CN111085599A - 一种周向冲孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种周向冲孔设备，涉及一种自动化设备，其技术方案要点是：包括机架、冲压头、夹料组件，还包括对端盖进行上料的上料机构、用于冲孔的冲孔模具，夹料组件包括用于夹持端盖的夹头、驱使夹头转动的驱动件一，夹头的滑动范围经过上料机构和冲孔模具，夹料组件用于将上料机构的端盖夹起并移送至冲孔模具，夹头通过将端盖的端面压紧于抵接面对端盖进行定位，冲压块正对圆筒部待成型安装孔的部位。本冲孔设备工作时无需人工装夹端盖，也无需人工转动端盖的角度，极大地减轻了人工的劳动量，并提高生产效率；通过设置夹头、抵接面，能对较短的圆筒部进行可靠定位；本冲孔设备移动端盖及冲孔的可靠性高。

Description

一种周向冲孔设备

技术领域

本发明涉及一种自动化设备，特别涉及一种周向冲孔设备。

背景技术

自动化设备是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序自动进行操作的设备，自动化设备将人从体力劳动中解放出来，一方面减少了劳动力的投入成本，另一方面能加快生产效率。自动化设备一般由PLC控制***搭配多个气缸、电机完成自动工作。

参照图1，为现有的一种应用于推力轴承的零部件，包括端盖10，端盖10整体为圆盘形，端盖10包括盖体101、固定于盖体101周向的圆筒部102，圆筒部102的外侧壁为圆柱面，该圆柱面上沿周向设有多个安装孔103，安装孔103用于供轴承的另一端盖的插块扣接，轴承的滚珠/滚柱位于两个端盖之间。

现有的一些水泵、电机端盖10也有类似上述的圆筒部102、安装孔103结构。

目前对安装孔103的加工多用冲压机完成，但冲压时人工须频繁转动端盖10的角度，以冲压出周向的所有安装孔103，人工劳动量大；另一方面，较短的圆筒部102在冲孔时难以被可靠定位。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种周向冲孔设备，减轻了人工的劳动量，且能对较短的圆筒部进行可靠定位。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种周向冲孔设备，包括机架、冲压头、用于固定端盖的夹料组件，端盖包括盖体、固定于盖体周向的圆筒部，还包括对端盖进行上料的上料机构、用于冲孔的冲孔模具，所述夹料组件包括用于夹持端盖的夹头、驱使夹头转动的驱动件一，所述夹料组件由设置于机架的驱动件二驱动滑动，所述夹头的滑动范围经过上料机构和冲孔模具，所述夹料组件用于将上料机构的端盖夹起并移送至冲孔模具，所述冲孔模具设有朝向夹头的抵接面、由冲压头驱动移动的冲压块，所述夹头通过将端盖的端面压紧于抵接面对端盖进行定位，所述冲压块正对圆筒部待成型安装孔的部位。

通过上述技术方案，工作时，驱动件二驱使夹取组件滑动，夹头夹取上料机构送出的待加工的端盖。然后夹头向冲孔模具方向移动，直至夹头上的端盖通过圆筒部的端面抵接抵接面，夹头、抵接面对较短的圆筒部也能形成准确的定位效果。

然后冲压头向下移动，冲压头通过冲压块在圆筒部上冲压出单个安装孔，完成后冲压头向上移动复位。冲下一个安装孔时，驱动件一驱使夹头转动一定角度，切换圆筒部上待冲孔的部位。夹头转动角度后，冲压头向下移动冲压该位置的安装孔。如上所述循环动作，完成所有安装孔的冲压。然后夹头通过移动，将端盖移动至下料位置，夹头松开端盖完成单个端盖的加工。

本冲孔设备如上工序循环动作，完成多个端盖的连续加工。综上，本冲孔设备工作时无需人工装夹端盖，也无需人工转动端盖的角度，极大地减轻了人工的劳动量。另一方面，本冲孔设备能对较短的圆筒部进行可靠定位。

优选的，所述上料机构包括持续输出端盖的输料道，所述机架设有驱动件三、由驱动件三驱动滑动的顶块，所述顶块位于输料道的末端，所述顶块设有用于定位端盖的顶槽；所述顶块能通过滑动将输料道末端的端盖移动至正对夹头的位置。

