CN111545667B - 一种金属弹簧双向弹片成型设备及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属弹簧双向弹片成型设备，包括冲切机构和成型机构；冲切机构用于在板线材上冲切多个依次连接的预制品，冲切机构包括互相配合的冲切上模与冲切下模，冲切上模上安装有与预制品形状匹配的冲切镶件；成型机构用于成型弹片，成型机构包括基座、成型座和成型刀组件，成型座安装于基座上，成型座包括第一成型部和第二成型部，第一成型部用于折弯预制品的卡爪，第二成型部可支撑后一预制品的卡爪且设有供第二成型刀上下活动的成型空腔，第二弹臂可移动至成型空腔的上方；成型刀组件可向上弯折第一弹臂，向下弯折第二弹臂。本发明的加工效率高，加工精度高。

Description

一种金属弹簧双向弹片成型设备及其成型方法

技术领域

本发明属于金属零件加工技术领域，具体涉及一种金属弹簧双向弹片成型设备及其成型方法。

背景技术

金属弹片常用于机械零件的柔性连接和需要重复拆装的工况中，例如如图1和图2所示的一种双向弹片，其包括框架110、第一弹臂120和第二弹臂130，框架110包括两条向左下方延伸的卡爪111，卡爪111的端部设有下钩的钩状体112；两条卡爪111之间由连接片113连接，连接片113的左端倾斜地上翻，第一弹臂120和第二弹臂130的根部均与连接片113连接，且第一弹臂120和第二弹臂130的自由端分别向左上方和右下方延伸，第一弹臂120与第二弹臂130均弯折成拱形结构。

上述双向弹片的加工成型方法，通常是一块在薄板上先冲切出若干镂空孔，然后将薄板按弹片的形状剪切分割成半成品，再将半成品运输至冲压模具内冲压成型，这种加工方法工序冗繁，加工效率低，且需要多次定位工件，造成定位误差累积，降低了加工精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属弹簧双向弹片成型设备，以解决双向弹片的加工效率低和加工精度低的问题。

本发明的另一目的是提供一种金属弹簧双向弹片的成型方法，从根本上取代现有的双向弹片成型工艺，以解决双向弹片的加工效率低和加工精度低的问题。

本发明提供了如下的技术方案：

一种金属弹簧双向弹片成型设备，包括冲切机构和成型机构；

所述冲切机构用于在板线材上冲切多个依次连接的预制品，所述预制品包括第一弹臂、第二弹臂和框架，所述框架包括两根向左侧延伸的卡爪和位于两卡爪之间的连接片，所述第一弹臂与第二弹臂的根部均连接所述连接片，且第一弹臂的自由端向左侧延伸，第二弹臂的自由端向右侧延伸；所述冲切机构包括互相配合的冲切上模与冲切下模，所述冲切上模上安装有与预制品形状匹配的冲切镶件；

所述成型机构用于成型弹片，所述成型机构包括基座、成型座和成型刀组件，所述成型刀组件包括第一成型刀、第二成型刀和第四成型刀；所述成型座安装于基座上，所述成型座包括由左至右依次连接的第一成型部和第二成型部，所述第一成型部用于折弯预制品的卡爪，所述第二成型部可支撑后一预制品的卡爪且设有供第二成型刀上下活动的成型空腔，第二弹臂可移动至所述成型空腔的上方；所述成型刀组件可向上侧弯折第一弹臂，向下侧折弯第二弹臂。

进一步的，第一成型刀和第二成型刀沿上下方向相对设置，所述第一成型刀的底端面设有用于折弯第一弹臂的内凹的第一成型壁；所述第二成型刀可在成型空腔内上下移动，所述第二成型刀的顶端面设有与第二弹臂适配的内凹的第二成型壁、以及用于折弯第一弹臂的根部的凸起的第三成型壁。

