一种用于侧边定位的模具设备

技术领域

本发明属于冲压模具技术领域，尤其涉及一种用于侧边定位的模具设备。

背景技术

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现；而现有的冲压模具在连续冲压待冲压材料板时，由于现有的冲压模具没有对待冲压材料板进行定位和限制的结构，使得待冲压材料板在被冲压模具连续冲压时，容易照成冲孔路线偏离，影响成型质量；另外，现有技术中也存在利用电推杆定位材料板的设备，但这种设备为了适应不同的材料板宽度，需要随时调节位于材料板两侧的电推杆的输出长度；电推杆的频繁调节很麻烦，且工作效率不高。

本发明设计一种用于侧边定位的模具设备解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种用于侧边定位的模具设备，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种用于侧边定位的模具设备，其特征在于：它包括U型座、电驱模块、伸缩轴A、轴套、螺纹套A、齿轮A、涡卷弹簧、伸缩杆、锥形摩擦轮、挡块、伸缩轴B、外螺纹B、齿轮B、螺纹套B、齿条、L板B、L板A、夹板、复位弹簧，其中电驱模块安装在U型座内传动槽中，安装在传动槽中的伸缩轴A的外轴与电驱模块输出轴连接，伸缩轴A的内轴一端安装有旋转圆块A，旋转圆块A旋转于锥形摩擦轮圆形面中心处的阶梯圆槽A中；固装在传动槽内的螺纹套A与伸缩轴A内轴上的外螺纹A配合；安装在传动槽中的轴套沿轴向相对滑动于伸缩轴A内轴上，且轴套随伸缩轴A同步旋转；轴套外侧嵌套有齿轮A；齿轮A的侧面与锥形摩擦轮的侧面之间通过对称分布的两个伸缩杆连接；涡卷弹簧安装在轴套上对伸缩轴A的旋转进行复位。

挡块沿伸缩轴A的轴向滑动于传动槽内；挡块侧面上的锥形槽与锥形摩擦轮配合；两个伸缩轴B对称地安装在齿轮A的两侧；两个伸缩轴B的内轴轴端分别安装有旋转圆块B，两个旋转圆块分别旋转于挡块侧面上的两个阶梯圆槽B中；两个伸缩轴B的外轴上分别安装有齿轮B，两个齿轮B同时与齿轮A啮合；两个固装在传动槽内的螺纹套B分别与两个伸缩轴B内轴上的外螺纹B螺纹配合。

U型座内开有U槽A和U槽B；U槽A的上方水平段和U槽B的上方水平段分别与U型座的两支内侧相通，且槽口相对；U槽A的下方水平段和U槽B的下方水平段分别与传动槽两个相对的内壁相通；与齿轮A同时啮合的两个齿条以相反方向分别滑动于U槽A水平段和U槽B水平段中；水平滑动于U槽A中的L板A，其水平段一端安装有夹板，竖直段与相应齿条固连；水平滑动于U槽B中的L板B，其水平段一端安装有夹板，竖直段与相应齿条固连；U槽A中安装有对L板A运动进行复位的复位弹簧，U槽B中安装有对L板B运动进行复位的复位弹簧；两个夹板相对。

作为本技术的进一步改进，上述两个复位弹簧均为拉伸弹簧；位于U槽A中的复位弹簧的一端与U槽A内壁连接，另一端与L板A连接；位于U槽B中的复位弹簧的一端与U槽B内壁连接，另一端与L板B连接。

作为本技术的进一步改进，上述伸缩轴A内轴上对称地安装有两个导键；轴套的内壁上开有两个对称的贯通键槽；两个导键分别滑动于两个键槽中。导键与键槽的配合使得轴套与伸缩轴A只产生轴向相对运动而不产生相对旋转。

作为本技术的进一步改进，上述轴套通过与之轴承配合的固定座B安装在传动槽内；伸缩轴A通过固定座A安装在传动槽中，且伸缩轴A的外轴与固定座A轴承配合。

作为本技术的进一步改进，上述轴套的外圆柱面上周向开有环槽A；齿轮A嵌套于轴套上的环槽A中；齿轮A的轴孔内壁上周向开有环槽B；涡卷弹簧位于环槽B内，其一端环槽A内壁连接，另一端与环槽B内壁连接。环槽A与齿轮A的配合使得轴套与齿轮A之间只产生相对旋转而不产生轴向相对运动。

