一種可拆卸自動替換拉拔模芯的拉拔模具
2024-04-12 20:25:05
1.本發明屬於金屬加工領域，涉及了一種絲材拉拔加工的拉拔模具組；特別的是，涉及了一種可拆卸自動替換拉拔模芯的拉拔模具。
背景技術：
2.拉拔工藝是金屬加工領域中常用的一種工藝，通過將試樣單道次或者多道次拉過錐形模具以此連續減少試樣的橫截面積，這種無切削的工藝加工精度高，可用於鋼鐵和有色金屬等材料的絲材、線材、管材等的成形，用途廣泛。現有的拉拔模具通常包括四個部分，分別是支架、固定在支架上的固定模座、模盒、放置在模盒內的拉拔模芯。由於生產工藝的原因通常都需要多次拉拔來逐次減小尺寸(通常稱為拉拔道次)，這就要求在拉拔期間需要頻繁地更換不同規格尺寸的拉拔模芯。當前更換拉拔模芯大部分都依靠人工完成，增加了勞動成本，這嚴重製約了設備的自動化進程發展。而且每一批次的拉拔道序完成後，無論是清洗模芯或者直接進行下一批次的拉拔，都要對所需的拉拔模芯重新按先後順序進行排序。這種重複性的機械勞動無疑降低了勞動生產率。同時，由於人工操作的固有局限性，在更換模具時一方面存在安全風險，另一方面易出現遺漏個別模具的情況，從而影響材料的製備性能，無法達到出理想的加工效果。
3.基於此，許多研究人員對拉拔模具的結構設計進行了研究與開發，如通過採用分離式拉拔模具(cn 109877175 a)的設計成功簡化了入模過程，或者採用雙模盒(cn 110479783 a)的結構達到自動更換模芯的作用等。但是都仍有改進空間，以雙模盒(cn 110479783 a)為例，由於設計結構的限制導致設備的操作靈活性較差，在完成某一道次的拉拔後想要進行非相鄰某個道次的拉拔必須將所有的拉拔模芯從回收匣重新按順序裝進備模倉內，同樣地，在完成一批次拉拔後進行下一批相同道次的拉拔時也需要重新按先後順序安裝所有的拉拔模芯。因此，雖然到目前為止設計開發的拉拔模具種類繁多，但大多裝置笨重、結構繁瑣，需要更多的材料和能源成本，或者並未實現真正意義上的自動化。隨著勞動力的成本上漲，行業各領域開始提升自動化生產水平，大力推進智能化升級。企業希望通過設備的自動化來控制成本，提質增效。
技術實現要素：
4.發明目的：本發明的目的在於提供了一種可拆卸自動替換拉拔模芯的拉拔模具。
5.技術方案：本發明所述的一種可拆卸的自動替換拉拔模芯的拉拔模具，所述拉拔模具包括拉拔模芯、給拉拔模芯提供固定位置的模芯腔，為模芯腔提供定位支撐的模具盤，固定模具盤的底座，為模具盤提供周向轉動的轉軸組件；
6.在所述底座的前後兩側設有鎖定機構，在所述模具盤上具有與鎖定機構相配合的外周圓孔和花瓣狀外環。
7.進一步的，所述鎖定機構包括扭簧、固定在底座內部的滑軌、在花瓣狀外環轉動下可以在滑軌上運動的彈杆和彈簧、在彈杆和彈簧共同作用下可以在0
°
～45
°
內轉動的掛鈎；
8.所述滑軌通過螺絲固定安置在底座的內壁上，在所述滑軌上活動安設有相互連接的彈杆及彈簧；
9.在所述底座的內壁上、所述滑軌的下側還安置有掛鈎，在所述掛鈎上活動安設有扭簧；
10.所述掛鈎可以轉動並嵌入模具盤的外周圓孔內。
11.進一步的，所述模具盤與底座可分離，所述模具盤為可拆卸圓盤，包括前後對稱的兩部分，由兩支六角螺栓進行閉合固定，拉拔模具外圈為圓盤，圓盤上設有周向排列的外周圓孔，內圈邊緣為均勻分布的花瓣狀外環。
12.進一步的，所述拉拔模具包括多個配合拉拔模芯尺寸的模芯腔，所述模芯腔圍繞著模具盤外圈呈周向排列，多個拉拔模芯分別放置於模芯腔內。
