CN115301874B - 一种高精度冷镦机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度冷镦机及其工作方法，包括本体、触控屏、电控液压伸缩杆一、顶板、丝杆、电控液压伸缩杆二、夹具、控制器、限位板，所伺服电机驱动丝杆转动，所述丝杆与顶板滑动连接，所述丝杆与限位板螺纹连接，所述顶板的右表面上、下分别固定有电控液压伸缩杆二，所述电控液压伸缩杆二顶部固定连接有夹具。本发明通过设置了两个电控液压伸缩杆一交替工作，防止金属冷镦时，液压装置因液压过大导致爆缸，大大提高了液压装置的工作使用寿命。并且可实现不同形状的毛坯金属的稳固夹持。

Description

一种高精度冷镦机及其工作方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种高精度冷镦机及其工作方法。

背景技术

冷镦工艺是机械加工重要工艺之一，它是一种利用夹具将金属固定，并将金属通过模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法，冷镦工艺最适于用来生产螺栓、螺钉、螺母、铆钉、销钉等标准紧固件以及各种非标零件。

现有技术中，冷镦机需要加工多种多样的毛胚金属材料，而现有的夹具夹持功能单一，且夹持稳固性差，不能对不同零部件进行夹持操作，适用范围较小，为此，我们提出一种可夹持不同形状的金属材料的夹持结构来解决上述问题。

同时，现有技术中，通常液压部件对金属进行施压时，由于冷镦是在常温调节下工作，因此，其所需工作压力是非常大的。因此，单一液压部件对金属施压会导致液压部件长时间处于高压力状态，十分影响液压部件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度冷镦机及其工作方法，能实现不同形状金属材料的夹持，同时，可通过两个电控液压伸缩杆一的交替工作，可大大提高冷镦工作的安全性。

为达到上述目的，根据本文的第一方面，本发明提供了一种高精度冷镦机，包括本体、触控屏、电控液压伸缩杆一、顶板、丝杆、电控液压伸缩杆二、夹具、控制器、限位板，所述本体表面固定有触控屏，所述本体一侧上、下分别固定有电控液压伸缩杆一，所述电控液压伸缩杆一顶部为弧形结构，所述本体内部固定有伺服电机，所述伺服电机驱动丝杆转动，所述丝杆与顶板滑动连接，所述丝杆与限位板螺纹连接，所述顶板的右表面上、下分别固定有电控液压伸缩杆二，所述电控液压伸缩杆二顶部固定连接有夹具，所述顶板的左表面上、下分别开设有凹槽，所述电控液压伸缩杆一的弧形结构与所述凹槽配合，所述凹槽底部中的上侧固定有压力传感器，所述凹槽底部中的下侧固定有接触开关。本发明通过设置了两个电控液压伸缩杆交替工作，防止金属冷镦时，液压装置因液压过大导致爆缸，大大提高了液压装置的工作使用寿命。

根据前述方案，所述夹具包括弧形支架、滑块、螺杆、螺母，所述弧形支架中开设有滑槽，所述滑槽内分别间隔设置有多个限位架，所述滑块侧部开设有内槽，所述内槽与所述滑槽滑动配合，所述滑块内部开设有螺纹孔，所述螺纹孔与螺杆螺纹配合，所述螺杆底部固定有夹持板，所述螺杆一端套设有螺母，所述螺母外侧固定有支架。本发明通过在弧形支架上设置滑槽，并设置多个夹具，可使夹具可移动到周向任何角度位置，并通过螺杆下部的夹持板的预紧和支架的稳固，可实现不同形状的毛坯金属的稳固夹持。

