CN109794628A - 一种模具通孔加工方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模具通孔加工设备，涉及模具加工领域，所述设备包括工作腔、模具工位、钻头模组、冷却模组；所述模具工位设置于所述工作腔内的下部，所述钻头模组设置于所述工作腔内，所述钻头模组位于所述模具工位上方；所述钻头模组包括运动控制模块和钻头；冷却模组包括出液管以及出液口，所述出液口与所述出液管连接，所述冷却模组的所述出液口指向所述钻头，所述冷却模组用于冷却所述钻头和/或所述模具工位上的工件；所述设备还包括主控制器，所述主控制器的第二输出端与所述钻头模组的控制端连接，所述主控制器包括参数获取模块和钻孔控制模块。本发明采用纵向多次打孔的方式进行通孔作业，能够有效提高在模具加工中的钻头的使用寿命。

Description

一种模具通孔加工方法及设备

技术领域

本发明涉及冲压模具技术领域，特别是涉及一种模具通孔加工方法及设备。

背景技术

模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。

在现有技术中，模具上包含有各式各样的通孔或者沉孔，对于连通区域较大的通孔或沉孔而言，一般是将钻头旋转并伸入模具要打孔的区域，然后控制钻头运动实现模具的通孔作业。在这种作业方式中，钻头横向切割时，横向切应力较大，钻头容易折断，影响钻头寿命。

发明内容

有鉴于现有技术的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种模具通孔加工设备，旨在提高在模具加工中钻头的使用寿命。

在本发明的第一方面提供一种模具通孔加工设备，所述设备包括工作腔、模具工位、钻头模组、冷却模组；所述模具工位设置于所述工作腔内的下部，所述钻头模组设置于所述工作腔内，所述钻头模组位于所述模具工位上方；所述钻头模组包括运动控制模块和钻头；冷却模组包括出液管以及出液口，所述出液口与所述出液管连接，所述冷却模组的所述出液口指向所述钻头，所述冷却模组用于冷却所述钻头和/或所述模具工位上的工件；所述设备还包括主控制器，所述主控制器的第二输出端与所述钻头模组的控制端连接，所述主控制器包括参数获取模块和钻孔控制模块；

所述参数获取模块，用于获取本次通孔作业所包含的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的打孔配置；所述打孔配置包括各个所述待打孔点位的沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数以及每次的打孔深度；

所述钻孔控制模块，包括：

运控单元，用于在通孔作业中根据所述位置信息，依次控制所述钻头模组移动至各个所述待打孔点位；其中，当所述钻头模组由一个所述待打孔点位移动至下一个待打孔点位时，所述钻头的下端部高于所述工件的上表面；

钻控单元，用于在通孔作业中针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作；在各次所述打孔操作间隙中，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

在一具体实施方式中，所述在各个所述钻控单元，被配置为：

在各次打孔操作中，所述钻孔控制模块获取所述待打孔点位的当前打孔次数；

所述钻孔控制模块根据所述打孔次数获取对应的所述打孔深度，控制所述钻头沿钻头纵向向下钻孔；

待当次所述打孔操作完成后，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

在一具体实施方式中，所述设备还包括输入面板，所述主控制器的第一输入端与所述输入面板连接；所述参数获取模块采集所述输入面板输入的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的至少一项打孔配置。

在一具体实施方式中，所述冷却模组还包括储液腔、电控阀门，所述出液口与所述储液腔通过所述出液管连接，所述电控阀门用于控制所述冷却模组的开启和关闭，所述电控阀门的控制端与所述主控制器的第三输出端连接。

在一具体实施方式中，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度D_i，N为正整数，i＝1,2,…N；其中，D_i满足：D_k+1≤D_k，k＝1,2,…N-1。

在本发明的第二方面提供一种模具通孔加工方法，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度相同；其中，各次所述打孔操作之间的间隙时间T_j满足：T_j+1≥T_j；N为正整数，i＝1,2,…N；j＝1,2,…N-1。值得一提的是，间隙时间用于冷却钻头和模具。