通过上述技术方案，工作时，驱动件三驱使顶块上移，顶块顶出输料道末端的端盖，使端盖正对夹头，此时顶槽对端盖产生定位，确保端盖正对夹头，方便夹头移动后能方便地夹住端盖。

优选的，所述机架设有驱动件四、由驱动件四驱动滑动的挡板，所述挡板位于输料道的末端，所述挡板能通过滑动切换正对夹头、脱离夹头滑动范围的状态；当所述夹头夹取端盖时，所述挡板位于端盖背离夹头的一侧，所述挡板通过抵接端盖端面的方式对端盖进行支撑。

通过上述技术方案，工作时，驱动件四先驱使挡板下移至正对夹头的位置，然后驱动件三驱使顶块上移，顶块顶出输料道末端的端盖，使端盖正对夹头，此时顶槽、挡板对端盖产生定位，确保端盖正对夹头。夹头夹持端盖时，挡板对端盖的反面进行支撑，确保夹持的成功率。

优选的，端盖由铁质材料制成，所述挡板设有电磁铁，所述电磁铁通电时使端盖吸合于挡板上。

通过上述技术方案，电磁铁通电后能将端盖吸于挡板，此时顶块下移端盖也不会向下移动；这样设置，当夹头对端盖进行夹持时，顶块不会对夹头产生干涉。

优选的，所述顶块的侧壁具有板面，所述挡板、顶块能通过滑动使两者通过板面相抵。

通过上述技术方案，挡板、顶块能通过滑动使两者通过板面相抵，则挡板、顶块能相互形成定位，提高位置精度；另一方面，当夹头对端盖进行夹持时，能够提高对端盖反面的支撑效果。

优选的，所述夹料组件、驱动件二通过设于两者间的滑座建立连接，所述滑座由驱动件二驱动滑动；所述夹料组件滑动设置于滑座上，所述夹料组件相对于滑座的滑动方向与滑座相对于机架的滑动方向相同；所述滑座和夹料组件间设有弹性件一和抵块，所述弹性件一的弹力驱使夹料组件向靠近冲孔模具的方向滑动，所述弹性件一的弹力驱使滑座抵接抵块。

通过上述技术方案，通过设置弹性件一和抵块，夹料组件能在滑座上产生小幅滑动。当夹头将端盖压于抵接面时，夹头过量移动少量距离，使弹性件一被压缩，则夹头将端盖压紧于抵接面，弹性件一的存在使夹头的移动距离无需设置精准。然后夹头暂时松开端盖并重新夹紧端盖，在此过程中，由于端盖与抵接面间存在抵紧力，则端盖能自动纠正与抵接面的位置偏差，使端盖与抵接面准确定位。夹头夹紧端盖后，完成端盖冲孔前的最终定位；本定位方式定位精准，可靠性高。

优选的，所述冲孔模具包括支撑座；当端盖抵接抵接面时，所述支撑座抵接圆筒部的外侧壁，圆筒部位于冲压块和支撑座之间；所述支撑座正对冲压块设有供冲压块进入的冲压孔。

通过上述技术方案，当对圆筒部进行冲孔时，支撑座能对圆筒部的反侧提供支撑，减少夹头的受力，提高冲孔的可靠性。

优选的，所述支撑座滑动设置于机架上，所述支撑座由驱动机构驱动滑动，所述支撑座能通过滑动切换抵接圆筒部、与圆筒部分离的两种状态。

通过上述技术方案，冲完一个安装孔时，驱动机构动作使支撑座远离夹头，则支撑座不会对夹头的转动产生干涉，便于夹头的夹持位置设置。冲下一个孔前，驱动机构动作使支撑座向上运动，使支撑座重新对端盖的冲压部位进行支撑。

