模壓折彎治具的製作方法
2023-05-29 04:22:56
本發明涉及機械折彎技術領域，特別是涉及一種模壓折彎治具。
背景技術：
在很多產品(如連接器端子、電池鎳片、鈑金件等)的生產過程中，都會涉及到折彎工藝，即利用折彎機器上的模具將產品上的某個部位彎成一定的形狀。一般地，在折彎工藝中，都是先將產品放置在凹模上，驅動裝置驅動凸模朝向凹槽所在位置移動，待凸模與凹槽配合後，產品便折彎成功。由於折彎工藝需要一步到位，因此，就需要驅動裝置對凸模施加較大的驅動力，以使凸模能對產品產生足夠大的壓力，但這會加大驅動裝置的能耗，從而縮短整個折彎機器的使用壽命。
技術實現要素：
基於此，有必要針對傳統折彎機器能耗較大的問題，提供一種能夠減少能耗的模壓折彎治具。
一種模壓折彎治具，包括：
機架，包括安裝板及支撐框，所述支撐框與所述安裝板垂直連接，所述支撐框包括相對設置的第一側及第二側；
凹模，設於所述安裝板上；
第一驅動裝置，包括第一固定部及第一活動部，所述第一固定部與所述第一側遠離所述安裝板的一端連接，所述第一活動部與所述第一固定部連接，且能相對於所述第一固定部沿水平方向伸縮；
升降組件，包括第一導軌、第一滑塊、抵接部及斜塊，所述第一導軌安裝在所述第二側上，且沿豎直方向延伸，所述第一滑塊滑動設置在所述第一導軌上，所述抵接部與所述第一滑塊遠離所述安裝板的一端連接，所述斜塊與所述第一活動部連接，且能隨所述第一活動部沿水平方向移動，所述斜塊包括工作面，在所述第一側至所述第二側的方向上，所述工作面與所述安裝板間的距離逐漸減小，且所述工作面與水平面間的夾角小於45°，所述抵接部包括弧形面，所述弧形面與所述工作面相切；以及
凸模，與所述第一滑塊靠近所述安裝板的一端連接；
所述斜塊沿所述第一側至所述第二側的方向移動時，所述工作面能推動所述抵接部，以使所述第一滑塊帶動所述凸模沿豎直方向靠近所述凹模，進而使所述凸模與所述凹模配合。
在其中一個實施例中，所述抵接部包括固定座及軸承，所述固定座與所述第一滑塊連接，所述軸承與所述固定座轉動連接，所述軸承包括所述弧形面，所述斜塊沿所述第一側至所述第二側的方向移動時，所述工作面能帶動所述軸承相對於所述固定座轉動。
在其中一個實施例中，所述工作面與水平面間的夾角為6°-20°。
在其中一個實施例中，所述斜塊還包括與所述工作面平滑連接的過渡面，所述過渡面與水平面間的夾角大於所述工作面與水平面間的夾角，所述第一活動部處於收縮狀態時，所述弧形面與所述過渡面相切，所述凸模與所述凹模配合時，所述弧形面與所述工作面相切。
在其中一個實施例中，所述升降組件還包括固定塊及彈性件，所述第一滑塊上開設有窗口，所述固定塊位於所述窗口內，且與所述第二側連接，所述彈性件的一端與所述窗口靠近所述抵接部的內壁連接，另一端能夠與所述固定塊抵接，所述第一滑塊沿豎直方向下降時，所述彈性件被壓縮，或者，所述彈性件的一端與所述窗口遠離所述抵接部的內壁連接，另一端與所述固定塊連接，所述第一滑塊沿豎直方向下降時，所述彈性件被拉伸。
在其中一個實施例中，所述機架還包括固定板，所述固定板與所述支撐框遠離所述安裝板的一端連接，且與所述安裝板平行，所述升降組件還包括與所述固定板連接的第二導軌，所述第二導軌沿水平方向延伸，所述斜塊滑動設置在所述第二導軌上。
在其中一個實施例中，所述模壓折彎治具還包括平移組件，所述平移組件包括第二驅動裝置、第三導軌及第二滑塊，所述第二驅動裝置包括第二固定部及第二活動部，所述第二固定部與所述安裝板連接，所述第二活動部與所述第二固定部連接，且能相對於所述第二固定部沿水平方向伸縮，所述第三導軌設於所述安裝板上，且沿水平方向延伸，所述第二滑塊滑動設置在所述第三導軌上，所述第二滑塊與所述第二活動部連接，所述凹模與所述第二滑塊遠離所述安裝板的一側連接。
