專利名稱：局部無孔網料沖孔系統及沖孔方法
技術領域：
本發明涉及一種局部無孔網料沖孔系統及沖孔方法。
背景技術：
沖孔網料廣泛應用在裝飾、音響、手提電腦喇叭罩、手機喇叭罩等領
域。沖孔網料既有發聲共鳴，更有外觀裝飾效果。如圖1A至圖1D所示，以 前市場上一般都是均勻排布全沖孔網料，排布方式有正排布和交叉排布兩種 方式，孔形狀有圓形和異形等，材料可以是金屬或非金屬。
上述沖孔網料采用通用沖床及常規沖孔模具就可以生產，基本的模具結 構如圖2所示，包括上模座91、上墊板9H、下模座92、導柱93、下模墊板 921、下模板922、彈簧壓緊螺絲941、調整墊片942、彈簧943、螺栓944、 等高套筒945，沖頭固定板95，沖頭96，壓料背板97，壓料板98。上模座 91是將模具固定在沖床上滑塊上，同時連接上墊板911，帶動上模隨沖床上 滑塊一起上下往復運動，完成沖壓動作。上墊板911主要是承受沖頭96的沖 擊力，同時固定連接上模座91，沖頭固定板95，垂直方向固定的導柱93。 沖頭固定板95是固定沖頭96，徑向固定導柱93，以及等高套945。導柱93 主要是在沖壓過程中將沖頭固定板95，壓料板98，下模板922三塊板導正， 并保持基準一致，以保證沖頭96和下模板922上的下模孔位置一致。沖頭 96是工作元件，在沖壓過程中通過與下模板922上的孔配合將小孔沖出。壓 料背板97與壓料板98連接在一起，傳遞彈簧943的壓力，并傳遞到壓料板 98上。在沖孔開始之前將材料壓平，彈簧壓緊螺絲941是調整彈簧943的預 壓量。螺栓944是將等高套945固定在壓料背板97上，同時限制彈簧943 的下位置點。壓料板98是在沖壓開始到沖壓動作剛完成時壓緊鋼板86的作 用，是沖出產品平整。下模板922上有下模孔與沖頭96配合，完成沖孔動作。 下模墊板921是吸收沖壓沖擊力，同時連接下模板922和下模座92。下模座 92是模具與沖床下工作臺的安裝板，使整個下模與沖床下工作臺連接在一 起，調整墊片942是調整彈簧943的預緊力。圖3是常規沖孔設備的結構圖。如圖所示，沖孔設備包括圖2所示的模 具9，材料架81將原材料82通過送料機83輸送到模具9上，經沖床84加 工后送到收料料架85上。
HP電腦公司推出新穎的手提電腦喇叭網罩結構如圖4所示，其特點是 局部不沖孔及孔排布不是很規則。從小孔分布上看在模一區域A無孔，在另 外區域B又是沒有規律性，此種喇叭網罩無法用圖2和圖3的常規連續沖孔 法沖出。現在采用的是NCT數控沖床及蝕刻方法加工，用NCT方法加工成 本高產量低，無法滿足需求。用蝕刻方法加工則成本高且污染環境，品質不 穩定，有害化學物殘留，同樣無法滿足客戶需求。
發明內容
本發明的目的在于提供一種局部無孔網料沖孔系統，以解決目前針對局 部不沖孔及孔排布不規則的產品無法連續沖孔的技術問題。
為了達到上述目的，本發明的技術方案如下
一種局部無孔網料沖孔系統，包括與沖床相連的上模座、放置待沖孔件 的下模板、以及壓料板和沖頭；該系統還包括抵靠所述上模座的沖頭行程 上推板，該沖頭行程上推板的下表面上設有突起的斜塊；與所述沖頭行程上 推板的下表面相對并設在所述壓料板上方的沖頭行程下推板，該沖頭行程下 推板的上表面設有與所述斜塊形狀相匹配的凹槽；設在所述沖頭行程下推板 與壓料板之間的彈簧；與沖頭行程上推板相連并帶動該沖頭行程上推板水平 往復移動的驅動裝置；以及與所述驅動裝置相連并控制該驅動裝置的數據處 理裝置。