根据前述方案，所述本体内部固定有油箱，所述油箱的一侧固定有油泵，所述油泵通过管连接电控液压伸缩杆一。

根据前述方案，所述伺服电机的输出轴连接有锥齿轮一，丝杆底部固定连接有锥齿轮二，所述锥齿轮一与所述锥齿轮二啮合连接。

根据前述方案，所述控制器分别与触控屏、油泵、伺服电机、压力传感器以及接触开关电连接。

根据前述方案，所述限位板两端分别固定有限位开关，所述顶板的边缘设置在单个所述限位开关内。

根据本文的另一方面，上述任一方案的高精度冷镦机的工作方法包括：

步骤1、技术人员通过触控屏输入相应参数，包括电控液压伸缩杆一移动和丝杆的工作速度、电控液压伸缩杆一的工作压力、电控液压伸缩杆二夹持零件的力、电控液压伸缩杆一的每次工作的工作行程；

步骤2、将所需加工零件放置夹具之间，手动转动螺杆，使得夹持板抵住零件表面，并转动螺母，使得支架支撑在零件表面上；

步骤3、控制器控制电控液压伸缩杆二伸长，使得夹具按照预设力夹持住零件；

步骤4、控制器控制两个电控液压伸缩杆一按照预设工作行程交替伸长，当一电控液压伸缩杆一伸长接触到顶板后，电控液压伸缩杆一的弧形结构与顶板中凹槽内的压力传感器和接触开关接触；控制器接受到压力传感器的压力信号和接触开关信号后，控制器控制丝杆转动，使得顶板和限位板同步运动；当电控液压伸缩杆一完成单一工作行程后，控制器控制另一电控液压伸缩杆一伸长，继续工作另一行程；两个电控液压伸缩杆一交替伸长，直至完成整个工作行程；

步骤5、当电控液压伸缩杆一出现爆缸时，顶板会接触限位开关,控制器控制警报器发出报警信号。

根据前述方案，所述控制器内预设有相关加工参数，包括所需加工零件的几何尺寸、零件材料特性，电控液压伸缩杆一、电控液压伸缩杆二的临界工作压力。

根据前述方案，所述控制器连接有警报器，管内设置有安全阀。

根据前述方案，所述触控屏实时显示电控液压伸缩杆一、电控液压伸缩杆二的工作压力，并同时显示电控液压伸缩杆一的工作速度和工作行程。

本发明提出了一种高精度冷镦机及其工作方法，能实现冷镦机工作实时监测的同时，可适应不同形状金属的加工，所能达到的有益效果具体如下：

1.本发明通过设置了两个电控液压伸缩杆一交替工作，防止金属冷镦时，液压装置因液压过大导致爆缸，大大提高了液压装置的工作使用寿命。

2.本发明在顶板凹槽内设置了压力传感器和接触开关，一方面能实时精确检测冷镦时接触面的工作压力，一方面能通过设置接触开关准确控制丝杆运作，保证限位开关移动的准确性。同时，液压缸的伸缩控制进度远不如丝杆移动精度的控制，因此，通过丝杆驱动限位开关的移动，同时能保证顶板移动的准确性。

3.本发明通过在弧形支架上设置滑槽，并设置多个夹具，可使夹具可移动到周向任何角度位置，并通过螺杆下部的夹持板的预紧和支架的稳固，可实现不同形状的毛坯金属的稳固夹持。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明冷镦机的整体示意图；

图2为本发明冷镦机内部整体结构图；

图3为本发明中冷镦机中顶板内侧结构图；

图4为本发明中冷镦机中夹具侧视图；

图5为本发明冷镦机中夹具正视图；

图6为本发另一实施例中夹持结构图。

图中：1、本体，2、触控屏，3、电控液压伸缩杆一，4、顶板，5、丝杆，6、电控液压伸缩杆二，7、夹具，8、控制器，9、油箱，10、油泵，11、管，12、伺服电机，13、锥齿轮一，14、锥齿轮二，15、凹槽，16、压力传感器，17、接触开关，18、弧形支架，19、滑槽，20、滑块，21、螺杆，22、限位架，23、螺母，24、夹持板，25、支架，26、限位板，27、限位开关，28、缸体，29、活塞夹持杆。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本文。

具体实施方式

为使本文实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本文中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