作为本技术的进一步改进，上述两个伸缩轴B分别通过固定座C安装在传动槽内，两个固定座C分别与两个伸缩轴B的外轴轴承配合。

作为本技术的进一步改进，上述齿轮A直径等于齿轮B直径的二倍；外螺纹A的螺距等于外螺纹B的螺距的二倍。保证当齿轮A随伸缩轴A同步旋转时，伸缩轴A内轴的伸长或缩短速度与两个伸缩轴B的伸长或缩短速度相等。

作为本技术的进一步改进，上述锥形槽的锥度与锥形摩擦轮的锥度相等，保证锥形摩擦轮与锥形槽相互作用时的接触面最大，摩擦力最大。

相对于传统的冲压模具，本发明中的电驱模块的单次启动旋转圈数恒定；相对于传统的或已经公开的专利中的相关设备而言，本发明不需要频繁地调节电驱模块的旋转频率来适应不同宽度的待冲压料板；可以对不同宽度的料板位置进行有效夹紧固定，避免料板在冲压过程中发生位置偏移而影响冲压效果，有效提高工作效率，使得料板的利用率最大化；另外，本发明中的螺纹套A与外螺纹A的配合，螺纹套B与外螺纹B的配合，使得挡块上锥形槽与锥形摩擦轮之间可以形成有效的挤压并产生很大的静摩擦力；螺纹配合的自锁功能，使得锥形槽与锥形摩擦轮之间不会因为相互反作用而发生分离或摩擦力减小，保证在电驱模块停止运行之前，两个夹板在锥形摩擦轮与锥形槽的静摩擦锁定作用下依然对料板进行有效夹紧，从而保证冲压设备对料板的冲压的顺利进行，保证料板在冲压过程中不会发生位置偏移，进而提高料板的单位面积上冲压成品数量；本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是设备整体透视示意图。

图2是设备整体正视剖面示意图。

图3是锥形摩擦轮、伸缩轴A、齿轮A、涡卷弹簧、轴套、螺纹套A、固定座A、固定座B配合剖面示意图。

图4是设备俯视剖面示意图。

图5是U型座透视及其剖面示意图。

图6是设备内部传动配合示意图。

图7是锥形摩擦轮及其剖面示意图。

图8是伸缩轴A、外螺纹A、导键、轴套及旋转圆块A配合示意图。

图9是齿轮B、齿轮A、涡卷弹簧、轴套及导键配合剖面示意图。

图10是轴套示意图。

图11是伸缩轴A、轴套、齿轮A、伸缩杆及锥形摩擦轮配合示意图。

图12是齿轮B、伸缩轴B及挡块配合及其剖面示意图。

图13是齿轮A剖面示意图。

图14是挡块及其剖面示意图。

图15是本发明及冲切模具装置的配合示意图。

图中标号名称：1、U型座；2、传动槽；3、U槽A；4、U槽B；5、电驱模块；6、伸缩轴A；7、外螺纹A；8、导键；9、旋转圆块A；10、轴套；11、环槽A；12、键槽；13、螺纹套A；14、固定座A；15、固定座B；16、齿轮A；17、环槽B；18、涡卷弹簧；19、伸缩杆；20、锥形摩擦轮；21、阶梯圆槽A；22、挡块；23、锥形槽；24、阶梯圆槽B；25、旋转圆块B；26、伸缩轴B；27、外螺纹B；28、齿轮B；29、螺纹套B；30、固定座C；31、齿条；32、L板B；33、L板A；34、夹板；35、复位弹簧；36、冲切模具装置。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1、2所示，它包括U型座1、电驱模块5、伸缩轴A6、轴套10、螺纹套A13、齿轮A16、涡卷弹簧18、伸缩杆19、锥形摩擦轮20、挡块22、伸缩轴B26、外螺纹B27、齿轮B28、螺纹套B29、齿条31、L板B32、L板A33、夹板34、复位弹簧35，其中如图1、3、5所示，电驱模块5安装在U型座1内传动槽2中，安装在传动槽2中的伸缩轴A6的外轴与电驱模块5输出轴连接；如图3、7、8所示，伸缩轴A6的内轴一端安装有旋转圆块A9，旋转圆块A9旋转于锥形摩擦轮20圆形面中心处的阶梯圆槽A21中；如图3、4所示，固装在传动槽2内的螺纹套A13与伸缩轴A6内轴上的外螺纹A7配合；安装在传动槽2中的轴套10沿轴向相对滑动于伸缩轴A6内轴上，且轴套10随伸缩轴A6同步旋转；轴套10外侧嵌套有齿轮A16；如图4、6、11所示，齿轮A16的侧面与锥形摩擦轮20的侧面之间通过对称分布的两个伸缩杆19连接；如图2、9所示，涡卷弹簧18安装在轴套10上对伸缩轴A6的旋转进行复位。