相應地，采用上述局部無孔網料沖孔系統的沖孔方法，當需要沖孔時， 沖頭行程上推板上的斜塊抵靠在沖頭行程下推板的上表面；當不需要沖孔時， 沖頭行程上推板的斜塊滑入所述沖頭行程下推板的凹槽內，在彈簧的作用下 沖頭上行使得沖頭與下模座之間的距離增大。
該局部無孔網料沖孔方法包括如下步驟工業計算機接收沖床滑塊上死 點位置信號和沖床動作次數信號，此時電磁換向閥的進氣口與供氣源接通； 判斷沖頭是否沖孔；如果需要沖孔，則通過PLC控制電磁換向閥使得氣缸左推進，沖頭行程上推板不動，沖頭開始隨沖床做沖孔動作；如果判斷不需要沖孔，則通過PLC控制電磁換向闊使氣缸右推進，沖頭行程上推板向右推進，沖頭開始隨沖床不沖孔。所述沖頭開始隨沖床做沖孔動作包括如下步驟沖壓開始時，沖床滑塊 在上死點，此時氣缸依預先設定位置將件拉緊，此時沖頭下平面與壓料板下 平面距離最短；沖床上滑塊向下運動，當壓料板與鋼板接觸時，沖床滑塊繼 續下行；彈簧開始壓縮，壓料背板與滑塊導向板之間距離縮短，沖頭開始接 觸材料，當沖床滑塊到下死點時，沖頭將材料沖穿；沖床滑塊到達下死點后 開始向上死點回，壓料板由于彈力作用繼續壓緊鋼板，沖頭漸漸從鋼板已沖 出孔內脫離；沖床回到上死點，準備下一個循環。所述沖頭開始隨沖床不沖孔包括如下步驟沖頭行程上推板凸出面與沖 頭行程下推板凹面相對；在彈簧作用下沖頭上行沖床滑塊帶動上模下行；在 下死點壓料背板與滑塊導板之間距離為零時沖頭下平面不超出壓料板的下平 面。本發明的系統和方法，通過驅動裝置來控制沖頭行程上推板與沖頭行程 下推板之間的配合關系以調整沖頭與下模板之間的距離，從而實現局部無孔 網料沖孔的工藝過程。采用通用沖床加一臺工業計算機，配以專門設計的模 具，用機電一體化的方法生產出此類產品，成本是NCT的10n/。。
圖1A-1D是現有的全沖孔網料的結構示意圖；圖2是現有的常規沖孔模具的結構圖；圖3是常規沖孔設備的結構圖；圖4是手提電腦喇叭網罩結構圖；圖5A-5B是本發明的沖孔模具的結構圖；圖6A-6B是本發明的沖孔模具的結構圖；圖7是本發明的沖孔系統示意圖；圖8是本發明的沖孔流程圖。
具體實施方式
下面根據圖5至圖8,給出本發明的較佳實施例，并予以詳細描述，使 能更好地理解本發明的功能、特點。本發明基本的模具結構如圖5和圖6所示，包括上模座ll、上墊板lll、 下模座12、導柱13、下模墊板121、下模板122、彈簧壓緊螺絲141、調整 墊片142、彈簧143、螺栓144、等高套筒145，沖頭固定板15，沖頭16，壓 料背板17，壓料板18。上模座ll將模具固定在沖床的上滑塊上，同時連接 上推板導向板lll，帶動上模座ll隨沖床的上滑塊一起上下往復運動，完成 沖壓動作。上推板導向板111主要是承受沖頭16的沖擊力，同時固定連接上 模座11、滑塊導向板15以及垂直方向固定的導柱13。沖頭固定板15是固定 沖頭16，徑向固定導柱13，以及等高套筒145。導柱13主要是在沖壓過程 中將沖頭固定板15、壓料板18和下模板122三塊板導正，并保持基準一致， 以保證沖頭16和下模板122上的下模孔位置一致。沖頭16是工作元件，在 沖壓過程中通過與下模板122上的下模孔配合將小孔沖出。壓料背板17與壓 料板18連接在一起，傳遞彈簧143的壓力，并傳遞到壓料板18上。在沖孔 開始之前將材料壓平，彈簧壓緊螺絲141是調整彈簧143的預壓量。螺栓144 是將等高套筒145固定在壓料背板17上，同時限制彈簧143的下位置點。