在本发明的第二方面，提供一种模具通孔加工方法，所述方法包括：

获取本次通孔作业所包含的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的打孔配置；所述打孔配置包括各个所述待打孔点位的沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数以及每次的打孔深度；

根据所述位置信息，依次控制所述钻头模组移动至各个所述待打孔点位；其中，当所述钻头模组由一个所述待打孔点位移动至下一个待打孔点位时，所述钻头的下端部高于所述工件的上表面；

针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作；在各次所述打孔操作间隙中，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

在一具体实施方式中，所述针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作，包括：

在各次打孔操作中，所述钻孔控制模块获取所述待打孔点位的当前打孔次数；

所述钻孔控制模块根据所述打孔次数获取对应的所述打孔深度，控制所述钻头沿钻头纵向向下钻孔；

待当次所述打孔操作完成后，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

可选的，所述方法还包括：

采集输入面板输入的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的至少一项打孔配置。

在一具体实施方式中，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度D_i，N为正整数，i＝1,2,…N；其中，D_i满足：D_k+1≤D_k，k＝1,2,…N-1。

在一具体实施方式中，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度相同；其中，各次所述打孔操作之间的间隙时间T_j满足：T_j+1≥T_j；N为正整数，i＝1,2,…N；j＝1,2,…N-1。值得一提的是，间隙时间用于冷却钻头和模具。

本发明的有益效果是：1)、本发明有别于传统横向移动切割的多层打孔，是采用沿钻头纵向打孔的方式，避免钻通横向切割时模具对钻头的横向应力，避免横向切应力过大，造成钻头容易折断的问题，有效提高钻头的使用寿命；2)2)、由于纵向钻孔时，位置较为固定，摩擦生热效应较明显，为了避免纵向钻孔方式的摩擦生热的散热能力远弱于横向切割方式的散热能力，将单个打孔点位的钻孔操作分为多次执行，并且在打孔间隙之间将钻头拨出以便冷却液对打孔点位进行冷却，减轻钻头及模具过热造成钻头折断问题，同时也减轻钻头及模具受热造成的变形，提高钻头寿命。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的一种模具通孔加工方法的流程图；

图2是本发明一具体实施方式的一种模具通孔加工设备的电路框图；

图3是本发明一具体实施方式的一种模具通孔加工设备的结构示意图；

图4是本发明一具体实施方式的一种模具通孔加工方法的一纵向分次钻孔示意图；

图5是本发明一具体实施方式的一种模具通孔加工方法的另一纵向分次钻孔示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-5所示，在本发明第一实例中，提供一种模具通孔加工设备，所述设备包括工作腔100、模具工位200、钻头模组300、冷却模组400；所述模具工位200设置于所述工作腔100内的下部，所述钻头模组300设置于所述工作腔100内，所述钻头模组300位于所述模具工位200上方；所述钻头模组300包括运动控制模块301和钻头302；冷却模组400包括出液管401以及出液口402，所述出液口402与所述出液管401连接，所述冷却模组400的所述出液口402指向所述钻头302，所述冷却模组400用于冷却所述钻头302和/或所述模具工位200上的工件201；所述设备还包括主控制器500，所述主控制器500的第二输出端与所述钻头模组300的控制端连接，所述主控制器500包括参数获取模块501和钻孔控制模块502；

所述参数获取模块501，用于获取本次通孔作业所包含的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的打孔配置；所述打孔配置包括各个所述待打孔点位的沿所述钻头302纵向打孔被拆分的打孔次数以及每次的打孔深度；

所述钻孔控制模块502，包括：

运控单元502，用于在通孔作业中根据所述位置信息，依次控制所述钻头模组300移动至各个所述待打孔点位；其中，当所述钻头模组300由一个所述待打孔点位移动至下一个待打孔点位时，所述钻头302的下端部高于所述工件201的上表面；

钻控单元504，用于在通孔作业中针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作；在各次所述打孔操作间隙中，所述钻孔控制模块502控制所述钻头302拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组400输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

