CN107999632B - 冲压机 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种冲压机，包括并排设置的钢管卷制装置和钢板折弯机构；钢管卷制装的底座的中央设有阶梯槽，阶梯槽包括第一、二、三凹槽；左压模块的左下角和右压模块的右下角分别铰接在第一凹槽侧壁；第三凹槽的槽底与第二弹簧的底端固定相连，第二弹簧的顶端与顶杆相连。钢板折弯机构的座板的中央竖直地设有盲孔，盲孔底部设有弹簧，所述弹簧底端固定于盲孔孔底，在顶杆两侧分别设有支架，支架包括直角块和平板状的背板两部分，在直角开口内还铰接有模板，模板一端铰接在所述背板上且铰接轴与背板垂直，另一端上表面的边缘的两倒角拼合成V型模腔。本发明成型效率高、成型质量好，结构简单巧妙，利于推广使用。

Description

冲压机

技术领域

本发明属于钢材加工技术领域，尤其涉及一种钢管的冲压成型。

背景技术

钢管作为结构件广泛地应用于各种钢结构工程中，现有一种异形钢件如图1所示，由圆管段301a和角钢段302a组成，现有制造中通常先分别加工出圆管段301a和角钢段302a，然后焊接固定为一体，不但操作复杂，效率低下，而且不容易保证圆管段301a和角钢段302a之间的位置精度，超差现象太过严重，并且出于经济成本考虑，圆管段301a和角钢段302a也通常不能得到可靠的质量，从而造成上述异形钢件的不合格，究其原因，一是目前对钢管的制造有多种方式，例如铸造，车削成型等，但大都成型效率较低，对于冷轧钢管现有的冷轧工艺和设备质量参差不齐，而成型快，成型质量好的设备往往造价昂贵，结构复杂，难以推广使用，限制了圆管段301a的成型加工质量的提高，二是将钢板折弯成一定夹角的“角钢”类钢材时，现有的折弯设备由于结构上的特异性，大多对钢材瞬间冲压成型，成型质量较差，加工较为粗暴，需要人工辅助脱模分离工件，效率稍低，并且只能对单一夹角的“角钢”类产品进行冲压折弯，效率不高，通用性差，不便管理，因此也大大限制了角钢段302a的批量高质量成型加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲压机，该冲压机的成型效率高、成型质量好，结构简单巧妙，利于推广使用。

本发明的技术方案如下：

一种冲压机，包括并排设置的钢管卷制装置和钢板折弯机构；

所述钢管卷制装置包括底座，所述底座的中央沿其竖直方向设有一个阶梯槽，所述阶梯槽由其开口方向朝其槽底依次包括等腰梯形状的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽的大端朝上，小端与第二凹槽相接；

所述第一凹槽内左右对称地设有彼此不相接的两压模块，左压模块的左下角和右压模块的右下角分别铰接在第一凹槽前后两侧壁的相应位置上，以使得两压模块可以在第一凹槽内自由转动一定角度；两压模块各自朝第一凹槽相应腰壁一侧的侧面下端边缘设有第一倒圆角，背离腰壁一侧的侧面中部开设有圆弧缺口且该侧面的上端边缘设有倒斜角，该倒斜角与所述圆弧缺口之间圆弧过渡相连；两压模块分别被固定于第一凹槽两侧腰壁内的第一弹簧拉至与相应腰壁相贴合，以使得两压模块的倒斜角所在侧之间形成的间隙足以容纳卷制好的钢管竖直通过；

所述第二凹槽内水平地设有垫板，第三凹槽的槽底与第二弹簧的底端固定相连，第二弹簧的顶端与伸入第三凹槽槽底的顶杆相连，且第二弹簧在自然长度下顶杆不完全滑出第三凹槽，以使得在非工作状态下，顶杆穿过所述垫板后将两压模块顶至各自与第一凹槽的相应腰壁相贴合的位置，而在工作状态下，两压模块的底端面均转至所述垫板顶面上时，两圆弧缺口组合成一个圆形模腔；