请参阅图1-3，本发明的第一具体实施例提供了一种高精度冷镦机，包括本体1、触控屏2、电控液压伸缩杆一3、顶板4、丝杆5、电控液压伸缩杆二6、夹具7、控制器8、限位板26，所述本体1表面固定有触控屏2，所述本体1一侧上、下分别固定有电控液压伸缩杆一3，所述电控液压伸缩杆一3顶部为弧形结构，所述本体1内部固定有伺服电机12，所述伺服电机12驱动丝杆5转动，所述丝杆5与顶板4滑动连接，所述丝杆5与限位板26螺纹连接，所述顶板4的右表面上、下分别固定有电控液压伸缩杆二6，所述电控液压伸缩杆二6顶部固定连接有夹具7，所述顶板4的左表面上、下分别开设有凹槽15，所述电控液压伸缩杆一3的弧形结构与所述凹槽15配合，所述凹槽15底部中的上侧固定有压力传感器16，所述凹槽15底部中的下侧固定有接触开关17。

可以说明的是，通过在顶板4凹槽15内设置了压力传感器16和接触开关17，一方面能实时精确检测检测冷镦时接触面的工作压力，一方面能通过设置接触开关准确控制丝杆运作，保证限位开关27移动的准确性。

上述方案中，通过电控液压伸缩杆一3的弧形结构与所述凹槽15配合，能防止所述电控液压伸缩杆一与顶板4接触时发生应力集中，从而损坏顶板4。

具体地一个实施例中，所述夹具7包括弧形支架18、滑块20、螺杆21、螺母23，所述弧形支架18中开设有滑槽19，所述滑槽19内分别间隔设置有多个限位架22，所述滑块20侧部开设有内槽，所述内槽与所述滑槽19滑动配合，所述滑块20内部开设有螺纹孔，所述螺纹孔与螺杆21螺纹配合，所述螺杆21底部固定有夹持板24，所述螺杆21一端套设有螺母23，所述螺母23外侧固定有支架25。

可以说明的是，通过在弧形支架18上设置滑槽，并设置多个夹具，可使夹具可移动到周向任何角度位置，并通过螺杆下部的夹持板的预紧和支架的稳固，可实现不同形状的毛坯金属的稳固夹持。同时，可通过调节螺母23在螺杆21上移动，可调节支架25与加工金属的夹持力，大大提高了夹持的稳固性和安全性。

具体地，所述本体1内部固定有油箱9，所述油箱9的一侧固定有油泵10，所述油泵10通过管11连接电控液压伸缩杆一3。

进一步地，所述伺服电机12的输出轴连接有锥齿轮一13，丝杆5底部固定连接有锥齿轮二14，所述锥齿轮一13与所述锥齿轮二14啮合连接。

进一步地，所述控制器8分别与触控屏2、油泵10、伺服电机12、压力传感器16以及接触开关17电连接。

可以说明的是，控制器8实时接受压力信号和接触开关信号，实时控制油泵10输出功率和丝杆5工作速度，可提高冷镦机加工的加工精度和工作的安全性。

具体地，所述限位板26两端分别固定有限位开关27，所述顶板4的边缘设置在单个所述限位开关27内。

可以说明的是，将顶板4的边缘设置在单个所述限位开关27内，可同时监测顶板4移动过快或过慢，能及时发现液压装置是否工作正常。

上述方案中，由于液压缸的伸缩控制精度远不如丝杆5移动精度的控制，因此，通过丝杆5驱动限位开关27的移动，能保证顶板4移动的准确性。

本文的第二具体实施例，根据本发明第一具体实施例中的冷镦机的工作方法包括：

步骤1、技术人员通过触控屏2输入相应参数，包括电控液压伸缩杆一3移动和丝杆5的工作速度、电控液压伸缩杆一3的工作压力、电控液压伸缩杆二6夹持零件的力、电控液压伸缩杆一3的每次工作的工作行程；