在模具加工领域，钻头302属于易耗品，并且精良的钻头302价格一般较高，在模具加工成本中，钻头302占比较高，提高钻头302使用寿命，能够有效控制产品成本。

在本实施例中，有别于传统横向移动切割的多层打孔，是采用沿钻头302纵向打孔的方式，避免钻通横向切割时模具对钻头302的横向应力，避免横向切应力过大，造成钻头302容易折断的问题，有效提高钻头302的使用寿命；同时，纵向钻孔时，位置较为固定，摩擦生热效应较明显，为了避免纵向钻孔方式的摩擦生热的散热能力远弱于横向切割方式的散热能力，将单个打孔点位的钻孔操作分为多次执行，并且在打孔间隙之间将钻头302拨出以便冷却液对打孔点位进行冷却，减轻钻头302及模具过热造成钻头302折断问题，同时也减轻钻头302及模具受热造成的变形，提高钻头302寿命。

优选的，在本实施例中，所述在各个所述钻控单元504，被配置为：

在各次打孔操作中，所述钻孔控制模块502获取所述待打孔点位的当前打孔次数；

所述钻孔控制模块502根据所述打孔次数获取对应的所述打孔深度，控制所述钻头302沿钻头302纵向向下钻孔；

待当次所述打孔操作完成后，所述钻孔控制模块502控制所述钻头302拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组400输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

在本实施例中，所述设备还包括输入面板600，所述主控制器500的第一输入端与所述输入面板600连接；所述参数获取模块501采集所述输入面板600输入的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的至少一项打孔配置。

值得一提的是，每次打孔的深度可以是预设值，即只需要输入模具元件的厚度，根据每次打孔深度，直接拆分出单个待打孔点位的打孔次数。

可选的，冷却模组400为常开状态；在此时，冷却模组400无需与主控制器500之间通讯连接，即，不受主控制器500控制。

在本实施例中，所述冷却模组400还包括储液腔、电控阀门，所述出液口402与所述储液腔通过所述出液管401连接，所述电控阀门用于控制所述冷却模组400的开启和关闭，所述电控阀门的控制端与所述主控制器500的第三输出端连接。

值得一提的是，在各次打孔操作间隙中，即在钻头302拔出待打孔点位时，冷却模组400处于开启状态；可选的，在通孔作业中，冷却模组400处于常开状态。

可选的，对于同一个打孔点位而言，每次的打孔深度可以为相同的。可选的，单次钻孔行程为2mm-10mm。

在可选的一实施例中，所述待打孔点位沿所述钻头302纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度D_i，N为正整数，i＝1,2,…N；其中，D_i满足：D_k+1≤D_k，k＝1,2,…N-1。

实际上，在模具加工打孔中，钻头302与模具之间摩擦生热，会造成钻头302老化，甚至断针；同时，随着打孔的进行，孔的深度越深冷却液进入孔中冷却的换水能力越差，冷却效果越差；故而，为了保证模具以及钻头302的冷却能够及时，在本实施例中，被拆分的多次打孔操作中，排序越靠后的，其单次的单孔深度D_i也越小，使得摩擦生热量越小，以便冷却液能够对模具待打孔点位冷却充分。

在可选的另一实施例中，所述待打孔点位沿所述钻头302纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度相同；其中，各次所述打孔操作之间的间隙时间T_j满足：T_j+1≥T_j；N为正整数，i＝1,2,…N；j＝1,2,…N-1。值得一提的是，间隙时间用于冷却钻头302和模具。

由于孔的深度越深冷却液进入孔中冷却的换水能力越差，冷却效果越差；故而，为了保证模具以及钻头302的冷却能够及时，在拆分的多次打孔操作中，当打孔深度相同，排序越靠后的，需要更长的打孔间隙时间用于冷却，以便冷却液能够对模具待打孔点位冷却充分，使得模具每次打孔的热胀冷缩效应相同，以便保证工件201稳定。