在其中一個實施例中，所述平移組件還包括限位件，所述限位件與所述安裝板連接，所述第二活動部處於收縮狀態時，所述限位件的端部能與所述第二滑塊靠近所述第二固定部的一端抵接。
在其中一個實施例中，所述凹模上設有導正銷，所述凸模上開設有通孔，所述凹模與所述凸模配合時，所述導正銷穿設於所述通孔。
在其中一個實施例中，所述模壓折彎治具還包括如下特徵中的至少一個：
所述模壓折彎治具還包括控制開關，所述控制開關與所述第一驅動裝置電連接，所述控制開關能夠控制所述第一活動部沿水平方向移動預設距離；以及
所述機架還包括保護罩，所述保護罩呈彎折狀，包括相互連接的第一折板及第二折板，所述第一折板與所述支撐框遠離所述安裝板的一端連接，所述第二折板與所述第二側相對設置。
上述的模壓折彎治具，第一驅動裝置能夠驅動斜塊沿第一側至第二側的方向移動，從而工作面能夠推動抵接部及第一滑塊沿豎直方向下降，以使凸模與凹模配合，進而將放置在凹模上的產品折彎。
假設工作面與水平面間的夾角為a，第一驅動裝置對斜塊施加的驅動力為f1，將抵接部、第一滑塊及凸模看作一個整體，斜塊對該整體施加的力為f2，該整體對產品施加的壓力為f3，當凸模與凹模配合時，整個模壓折彎治具處於平衡狀態，此時，f1＝f2sina，f3＝f2cosa，則f1＝f3tana。由於a小於45°，則tana小於1，因此，f1小於f3。反之推理可知，在凸模對產品施加的壓力能夠一次性折彎產品時，斜塊能夠減小第一驅動裝置的驅動力，從而能夠減少第一驅動裝置的能耗，延長模壓折彎治具的使用壽命。
附圖說明
圖1為一實施方式的模壓折彎治具的凸模與凹模配合的結構示意圖；
圖2為圖1所示的模壓折彎治具的右視圖；
圖3為圖1所示的模壓折彎治具的凸模與凹模分離的結構示意圖；
圖4為圖3所示的模壓折彎治具的右視圖；
圖5為圖1所示的模壓折彎治具的局部受力分析圖；
圖6為圖1所示的模壓折彎治具中斜塊的結構示意圖。
具體實施方式
為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。
需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「內」、「外」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。
如圖1所示，一實施方式的模壓折彎治具10用於對連接器端子、電池鎳片、鈑金件等產品20進行折彎，模壓折彎治具10包括機架100、及安裝在機架100上的凹模200、第一驅動裝置300、升降組件400、凸模500及平移組件600，當模壓折彎治具10處於初始狀態時，凹模200與凸模500在水平方向及豎直方向上均錯開一段距離，即圖3所示的狀態。將產品20放置於凹模200上後，平移組件600帶動凹模200沿水平方向移動至正對於凸模500的位置，第一驅動裝置300驅動升降組件400工作，以帶動凸模500沿豎直方向移動，直至凸模500與凹模200配合，成功折彎產品20。接著，在升降組件400及平移組件600的作用下，凸模500與凹模200均回到初始位置，操作人員可以取下折彎後的產品，並將待折彎的產品放置在凹模200上，重複上述操作。
請參考圖1至圖3，機架100包括安裝板110及支撐框120，支撐框120與安裝板110垂直連接，支撐框120包括相對設置的第一側122及第二側124。
凹模200設於安裝板110上。
第一驅動裝置300包括第一固定部310及第一活動部320，第一固定部310與第一側122遠離安裝板110的一端連接，第一活動部320與第一固定部310連接，且能相對於第一固定部310沿水平方向伸縮。在本實施方式中，第一驅動裝置300為氣缸，在其他實施方式中，第一驅動裝置300還可以為推桿電機。