优选的，所述驱动机构包括驱动件五、由驱动件五驱动滑动的楔形块，所述楔形块通过斜面抵接支撑座，所述楔形块滑动时驱使支撑座进行滑动。

通过上述技术方案，当楔形块向支撑座下方移动时，楔形块通过斜面驱使支撑座向上移动；当楔形块向远离支撑座的方向移动时，支撑座随自身重力向下移动。

优选的，所述机架上设有供端盖出料的出料道，所述出料道位于夹头滑动范围的正下方。

通过上述技术方案，单个端盖冲孔完成后，驱动件二驱使夹头移动至出料道上方，控制夹头松开，加工完成的端盖掉落至出料道完成下料。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、本冲孔设备工作时无需人工装夹端盖，也无需人工转动端盖的角度，极大地减轻了人工的劳动量；

2、通过设置夹头、抵接面，能对较短的圆筒部进行可靠定位；

3、本冲孔设备移动端盖及冲孔的可靠性高，不易产生次品。

附图说明

图1为现有的一种端盖的立体图；

图2为实施例的一种周向冲孔设备的整体图；

图3为实施例的局部图一，主要突出夹料组件、顶块、挡板的结构；

图4为实施例的局部图二，主要突出冲压模具的结构；

图5为图4的立体剖视图，主要突出驱动机构、支撑座的结构。

图中，10、端盖；101、盖体；102、圆筒部；103、安装孔；1、机架；11、冲压头；2、夹料组件；12、上料机构；3、冲孔模具；13、出料道；121、输料道；122、提升装置；21、夹头；22、驱动件一；23、滑轨；14、驱动件二；141、滑座；142、弹性件一；143、抵块；4、驱动件三；41、顶块；42、顶槽；5、驱动件四；51、挡板；52、电磁铁；31、上座；32、下座；33、弹性件二；34、抵接面；35、冲压块；36、支撑座；361、冲压孔；6、驱动机构；61、驱动件五；62、楔形块；621、废料孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图2，为本发明公开的一种周向冲孔设备，包括机架1、冲压头11、用于固定端盖10的夹料组件2，还包括对端盖10进行上料的上料机构12、用于冲孔的冲孔模具3、对加工完的端盖10进行下料的出料道13。端盖10由铁质材料制成，端盖10包括圆形的盖体101、一体固定于盖体101外边缘的圆筒部102。

本实施例的上料机构12包括输料道121、提升装置122，输料道121背离提升装置122的端部倾斜向下延伸，输料道121的宽度恰好能供单个端盖10呈竖向滑动，输料道121的下端被板阻挡。提升装置122用传送带提升料箱内的端盖10原料，提升装置122为现有技术，在此不作赘述；提升装置122也可用振动盘、堆叠后重力进料等方式替代。

参照图2和图3，冲孔模具3、夹料组件2分别位于输料道121末端的宽度方向两侧。夹料组件2包括用于夹持端盖10的夹头21、驱使夹头21转动的驱动件一22、与驱动件一22固定的滑轨23，夹头21位于输料道121上方，本实施例的夹头21具体为夹爪气缸，夹爪气缸通过夹爪夹持圆筒部102的外壁，夹爪气缸的夹爪也能对盖体101端面进行接触定位。驱动件一22为伺服电机，驱动件一22能被控制转动精确的角度，夹头21与驱动件一22的输出轴间通过减速器建立传动。

夹料组件2由固定于机架1的驱动件二14驱动滑动，夹料组件2的滑动方向水平朝向冲孔模具3，夹头21的滑动范围经过上料机构12和冲孔模具3，夹料组件2用于将上料机构12的端盖10夹起并移送至冲孔模具3，进而冲压头11、冲孔模具3对圆筒部102进行冲孔。夹料组件2、驱动件二14通过设于两者间的滑座141建立连接。

滑座141由驱动件二14驱动滑动，本实施例的驱动件二14为伺服电机驱动转动的丝杆机构，该丝杆穿过滑座141并与滑座141螺纹连接。滑轨23的长度方向与滑座141的滑动方向平行，滑座141通过顶面开槽的方式与滑轨23滑动连接，使夹料组件2滑动设置于滑座141上。夹料组件2相对于滑座141的滑动方向与滑座141相对于机架1的滑动方向相同。滑座141和夹料组件2间设有弹性件一142和抵块143，其中弹性件一142为弹簧，弹性件一142位于滑座141朝向输料道121的一侧；抵块143固定于滑轨23，抵块143位于滑座141背离输料道121的一侧。弹性件一142的弹力驱使夹料组件2向靠近冲孔模具3的方向滑动，弹性件一142的弹力使抵块143抵接滑座141的侧壁。弹性件一142、抵块143限制了夹料组件2、滑座141的相对可滑移范围，夹料组件2仅能在滑座141上小幅滑动。