所述钢板折弯机构，包括座板，所述座板的中央竖直地设有盲孔，盲孔底部设有弹簧，所述弹簧底端固定于盲孔孔底，顶端与伸入盲孔内的顶杆底部相连且在弹簧处于自然长度时顶杆不完全滑出盲孔；在顶杆两侧分别呈左右对称地设有支架，所述支架包括直角块和平板状的背板两部分，其中，直角块为横截面呈直角的角钢状结构，在直角块其中一端一体式地设有将该端封堵的所述背叛，直角块的其中一条直角边所在的侧板垂直固定于座板顶面，直角块的直角开口侧朝顶杆一侧设置，在所述直角开口内还铰接有模板，所述模板一端铰接在所述背板上且铰接轴与背板垂直，另一端上表面的边缘处设有倒角，位于左右两侧的两模板均转至座板的顶面上时，两倒角拼合成V型模腔；每块模板的上表面均连接有拉簧，所述拉簧在非冲压状态下将两模板分别向上拉至与座板顶面相分离的位置；

所述钢管卷制装置的圆形模腔与所述钢板折弯机构的V型模腔正对且联通，圆形模腔的最低点与V型模腔的夹角顶点位于同一水平直线上，V型模腔的角平分线与圆形模腔的轴线垂直相交。

进一步地，所述第一弹簧水平设置。

进一步地，所述两压模块之间的最小水平间隙位于两圆弧缺口以下的位置，且最小水平间隙与所述圆形模腔直径之比为3:20。

进一步地，所述第一凹槽的两腰壁之间的夹角与两压模块的倒斜角所在面所形成的夹角之比为3:10。

进一步地，所述第一凹槽与第二凹槽相接处倒圆角处理，且所倒出的第二倒圆角的圆心位于两压模块与第一凹槽前后侧壁铰接时的铰接轴轴线上，转动过程中所述第一倒圆角可与第二倒圆角相内切。

进一步地，所述底座的左右两侧壁分别设有半圆形缺口。

进一步地，每块模板的倒角面的底部边缘处均铰接有垫板且该垫板绕其底端的铰接轴转动到倒角面上时可将所述倒角面全部覆盖；在所述模板内还水平地设有一根蜗杆，所述蜗杆可在模板内自由转动且一端伸出所述倒角面；在模板上部的空腔内设有可转动的与蜗杆啮合的蜗轮，所述模板的前侧还设有控制蜗轮转动的紧固装置。

进一步地，所述蜗轮两端面上的圆柱状凸缘分别可转动地位于空腔的两相对侧壁上，所述紧固装置为螺栓，该螺栓可从外侧伸入空腔内并拧入其中一个凸缘内以阻止蜗轮转动，另一个凸缘和与该凸缘相对的空腔侧壁上分别设有彼此同轴的孔，其中，位于空腔上的第一孔为可供六角扳手穿过的通孔，位于该凸缘上的第二孔为可以与内六角扳手相配合的六角孔。

进一步地，所述蜗杆伸出倒角面的一端设有一个淬硬的合金钢球且该钢球可以完全进入所述倒角面上的沉孔内。所述拉簧竖直设置。所述垫板横截面呈三角形，且垫板与倒角面完全贴合时其中一条边所在的表面与模板上表面平齐。

进一步地，所述蜗轮替换为圆环状的螺纹套环，蜗杆替换为丝杆，并且该螺纹套环拧在丝杆上，所述螺纹套环两端面上的圆柱状的第一凸缘分别可转动地位于空腔的两相对侧壁上，所述紧固装置为螺栓，该螺栓可从外侧伸入空腔内并拧入其中一个第一凸缘内以阻止螺纹套环转动，另一个第一凸缘和与其相对的空腔侧壁上分别设有彼此同轴的孔，其中，位于空腔上的第一孔为可供六角扳手穿过的通孔，位于该第一凸缘上的第二孔为可以与内六角扳手相配合的六角孔。

本发明的有益效果：本发明采用并排设置的钢管卷制装置和钢板折弯机构分别用于钢管部分和角钢部分的冲压成型，将两个冲压工装有机地结合为一体，实现异形钢件的一次冲压成型，避免了分工序单独冲压的流转耽误时间，同时两套模具工装同时组合使用，避免了工件多次装夹产生的误差，提升圆管部分和角钢部分的位置精度，同时大大提高了钢件的成型效率。