升降組件400包括第一導軌410、第一滑塊420、抵接部430及斜塊440，第一導軌410安裝在第二側124上，且沿豎直方向延伸，第一滑塊420滑動設置在第一導軌410上，抵接部430與第一滑塊420遠離安裝板110的一端連接。斜塊440與第一活動部320連接，且能隨第一活動部320沿水平方向移動。斜塊440包括工作面442，在第一側122至第二側124的方向上，工作面442與安裝板110間的距離逐漸減小，且工作面442與水平面間的夾角小於45°。抵接部430包括弧形面432，弧形面432與工作面442相切。
凸模500與第一滑塊420靠近安裝板110的一端連接。
斜塊440沿第一側122至第二側124的方向移動時，工作面442能推動抵接部430，以使第一滑塊420帶動凸模500沿豎直方向靠近凹模200，進而使凸模500與凹模200配合，折彎產品20。
下面是對模壓折彎治具10的受力分析，如圖5所示：
假設工作面442與水平面間的夾角為a，第一驅動裝置300對斜塊440施加的驅動力為f1，將抵接部430、第一滑塊420及凸模500看作一個整體b，斜塊對該整體b施加的力為f2(力f2垂直於工作面442)，該整體b對產品20施加的折彎力為f3。
當凸模500與凹模200配合時，整個模壓折彎治具10處於平衡狀態。首先，以斜塊440為研究對象，斜塊440受到水平向左的驅動力f1，整體b對斜塊440的壓力f2a，其餘在豎直方向上的力暫不做分析。由受力平衡可知：f1＝f2asina。而f2與f2a互為作用力與反作用力，f2＝f2a，因此，f1＝f2sina。
接著，以整體b為研究對象，整體b受到斜塊440的壓力f2，產品20對整體b豎直向上的抗彎力f3a，整體b的重力較小可以忽略不計，其餘在水平方向上的力暫不做分析。由受力平衡可知：f3a＝f2cosa。而f3與f3a互為作用力與反作用力，f3＝f3a，因此，f3＝f2cosa。
由此可知，f1＝f3tana。由於a小於45°，則tana小於1，因此，f1小於f3，即，第一驅動裝置300對斜塊440施加的驅動力小於凸模500對產品20施加的折彎力f3，模壓折彎治具10利用較小的驅動力便能產生較大的折彎力。反之推理可知，在凸模500對產品20施加的壓力能夠一次性折彎產品20時，斜塊440能夠減小第一驅動裝置300的驅動力，從而能夠減少第一驅動裝置300的能耗，延長模壓折彎治具10的使用壽命。
在本實施方式中，工作面442與水平面間的夾角為6°-20°。理論上來說，在(0°，45°)區間內，夾角a的值越小，所需的第一驅動裝置300的驅動力也就越小，越能減少能耗。然而，第一滑塊420在升降時，還會與第一導軌410和第二側124間存在摩擦力，夾角a的值越小，摩擦力就越大，從而容易導致第一滑塊420、第一導軌410與第二側124發生磨損。
進一步，如圖6所示，斜塊440還包括與工作面442平滑連接的過渡面444，過渡面444與水平面間的夾角大於工作面442與水平面間的夾角。第一活動部320處於收縮狀態時，弧形面432與過渡面444相切，凸模500與凹模200配合時，弧形面432與工作面442相切。也即，當模壓折彎治具10處於初始狀態時，弧形面432與過渡面444相切，當第一活動部320伸出時，弧形面432逐漸變為與工作面442相切。而過渡面444與水平面間的夾角較大能夠使得弧形面432快速與工作面442相切，以縮短第一活動部320伸出第一固定部310的長度，進而減小模壓折彎治具10的體積。
如圖2及圖3所示，在本實施方式中，抵接部430包括固定座434及軸承436，固定座434與第一滑塊420連接，軸承436與固定座434轉動連接，軸承436包括弧形面432，斜塊440沿第一側122至第二側124的方向移動時，工作面442能帶動軸承436相對於固定座434轉動。軸承436能夠減小弧形面432與工作面442間的摩擦，讓斜塊440與第一滑塊420間的傳動變得更為順暢。可以理解，在其他實施方式中，還可以用滾輪替代軸承436。