示意性的，在图4中，工件201的一个打孔点位分为5次打孔，其中，前四次打孔深度相同，而由于工件厚度问题，第五次打孔深度会少于前面的打孔深度；在图5中，工件201包括两个相通的打孔点位，并且通过沿钻头纵向对两个打孔点位进行打孔，避免在第一个打孔点位打孔后直接横向移动切割造成的横向应力，有效提高钻头使用寿命。

如图1-5，在本发明第二实施例中，一种模具通孔加工方法，所述方法包括：

获取本次通孔作业所包含的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的打孔配置；所述打孔配置包括各个所述待打孔点位的沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数以及每次的打孔深度；

根据所述位置信息，依次控制所述钻头模组移动至各个所述待打孔点位；其中，当所述钻头模组由一个所述待打孔点位移动至下一个待打孔点位时，所述钻头的下端部高于所述工件的上表面；

针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作；在各次所述打孔操作间隙中，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

优选的，在本实施例中，所述针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作，包括：

在各次打孔操作中，所述钻孔控制模块获取所述待打孔点位的当前打孔次数；

所述钻孔控制模块根据所述打孔次数获取对应的所述打孔深度，控制所述钻头沿钻头纵向向下钻孔；

待当次所述打孔操作完成后，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

可选的，所述方法还包括：

采集输入面板输入的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的至少一项打孔配置。

值得一提的是，每次打孔的深度可以是预设值，即只需要输入模具元件的厚度，根据每次打孔深度，直接拆分出单个待打孔点位的打孔次数。

可选的，冷却模组包括出液管、出液口、储液腔、电控阀门，储液腔、出液管、出液口依次连接，并受电控阀门控制出液。

可选的，冷却模组根据冷却需求进行开启或关闭。为了启到冷却效果，至少应该在各次打孔操作间隙中(在钻头拔出待打孔点位时)，冷却模组处于开启状态。例如，仅在钻头一次打孔操作后，且拔出待打孔点位拔出后，再开启冷却模组。

可选的，在通孔作业中，冷却模组处于常开状态；在此时，冷却模组无需与主控制器之间通讯连接，即，不受主控制器控制。

可选的，对于同一个打孔点位而言，每次的打孔深度可以为相同的。可选的，单次钻孔行程为2mm-10mm。

在一可选的实施例中，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度D_i，N为正整数，i＝1,2,…N；其中，D_i满足：D_k+1≤D_k，k＝1,2,…N-1。

实际上，在模具加工打孔中，钻头与模具之间摩擦生热，会造成钻头老化，甚至断针；同时，随着打孔的进行，孔的深度越深冷却液进入孔中冷却的换水能力越差，冷却效果越差；故而，为了保证模具以及钻头的冷却能够及时，在本实施例中，被拆分的多次打孔操作中，排序越靠后的，其单次的单孔深度D_i也越小，使得摩擦生热量越小，以便冷却液能够对模具待打孔点位冷却充分。

在另一可选的实施例中，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度相同；其中，各次所述打孔操作之间的间隙时间T_j满足：T_j+1≥T_j；N为正整数，i＝1,2,…N；j＝1,2,…N-1。值得一提的是，间隙时间用于冷却钻头和模具。

由于孔的深度越深冷却液进入孔中冷却的换水能力越差，冷却效果越差；故而，为了保证模具以及钻头的冷却能够及时，在拆分的多次打孔操作中，当打孔深度相同，排序越靠后的，需要更长的打孔间隙时间用于冷却，以便冷却液能够对模具待打孔点位冷却充分，使得模具每次打孔的热胀冷缩效应相同，以便保证工件稳定。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种模具通孔加工设备，其特征在于，所述设备包括工作腔、模具工位、钻头模组、冷却模组；所述模具工位设置于所述工作腔内的下部，所述钻头模组设置于所述工作腔内，所述钻头模组位于所述模具工位上方；所述钻头模组包括运动控制模块和钻头；冷却模组包括出液管以及出液口，所述出液口与所述出液管连接，所述冷却模组的所述出液口指向所述钻头，所述冷却模组用于冷却所述钻头和/或所述模具工位上的工件；所述设备还包括主控制器，所述主控制器的第二输出端与所述钻头模组的控制端连接，所述主控制器包括参数获取模块和钻孔控制模块；