在使用时，初始状态下，钢管卷制装置的两压模板被各自对应的第一弹簧拉至与第一凹槽腰壁想贴的位置，两压模板之间上端的间隙变大，容纳模芯和板材的顺利进入，在模芯将板材向下继续冲压时，板材逐步呈弧形弯曲并全部进入到两压模板之间的模腔，在压模板下端面置于垫板上表面时，两压模板各自的圆弧缺口组合成所需要的钢管成型模腔，此刻模芯将板材冲压成钢管型，然后模芯向上退回，顶杆在第二弹簧的复位作用下辅助第一弹簧一起将两压模板向上推并使得两压模板上端开口张开、变大，钢管和模芯离开、脱模分离。由此可见，该冲压机逐步成型，成型质量稳定，自动脱模，成型效率较高，结构简单紧凑且巧妙，易于制造，有利于推广使用。而钢板折弯机构在工作时使得板材跟随两模板逐步向下移动，逐步折弯成型，渐变型折弯并自动脱模，成型质量较好，效率极高，还可以调节折弯的夹角，适应性更强。

由此可见，本发明所提供的冲压机成型效率高、成型质量好，而且结构简单巧妙，利于推广使用。

附图说明

图1为一种异形钢件结构示意图。

图2为一种异形钢件的板材坯料的结构示意图。

图3为冲压机冲压之前的结构示意图。

图4为冲压机冲压成型时的结构示意图。

图5为冲压机冲压成型完成后钢管离开装置的结构示意图。

图6为底座的结构示意图。

图7为图4中I处放大视图。

图8为钢板折弯机构在冲压开始前的结构示意图。

图9为钢板折弯机构在冲压成型过程中的结构示意图。

图10为图9中的A—A剖视图。

图11为垫板和蜗轮蜗杆的设置结构示意图。

图12为蜗轮的一种紧固装置结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

一种冲压机，包括并排设置的钢管卷制装置和钢板折弯机构，其中，钢管卷制装置用于制作钢管部分，钢板折弯机构用于制作角钢部分，因此需要提前准备好如图2所示的板材坯料，第一板材301对应冲压成圆管段301a，第二板材302对应冲压成角钢段302a。为了便于层次清晰地表示钢管卷制装置和钢板折弯机构的结构，本实施例的附图未示出冲压机的整体装配图，而是以钢管卷制装置和钢板折弯机构各自单独的结构形式予以解释说明。

参照图3—6所示，钢管卷制装置包括底座17，所述底座17的中央沿其竖直方向设有一个阶梯槽，所述阶梯槽由其开口方向朝其槽底依次包括等腰梯形状的第一凹槽1701、第二凹槽1702和第三凹槽1703，第一凹槽1701的大端朝上，小端与第二凹槽1702相接。

所述第一凹槽1701内左右对称地设有彼此不相接的两压模块18，左压模块的左下角和右压模块的右下角分别铰接在第一凹槽1701前后两侧壁的相应位置上，以使得两压模块18可以在第一凹槽1701内在竖直平面内自由转动一定角度。两压模块18各自朝第一凹槽1701相应腰壁a一侧的侧面下端边缘设有第一倒圆角b，背离腰壁a一侧的侧面中部开设有圆弧缺口1801且该侧面的上端边缘设有倒斜角1802，该倒斜角1802与所述圆弧缺口1801之间圆弧过渡相连。两压模块18分别被固定于第一凹槽1701两侧腰壁a内的第一弹簧20拉至与相应腰壁a相贴合，以使得两压模块18的倒斜角1802所在侧之间形成的间隙D足以容纳卷制好的钢管竖直通过。

所述第二凹槽1702内水平地设有垫板21，第三凹槽1703的槽底与第二弹簧23的底端固定相连，第二弹簧23的顶端与伸入第三凹槽1703槽底的顶杆22相连，且第二弹簧23在自然长度下顶杆22不完全滑出第三凹槽1703，以使得在非工作状态下，顶杆22穿过所述垫板21后将两压模块18顶至各自与第一凹槽1701的相应腰壁a相贴合的位置，而在工作状态下，两压模块18的底端面均转至所述垫板21顶面上时，两圆弧缺口1801组合成一个圆形模腔，用于钢管的最终成型。

