一种机电一体化模具冲压设备及冲压方法

技术领域

本发明属于冲压设备技术领域，特别涉及一种机电一体化模具冲压设备及冲压方法。

背景技术

冲压设备又叫压力机、冲压机、油压机、液压机，是压制容器的大型特种设备。冲压设备主要是通过上、下两个模具间的相互配合，从而对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件。冲压设备具有用途广泛，生产效率高等特点，其广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。

冲压设备在对板材进行冲压时，板材与下模具顶部的冲压孔相对的部分会在上模的挤压下逐渐向冲压孔内凹陷，而板材位于冲压孔边缘的部分则会在上模具的挤压下被不断的“拉入”冲压孔内，在此过程中，由于冲压孔边缘部分的板材会与下模具的顶部以及沿口处产生摩擦力，从而使得位于冲压孔边缘部分的板材会受到该摩擦力的拉扯，当该摩擦力较大时，板材很容易发生断裂会损伤，从而影响工件的成品质量。

因此，发明一种机电一体化模具冲压设备及冲压方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种机电一体化模具冲压设备及冲压方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机电一体化模具冲压设备，包括底座，所述底座顶部固连有下模具，所述下模具的顶部设有上模具，所述上模具的底部固连有冲压块，冲压块对应位置的所述下模具顶部开设有冲压孔，所述上模具的顶部设有第一U形板，所述第一U形板与底座固连，且第一U形板与上模具之间连接有液压杆，所述上模具的顶部滑动贯穿插接有多个第一限位杆，且第一限位杆的底部与下模具顶部固连，所述上模具和下模具相对的一侧均设有挤压装置，所述下模具的一侧设有支撑台，所述支撑台和下模具之间设有加热装置。

进一步的，所述挤压装置包括环形板，其中位于顶部的所述环形板顶部固连有多个插杆，所述插杆的顶部依次滑动贯穿插接在上模具和第一U形板上，且插杆位于上模具和第一U形板之间的部分套接有第一弹簧，位于底部的环形板对应位置的所述下模具上开设有环形槽，且该环形板位于环形槽中，两个所述环形板相对的一侧均开设有多个滑槽，且多个滑槽呈环形分布，所述滑槽内设有滑块，所述滑块沿环形板直径方向贯穿开设有通孔，所述通孔内贯穿插接有滑杆，所述滑杆的两端分别与对应的滑槽槽壁固连，所述滑块靠近环形板圆心的一侧设有第二弹簧，且第二弹簧套接在滑杆上，所述滑块底部和滑槽底部槽壁均为斜面设计，且斜面向靠近环形板圆心的方向逐渐向下倾斜。

进一步的，所述加热装置包括隔热箱，所述隔热箱中安装有多个电加热辊，所述电加热辊与底座的侧面平行，且电加热辊的顶部高于隔热箱的顶部，所述隔热箱的底部与底座之间固连有多个第一伸缩杆，所述第一伸缩杆上套接有第三弹簧，所述隔热箱的顶部设有保温罩，所述保温罩的内部平行与电加热辊的方向安装有多个主动压辊，且主动压辊的底部低于保温罩的底部，所述保温罩的顶部设有第二U形板，所述第二U形板与底座固连，所述第二U形板的顶部螺纹贯穿插接有调节螺杆，所述调节螺杆的底部与保温罩的顶部转动连接，所述保温罩的顶部固连有多个第二限位杆，且第二限位杆滑动贯穿插接在第二U形板上。

进一步的，所述下模具的顶部设有支撑环，且支撑环的内径与冲压孔的内径相匹配，支撑环底部对应的所述下模具顶部开设有多个插孔，所述插孔内固连有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的顶部与支撑环的底部固连，且第二伸缩杆上套接有第四弹簧，支撑环底部对应的所述环形板上开设有环形的凹槽，且凹槽的深度与支撑环的厚度相匹配。

进一步的，所述支撑台的顶部开设有两个偏转槽，两个所述偏转槽分别与支撑台的前后侧平行且靠近，所述偏转槽内铰接有挡板，所述挡板远离支撑台中心的一侧与偏转槽之间连接有第五弹簧，所述挡板靠近电加热辊的一侧通过扭力弹簧铰接有转板。