优选的，所述第二成型刀的顶端面为左高右低的倾斜面，所述第一成型刀的底端面可贴合第二成型刀的顶端面而向上折弯预制品的连接片。

优选的，所述第二成型刀内沿竖直方向设有顶部敞口的镶件腔，所述镶件腔内固定安装凹模镶件，所述凹模镶件的顶面内凹于所述镶件腔而形成第二成型壁。

优选的，所述第一成型刀的底部左侧设有向下凸起的切料部，所述成型座上设有与切料部配合的切料腔，所述切料部可将成型好的弹片从板线材上切断。

进一步的，所述成型刀组件还包括第三成型刀，所述第三成型刀的顶部设有与第一成型壁匹配的第四成型壁，所述第三成型刀可向上移动而与第一成型刀共同向上折弯第一弹臂。

进一步的，所述成型刀组件还包括位于成型座右上方的第四成型刀，所述第四成型刀的底端设有与第二成型壁配合的第五成型壁，第五成型壁可与第二成型壁共同向下折弯第二弹臂。

进一步的，所述基座上安装固定座，所述固定座内设有两个分别用于导向第一成型刀和第四成型刀的导向孔；所述第一成型刀上设有右侧敞口的避空槽，所述避空槽向下贯穿所述第一成型刀，所述避空槽可为第四成型刀的移动提供活动空间。

进一步的，所述成型刀组件还包括位于成型座左上方的第五成型刀和第六成型刀，所述第五成型刀与成型座的第一成型部配合向下折弯卡爪，所述第六成型刀与第一成型部的左侧壁配合折弯卡爪的端部而形成钩状体。

上述金属弹簧双向弹片成型设备的成型方法包括以下步骤：

S1.将板线材拉直后送入冲切机构，在板线材上依次冲切多个预制品；

S2.将板线材按定长送入成型机构，使最左端的预制品位于成型座的第二成型部上；

S3.第一成型刀下行，同时第二成型刀上行、且第四成型刀向左下方移动，与第一成型刀配合而折弯第二弹臂、连接片以及第一弹臂的根部；

S4.第三成型刀上行，与第一成型刀配合折弯第一弹臂的自由端；

S5.第一成型刀、第二成型刀、第三成型刀、第四成型刀后退复位；

S6.将最左端的预制品继续向左推移一个行程；

S7.第五成型刀动作，与成型座的第一成型部配合向下折弯卡爪，然后保持压紧状态；

S8.第六成型刀动作，与成型座的第一成型部配合折弯卡爪的端部而形成钩状体，保持压紧状态；

S9.在第六成型刀动作的同时，第一成型刀的切料部与成型座的切料腔配合，切断板线材而将前一个弹片与板线材分离；

S10.第一成型刀继续下行，重复步骤S3至S4；

S11.第一成型刀、第二成型刀、第三成型刀、第四成型刀、第五成型刀和第六成型刀后退复位；取走前一个产品；

S12.再次按定长向左输送板线材，重复S7至S11，成型下一个弹片。

本发明的有益效果是：

本设备将冲切机构和成型机构集成于一体，先将板线材冲切成依次连接的预制品，然后将预制品送入成型机构折弯成型，因此本设备可连续性对板线材进行冲切和成型，取代了原先在冲压设备上先对板材进行冲孔，然后将半成品搬运至成型机内折弯成型的分步式加工工艺，提高了加工效率；本设备不需要重复定位工件，提高了加工精度。

本发明的成型机构利用弹片本身的结构而巧妙地设计各个成型刀的结构和位置，在板线材上冲压第一弹臂和第二弹臂，各成型刀之间互不干涉，配合流畅，且第一弹臂和第二弹臂可同步折弯成型，设备工作稳定，加工效率高。

本设备的成型座包括第一成型部和第二成型部，两个成型部可同时加工两个产品，进一步提高了加工效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的弹片立体结构示意图；