机架1上固定有驱动件三4、由驱动件三4驱动滑动的顶块41，驱动件三4为气缸，顶块41的滑动方向沿竖直方向，顶块41位于输料道121的末端。顶块41为平板状，顶块41的顶部设有V形的顶槽42，驱动件三4缩短时，顶块41位于输料道121的底部；驱动件三4伸长时，驱动件三4将输料道121末端的顶块41顶出输料道121，顶块41通过顶槽42对圆筒部102进行定位。顶块41移动到上止点时，顶槽42上的端盖10正好位于正对夹头21的位置，夹头21能通过滑动靠近顶块41上的端盖10，进而将该端盖10夹住。

机架1还设有驱动件四5、由驱动件四5驱动滑动的挡板51，驱动件四5为气缸，挡板51的滑动方向沿竖直方向，挡板51位于输料道121的末端，驱动件四5位于驱动件三4的上方。挡板51能通过滑动切换正对夹头21、脱离夹头21滑动范围的状态；挡板51的位置设置为：挡板51、顶块41能通过滑动使两者通过板面相抵，挡板51位于顶块41背离滑座141的一侧。当夹头21夹取端盖10时，挡板51位于端盖10背离夹头21的一侧，挡板51通过抵接端盖10端面的方式对端盖10进行支撑。挡板51的材质非铁质，挡板51背离滑座141的板面固定有电磁铁52，电磁铁52通电时能使端盖10吸合于挡板51上。

参照图2和图4，冲压头11位于冲孔模具3的正上方，冲压头11由油缸或气缸驱动滑动，冲压头11的滑动方向沿竖直方向。

参照图4和图5，冲孔模具3包括上座31、下座32，其中下座32与机架1固定，上座31与下座32通过导柱建立滑动连接，上座31的滑动方向沿竖直方向，上座31和下座32间设有若干弹性件二33，弹性件二33具体为弹簧，弹性件二33对上座31的重量进行支撑，弹性件二33将上座31抬离下座32，使上座31和下座32间具有间距。冲孔模具3设有朝向夹头21的抵接面34、由冲压头11驱动移动的冲压块35，其中抵接面34位于上座31朝向冲压头11的侧壁，抵接面34的形状能与端盖10形成定位；冲压块35的位置靠近抵接面34，冲压块35固定于上座31，冲压块35的长度方向沿竖直方向，冲压块35向下贯穿下座32。下座32的底壁设有供冲压块35伸出的孔，下座32的底壁形状与圆筒部102的内环壁形状对应，下座32能对端盖10进行定位。

夹头21夹持端盖10时，夹料组件2能通过滑动，将端盖10压紧于抵接面34上。当冲压头11向下移动时，冲压头11抵接上座31顶面，并驱使上座31向下座32方向移动时，冲压块35向下移动，在圆筒部102上冲压出安装孔103。单次冲孔完成后，随着冲压头11向上移动，弹性件二33的弹力驱使上座31、冲压块35复位。

冲孔模具3还包括支撑座36，支撑座36位于抵接面34下方，支撑座36用于对冲孔中的端盖10进行支撑。当端盖10抵接抵接面34时，支撑座36抵接圆筒部102的外侧壁，圆筒部102位于冲压块35和支撑座36之间。支撑座36正对冲压块35设有供冲压块35进入的冲压孔361，冲孔出的废料从冲压孔361下落。