本實施方式的模壓折彎治具10在折彎產品20後，凸模500能夠自動回到初始位置。具體地，升降組件400還包括固定塊450及彈性件460，第一滑塊420上開設有窗口422，固定塊450位於窗口422內，且與第二側124連接，彈性件460的一端與窗口422靠近抵接部430的內壁連接，另一端能夠與固定塊450抵接，第一滑塊420沿豎直方向下降時，彈性件460被壓縮。當產品20折彎後，在彈性件460的回覆力下，第一滑塊420能夠自動上升至初始位置。或者，在其他實施方式中，彈性件460的一端與窗口422遠離抵接部430的內壁連接，另一端與固定塊450連接，第一滑塊420沿豎直方向下降時，彈性件460被拉伸。
為了使得斜塊440在水平移動時較為穩固，在本實施方式中，機架100還包括固定板130，固定板130與支撐框120遠離安裝板110的一端連接，且與安裝板110平行。升降組件400還包括與固定板130連接的第二導軌470，第二導軌470沿水平方向延伸，斜塊440滑動設置在第二導軌470上。
請參考圖4，平移組件600包括第二驅動裝置610、第三導軌620及第二滑塊630，第二驅動裝置610包括第二固定部612及第二活動部614，第二固定部612與安裝板110連接，第二活動部614與第二固定部612連接，且能相對於第二固定部612沿水平方向伸縮。第三導軌620設於安裝板110上，且沿水平方向延伸。第二滑塊630滑動設置在第三導軌620上，第二滑塊630與第二活動部614連接，凹模200與第二滑塊630遠離安裝板110的一側連接。
以圖4所示為觀察視角，在第二驅動裝置610的作用下，第二滑塊630能夠帶動凹模200沿水平方向向右移動至與凸模500正對的位置，以使凸模500下降後恰好與凹模200配合。在產品20折彎且凸模500上升後，第二滑塊630還能夠帶動凹模200沿水平方向向左移動至初始位置，以便於操作人員取出折彎後的產品。當然，在其他實施方式中，還可以直接將凹模200固定在凸模500的正下方，在整個折彎工藝中，只需要通過升降組件400帶動凸模500沿豎直方向移動即可。
為了更為精確地定位凹模200的位置，平移組件600還包括限位件640，限位件640與安裝板110連接，第二活動部614處於收縮狀態時，限位件640的端部能與第二滑塊630靠近第二固定部612的一端抵接，以防止第二滑塊630移動過多而致使凹模200偏離於凸模500。
進一步，凹模200上設有導正銷210，凸模500上開設有通孔，凹模200與凸模500配合時，導正銷210穿設於通孔。導正銷210能夠起到防止誤操作的作用，當凹模200偏離於凸模500時，即使凸模500下降，導正銷210能夠阻礙凸模500接觸產品20，也就能避免在錯誤的位置產品20被折彎，從而能夠降低產品的不良率。
本實施方式的模壓折彎治具10能夠自動化完成產品20的折彎操作。具體地，如圖1所示，模壓折彎治具10還包括控制開關700，控制開關700與第一驅動裝置300電連接，控制開關700能夠控制第一活動部320沿水平方向移動預設距離。同樣的，控制開關700還能夠控制第二活動部614沿水平方向移動預設距離，以提高產品的折彎效率。
在折彎過程中，有時會飛濺出產品碎屑，為了保護操作人員，機架100上還設置了保護罩140，保護罩140呈彎折狀，包括相互連接的第一折板142及第二折板144，第一折板142與支撐框120遠離安裝板110的一端連接，第二折板144與第二側124相對設置。第一折板142與第二折板144間的夾角可以為90°，也可以為銳角或是鈍角。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。