图2是本发明的弹片主视结构示意图；

图3是本发明的整体结构示意图；

图4是本发明的冲切机构的结构示意图；

图5是本发明的成型机构的立体结构示意图；

图6是本发明的成型机构的主视结构示意图；

图7是体现本发明的第二成型刀与第四成型刀的相对位置关系的立体结构示意图；

图8是体现本发明的第二成型刀与第四成型刀的相对位置关系的主视结构示意图；

图9是本发明的成型机构的局部结构示意图；

图10是本发明成型机构的局部透视结构示意图；

图11是本发明的第一成型刀的俯视结构示意图；

图12是本发明的伸缩驱动装置与顶杆的结构示意图。

图中标记为：

100弹片；110.框架；111.卡爪；112.钩状体；113.连接片；120.第一弹臂；130.第二弹臂；

200.送料机构；210.支撑板；220.盖板；

300.冲切机构；310.冲切上模；311.第一冲切镶件；312.第二冲切镶件；313.第三冲切镶件；320.冲切下模；321.冲切成型腔；

400.成型机构；

410.基座；411.顶出孔；

420.成型座；421.第一成型部；4211.第一避让槽；4212.第二避让槽；422.第二成型部；423.切料腔；4221.成型空腔；

431.第一成型刀；4311.第一成型壁；4312.切料部；4313.避空槽；4314.压紧部；432.第二成型刀；4321.第二成型壁；4322.第三成型壁；4323.镶件腔；4324.凹模镶件；433.第三成型刀；4331.第四成型壁；434.第四成型刀；4341.第五成型壁；435.第五成型刀；436.第六成型刀；

440.固定座；441.导向孔；

450.伸缩驱动装置；451.顶杆；

500.预制品。

具体实施方式

本实施例提供一种金属弹簧双向弹片的成型设备，该弹片的结构如图1和图2所示，包括框架110、第一弹臂120和第二弹臂130，框架110包括两条向左下方延伸的卡爪111，卡爪111的端部设有下钩的钩状体112；两条卡爪111之间由连接片113连接，连接片113的左端上翻，第一弹臂120和第二弹臂130的根部均与连接片113连接，且第一弹臂120的自由端向左上方延伸，第二弹臂130的自由端向右下方延伸，第一弹臂120与第二弹臂130均弯折成拱形结构。

该金属弹簧双向弹片的成型设备包括送料机构200、冲切机构300和成型机构400。

请参考图3，送料机构200可依次向冲切机构300和成型机构400间歇性地按定长输送板线材，送料机构200的步进电机可驱动夹板夹紧板线材向前移动一段距离，然后夹板松开板线材，步进电机反转使夹板后退复位，等到下一动作节拍时步进电机再重复以上送料动作。送料机构200包括支撑板210和盖板220，支撑板210用于支撑板线材，支撑板210的表面设有对板线材的移动进行导向的定位槽，盖板220可盖住板线材且对板线材施加一定的压力，使板线材保持平直状态。

请参考图4，冲切机构300用于在板线材上冲切多个依次连接的预制品500，该预制品500是从板线材上去除多余的材料加工而成，预制品500的形状对应于弹片100的第一弹臂120、第二弹臂130以及框架110的形状，并且整体呈平面结构的燕尾型。需要说明的是，为了描述方便，统一将预制品500与弹片100成品相对应的各结构部件称为同一部件，例如：预制品的第一弹臂为平面形状，而弹片成品的第一弹臂为折弯形状，下文均称为第一弹臂。

成型机构400用于将预制品500按特定的成型结构和时序折弯成型弹片。

下面具体介绍本发明的冲切机构和成型机构的结构和工作原理。

请参考图4，冲切机构300包括互相配合的冲切上模310与冲切下模320，冲切上模310上安装有多个与预制品形状匹配的冲切镶件，冲切镶件包括第一冲切镶件311、第二冲切镶件312和第三冲切镶件313，它们从右向左（即由上料侧向成型机构一侧）依次分布，其中第一冲切镶件311可在板线材上冲切第二弹臂130，第二冲切镶件312和第三冲切镶件313可在板线材上冲切第一弹臂120和连接片113。冲切下模320内设有与各个冲切镶件配合的冲切成型腔321，冲切镶件每动作一次，同时对三个预制品进行冲切加工。

请参考图5与图6，成型机构400包括基座410、成型座420和成型刀组件。成型座420通过螺丝安装于基座410上，成型座420的顶部设有由左至右依次连接的第一成型部421和第二成型部422，第一成型部421用于折弯前一预制品的卡爪111以及成型卡爪前端的钩状体112，第二成型部422用于与成型刀组件配合而折弯后一预制品的两个弹臂和连接片。