参照图8—10所示，钢板折弯机构包括座板7，所述座板7的中央竖直地设有盲孔，盲孔底部设有弹簧9，所述弹簧9底端固定于盲孔孔底，顶端与伸入盲孔内的顶杆8底部相连且在弹簧9处于自然长度时顶杆8不完全滑出盲孔。在顶杆8两侧分别呈左右对称地设有支架1，所述支架1包括直角块101和平板状的背板102两部分。其中，直角块101为横截面呈直角的角钢状结构，在直角块101其中一端一体式地设有将该端封堵的所述背叛102，直角块101的其中一条直角边所在的侧板垂直固定于座板7顶面，直角块101的直角开口侧朝顶杆8一侧设置，在所述直角开口内还铰接有模板5。所述模板5一端铰接在所述背板102上且铰接轴6与背板102垂直，另一端上表面的边缘处设有倒角，位于左右两侧的两模板5均转至座板7的顶面上时，两倒角拼合成V型模腔。每块模板5的上表面均连接有拉簧4，所述拉簧4在非冲压状态下将两模板5分别向上拉至与座板7顶面相分离的位置。

使用前，在拉簧4的作用下两模板5的倒角端相向朝上倾斜，将待折板材3平放在两倒角之间的相接处的上表面，启动冲压机，刀具2向下移动将板材逐步折弯并在两模板5均位于座板7顶面时成型结束，得到所需要的“角钢”结构，然后刀具2收回，顶杆8在弹簧9恢复力作用下将两模板5向上顶至分离，且将折好的板材向上弹起，实现脱模。

进一步地，所述第一弹簧20水平设置，以使得更好地对两压模板18施力。

进一步地，所述两压模块18之间的最小水平间隙L位于两圆弧缺口1801以下的位置，且最小水平间隙L与所述圆形模腔直径之比为3:20。在该结构尺寸下可更加有效地保证两压模板18灵活转动并能够拼接成所述圆形模腔，提高成型质量，并尽量使得整体结构更为紧凑合理。

进一步地，所述第一凹槽1701的两腰壁a之间的夹角B与两压模块18的倒斜角1802所在面所形成的夹角A之比为3:10。该结构尺寸下，可进一步有效地保证两压模板18拼接成所述圆形模腔使得钢管成型后，可以较好地在顶杆22和第一弹簧20协同下让钢管离开压模板18的模腔，同时也有利于冲压初始时待折板材3和冲切模芯24(一根光轴)顺利快速进入两压模板18之间的模腔，同时也提高成型质量，并尽量使得整体结构更为紧凑合理。

进一步地，如图7所示，所述第一凹槽1701与第二凹槽1702相接处倒圆角处理，且所倒出的第二倒圆角c的圆心位于两压模块18与第一凹槽1801前后侧壁铰接时的铰接轴19的轴线上，且转动过程中所述第一倒圆角b可与第二倒圆角c相内切。该结构设计有利于两模块18在转动时灵活而稳定。

进一步地，所述底座17的左右两侧壁分别设有半圆形缺口，以在减轻整体底座17重量前提下，保证底座17整体承力性能。

进一步地，如图11所示，每块模板5的倒角面的底部边缘处均铰接有垫板10且该垫板10绕其底端的铰接轴转动到倒角面上时可将所述倒角面全部覆盖；在所述模板5内还水平地设有一根蜗杆13，所述蜗杆13可在模板5内自由转动且一端伸出所述倒角面，模板5内相应地设有与蜗杆13上的螺旋凸起纹路相适应的螺旋凹槽以使得蜗杆13可以自由转动并轴向移动。在模板5上部的空腔内设有可转动的与蜗杆13啮合的蜗轮14，所述模板5的前侧还设有控制蜗轮14转动的紧固装置，以控制蜗轮14的转动，在需要时将蜗轮14锁死，避免蜗杆13转动影响对垫板10的定位。该设计主要是实现对钢板折弯夹角的调节，适应更多种夹角的“角钢”类钢板折弯成型，使用时，转动蜗轮14，使得蜗杆13在模板5内旋进、旋出，以控制对垫板10倾斜角度的调节，从而实现不同的钢材折弯夹角所需的冲压模腔，尤其适用于折弯夹角精度不高而量大的板材加工。

