘的中心線重疊的固定軸上。該旋轉換模器的下端面上設有一凸塊，凸塊旋轉的圓周運動軌跡與各上模的排列位置對應，凸塊可將所選定對準的上模垂直壓下與對應的下模合模。其工作原理是這樣的傳動部件受外力作用驅動旋轉換模器繞固定軸作旋轉運動，旋轉換模器下端面上的凸塊用于調(diào)節(jié)各個上模在沖壓工作方向的位置高低。當選擇某一上模作為工作模時，凸塊運動到該上模處即停止。于是，該凸塊向下擠壓使這個工作模凸出，或凸塊在沖壓時使這個工作模凸出。在壓力機打擊錘下移的過程中，只有這個工作模與固定在下模架上的對應下模合模，從而實現(xiàn)該模位的沖壓加工。選擇不同位置的上模坐標，即可方便地實現(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)點其一，換模器凸塊每次只選中一個上模，使之向下運動即可與下模合模，選擇不同的上模便能實現(xiàn)多模位換模，換模動作大為減少。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，在換模合模的過程中只有上模在垂直方向上運動，消除了現(xiàn)有換模方式中由于模位同步運動帶來的合模誤差，提高了沖壓精度。其三，換模過程僅在上模架內(nèi)完成，簡化了模位移動所必須的機械結構及相應的電控等部件，同時也減少了同步傳動部件的相對誤差所帶來的故障率，模具及設備的工作穩(wěn)定性明顯增強，使用壽命大幅延長。其四，由于換模的機械運動部件減少，整機體積也相應縮小，降低了裝置成本，也便于安裝調(diào)試，且裝置的性價比提高，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構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施例作進一步的詳細說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固定在壓力機機座13上，其上模架10固定在壓力機打擊錘9上。以壓力機打擊錘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排列位置對應的多副模具的上模5，各上模5通過壓簧4支撐，可在上模架10中作垂直移動。在上模架10中各上模5的上方設置有一旋轉換模器7，旋轉換模器7安裝在與壓力機打擊錘9的中心線14重疊的固定軸8上。旋轉換模器7的旁邊安裝有傳動齒輪組11，傳動齒輪組11的輸出齒輪直接與旋轉換模器7周邊的齒輪相嚙合，以簡捷可靠地驅動旋轉換模器7轉動。旋轉換模器7的下端面上固定有一凸塊6，凸塊6旋轉的圓周運動軌跡與各上模5的圓周排列位置對應。凸塊6對準所選定的上模5時，可將該上模5擠壓下突，以便與對應的下模合模。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換模器7周邊的齒輪相配合，用于鎖定或開啟旋轉換模器7，從而簡單快捷地實現(xiàn)模具的精確定位。
下面以板材12的沖孔加工為例，說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安裝在壓力機打擊錘9上，將下模架1及各下模2安裝在壓力機機座13上，將板材12定位于上模5和下模2之間。壓力機停止工作時，壓力機打擊錘9處在上始點。接通電源后，鎖模銷組件3開啟，其卡銷頭從旋轉換模器7周邊的齒輪中脫離。隨后啟動外部動力并通過傳動齒輪組11使旋轉換模器7作旋轉運動。當旋轉換模器7下端面的凸塊6隨之轉動到選定的某一上模5上方時，該上模5受向下的擠壓力而超出其它上模5的原始位置。這時控制外部動力使旋轉換模器7停止轉動，鎖模銷組件3的卡銷頭重新卡入到旋轉換模器7的周邊齒輪中。隨后控制壓力機打擊錘9下移沖孔。由于前述各上模5的位置高低不同，在實施合模沖壓的過程中，只有選定的上模5才能有效地接觸并沖壓板材12，進而與下模架1上對應的下模2合模，使被沖壓件落料。之后壓力機打擊錘9開始上移，脫模后完成第一個沖壓工作周期，同時進入第二個沖壓工作周期。在前次脫模后到再次合模前這段時間內(nèi)，可通過旋轉換模器7的旋轉運動完成換模過程，直到下一個沖壓工作周期完畢，以后周而復始。由此不難看出本裝置的關鍵技術是在旋轉換模器7及其下端面上的凸塊6與多個上模5所形成的正弦換模機構之中，僅通過旋轉換模器7作分度旋轉即可方便準確地實現(xiàn)工作沖模的更換。在沖壓行業(yè)中，現(xiàn)有的許多加工設備和加工工藝都能與本裝置配合使用，例如與作兩維運動的數(shù)控自動送料機組合起來，便構成板材同工位多模位自動重定位加工系統(tǒng)。
權利要求
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機座上方，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應的上模架上，并使各上模可在上模架中垂直移動；3)將以壓力機打擊錘中心線為旋轉軸心的換模器設置在壓力機打擊錘和多副模具的上模之間，將一個凸塊固定在換模器的下端面上，并使凸塊的圓周運動軌跡對應于各上模的排列位置；4)驅動換模器旋轉，使其上的凸塊對準所選定的一個上模坐標后停止轉動，再驅動壓力機打擊錘作沖壓運動，將其沖壓力通過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而與對應的下模合模；5)提升起壓力機打擊錘，再驅動換模器旋轉，使換模器凸塊對準不同位置的上模坐標，重復壓力機打擊錘的沖壓運動，即可實現(xiàn)不同位置的換模操作。
2.一種采用權利要求1所述換模方法而專門設計的換模裝置，包括安裝在壓力機機座(13)上的下模架(1)和安裝在壓力機打擊錘(9)上的上模架(10)，其特征在于以壓力機打擊錘(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)排列位置對應、且可在上模架(10)中垂直移動的多副模具的上模(5)；在各上模(5)的上方設置有一通過傳動部件(11)驅動的旋轉換模器(7)，旋轉換模器(7)安裝在與壓力機打擊錘(9)的中心線重疊的固定軸(8)上，旋轉換模器(7)的下端面上設有一凸塊(6)，凸塊(6)旋轉的圓周運動軌跡與各上模(5)的排列位置對應，凸塊(6)可將所選定對準的上模(5)垂直壓下與對應的下模(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打擊錘中心線為軸心的圓周上，并通過繞該軸心旋轉的換模器及其凸塊對上模的選擇和沖壓力的傳遞，實現(xiàn)板材同工位換模加工。該裝置包括以壓力機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，在各上模的上方設置有一以壓力機打擊錘中心線為軸心的旋轉換模器，換模器的下端面上設有一凸塊，凸塊旋轉的圓周運動軌跡與各上模的排列位置對應，壓力機的沖壓力通過換模器及凸塊傳遞給所選定的上模，使上模垂直壓下與對應的下模合模。它的多個沖壓模位對應固定，簡化了內(nèi)部結構和控制環(huán)節(jié)，提高了工作精度和工作穩(wěn)定性。
文檔編號B21D22/06GK1565768SQ0312821
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權日2003年6月26日
發(fā)明者錢惠國, 王全, 王曉暉, 萬浩, 陳軍, 周少峰, 石敏, 陸俊杰, 李武建 申請人:武漢市工程科學技術研究院光學研究所