进一步的，所述保温罩和隔热箱靠近支撑台的一侧均固连导向板，且两个导向板间的距离向靠近下模具的方向逐渐变小。

进一步的，所述下模具远离支撑台的一侧设有收集箱，且收集箱的顶部低于下模具的顶部。

进一步的，所述滑块的顶部能够完全进入滑槽中，且自然状态下其顶部高度与支撑环的顶部高度相同。

进一步的，位于顶部环形板上的所述滑块的底部低于冲压块的底部，且所有滑块位于滑槽外的一端均设有防滑纹。

本发明还公开了一种机电一体化模具冲压设备的冲压方法，包括以下步骤：

S1：冲压时，将待加工的板材置于支撑台的顶部，板材能够被两个挡板和转板所夹紧，其中两个挡板能够在第五弹簧的作用下对板材的运动方向进行大体的限制，从而保证板材能够沿直线方向运动；

S2：然后将板材塞入加热装置中，经过加热装置进行预加热；

S3：板材在加热装置的作用下运动到上模具和下模具之间的位置时，使挤压装置逐渐与板材接触，从而配合下模具上的挤压装置对板材位于冲压孔边缘处的部分进行夹紧，并且经过夹紧装置还将板材位于冲压孔附近的部分向冲压孔中心位置进行挤压；

S4：最后，经过冲压设备对夹紧后的板材进行冲压。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明在板材冲压的过程中，位于板材顶部的滑块逐渐在对应的环形板的带动下配合位于底部的滑块同步对板材进行夹紧，并且随着冲压块的继续下降，位于板材顶部和底部的滑块在滑槽斜面与其自身斜面的共同作用下，推动板材位于冲压孔边缘的部分逐渐向冲压孔中心位置运动，从而达到了减小板材与下模具顶部摩擦力的目的，进而避免了因摩擦力过大导致的工件的断裂和损伤，保证了工件的成品质量；

2、本发明在板材被冲压块向冲压孔内挤压的过程中，由于支撑环的存在，支撑环能够在第四弹簧的作用下始终对板材靠近冲压孔边缘的部分进行支撑，配合着滑块对板材沿水平方向的推力，从而更好的将板材挤压入冲压孔内，此外，支撑环还能随着冲压块的不断挤压逐渐向凹槽内收缩，进而不会对板材的冲压产生影响。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书和附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的第一立体结构示意图；

图2是本发明的第二立体结构示意图；

图3是本发明中下模具和环形板的立体结构示意图；

图4是本发明中图3的A部放大图；

图5是本发明中图3的侧面剖视图；

图6是本发明中图5的B部放大图；

图7是本发明中支撑台的俯视图。

图中：1、底座；2、下模具；3、上模具；4、冲压块；5、第一U形板；6、液压杆；7、第一限位杆；8、挤压装置；81、环形板；82、插杆；83、第一弹簧；84、滑槽；85、滑块；86、滑杆；87、第二弹簧；9、支撑台；10、加热装置；101、隔热箱；102、电加热辊；103、第一伸缩杆；104、第三弹簧；105、保温罩；106、主动压辊；107、第二U形板；108、调节螺杆；109、第二限位杆；11、支撑环；12、第二伸缩杆；13、第四弹簧；14、偏转槽；15、挡板；16、第五弹簧；17、转板；18、导向板；19、收集箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-7所示的一种机电一体化模具冲压设备，包括底座1，所述底座1顶部固连有下模具2，所述下模具2的顶部设有上模具3，所述上模具3的底部固连有冲压块4，冲压块4对应位置的所述下模具2顶部开设有冲压孔，所述上模具3的顶部设有第一U形板5，所述第一U形板5与底座1固连，且第一U形板5与上模具3之间连接有液压杆6，所述上模具3的顶部滑动贯穿插接有多个第一限位杆7，且第一限位杆7的底部与下模具2顶部固连，所述上模具3和下模具2相对的一侧均设有挤压装置8，所述下模具2的一侧设有支撑台9，所述支撑台9和下模具2之间设有加热装置10，所述下模具2远离支撑台9的一侧设有收集箱19，且收集箱19的顶部低于下模具2的顶部；