进一步地，如图12所示，所述蜗轮14两端面上的圆柱状凸缘1401分别可转动地位于空腔的两相对侧壁上，所述紧固装置为螺栓15，该螺栓15可从外侧伸入空腔内并拧入其中一个凸缘1401内以阻止蜗轮14转动，另一个凸缘1402和与其中一个凸缘1401相对的空腔侧壁上分别设有彼此同轴的孔，其中，位于空腔上的第一孔为可供内六角扳手16穿过的通孔，位于另一个凸缘1402上的第二孔为可以与内六角扳手16相配合的六角孔。该结构设计主要便于在需要时防止蜗轮14转动，或者需要时，转动蜗轮14。即将螺栓15拧入其中一个凸缘1401将蜗轮14固定即可。而在需要蜗轮14转动时，将内六角扳手16***另一个凸缘1402中，转动蜗轮14旋转，带动蜗杆13进给。

当然，上述蜗轮蜗杆结构还可以换成螺纹丝杆结构，即将蜗轮14换成带螺纹孔的齿轮或者螺纹套环，将螺纹套环或者齿轮旋合在丝杆上，通过拨动螺纹套环或者齿轮来实现丝杆的轴向移动，在螺纹套环的两端或者齿轮两端面也设有上述两个凸缘结构和其他相应结构，以使得螺纹套环或者齿轮可以止转或者拧动其转动。另外，上述蜗轮蜗杆机构还可以替换为齿轮齿条机构，其安装方式也与蜗轮蜗杆类似。

进一步地，所述蜗杆13伸出倒角面的一端设有一个淬硬的合金钢球11且该合金钢球11可以完全进入所述倒角面上的沉孔12内，淬硬的合金钢球11有利于与垫板10在任一倾斜位置时接触，减少摩擦，避免接触部被磨损后影响对垫板10的支撑限位。

进一步地，所述拉簧4竖直设置，以便对模板5施力。

进一步地，所述垫板10横截面呈三角形，且垫板10与倒角面完全贴合时其中一条边所在的表面与模板5上表面平齐，以便不使用时将垫板10放平后保证模板5上表面平滑。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种冲压机，其特征在于：包括并排设置的钢管卷制装置和钢板折弯机构；

所述钢管卷制装置包括底座，所述底座的中央沿其竖直方向设有一个阶梯槽，所述阶梯槽由其开口方向朝其槽底依次包括等腰梯形状的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽的大端朝上，小端与第二凹槽相接；

所述第一凹槽内左右对称地设有彼此不相接的两压模块，左压模块的左下角和右压模块的右下角分别铰接在第一凹槽前后两侧壁的相应位置上，以使得两压模块可以在第一凹槽内自由转动一定角度；两压模块各自朝第一凹槽相应腰壁一侧的侧面下端边缘设有第一倒圆角，背离腰壁一侧的侧面中部开设有圆弧缺口且该侧面的上端边缘设有倒斜角，该倒斜角与所述圆弧缺口之间圆弧过渡相连；两压模块分别被固定于第一凹槽两侧腰壁内的第一弹簧拉至与相应腰壁相贴合，以使得两压模块的倒斜角所在侧之间形成的间隙足以容纳卷制好的钢管竖直通过；

所述第二凹槽内水平地设有垫板，第三凹槽的槽底与第二弹簧的底端固定相连，第二弹簧的顶端与伸入第三凹槽槽底的顶杆相连，且第二弹簧在自然长度下顶杆不完全滑出第三凹槽，以使得在非工作状态下，顶杆穿过所述垫板后将两压模块顶至各自与第一凹槽的相应腰壁相贴合的位置，而在工作状态下，两压模块的底端面均转至所述垫板顶面上时，两圆弧缺口组合成一个圆形模腔；