如图4、6所示，挡块22沿伸缩轴A6的轴向滑动于传动槽2内；如图4、14所示，挡块22侧面上的锥形槽23与锥形摩擦轮20配合；如图4、12所示，两个伸缩轴B26对称地安装在齿轮A16的两侧；如图12、14所示，两个伸缩轴B26的内轴轴端分别安装有旋转圆块B25，两个旋转圆块分别旋转于挡块22侧面上的两个阶梯圆槽B24中；如图4、12所示，两个伸缩轴B26的外轴上分别安装有齿轮B28，两个齿轮B28同时与齿轮A16啮合；两个固装在传动槽2内的螺纹套B29分别与两个伸缩轴B26内轴上的外螺纹B27螺纹配合。

如图5所示，U型座1内开有U槽A3和U槽B4；U槽A3的上方水平段和U槽B4的上方水平段分别与U型座1的两支内侧相通，且槽口相对；U槽A3的下方水平段和U槽B4的下方水平段分别与传动槽2两个相对的内壁相通；如图2所示，与齿轮A16同时啮合的两个齿条31以相反方向分别滑动于U槽A3水平段和U槽B4水平段中；水平滑动于U槽A3中的L板A33，其水平段一端安装有夹板34，竖直段与相应齿条31固连；水平滑动于U槽B4中的L板B32，其水平段一端安装有夹板34，竖直段与相应齿条31固连；U槽A3中安装有对L板A33运动进行复位的复位弹簧35，U槽B4中安装有对L板B32运动进行复位的复位弹簧35；两个夹板34相对。

如图2所示，上述两个复位弹簧35均为拉伸弹簧；位于U槽A3中的复位弹簧35的一端与U槽A3内壁连接，另一端与L板A33连接；位于U槽B4中的复位弹簧35的一端与U槽B4内壁连接，另一端与L板B32连接。

如图8、9、10所示，上述伸缩轴A6内轴上对称地安装有两个导键8；轴套10的内壁上开有两个对称的贯通键槽12；两个导键8分别滑动于两个键槽12中。导键8与键槽12的配合使得轴套10与伸缩轴A6只产生轴向相对运动而不产生相对旋转。

如图4所示，上述轴套10通过与之轴承配合的固定座B15安装在传动槽2内；伸缩轴A6通过固定座A14安装在传动槽2中，且伸缩轴A6的外轴与固定座A14轴承配合。

如图10所示，上述轴套10的外圆柱面上周向开有环槽A11；如图3、4所示，齿轮A16嵌套于轴套10上的环槽A11中；如图13所示，齿轮A16的轴孔内壁上周向开有环槽B17；如图9所示，涡卷弹簧18位于环槽B17内，其一端环槽A11内壁连接，另一端与环槽B17内壁连接。环槽A11与齿轮A16的配合使得轴套10与齿轮A16之间只产生相对旋转而不产生轴向相对运动。

如图4所示，上述两个伸缩轴B26分别通过固定座C30安装在传动槽2内，两个固定座C30分别与两个伸缩轴B26的外轴轴承配合。

如图4所示，上述齿轮A16直径等于齿轮B28直径的二倍；外螺纹A7的螺距等于外螺纹B27的螺距的二倍。保证当齿轮A16随伸缩轴A6同步旋转时，伸缩轴A6内轴的伸长或缩短速度与两个伸缩轴B26的伸长或缩短速度相等。