具体地，请参考图10，第二成型部422可支撑后一预制品的卡爪，成型座上于第二成型部422处设有供第二成型刀上下活动的成型空腔4221，成型空腔4221沿竖直方向贯穿成型座420，第二弹臂130可移动至成型空腔4221的上方；成型刀组件可分别向上侧弯折第一弹臂120，向下侧弯折第二弹臂130。

进一步的，成型刀组件包括沿上下方向相对设置的第一成型刀431和第二成型刀432，基座410上于成型座420的正上方通过螺丝安装有固定座440，第一成型刀431可上下滑动地安装于固定座440的一个导向孔内，第二成型刀432可上下滑动地安装于成型座420的成型空腔4221内。

请参考图9，第一成型刀431的底端面设有用于折弯第一弹臂120的内凹状的第一成型壁4311。请参考图7和图8，第二成型刀432的顶端面设有与成品的第二弹臂130适配的内凹状的第二成型壁4321、以及用于折弯第一弹臂120的根部的凸起的第三成型壁4322。第二成型刀432的顶端面为左高右低的倾斜面，第一成型刀431的底端面可贴合第二成型刀432的顶端面而向上折弯预制品的连接片。

请参考图7和图8，第二成型刀432内沿竖直方向设有顶部敞口的镶件腔4323，镶件腔4323内用销钉固定安装凹模镶件4324，凹模镶件4324的顶面内凹于镶件腔4323内而形成第二成型壁4321。第二成型刀432采用凹模镶件4324的分体式结构，加工时仅需要在第二成型刀432上线切割镶件腔4323，再将凹模镶件4324安装于镶件腔4323内即可，不需要在第二成型刀432上电火花出第二成型壁的凹槽结构，加工方便，且降低了加工成本，再者，长期使用而磨损的凹模镶件4324可将其拆卸更换，不需要更换整个第二成型刀，进一步节省了设备的维修成本。

请参考图9和图10，第一成型刀431的底部左侧设有向下凸起的切料部4312，成型座420上设有与切料部4312配合的切料腔423，切料腔423沿竖直方向贯穿成型座420，切料部4312与切料腔423配合，将前一弹片从板线材上切断，切割部分的废料由切料腔423自由掉落出成型机构。切料部4312的底部高度略低于第一成型刀的成型壁的高度，第一成型刀431可先切断板线材后继续下行，折弯后一预制品，即第一成型刀431仅需动作一次即可完成切料和成型作业。

请参考图5和图10，为了更可靠地切断以及折弯板线材，在第一成型刀431的底部右侧设有水平的压紧部4314，压紧部4314可压住后一预制品的尾部，使该预制品的尾部保持固定，保证切料和折弯的动作稳定、准确。

请参考图5和图10，成型刀组件还包括第三成型刀433，第三成型刀433与第二成型刀432平行设置且紧贴于第二成型刀432的左侧，第三成型刀433的顶部设有与第一成型壁4311匹配的第四成型壁4331，第三成型刀433可向上移动而与第一成型刀431共同向上折弯第一弹臂120的自由端。

成型刀组件还包括位于成型座右上方的第四成型刀434，第四成型刀434的底端设有与第二成型壁4321配合的第五成型壁4341，第五成型壁4341可与第二成型壁4321共同向下折弯第二弹臂130。

请参考图9，固定座440内设有两个分别用于导向第一成型刀431和第四成型刀434的导向孔441，第四成型刀434可沿着与其对应的导向孔向左下方移动而折弯第二弹臂130。请参考图9和图11，为了使第一成型刀431不干涉第四成型刀434的斜向移动，在第一成型刀431上设有右侧敞口的避空槽4313，避空槽4313向下贯穿第一成型刀431，避空槽4313可避开第四成型刀434，为其移动提供活动空间，使第一成型刀431和第四成型刀434可同时与第二成型刀432配合而折弯预制品，提高了成型效率。