13.進一步的，所述模具盤的底部設有底座，位於底座圓周最低處的模芯腔為工位處，臨近工位處的兩個模芯腔的位置形成待換工位，底座左右兩側設有轉軸組件，轉軸組件包括左側轉軸、右側轉軸以及驅動轉軸轉動的電機，電機能夠轉動轉軸繼而帶動模具盤的順時針或者逆時針旋轉，將位於待換工位處的一個拉拔模芯轉動至工位處。
14.進一步的，所述底座與模具盤之間利用滾珠進行相對轉動，僅允許進行模具盤的周向運動。
15.進一步的，所述鎖定機構具有第一使用位置和第二使用位置，當鎖定機構位於第一使用位置時，彈杆處於彈開狀態，掛鈎失去彈杆的壓力嵌入外周圓孔中，周向固定模具盤，拉拔模芯此時位於工位處。當轉軸轉動模具盤，花瓣狀外環帶動彈杆運動，彈杆逐漸處於壓入狀態，連帶彈開掛鈎到達第二使用位置處，鎖定解除，當裝有拉拔模芯的模具盤繼續轉動，彈杆與外周花瓣狀外環結構之間的作用使得彈杆再次處於彈開狀態，掛鈎重新嵌入外周圓孔中，到達第一使用位置，將待換工位處的拉拔模芯移動至工位處。
16.有益效果：本發明與現有技術相比，本發明的特點是：1、在多道次拉拔變形的情況下，每道次拉拔完畢後由電機控制系統發出指令，利用轉軸轉動模具盤，進而推動鎖定機構與花瓣狀外環的巧妙配合進行模芯的自動更換，同時橫向和縱向鎖定模具盤，同一批次的多道次拉拔過程中無需人工更換拉拔模芯，降低人工成本，提高生產效率；2、本發明設計的可拆卸模具盤中，模具盤本身可拆裝為對稱的兩部分，通過替換不同規格的模芯即可滿足多需求的加工，另外模具盤與底座可拆裝的結構，又能在不打亂拉拔模芯順序的基礎上及時地清洗拉拔過程中產生的廢料，避免了重複排序的工作；3、通過調整轉軸轉動可以將所需規格的拉拔模芯靈活移動至工位處，可滿足在一批次拉拔中非相鄰道次的拉拔、不同直徑絲材的拉拔；4、總體結構將拉拔模芯和定位孔合併為一體，節約成本，避免人為操作失誤的可能。本發明的可拆卸自動更換拉拔模芯的拉拔模具為未來設備的全自動化、輕量化提供可能，極大減輕操作人員的工作量，符合社會發展的潮流和趨勢。
附圖說明
17.圖1為本發明中拉拔模具的主視圖；
18.圖2為本發明中拉拔模具的剖視圖；
19.圖3為圖2中a-a截面的左向剖視圖；
20.圖4為圖2中b-b截面的俯向剖視圖；
21.圖5為本發明拉拔模具的鎖定件轉動至第一位置後的狀態示意圖；
22.圖6為本發明拉拔模具的鎖定件轉動至第二位置後的狀態示意圖；
23.其中：1、模具盤；2、外周圓孔；3、六角螺栓；4、模芯腔；5、底座；6、轉軸組件；7、扭簧；8、彈杆；9、掛鈎；10、電機；11、滾珠；12、拉拔模芯；13、花瓣狀外環；14、滑軌；15、中軸。
具體實施方式
24.為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：
25.如圖1-5所示，本發明所述的一種可拆卸的自動替換拉拔模芯的拉拔模具，所述拉拔模具包括拉拔模芯12、給拉拔模芯12提供固定位置的模芯腔4、為模芯腔4提供定位支撐的模具盤1、固定模具盤1的底座5、為模具盤1提供周向轉動的轉軸組件6、底座5中固定模具盤1的鎖定機構。
26.具體地，所述模具盤1與底座5可分離；所述模具盤1為可拆卸圓盤，包括前後對稱的兩部分，由兩支六角螺栓3進行閉合固定；
27.所述拉拔模具的外圈為圓盤，在所述圓盤上開設有周向排列的外周圓孔2，在其內圈邊緣為均勻分布的花瓣狀外環13；
28.所述拉拔模具包括多個配合拉拔模芯14尺寸的模芯腔4，所述模芯腔4圍繞著模具盤1外圈呈周向排列，多個所述拉拔模芯12分別放置於模芯腔4內。
29.進一步的，在所述模具盤1的底部設有底座5，位於底座5圓周最低處的模芯腔4為工位處，臨近工位處的兩個模芯腔4的位置形成待換工位，在所述底座5左右兩側設有轉軸組件6，所述轉軸組件包括左側轉軸、右側轉軸及驅動轉軸轉動的左、右側電機10，兩側所述電機10能夠分別驅動兩側的中軸15從而轉動模具盤1，將位於待換工位處的一個拉拔模芯12轉動至工位處；