所述钢板折弯机构包括座板，所述座板的中央竖直地设有盲孔，盲孔底部设有弹簧，所述弹簧底端固定于盲孔孔底，顶端与伸入盲孔内的顶杆底部相连且在弹簧处于自然长度时顶杆不完全滑出盲孔；在顶杆两侧分别呈左右对称地设有支架，所述支架包括直角块和平板状的背板两部分，其中，直角块为横截面呈直角的角钢状结构，在直角块其中一端一体式地设有将该端封堵的所述背叛，直角块的其中一条直角边所在的侧板垂直固定于座板顶面，直角块的直角开口侧朝顶杆一侧设置，在所述直角开口内还铰接有模板，所述模板一端铰接在所述背板上且铰接轴与背板垂直，另一端上表面的边缘处设有倒角，位于左右两侧的两模板均转至座板的顶面上时，两倒角拼合成V型模腔；每块模板的上表面均连接有拉簧，所述拉簧在非冲压状态下将两模板分别向上拉至与座板顶面相分离的位置；

所述钢管卷制装置的圆形模腔与所述钢板折弯机构的V型模腔正对且联通，圆形模腔的最低点与V型模腔的夹角顶点位于同一水平直线上，V型模腔的角平分线与圆形模腔的轴线垂直相交；

所述第一弹簧水平设置；每块模板的倒角面的底部边缘处均铰接有垫板，且该垫板绕其底端的铰接轴转动到倒角面上时可将所述倒角面全部覆盖。

2.根据权利要求1所述冲压机，其特征在于：所述两压模块之间的最小水平间隙位于两圆弧缺口以下的位置，且最小水平间隙与所述圆形模腔直径之比为3∶20。

3.根据权利要求2所述冲压机，其特征在于：所述第一凹槽的两腰壁之间的夹角与两压模块的倒斜角所在面所形成的夹角之比为3∶10。

4.根据权利要求3所述冲压机，其特征在于：所述第一凹槽与第二凹槽相接处倒圆角处理，且所倒出的第二倒圆角的圆心位于两压模块与第一凹槽前后侧壁铰接时的铰接轴轴线上，转动过程中所述第一倒圆角与第二倒圆角相内切。

5.根据权利要求4所述冲压机，其特征在于：所述底座的左右两侧壁分别设有半圆形缺口。

6.根据权利要求1所述冲压机，其特征在于：在所述模板内还水平地设有一根蜗杆，所述蜗杆可在模板内自由转动且一端伸出所述倒角面；在模板上部的空腔内设有可转动的与蜗杆啮合的蜗轮，所述模板的前侧还设有控制蜗轮转动的紧固装置。

7.根据权利要求6所述冲压机，其特征在于：所述蜗轮两端面上的圆柱状凸缘分别可转动地位于空腔的两相对侧壁上，所述紧固装置为螺栓，该螺栓可从外侧伸入空腔内并拧入其中一个凸缘内以阻止蜗轮转动，另一个凸缘和与该凸缘相对的空腔侧壁上分别设有彼此同轴的孔，其中，位于空腔上的第一孔为可供六角扳手穿过的通孔，位于该凸缘上的第二孔为可以与内六角扳手相配合的六角孔。

8.根据权利要求7所述冲压机，其特征在于：所述蜗杆伸出倒角面的一端设有一个淬硬的合金钢球且该钢球可以完全进入所述倒角面上的沉孔内；所述拉簧竖直设置；所述垫板横截面呈三角形，且垫板与倒角面完全贴合时其中一条边所在的表面与模板上表面平齐。

9.根据权利要求6所述冲压机，其特征在于：所述蜗轮替换为圆环状的螺纹套环，蜗杆替换为丝杆，并且该螺纹套环拧在丝杆上，所述螺纹套环两端面上的圆柱状的第一凸缘分别可转动地位于空腔的两相对侧壁上，所述紧固装置为螺栓，该螺栓可从外侧伸入空腔内并拧入其中一个第一凸缘内以阻止螺纹套环转动，另一个第一凸缘和与其相对的空腔侧壁上分别设有彼此同轴的孔，其中，位于空腔上的第一孔为可供六角扳手穿过的通孔，位于该第一凸缘上的第二孔为与内六角扳手相配合的六角孔。