支撑座36沿竖直方向滑动设置于机架1上，支撑座36由驱动机构6驱动滑动，支撑座36能通过滑动切换抵接圆筒部102、与圆筒部102分离的两种状态。驱动机构6包括驱动件五61、由驱动件五61驱动滑动的楔形块62，驱动件五61为气缸，楔形块62的滑动方向沿水平方向，楔形块62通过顶部的斜面抵接支撑座36。当楔形块62向支撑座36下方移动时，楔形块62通过斜面驱使支撑座36向上移动；当楔形块62向远离支撑座36的方向移动时，支撑座36随自身重力向下移动。楔形块62上沿竖直方向贯穿设有废料孔621，废料孔621正对冲压孔361，从冲压孔361落下的废料进一步从废料孔621下落，废料进一步由下方的废料箱进行收集。

出料道13位于夹头21滑动范围的正下方，具***于输料道121和滑座141之间，出料道13倾斜向下延伸。

本冲孔设备的工况如下：

上料机构12运作，使输料道121上连续排有待冲孔的端盖10，夹头21预先位于输料道121背离冲孔模具3的一侧。工作时，驱动件四5先驱使挡板51下移至正对夹头21的位置，然后驱动件三4驱使顶块41上移，顶块41顶出输料道121末端的端盖10，使端盖10正对夹头21，此时顶槽42、挡板51对端盖10产生定位，确保端盖10正对夹头21。然后控制电磁铁52接通电源，电磁铁52产生磁力将端盖10吸于挡板51板面，之后顶块41向下滑动复位，顶块41脱离夹头21的滑动范围。然后驱动件二14驱使夹取组件向输料道121方向滑动，夹头21通过动作夹住挡板51板面的端盖10，然后控制电磁铁52断电，挡板51向上移动脱离夹头21的滑动范围，则此时端盖10可靠地被夹头21夹持。

然后夹头21向冲孔模具3方向移动，直至夹头21上的端盖10通过圆筒部102的端面抵接抵接面34；夹头21过量移动少量距离，使弹性件一142被压缩，则夹头21将端盖10压紧于抵接面34，弹性件一142的存在使夹头21的移动距离无需设置精准。然后夹头21暂时松开端盖10并重新夹紧端盖10，在此过程中，由于端盖10与抵接面34间存在压紧力，端盖10能自动纠正与抵接面34的位置偏差，使端盖10与抵接面34形成准确定位。夹头21夹紧端盖10后，完成端盖10冲孔前的最终定位；本定位方式定位精准，可靠性高。

然后冲压头11向下移动，冲压头11通过驱使上座31移动，冲压块35在圆筒部102上冲压出单个安装孔103，完成后冲压头11向上移动，上座31、冲压块35在弹性件二33的作用下向上移动复位。冲下一个安装孔103时，驱动机构6动作降低支撑座36的高度，驱动件一22驱使夹头21转动一定角度，切换圆筒部102上待冲孔的部位；支撑座36不会对夹头21的转动产生干涉。夹头21转动角度后，驱动机构6动作使支撑座36向上运动，使支撑座36重新对端盖10的冲压部位进行支撑，然后冲压头11向下移动冲压该位置的安装孔103。如上所述循环动作，完成所有安装孔103的冲压。

冲孔时，安装孔103处产生的废料依次经冲压孔361、废料孔621向下掉落至废料箱内。单个端盖10冲孔完成后，驱动件二14驱使夹头21移动至出料道13上方，控制夹头21松开，加工完成的端盖10掉落至出料道13完成下料。本冲孔设备如上工序循环动作，完成多个端盖10的连续加工。本冲孔设备的各驱动件、伺服电机、电磁铁52的动作时机由PLC或其它控制***进行自动控制，实现自动运行。

综上，本冲孔设备工作时无需人工装夹端盖10，也无需人工转动端盖10的角度，极大地减少了人工的劳动量，且提升了生产效率。另一方面，本冲孔设备通过设置夹头21、抵接面34，能对较短的圆筒部102进行可靠定位，移动端盖10及冲孔的可靠性高，不易产生次品。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种周向冲孔设备，包括机架(1)、冲压头(11)、用于固定端盖(10)的夹料组件(2)，端盖(10)包括盖体(101)、固定于盖体(101)周向的圆筒部(102)，其特征是：还包括对端盖(10)进行上料的上料机构(12)、用于冲孔的冲孔模具(3)，所述夹料组件(2)包括用于夹持端盖(10)的夹头(21)、驱使夹头(21)转动的驱动件一(22)，所述夹料组件(2)由设置于机架(1)的驱动件二(14)驱动滑动，所述夹头(21)的滑动范围经过上料机构(12)和冲孔模具(3)，所述夹料组件(2)用于将上料机构(12)的端盖(10)夹起并移送至冲孔模具(3)，所述冲孔模具(3)设有朝向夹头(21)的抵接面(34)、由冲压头(11)驱动移动的冲压块(35)，所述夹头(21)通过将端盖(10)的端面压紧于抵接面(34)对端盖(10)进行定位，所述冲压块(35)正对圆筒部(102)待成型安装孔(103)的部位。