冲压时，将待加工的板材置于支撑台9的顶部，然后将板材塞入加热装置10中，从而使板材能够在加热装置10的作用下进行预加热，进而增加板材的延展性，当板材在加热装置10的作用下运动到上模具3和下模具2之间的位置时，使液压杆6伸长，从而使冲压块4在上模具3的带动下逐渐与板材接触，在此过程中，位于上模具3上的挤压装置8逐渐与板材接触，从而配合下模具2上的挤压装置8对板材位于冲压孔边缘处的部分进行夹紧，并且随着冲压块4对板材的不断冲压，夹紧装置还将板材位于冲压孔附近的部分向冲压孔中心位置进行挤压，从而减小了板材与下模具2顶部以及冲压孔沿口处的摩擦力，进而避免板材在该摩擦力下发生断裂和损伤，保证了工件的成品质量；而冲压成型后的工件能够被放在收集箱19内进行收集并自然冷却。

如图1-6所示，所述挤压装置8包括环形板81，其中位于顶部的所述环形板81顶部固连有多个插杆82，所述插杆82的顶部依次滑动贯穿插接在上模具3和第一U形板5上，且插杆82位于上模具3和第一U形板5之间的部分套接有第一弹簧83，位于底部的环形板81对应位置的所述下模具2上开设有环形槽，且该环形板81位于环形槽中，两个所述环形板81相对的一侧均开设有多个滑槽84，且多个滑槽84呈环形分布，所述滑槽84内设有滑块85，所述滑块85沿环形板81直径方向贯穿开设有通孔，所述通孔内贯穿插接有滑杆86，所述滑杆86的两端分别与对应的滑槽84槽壁固连，所述滑块85靠近环形板81圆心的一侧设有第二弹簧87，且第二弹簧87套接在滑杆86上，所述滑块85底部和滑槽84底部槽壁均为斜面设计，且斜面向靠近环形板81圆心的方向逐渐向下倾斜，所述滑块85的顶部能够完全进入滑槽84中，且自然状态下其顶部高度与支撑环11的顶部高度相同，位于顶部环形板81上的所述滑块85的底部低于冲压块4的底部，且所有滑块85位于滑槽84外的一端均设有防滑纹；

在冲压块4向下运动的过程中，位于上模具3底部的环形板81带动其底部的滑块85逐渐与板材的顶部靠近，当该环形板81底部的滑块85与板材的顶部接触时，随着上模具3的持续下降，位于顶部的环形板81由于板材的阻挡开始相对于上模具3向上运动，从而使得第一弹簧83逐渐被该环形板81压缩，随着第一弹簧83不断被压缩，位于顶部的环形板81通过其底部的滑块85对板材的压力也逐渐增大，从而配合底部环形板81上的滑块85将板材位于冲压孔边缘的部分夹紧，与此同时，冲压块4逐渐与板材顶部接触，当冲压块4压动板材向冲压孔内运动时，位于板材顶部和底部的滑块85在滑槽84斜面与其自身斜面的共同作用下夹紧板材，并推动板材位于冲压孔边缘的部分逐渐向冲压孔中心位置运动，在此过程中，第二弹簧87逐渐被压缩，而滑块85位于滑槽84外的部分也逐渐与环形板81的表面齐平，从而达到了减小板材与下模具2顶部摩擦力的目的，进而避免了因摩擦力过大导致的工件的断裂和损伤，保证了工件的成品质量。

如图1和图2所示，所述加热装置10包括隔热箱101，所述隔热箱101中安装有多个电加热辊102，所述电加热辊102与底座1的侧面平行，且电加热辊102的顶部高于隔热箱101的顶部，所述隔热箱101的底部与底座1之间固连有多个第一伸缩杆103，所述第一伸缩杆103上套接有第三弹簧104，所述隔热箱101的顶部设有保温罩105，所述保温罩105的内部平行与电加热辊102的方向安装有多个主动压辊106，且主动压辊106的底部低于保温罩105的底部，所述保温罩105的顶部设有第二U形板107，所述第二U形板107与底座1固连，所述第二U形板107的顶部螺纹贯穿插接有调节螺杆108，所述调节螺杆108的底部与保温罩105的顶部转动连接，所述保温罩105的顶部固连有多个第二限位杆109，且第二限位杆109滑动贯穿插接在第二U形板107上，所述保温罩105和隔热箱101靠近支撑台9的一侧均固连导向板18，且两个导向板18间的距离向靠近下模具2的方向逐渐变小；