步骤2、将所需加工零件放置夹具7之间，手动转动螺杆21，使得夹持板24抵住零件表面，并转动螺母23，使得支架25支撑在零件表面上；

步骤3、控制器8控制电控液压伸缩杆二6伸长，使得夹具7按照预设力夹持住零件；

步骤4、控制器8控制两个电控液压伸缩杆一3按照预设工作行程交替伸长，当一电控液压伸缩杆一3伸长接触到顶板4后，电控液压伸缩杆一3的弧形结构与顶板4中凹槽15内的压力传感器16和接触开关17接触；控制器8接受到压力传感器16的压力信号和接触开关信号后，控制器8控制丝杆5转动，使得顶板4和限位板26同步运动；当电控液压伸缩杆一3完成单一工作行程后，控制器8控制另一电控液压伸缩杆一3伸长，继续工作另一行程；两个电控液压伸缩杆一3交替伸长，直至完成整个工作行程；

步骤5、当电控液压伸缩杆一3出现爆缸，顶板4会接触限位开关27，控制器8控制警报器发出报警信号。

可以说明的是，上述方案中由于采用两个电控液压伸缩杆一3交替工作，电控液压伸缩杆一3每工作完一个工作行程即停止工作，由另一个电控液压伸缩杆一3继续完成后续另一个工作行程，上述设计，避免了单个液压部件长时间处于高压力状态下，会导致液压部件工作精度差，且会发生爆缸等危险状况。

具体地，所述控制器8内预设有相关加工参数，包括所需加工零件的几何尺寸、零件材料特性，电控液压伸缩杆一3、电控液压伸缩杆二6的临界工作压力。

具体地，所述控制器8连接有警报器，管11内设置有安全阀。

具体地，所述触控屏2实时显示电控液压伸缩杆一3、电控液压伸缩杆二6的工作压力，并同时显示电控液压伸缩杆一3的工作速度和工作行程。

本发明的第三具体实施例，如图6所示，本发明的夹持结构包括弧形缸体28、活塞夹持杆29，所述弧形缸体28在周向设置有多个可移动的活塞夹持杆29。

具体来说，通过单一的弧形缸体28同时驱动多个活塞夹持杆29移动，可实现不同形状加工金属的周向定位，且由于油缸驱动部件驱动力大，作用力稳定，因此，采用油缸驱动周向定位夹具时，其一方面可保证加工金属夹持力的牢固性，另一方面可保持加工金属夹持长时间夹持的稳定性。

本发明通过设置本发明通过设置了两个电控液压伸缩杆一交替工作，防止金属冷镦时，液压装置因液压过大导致爆缸，大大提高了液压装置的工作使用寿命。本发明在顶板凹槽内设置了压力传感器和接触开关，一方面能实时精确检测检测冷镦时接触面的工作压力，一方面能通过设置接触开关准确控制丝杆运作，保证限位开关移动的准确性。本发明的限位开关与顶板实时同步运作，一方面能实时监控顶板运作工况，另一方能保证顶板运作的准确性。

同时，本发明通过在弧形支架上设置滑槽，并设置多个夹具，可使夹具可移动到周向任何角度位置，并通过螺杆下部的夹持板的预紧和支架的稳固，可实现不同形状的毛坯金属的稳固夹持。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

尽管已描述了本文的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本文范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本文进行各种改动和变型而不脱离本文的精神和范围。这样，倘若本文的这些修改和变型属于本文权利要求及其等同技术的范围之内，则本文的意图也包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种高精度冷镦机，包括本体（1）、触控屏（2）、电控液压伸缩杆一（3）、顶板（4）、丝杆（5）、电控液压伸缩杆二（6）、夹具（7）、控制器（8）、限位板（26），所述本体（1）表面固定有触控屏（2），其特征在于：所述本体（1）一侧上、下分别固定有电控液压伸缩杆一（3），所述电控液压伸缩杆一（3）顶部为弧形结构，所述本体（1）内部固定有伺服电机（12），所述伺服电机（12）驱动丝杆（5）转动，所述丝杆（5）与顶板（4）滑动连接，所述丝杆（5）与限位板（26）螺纹连接，所述顶板（4）的右表面上、下分别固定有电控液压伸缩杆二（6），所述电控液压伸缩杆二（6）顶部固定连接有夹具（7），所述顶板（4）的左表面上、下分别开设有凹槽（15），所述电控液压伸缩杆一（3）的弧形结构与所述凹槽（15）配合，所述凹槽（15）底部中的上侧固定有压力传感器（16），所述凹槽（15）底部中的下侧固定有接触开关（17）；