如图3、4所示，上述锥形槽23的锥度与锥形摩擦轮20的锥度相等，保证锥形摩擦轮20与锥形槽23相互作用时的接触面最大，摩擦力最大。

本发明中的电驱模块5采用现有技术，其主要由电机、减速器及控制单元等主要部件组成；电驱模块5与自控系统电连接，其单次运行的时间间隔与冲压模具的冲压频率一致。

本发明中的电驱模块5每启动一次，其输出轴的旋转圈数恒定。

本发明的工作流程：在初始状态，锥形槽23与锥形摩擦轮20之间具有一定距离；两个夹板34之间的间距大于料板的宽度。

先把料板一端置于本发明U型座1内的上端面，且使得料板位于两个夹板34之间；同时接通冲压设备及本发明的电源，安装于冲压设备上的自控系统先控制本发明中的电驱模块5运行；电驱模块5输出轴带动伸缩轴A6同步旋转；由于螺纹套A13与外螺纹A7的配合，伸缩轴A6旋转的同时其内轴沿轴向伸长；伸缩轴A6欲通过轴套10和涡卷弹簧18带动齿轮A16同向旋转，齿轮A16欲通过两个齿条31带动L板A33和L板B32相向运动；此时，由于在初始状态两个复位弹簧35分别对L板A33和L板B32的拉动并阻止L板A33和L板B32发生相向运动，涡卷弹簧18不足以克服两个复位弹簧35的拉力而带动齿轮A16发生旋转；齿轮A16暂时不会在涡卷弹簧18的作用下发生旋转；与齿轮A16啮合的两个齿轮B28不发生旋转；两个伸缩轴B26不发生旋转；两个伸缩轴B26的内轴上的外螺纹B27不与相应的螺纹套B29发生相对旋转运动；两个伸缩轴B26不发生伸长；与两个伸缩轴B26连接的挡块22静止不动；伸缩轴A6的内轴通过旋转圆块A9带动锥形摩擦轮20向挡块22上的锥形槽23靠近，涡卷弹簧18被压缩并储能。

当锥形摩擦轮20的圆锥面与挡块22上的锥形槽23圆锥面之间的间距缩短至一定距离时，涡卷弹簧18发生形变所产生的弹力刚好克服两个复位弹簧35的拉力而开始带动齿轮A16发生旋转，齿轮A16通过两个齿条31分别带动L板A33和L板B32相向运动，安装在L板A33和L板B32上的两个夹板34相向运动并向料板的两侧靠近；两个复位弹簧35被逐渐拉伸，涡卷弹簧18随着两个复位弹簧35的拉伸而持续发生形变并储能；齿轮A16通过两个齿轮B28带动两个伸缩轴B26同步旋转；在两个螺纹套B29分别与两个伸缩轴B26内轴上的外螺纹B27的相互作用下，两个伸缩轴B26的内轴同步轴向伸长，两个伸缩轴B26的内轴同时通过相应的旋转圆块B25带动挡块22沿传动槽2发生运动，其运动方向与锥形摩擦轮20的运动方向相同，伸缩轴A6的内轴的轴向运动速度与两个伸缩轴B26的内轴的运动速度相等；涡卷弹簧18在带动齿轮A16旋转的同时继续被压缩，安装在伸缩轴A6内轴末端的锥形摩擦轮20的圆锥面与挡板上的锥形槽23圆锥面之间的距离基本保持不变，同时旋转的齿轮A16通过两个伸缩杆19带动锥形摩擦轮20同步旋转；当两个夹板34分别与料板的两侧相遇并对其夹紧时，料板的位置被两个夹板34所固定；被夹紧的料板阻止两个夹板34进行进一步的相向运动，两个夹板34的运动停止并保持对料板的夹紧状态；L板A33、L板B32、两个齿条31同时停止运动；齿轮A16停止旋转，锥形摩擦轮20停止旋转，两个复位弹簧35的拉伸量达到最大；两个齿轮B28停止旋转；两个伸缩轴B26停止旋转，两个伸缩轴B26的内轴不再伸长；挡块22停止运动，其位置在两个伸缩轴B26内轴上的外螺纹B27分别与相应螺纹套B29的螺纹配合的自锁作用下被固定。

此时，电驱模块5继续运行并通过输出轴带动伸缩轴A6继续旋转，伸缩轴A6的内轴继续伸长；伸缩轴A6的内轴通过旋转圆块A9带动锥形摩擦轮20继续向挡块22上的锥形槽23靠近，两个伸缩杆19继续伸长，涡卷弹簧18继续被压缩并储能；当锥形摩擦轮20的圆锥面与锥形槽23圆锥面相遇并相互挤压时，涡卷弹簧18的压缩量达到最大，自控系统控制电驱模块5停止运行。

