CN110180946A - 自动化冲孔精确加工*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲孔领域，具体公开了一种自动化冲孔精确加工***，包括竖向设置的冲头和用于驱动冲头竖向往复滑动的驱动件，冲头下方设有工作台和内储有冷却液的储液槽，工作台上设有供冲头通过的冲孔通道，储液槽位于工作台下方，且冲头下端可伸入冷却液中。本方案中的自动化冲孔精确加工***解决了冲头连续冲孔时温度升高导致加工误差的问题。

Description

自动化冲孔精确加工***

技术领域

本发明涉及冲孔领域，具体公开了一种自动化冲孔精确加工***。

背景技术

冲孔是指在钢板、革、布、木板等材料上打出各种形状的孔，目前采用冲孔装置进行冲孔，冲孔装置包括冲头和驱动冲头往复滑动的驱动件，冲孔时，冲头对工件施加压力，使工件与冲头接触处先发生形变再断裂，从而形成通孔。

为了提高加工效率，冲孔机会连续进行冲孔，但是在连续冲孔加工过程中，由于冲头不断与工件发生摩擦，冲头与工件接触处会产生热量，而较多的热量会残留在冲头上，从而使冲头的温度升高，冲头一方面会发生形变，导致加工出的孔的孔径发生改变，产生加工误差；另一方面强度也会降低，冲头的使用寿命降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对冲头进行降温的自动化冲孔精确加工***，从而提高加工精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：自动化冲孔精确加工***，包括竖向设置的冲头和用于驱动冲头竖向往复滑动的驱动件，冲头下方设有工作台和内储有冷却液的储液槽，工作台上设有供冲头通过的冲孔通道，储液槽位于工作台下方，且冲头下端可伸入冷却液中。

本方案的有益效果为：

(一)冲头向下对工件进行冲孔后，冲头穿过冲孔通道浸入储液槽内的冷却液中，冲头上的热量传递至冷却液中，冲头的温度得以降低，避免冲头在热量作用下发生形变以及降低强度，提高冲孔精度和冲头使用寿命。

(二)当冲头向上运动与冷却液分离后，冲头上仍残留有部分冷却液，在冲头再次对工件进行冲孔时，冷却液起到润滑的作用，从而减小冲头与工件之间的摩擦力，减少冲头与工件之间因摩擦产生的热量，进一步避免冲头因温度升高而发生形变。

(三)冲孔时形成的碎屑落入储液槽内被收集，不会四处散落影响加工环境，且碎屑进入储液槽内后与冷却液接触，当工件为金属材质时，碎屑的密度大于冷却液的密度，碎屑沉于冷却液底部，不会再次脱离冷却液；当工件为革、布、木板等材质时，碎屑与冷却液接触，由于冷却液分子之间的作用力，碎屑也不容易脱离冷却液，所以可以避免粒度较小的碎屑再次飘至空中，进一步避免碎屑影响环境。

(四)与直接将冷却液浇在冲头和工件上相比，冲头浸入冷却液中与冷却液的接触更为全面，降温效果更好，且待冲孔的工件上没有供冷却液流下的孔，冷却液会大量残留在工件上，当工件为布、木板时，大量冷却液会被吸入工件中，冷却液消耗速度快，成本高。

进一步，冲头内沿周向设有降温通道，冲头上端设有吹向降温通道的气源。

本方案的有益效果为：冲头长时间使用后，冲头下端会发生弯曲或形变，使用这种冲头冲孔时会导致孔的孔径以及形状发生改变，冲孔误差进一步增大。本方案中，气源形成的气流吹向降温通道时，部分气流进入降温通道内，从降温通道下方排出，当冲头浸入冷却液后，气体在冲头下方形成气泡。当冲头发生弯曲或形变时，降温通道的直径减小甚至被堵塞，单位时间内经过降温通道的气体量减小甚至消失，当冲头浸入冷却液中时，冲头下方产生气泡的速度减小、气泡体积减小甚至不再产生气泡，所以方便工人及时的发现冲头的变形，及时进行更换，避免冲孔精度降低。

其次，部分气体促使冲头周围的空气流动，提高冲头的散热效果。

进一步，降温通道下端固定有挡板，挡板与降温通道侧壁形成通气间隙。

本方案的有益效果为：通气间隙的宽度小于降温通道的直径，当冲头发生较小的弯曲或变形即可堵塞通气间隙，使气体无法再通过降温通道，故检测更为灵敏。与减小降温通道的直径相比，本技术方案中的降温通道直径更大，气源产生的气体更容易进入降温通道内。