所述夹具（7）包括弧形支架（18）、滑块（20）、螺杆（21）、螺母（23），所述弧形支架（18）中开设有滑槽（19），所述滑槽（19）内分别间隔设置有多个限位架（22），所述滑块（20）侧部开设有内槽，所述内槽与所述滑槽（19）滑动配合，所述滑块（20）内部开设有螺纹孔，所述螺纹孔与螺杆（21）螺纹配合，所述螺杆（21）底部固定有夹持板（24），所述螺杆（21）一端套设有螺母（23），所述螺母（23）外侧固定有支架（25）；

所述本体（1）内部固定有油箱（9），所述油箱（9）的一侧固定有油泵（10），所述油泵（10）通过管（11）连接电控液压伸缩杆一（3）；

所述限位板（26）两端分别固定有限位开关（27），所述顶板（4）的边缘设置在单个所述限位开关（27）内。

2.根据权利要求1所述的一种高精度冷镦机，其特征在于：所述伺服电机（12）的输出轴连接有锥齿轮一（13），丝杆（5）底部固定连接有锥齿轮二（14），所述锥齿轮一（13）与所述锥齿轮二（14）啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种高精度冷镦机，其特征在于：所述控制器（8）分别与触控屏（2）、油泵（10）、伺服电机（12）、压力传感器（16）以及接触开关（17）电连接。

4.权利要求1-3任一项所述的一种高精度冷镦机的工作方法，其特征在于，包括：

步骤1、技术人员通过触控屏（2）输入相应参数，包括电控液压伸缩杆一（3）移动和丝杆（5）的工作速度、电控液压伸缩杆一（3）的工作压力、电控液压伸缩杆二（6）夹持零件的力、电控液压伸缩杆一（3）的每次工作的工作行程；

步骤2、将所需加工零件放置夹具（7）之间，手动转动螺杆（21），使得夹持板（24）抵住零件表面，并转动螺母（23），使得支架（25）支撑在零件表面上；

步骤3、控制器（8）控制电控液压伸缩杆二（6）伸长，使得夹具（7）按照预设力夹持住零件；

步骤4、控制器（8）控制两个电控液压伸缩杆一（3）按照预设工作行程交替伸长，当一电控液压伸缩杆一（3）伸长接触到顶板（4）后，电控液压伸缩杆一（3）的弧形结构与顶板（4）中凹槽（15）内的压力传感器（16）和接触开关（17）接触；控制器（8）接收到压力传感器（16）的压力信号和接触开关信号后，控制器（8）控制丝杆（5）转动，使得顶板（4）和限位板（26）同步运动；当电控液压伸缩杆一（3）完成单一工作行程后，控制器（8）控制另一电控液压伸缩杆一（3）伸长，继续工作另一行程；两个电控液压伸缩杆一（3）交替伸长，直至完成整个工作行程；

步骤5、当电控液压伸缩杆一（3）出现爆缸时，顶板（4）会接触限位开关（27），控制器（8）控制警报器发出报警信号。

5.根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于，所述控制器（8）内预设有相关加工参数，包括所需加工零件的几何尺寸、零件材料特性，电控液压伸缩杆一（3）、电控液压伸缩杆二（6）的临界工作压力。

6.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于，所述控制器（8）连接有警报器，管（11）内设置有安全阀。

7.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于，所述触控屏（2）实时显示电控液压伸缩杆一（3）、电控液压伸缩杆二（6）的工作压力，并同时显示电控液压伸缩杆一（3）的工作速度和工作行程。