所述参数获取模块，用于获取本次通孔作业所包含的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的打孔配置；所述打孔配置包括各个所述待打孔点位的沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数以及每次的打孔深度；

所述钻孔控制模块，包括：

运控单元，用于在通孔作业中根据所述位置信息，依次控制所述钻头模组移动至各个所述待打孔点位；其中，当所述钻头模组由一个所述待打孔点位移动至下一个待打孔点位时，所述钻头的下端部高于所述工件的上表面；

钻控单元，用于在通孔作业中针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作；在各次所述打孔操作间隙中，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

2.如权利要求1所述的一种模具通孔加工设备，其特征在于，所述在各个所述钻控单元，被配置为：

在各次打孔操作中，所述钻孔控制模块获取所述待打孔点位的当前打孔次数；

所述钻孔控制模块根据所述打孔次数获取对应的所述打孔深度，控制所述钻头沿钻头纵向向下钻孔；

待当次所述打孔操作完成后，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

3.如权利要求1所述的一种模具通孔加工设备，其特征在于，所述设备还包括输入面板，所述主控制器的第一输入端与所述输入面板连接；所述参数获取模块采集所述输入面板输入的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的至少一项打孔配置。

4.如权利要求1所述的一种模具通孔加工设备，其特征在于，所述冷却模组还包括储液腔、电控阀门，所述出液口与所述储液腔通过所述出液管连接，所述电控阀门用于控制所述冷却模组的开启和关闭，所述电控阀门的控制端与所述主控制器的第三输出端连接。

5.如权利要求1所述的一种模具通孔加工设备，其特征在于，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度D_i，N为正整数，i＝1,2,…N；其中，D_i满足：D_k+1≤D_k，k＝1,2,…N-1。

6.如权利要求1所述的一种模具通孔加工方法，其特征在于，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度相同；其中，各次所述打孔操作之间的间隙时间T_j满足：T_j+1≥T_j；N为正整数，i＝1,2,…N；j＝1,2,…N-1。

7.一种模具通孔加工方法，其特征在于，所述方法包括：

获取本次通孔作业所包含的各个待打孔点位的位置信息以及各个所述待打孔点位的打孔配置；所述打孔配置包括各个所述待打孔点位的沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数以及每次的打孔深度；

根据所述位置信息，依次控制所述钻头模组移动至各个所述待打孔点位；其中，当所述钻头模组由一个所述待打孔点位移动至下一个待打孔点位时，所述钻头的下端部高于所述工件的上表面；

针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作；在各次所述打孔操作间隙中，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

8.如权利要求7所述的一种模具通孔加工方法，其特征在于，所述针对各个所述待打孔点位，根据所述打孔次数以及所述打孔深度，分次对各个所述待打孔点位执行打孔操作，包括：

在各次打孔操作中，所述钻孔控制模块获取所述待打孔点位的当前打孔次数；

所述钻孔控制模块根据所述打孔次数获取对应的所述打孔深度，控制所述钻头沿钻头纵向向下钻孔；

待当次所述打孔操作完成后，所述钻孔控制模块控制所述钻头拔出所述待打孔点位以使所述冷却模组输出的冷却液进入所述待打孔点位所对应的钻孔中。

9.如权利要求7所述的一种模具通孔加工方法，其特征在于，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度D_i，N为正整数，i＝1,2,…N；其中，D_i满足：D_k+1≤D_k，k＝1,2,…N-1。

10.如权利要求7所述的一种模具通孔加工方法，其特征在于，所述待打孔点位沿所述钻头纵向打孔被拆分的打孔次数为N且每次的所述打孔深度相同；其中，各次所述打孔操作之间的间隙时间T_j满足：T_j+1≥T_j；N为正整数，i＝1,2,…N；j＝1,2,…N-1。