2.根据权利要求1所述的一种周向冲孔设备，其特征是：所述上料机构(12)包括持续输出端盖(10)的输料道(121)，所述机架(1)设有驱动件三(4)、由驱动件三(4)驱动滑动的顶块(41)，所述顶块(41)位于输料道(121)的末端，所述顶块(41)设有用于定位端盖(10)的顶槽(42)；所述顶块(41)能通过滑动将输料道(121)末端的端盖(10)移动至正对夹头(21)的位置。

3.根据权利要求2所述的一种周向冲孔设备，其特征是：所述机架(1)设有驱动件四(5)、由驱动件四(5)驱动滑动的挡板(51)，所述挡板(51)位于输料道(121)的末端，所述挡板(51)能通过滑动切换正对夹头(21)、脱离夹头(21)滑动范围的状态；当所述夹头(21)夹取端盖(10)时，所述挡板(51)位于端盖(10)背离夹头(21)的一侧，所述挡板(51)通过抵接端盖(10)端面的方式对端盖(10)进行支撑。

4.根据权利要求3所述的一种周向冲孔设备，其特征是：端盖(10)由铁质材料制成，所述挡板(51)设有电磁铁(52)，所述电磁铁(52)通电时使端盖(10)吸合于挡板(51)上。

5.根据权利要求3所述的一种周向冲孔设备，其特征是：所述顶块(41)的侧壁具有板面，所述挡板(51)、顶块(41)能通过滑动使两者通过板面相抵。

6.根据权利要求1所述的一种周向冲孔设备，其特征是：所述夹料组件(2)、驱动件二(14)通过设于两者间的滑座(141)建立连接，所述滑座(141)由驱动件二(14)驱动滑动；所述夹料组件(2)滑动设置于滑座(141)上，所述夹料组件(2)相对于滑座(141)的滑动方向与滑座(141)相对于机架(1)的滑动方向相同；所述滑座(141)和夹料组件(2)间设有弹性件一(142)和抵块(143)，所述弹性件一(142)的弹力驱使夹料组件(2)向靠近冲孔模具(3)的方向滑动，所述弹性件一(142)的弹力使抵块(143)抵接滑座(141)。

7.根据权利要求1所述的一种周向冲孔设备，其特征是：所述冲孔模具(3)包括支撑座(36)；当端盖(10)抵接抵接面(34)时，所述支撑座(36)抵接圆筒部(102)的外侧壁，圆筒部(102)位于冲压块(35)和支撑座(36)之间；所述支撑座(36)正对冲压块(35)设有供冲压块(35)进入的冲压孔(361)。

8.根据权利要求7所述的一种周向冲孔设备，其特征是：所述支撑座(36)滑动设置于机架(1)上，所述支撑座(36)由驱动机构(6)驱动滑动，所述支撑座(36)能通过滑动切换抵接圆筒部(102)、与圆筒部(102)分离的两种状态。

9.根据权利要求8所述的一种周向冲孔设备，其特征是：所述驱动机构(6)包括驱动件五(61)、由驱动件五(61)驱动滑动的楔形块(62)，所述楔形块(62)通过斜面抵接支撑座(36)，所述楔形块(62)滑动时驱使支撑座(36)进行滑动。

10.根据权利要求1所述的一种周向冲孔设备，其特征是：所述机架(1)上设有供端盖(10)出料的出料道(13)，所述出料道(13)位于夹头(21)滑动范围的正下方。

Images