进一步的，请参考图5和图6，成型刀组件还包括位于成型座左上方的第五成型刀435和第六成型刀436，这两把成型刀与成型座420的第一成型部421配合折弯前一预制品的卡爪和钩状体。具体地，第五成型刀435与成型座420的第一成型部421配合向下折弯卡爪111，第六成型刀436与第一成型部421的左侧壁配合折弯卡爪的端部而形成钩状体112。

为了折弯后的预制品500能够顺利向左侧移动至第一成型部421，在第一成型部421上沿左右方向设有第一避让槽4211，向下折弯后的第二弹臂130可顺利经过该第一避让槽4211。

请参考图12，为了更方便产品下料，在基座410的背面安装伸缩驱动装置450，伸缩驱动装置450的输出杆上安装顶杆451，基座410上设有供顶杆451伸出的顶出孔411，伸缩驱动装置450可驱动顶杆451向前贯穿顶出孔411而顶出加工好的弹片100，为了使顶杆451能够将弹片顺利顶离第一成型部，在第一成型部421上沿前后方向设有第二避让槽4212，向下折弯后的第二弹臂130可顺利经过第二避让槽4212后从成型座420上滑落。

上述金属弹簧双向弹片成型设备的成型方法包括以下步骤：

将板线材拉直后送入冲切机构300，在板线材上冲切预制品的第二弹臂、连接片、第一弹臂和卡爪，随着板线材的向前推移而逐渐形成多个连续的预制品；板线材的冲切动作节拍与后道工序的成型动作节拍相匹配；

送料机构200将板线材按定长送入成型机构400，使最左端的预制品位于成型座420的第二成型部422上；

第一成型刀431下行，同时第二成型刀432上行、且第四成型刀434向左下方移动，与第一成型刀431配合而折弯第二弹臂、连接片以及第一弹臂的根部；

第三成型刀433上行，与第一成型刀431配合折弯第一弹臂的自由端；

第一成型刀431、第二成型刀432、第三成型刀433、第四成型刀434后退复位；

送料机构200将最左端的预制品继续向左推移一个行程至成型座420的第一成型部421上，此时下一个预制品位于第二成型部422上；

第五成型刀435动作，与第一成型部421配合向下折弯卡爪111，然后保持压紧状态；

第六成型刀436动作，与第一成型部421配合折弯卡爪111的端部而形成钩状体112，保持压紧状态，弹片成型；

在第六成型刀436动作的同时，第一成型刀431的切料部4312与成型座420的切料腔423配合，切断板线材而将前一个弹片与板线材分离；

第一成型刀431继续下行，同时第二成型刀432上行，第四成型刀434向左下方移动，与第一成型刀431配合而折弯下一个弹片的第二弹臂130、连接片113以及第一弹臂120的根部；

第三成型刀433上行，与第一成型刀431配合而折弯第一弹臂120的自由端；

第一成型刀431、第二成型刀432、第三成型刀433、第四成型刀434、第五成型刀435和第六成型刀436后退复位；

伸缩驱动装置450动作，利用顶杆451将前一个弹片顶出成型座420，取走该产品；伸缩驱动装置450后退复位；

送料机构200再次按定长向前输送板线材，成型下一组弹片。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种金属弹簧双向弹片成型设备，其特征在于，包括冲切机构和成型机构；

所述冲切机构用于在板线材上冲切多个依次连接的预制品，所述预制品包括第一弹臂、第二弹臂和框架，所述框架包括两根向左侧延伸的卡爪和位于两卡爪之间的连接片，所述第一弹臂与第二弹臂的根部均连接所述连接片，且第一弹臂的自由端向左侧延伸、第二弹臂的自由端向右侧延伸；所述冲切机构包括互相配合的冲切上模与冲切下模，所述冲切上模上安装有与预制品形状匹配的冲切镶件；

所述成型机构用于成型弹片，所述成型机构包括基座、成型座和成型刀组件，所述成型刀组件包括第一成型刀、第二成型刀和第四成型刀；所述成型座安装于基座上，所述成型座包括由左至右依次连接的第一成型部和第二成型部，所述第一成型部用于折弯预制品的卡爪，所述第二成型部可支撑后一预制品的卡爪且第二成型部内设有供第二成型刀上下活动的成型空腔，第二弹臂可移动至所述成型空腔的上方；所述成型刀组件可向上侧弯折第一弹臂、向下侧折弯第二弹臂；第一成型部与第二成型部可同时加工两个左右相邻的预制品；