由于板材的厚度和材质的不同，板材的硬度也有所差异，从而导致在对板材进行冲压时，板材不能很好的进行塑形，另外在天气寒冷的时候，板材的脆性也会增加，当在寒冷天气对板材进行冲压时，板材更加容易发生断裂会损伤，因此在对板材进行冲压前，能够根先据板材的厚度来调整调节螺杆108，从而使得主动压辊106与电加热辊102的距离与板材的厚度相匹配，接着将板材从隔热罩靠近导向板18的一侧插入主动压辊106和电加热辊102之间，在此过程中，导向板18能对板材进行导向，从而使得板材能够顺利插入主动压辊106和电加热辊102之间，并且随着板材的逐渐插入，第三弹簧104在板材的压力下对应的进行收缩；

当板材穿过主动压辊106和电加热辊102之间后，使板材在主动压辊106的带动下向上模具3和下模具2之间运动，在此过程中，电加热辊102在第三弹簧104的作用下始终与板材底部贴合，从而更好的对板材进行加热，进而提高了板材的延展性，保证在冲压时，板材能够在滑块85的夹紧和挤压作用下被更好的进行塑形，同时降低寒冷天气对板材冲压时的影响，保证了工件的成品质量；

而隔热箱101和保温罩105则能够对电加热辊102所在区域进行隔离，从而避免电加热辊102产生的热量通过空气快速消散，同时汇聚在隔热箱101和加热罩内地热量能够提高对板材的加热效率，从而保证对板材的冲压效率。

如图2-6所示，所述下模具2的顶部设有支撑环11，且支撑环11的内径与冲压孔的内径相匹配，支撑环11底部对应的所述下模具2顶部开设有多个插孔，所述插孔内固连有第二伸缩杆12，所述第二伸缩杆12的顶部与支撑环11的底部固连，且第二伸缩杆12上套接有第四弹簧13，支撑环11底部对应的所述环形板81上开设有环形的凹槽，且凹槽的深度与支撑环11的厚度相匹配；

在板材被放到下模具2的顶部时，板材能够同时被下模具2顶部的多个滑块85以及支撑环11所支撑，在板材被冲压块4向冲压孔内挤压的过程中，由于位于底部环形板81上的滑块85，其顶部的初始高度是高于环形板81的顶部的，因此板材与凹槽相对的部分以及板材与冲压孔相对的部分均是悬空的，而滑块85对板材施加的挤压力始终是沿水平方向的，从而当

板材被冲压块4向冲压孔内压入一定距离后，板材靠近冲压孔附近的部分

沿水平方向对板材进行挤压，此时由于支撑环11的存在，支撑环11能够在第四弹簧13的作用下始终对板材靠近冲压孔边缘的部分进行支撑，从而配合滑块85更好的将板材挤压入冲压孔内，同时，支撑环11还能随着冲

压块4的不断挤压逐渐向凹槽内收缩，进而不会对板材的冲压产生影响。

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紧，其中两个挡板15能够在第五弹簧16的作用下对板材的运动方向进行大体的限制，从而保证板材能够沿直线方向运动，而两个转板17则能够与板材的前后侧进行贴紧，进而配合两个挡板15使板材运动的更加平稳，保证了在冲压时，板材不会发生偏斜。

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S1：冲压时，将待加工的板材置于支撑台9的顶部，板材能够被两个挡板15和转板17所夹紧，其中两个挡板15能够在第五弹簧16的作用下

对板材的运动方向进行大体的限制，从而保证板材能够沿直线方向运动；

S3：板材在加热装置10的作用下运动到上模具3和下模具2之间的位置时，使挤压装置8逐渐与板材接触，从而配合下模具2上的挤压装置8对板材位于冲压孔边缘处的部分进行夹紧，并且经过夹紧装置还将板材位于冲压孔附近的部分向冲压孔中心位置进行挤压；

S4：最后，经过冲压设备对夹紧后的板材进行冲压。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。