进一步，储液槽内竖向滑动密封有活塞，活塞下方固定有复位弹簧，复位弹簧两端分别固定在活塞和储液槽底部；活塞上设有若干将活塞上下两侧空间连通的第一通孔。

本方案的有益效果为：冲头完成冲孔后还可以将活塞向下推动，使活塞下方的空间减小，活塞下方的冷却液从第一通孔向上流至活塞上方，与冲头下端接触。且由于冲头使活塞向下滑动的速度大，活塞下方的空间快速减小，活塞下方的压力大于活塞上方的压力，冷却液在压力作用下从第一通孔流出时会形成向上的水柱，从而向上浇在冲头上，在冲头向下移动相同距离的情况下，增大冲头与冷却液接触的面积，进一步提高降温效果。

其次，冲孔产生的碎屑落在活塞上，当活塞向上复位时，活塞上的冷却液从第一通孔再次流至活塞下方，冷却液得以与碎屑分离，方便清理。

进一步，储液槽侧壁设有可封闭的出渣口，且出渣口位于活塞上方。

本方案的有益效果为：通过出渣口可快速清理活塞上的碎屑。

进一步，活塞顶部竖向固定有缓冲弹簧，缓冲弹簧位于冲孔通道正下方。

本方案的有益效果为：冲头向下滑动时与缓冲弹簧接触，而非直接与活塞接触，将冲头与活塞之间的刚性接触变为冲头与缓冲弹簧之间的柔性接触，避免冲头和活塞损坏。

进一步，储液槽侧壁设有内储有冷源的冷却腔，冷却腔位于活塞下方。

本方案的有益效果为：冷源使冷却液保持较低的温度，增大冷却液与冲头之间的温度差，单位时间内，从冲头传递至冷却液内的热量增多，从而提高降温效果。

进一步，活塞顶部固定有弹性层。

本方案的有益效果为：当冲头向下运动距离过大或速度过快，冲头克服缓冲弹簧的弹力下端与活塞顶部接触时，弹性层进一步起到缓冲作用，避免冲头下端和活塞顶部损坏。

进一步，复位弹簧为压簧。

本方案的有益效果为：压簧的弹力更大，可以快速使活塞复位。

进一步，冷却液为导热油。

本方案的有益效果为：与水相比，导热油的热传导性能更好，对冲头的降温效果更好；且导热油的比热容高，受热不易蒸发。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图；

图2为图1的纵向剖视图；

图3为图2中A处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：驱动件1、冲头2、气源21、降温通道22、挡板23、工作台3、冲孔通道31、储液槽4、复位弹簧41、出渣口42、盖板43、冷却腔44、入口45、出口46、限位块47、钢化玻璃48、活塞5、第一通孔51、缓冲弹簧52、弹性层6、第二通孔61。

实施例基本如图1、图2和图3所示：

自动化冲孔精确加工***，包括机架、驱动件1和竖向设置的冲头2，本实施例中的驱动件1采用液压缸，驱动件1通过螺栓固定在机架上。冲头2上端通过法兰与驱动件1的推杆固定，冲头2内沿冲头2轴向设有降温通道22，降温通道22下端设有挡板23，挡板23左端与降温通道22侧壁一体成型，右端与降温通道22右壁之间形成通气间隙，通气间隙可供气体通过。冲头2上端设有吹向降温通道22的气源21，本实施例中的气源21可为通过螺栓固定在冲头2上的气泵、风机，也可为外界的风机、气泵连通的管道，本实施例中选用成都新为诚科技有限公司生产的型号为FAA8006的气泵，气泵的输出端朝向降温通道22的上端，并与降温通道22的距离为3cm，保证从气泵的输出端输入的气体部分进入降温通道22。

冲头2下方设有均焊接在机架上的工作台3和储液槽4，工作台3上设有供冲头2通过的冲孔通道31，冲孔通道31与冲头2同轴。储液槽4位于工作台3下方，且储液槽4顶部与工作台3底部焊接。储液槽4内储有可浸没冲头2下端的冷却液，本实施例中的冷却液选用导热油。

储液槽4内竖向密封滑动有活塞5，活塞5横向设置，储液槽4左壁设有出渣口42和盖板43，出渣口42位于活塞5上方，盖板43封闭出渣口42，并通过螺栓与储液槽4外壁固定；储液槽4右壁竖向设有观察口，观察口嵌有钢化玻璃48。活塞5上设有若干第一通孔51，冷却液位于活塞5下方，当活塞5向下滑动时，冷却液从第一通孔51流至活塞5上方。储液槽4底部设有内储有冷源的冷却腔44，冷却腔44侧壁设有放入冷源的入口45，本实施例中的冷源可为冷空气、冷却液甚至冰块，本实施例选用冷却水作为冷源，本实施例中的冷却腔44侧壁还设有出口46，通过外界的管道从入口45将冷却水输送入冷却腔44中，再通过外界的管道从出口46将冷却水排出，对储液槽4内的导热油进行降温。