其中，第一成型刀和第二成型刀沿上下方向相对设置，所述第一成型刀的底端面设有用于折弯第一弹臂的内凹的第一成型壁；所述第二成型刀可在成型空腔内上下移动，所述第二成型刀的顶端面设有与第二弹臂适配的内凹的第二成型壁、以及用于折弯第一弹臂的根部的凸起的第三成型壁；所述第一成型刀的底端面可贴合第二成型刀的顶端面而向上折弯预制品的连接片；

第四成型刀位于成型座右上方，所述第四成型刀的底端设有与第二成型壁配合的第五成型壁，第五成型壁可与第二成型壁共同向下折弯第二弹臂；

所述基座上安装固定座，所述固定座内设有两个分别用于导向第一成型刀和第四成型刀的导向孔；所述第一成型刀上设有右侧敞口的避空槽，所述避空槽向下贯穿所述第一成型刀，所述避空槽可为第四成型刀的移动提供活动空间；

所述第一成型刀的底部右侧设有水平的压紧部，所述压紧部可压住后一预制品的尾部，使该预制品的尾部保持固定。

2.根据权利要求1所述的金属弹簧双向弹片成型设备，其特征在于，所述第二成型刀的顶端面为左高右低的倾斜面。

3.根据权利要求1所述的金属弹簧双向弹片成型设备，其特征在于，所述第二成型刀内沿竖直方向设有顶部敞口的镶件腔，所述镶件腔内固定安装凹模镶件，所述凹模镶件的顶面内凹于所述镶件腔而形成第二成型壁。

4.根据权利要求1所述的金属弹簧双向弹片成型设备，其特征在于，所述第一成型刀的底部左侧设有向下凸起的切料部，所述成型座上设有与切料部配合的切料腔，所述切料部可将成型好的弹片从板线材上切断。

5.根据权利要求4所述的金属弹簧双向弹片成型设备，其特征在于，所述成型刀组件还包括第三成型刀，所述第三成型刀的顶部设有与第一成型壁匹配的第四成型壁，所述第三成型刀可向上移动而与第一成型刀共同折弯第一弹臂。

6.根据权利要求5所述的金属弹簧双向弹片成型设备，其特征在于，所述成型刀组件还包括位于成型座左上方的第五成型刀和第六成型刀，所述第五成型刀与成型座的第一成型部配合向下折弯卡爪，所述第六成型刀与第一成型部的左侧壁配合折弯卡爪的端部而形成钩状体。

7.权利要求6所述的金属弹簧双向弹片成型设备的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将板线材拉直后送入冲切机构，在板线材上依次冲切多个预制品；

S2.将板线材按定长送入成型机构，使最左端的预制品位于成型座的第二成型部上；

S3.第一成型刀下行，同时第二成型刀上行、且第四成型刀向左下方移动，与第一成型刀配合而折弯第二弹臂、连接片以及第一弹臂的根部；

S4.第三成型刀上行，与第一成型刀配合折弯第一弹臂的自由端；

S5.第一成型刀、第二成型刀、第三成型刀、第四成型刀后退复位；

S6.将最左端的预制品继续向左推移一个行程；

S7.第五成型刀动作，与成型座的第一成型部配合向下折弯卡爪，然后保持压紧状态；

S8.第六成型刀动作，与成型座的第一成型部配合折弯卡爪的端部而形成钩状体，保持压紧状态；

S9.在第六成型刀动作的同时，第一成型刀的切料部与成型座的切料腔配合，切断板线材而将前一个弹片与板线材分离；

S10.第一成型刀继续下行，重复步骤S3至S4；

S11.第一成型刀、第二成型刀、第三成型刀、第四成型刀、第五成型刀和第六成型刀后退复位；取走前一个产品；

S12.再次按定长向左输送板线材，重复S7至S11，成型下一个弹片。

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