当两个夹板34对料板两侧进行初步夹紧时，自控系统便控制冲压设备对已经被初步固定好位置的料板进行快速冲压；在对料板进行冲压过程中，电驱模块5继续运行，涡卷弹簧18被进一步压缩并储能，锥形摩擦轮20的圆锥面与锥形槽23圆锥面快速相遇并相互挤压，使得锥摩擦轮与锥形槽23之间的摩擦力逐渐达到最大；当一次冲压快速结束时，自控系统刚好控制电驱模块5停止运行，在两个复位弹簧35和涡卷弹簧18的共同作用下，整个设备内部快速复位，其复位流程如下：

当一次冲压快速结束时，自控系统刚好控制电驱模块5停止运行，由于此时锥形摩擦轮20与锥形槽23相互挤压，在静摩擦力作用下，涡卷弹簧18不会通过齿轮A16和伸缩杆19带动锥形摩擦轮20反向旋转，两个复位弹簧35在不发生反转的齿轮A16的阻止下不会通过L板A33和L板B32带动两个夹板34与料板两侧分离，两个夹板34依然对料板进行夹紧；在涡卷弹簧18的复位作用下，伸缩轴A6的内轴反向旋转并发生收缩；当伸缩轴A6的内轴通过旋转圆块A9带动锥形摩擦轮20与锥形槽23分离时，锥形摩擦轮20的旋转限制被接触，齿轮A16的限制被解除；在两个复位弹簧35的复位作用下，L板A33和L板B32分别带动两个夹板34与料板两侧分离并回到初始位置，L板A33和L板B32分别通过相应齿条31同时带动齿轮A16反转，齿轮A16带动两个齿轮B28反转；两个齿轮B28分别带动两个伸缩轴B26反转，两个伸缩轴B26的内轴收缩至竖直状态并同时带动挡板运动至初始位置；在涡卷弹簧18的复位作用下，轴套10带动伸缩轴A6的内轴反向旋转并收缩至初始状态；伸缩轴A6的内轴通过旋转圆块A9带动锥形摩擦轮20运动至初始位置。

当料板在推送机构的作用下沿本发明的U型座1内凹上端面运动一端距离后再次停留在底座上端面上；自控系统再次控制本发明对料板两侧进行夹紧，其夹紧的工作原理和复位过程如上所述，此处不再赘述。

在单次冲压过程中，锥形摩擦轮20与锥形槽23之间的摩擦力和涡卷弹簧18被压缩后的弹力使得齿轮A16克服冲压振动所产生的反作用力而保持静止不动，齿轮A16通过两个齿条31、L板A33和L板B32带动两个夹板34对料板保持夹紧状态。

本发明对料板的夹持与冲压设备和料板推送机构的频率一致，保证料板的冲压与本发明对料板的夹持同步进行。

如图15所示，本发明在实际使用过程中的数量为两个，分别位于冲切模具装置36的进料口前方和出料口后方；如图15所示中的箭头方向为料板输送方向。

综上所述，本发明的有益效果：本发明中的电驱模块5的单次启动旋转圈数恒定；相对于传统的或已经公开的专利中的相关设备而言，本发明不需要频繁地调节电驱模块5的旋转频率来适应不同宽度的待冲压料板；可以对不同宽度的料板位置进行有效夹紧固定，避免料板在冲压过程中发生位置偏移而影响冲压效果，有效提高工作效率，使得料板的利用率最大化；另外，本发明中的螺纹套A13与外螺纹A7的配合，螺纹套B29与外螺纹B27的配合，使得挡块22上锥形槽23与锥形摩擦轮20之间可以形成有效的挤压并产生很大的静摩擦力；螺纹配合的自锁功能，使得锥形槽23与锥形摩擦轮20之间不会因为相互反作用而发生分离或摩擦力减小，保证在电驱模块5停止运行之前，两个夹板34在锥形摩擦轮20与锥形槽23的静摩擦锁定作用下依然对料板进行有效夹紧，从而保证冲压设备对料板的冲压的顺利进行，保证料板在冲压过程中不会发生位置偏移，进而提高料板的单位面积上冲压成品数量。