30.通過電機10控制可以調整兩側轉軸的轉動方向，進而改變模具盤1的轉動方向，實現工位處所需拉拔模芯12的靈活調整；
31.如果需要模具盤1整順時針轉動，則需要兩側的轉軸逆時針轉動。
32.進一步的，所述底座5與模具盤1、轉軸組件6之間利用滾珠11進行相對轉動，僅允許進行模具盤1和轉軸組件6的周向運動；
33.在所述底座5前後兩側具有鎖定機構；
34.所述鎖定機構包括扭簧7、滑軌14、在花瓣狀外環13轉動下可以在滑軌14上運動的彈杆8、在彈杆8和彈簧共同作用下可以在0
°
～45
°
內轉動的掛鈎9，所述掛鈎9可以轉動並嵌入模具盤1的外周圓孔2內；
35.具體的，所述滑軌14通過螺絲固定安置在底座5的內壁上，在所述滑軌14上活動安設有相互連接的彈杆8及彈簧，允許所述彈杆8的上下運動；
36.在所述底座5的內壁上、所述滑軌14的下側還安置有掛鈎9，在所述掛鈎9上活動安設有扭簧7，扭簧7安裝在掛鈎9內，用以維持掛鈎9在角度小於45
°
的圓周內轉動；
37.所述鎖定機構具有第一使用位置和第二使用位置，鎖定機構具有第一使用位置和第二使用位置，當鎖定機構位於第一使用位置時，彈杆8處於彈開狀態，掛鈎9失去彈杆8的壓力嵌入外周圓孔2中，周向固定模具盤1，拉拔模芯12此時位於工位處；
38.當轉軸組件6轉動模具盤1時，所述花瓣狀外環13帶動彈杆8運動，所述彈杆8逐漸處於壓入狀態，連帶彈開掛鈎9到達第二使用位置處，鎖定解除，當裝有拉拔模芯12的模具盤1繼續轉動，所述彈杆8與外周花瓣狀外環13結構之間的作用使得彈杆8再次處於彈開狀態，所述的掛鈎9重新嵌入外周圓孔2中，到達第一使用位置，將待換工位處的拉拔模芯12移動至工位處。
39.實施例
40.本發明的可拆卸自動更換拉拔模芯12的拉拔模具使用的過程情況如下：在進行拉拔前，將模具盤1從底座5上取下，鬆開六角螺栓3即可打開模具盤1，將所需的拉拔模芯12按先後順序依次放入周向排列(假設順時針)的模芯腔4內，安裝完畢放回底座5上；
41.在一道次的拉拔加工完成後需要更換拉拔模芯12時，由設備的自動控制程序發出換模指令，電機10驅動兩側轉軸以大於掛鈎9固定的力開始同方向(順時針)轉動，進而逆時針轉動模具盤1，此時，隨著彈杆8和花瓣狀外環13之間的間距越來越小，所述彈杆8不斷受到花瓣狀外環13的壓力，所述彈杆8位置下移逐漸彈起掛鈎9(參見圖6)，此時電機10繼續工作，彈杆8與花瓣狀外環13之間的間距越來越大，所述彈杆8回升與掛鈎9逐漸分離，失去壓力的彈杆8再次嵌入外周圓孔2中，周向固定模具盤1(參見圖5)，成功將下一個拉拔模芯12由待換工位轉動至工位處；至此完成一個換模循環；
42.之後的多道次拉拔按照以上換模過程進行循環，直至拉拔的最後一個道次；所有道次拉拔完畢後可將模具盤1從底座5上整體取下直接清洗拉拔過程中粘附在拉拔模芯12上的餘料，清洗完畢後，若繼續進行同一批次的拉拔工序，可在不打亂拉拔模芯12順序的基礎上重新將模具盤1放回至底座5上。
43.綜上所述，本發明的可拆卸自動更換拉拔模芯的拉拔模具，在需要進行多道次拉拔的場合下，可以通過機器控制和結構設計真正達到靈活自動換模的效果，節省人力，提高操作正確率和拉拔效率。另外可拆卸的設計既有利於清洗拉拔餘料，又方便進行不同規格模芯的替換。推動了設備自動化的發展，具有良好的現實意義。
44.以上僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發明的保護範圍。