活塞5下侧设有复位弹簧41，复位弹簧41上下两端分别与活塞5底部和储液槽4底部固定，本实施例中的复位弹簧41为压簧，给活塞5向上复位提供更大的弹力，活塞5上方设有固定在限位槽侧壁上的限位块47，对活塞5进行限位。活塞5顶部胶接有弹性层6，本实施例中的弹性层6为橡胶层，橡胶层上设有若干与第一通孔51对齐的第二通孔61；活塞5顶部还设有三根缓冲弹簧52，缓冲弹簧52位于冲孔通道31的正下方。

本实施例的自动化冲孔精确加工***的具体实施过程如下：

冲孔前先人工启动气源21，气源21的输出端形成气流，部分气体进入降温通道22，并通过通气间隙从降温通道22下端排出，未进入降温通道22的气体促使冲头2周围的空气流动，对冲头2外壁进行降温。再人工通过管道从入口45将冷却水通入冷却腔44内，冷却水充满冷却腔44后从出口46经外界管道排出。

冲孔时，启动驱动件1使冲头2向下对工件进行冲孔，当冲头2穿过工件时，冲头2下端和冲孔产生的碎屑穿过冲孔通道31，碎屑落至活塞5上方，冲头2与缓冲弹簧52接触，并将缓冲弹簧52上端向下推动，缓冲弹簧52被压缩，活塞5在缓冲弹簧52的弹力作用下向下滑动，活塞5下方的空间快速减小，压强快速增大，冷却液在压力作用下从第一通孔51向上浇至冲头2上，然后在重力作用下回落至活塞5上，堆积在活塞5上，与冲头2下端接触，对冲头2下端进行降温。此时，从降温通道22下端排出的气体在冷却液中形成气泡，搅动活塞5上方的冷却液，使吸收了热量的冷却液远离冲头2，进一步提高降温效果。

然后使驱动件1驱动冲头2向上滑动，冲头2逐渐放松缓冲弹簧52，活塞5在复位弹簧41的弹力作用下逐渐向上复位，活塞5下方的空间增大，活塞5上的冷却液从第一通孔51回归活塞5下方，并被冷却腔44内的冷却水降温。碎屑因无法穿过第一通孔51而停留在活塞5上，碎屑与冷却液分离。当活塞5上堆积的碎屑较多时，打开出渣口42，将碎屑从出渣口42取出。

冲头2长时间使用发生弯曲或变形时，由于降温通道22侧壁发生变形，通气间隙减小甚至消失，单位时间穿过通气间隙的气体量减少甚至消失，当冲头2浸入冷却液中时，冲头2下方形成的气泡减小甚至不再产生气泡，故通过观察口观察气泡即可及时发现冲头2的弯曲或变形，及时进行更换，避免冲孔精度受到影响。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.自动化冲孔精确加工***，包括竖向设置的冲头和用于驱动冲头竖向往复滑动的驱动件，其特征在于：所述冲头下方设有工作台和内储有冷却液的储液槽，所述工作台上设有供冲头通过的冲孔通道，所述储液槽位于工作台下方，且冲头下端可伸入冷却液中。

2.根据权利要求1所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述冲头内沿轴向设有降温通道，所述冲头上端设有吹向降温通道的气源。

3.根据权利要求2所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述降温通道下端固定有挡板，所述挡板与降温通道侧壁形成通气间隙。

4.根据权利要求1所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述储液槽内竖向滑动密封有活塞，所述活塞下方固定有复位弹簧，所述复位弹簧两端分别固定在活塞和储液槽底部；所述活塞上设有若干将活塞上下两侧空间连通的第一通孔。

5.根据权利要求4所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述储液槽侧壁设有可封闭的出渣口，且出渣口位于活塞上方。

6.根据权利要求5所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述活塞顶部竖向固定有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧位于冲孔通道正下方。

7.根据权利要求6所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述储液槽侧壁设有内储有冷源的冷却腔，所述冷却腔位于活塞下方。

8.根据权利要求4所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述活塞顶部固定有弹性层。

9.根据权利要求4所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述复位弹簧为压簧。

10.根据权利要求1所述的自动化冲孔精确加工***，其特征在于：所述冷却液为导热油。