壓 料板18是在沖壓開始到沖壓動作剛完成時壓緊鋼板86的作用，是沖出產品 平整。下模板122上有下模孔與沖頭16配合，完成沖孔動作。下模墊板121 是吸收沖壓沖擊力，同時連接下模板122和下模座12。下模座12是模具與 沖床下工作臺的安裝板，使整個下模與沖床下工作臺連接在一起，調整墊片 142是調整彈簧143的預緊力。該系統還包括相互抵靠的上推板導向板和滑 塊導向板，所述滑塊導向板與所述壓料板相對并留有間隙。該模具連接有驅 動裝置，驅動裝置在數據處理裝置的控制下帶動沖頭行程上推板41水平往復 移動。圖7顯示了本發明的沖孔系統示意圖。如圖所示，沖頭行程上推板41 抵靠在上模座11的下表面，沖頭行程上推板41的下表面上設有突起的斜塊 44。沖頭行程下推板42與沖頭行程上推板41的下表面相對并設在所述壓料 板18上方，沖頭行程下推板42的上表面設有與所述斜塊44形狀相匹配的凹氣缸5 設有氣壓進出口 52、 53，其中的氣壓進出口 52連接氣壓進出口 73構成氣壓 通道，氣壓進出口53連接氣壓進出口74構成另一氣壓通道。數據處理裝置 是工業計算機21和PLC 23。工業計算機21和PLC 23通過數據線22相連， PLC 23與電磁換向閥7通過電源線24相連。 本發明的沖孔思路如下1) 此類產品中，大多數孔是有規律排布，單獨用一組沖頭連續沖出。2) 對于l-及2-出分別單獨一組沖頭。3) 對于2-處數量極少數孔，采用單工序模單獨補出小孔。4) 各組沖頭采用斜塊44控制其與下模位置，在需要沖孔時斜塊44動作， 使沖頭與下模距離減少，將材料沖穿，反之，則即使沖床滑塊在下死 點，沖頭也無法接觸材料。5) 利用計算機計算沖床沖壓次數，確定每組沖頭工況狀態，同時給出信 號，控制電磁換向閥,通過電磁換向閥控制氣缸推動滑塊，由滑塊控 制沖頭位置。在沿著材料送料方向，可以根據產品排孔的需要，設置多組沖頭組，每 組均由沖頭行程上推板、沖頭行程下推板、沖頭固定板、沖頭、彈簧2、氣 缸、氣缸固定板組成。以上是機械動作部分,主要是模具的上模在沖床上滑塊的帶動下上下運 動以及氣缸運動，實現沖頭工作或不工作。這里要解決氣缸動作時機。氣缸動作條件依具三點1、 產品孔的排布。確定那一組沖頭在沖床沖壓循環多少次開始進入沖壓 工況，以及沖多少次。2、 沖床的計數信號。既依沖床滑塊每從上死點到下死點作為一個循環計數。3、 沖床滑塊位置。氣缸在要進行動作時，必須確認沖床滑塊必須不在下 死點，并且壓料板已脫離材料。否則沖頭行程上推板41、 42相互齒合，氣缸無法運動。
圖8是本發明的沖孔流程圖。如圖所示，本發明的沖孔控制流程如下 首先，；業計算機接收沖床滑塊上死點位置信號和沖床動作次數信號，此時 電磁換向閥7的進氣口與供氣源是接通的。然后判斷沖頭是否沖孔、需要沖
多少次。如果需要沖孔，則通過PLC控制電磁換向閥7的氣壓進出口排氣 73進氣，氣壓進出口排氣74排氣，此時氣缸5左推進，沖頭行程上推板41 不動，沖頭16開始隨沖床做沖孔動作。如果判斷不需要沖孔，則通過PLC 控制電磁換向閥7的氣壓進出口排氣73排氣，氣壓進出口排氣74進氣，此 時氣缸5右推進，沖頭行程上推板41向右推進，沖頭16開始隨沖床不沖孔。 本發明的系統也安裝在圖3所示的沖床上。沖壓開始時，沖床滑塊在上 死點，此時氣缸5依預先設定位置將件6拉緊在圖5所示工位此時沖頭16 下平面與壓料板18下平面距離最短。此時沖床上滑塊向下運動，當壓料板 18與鋼板86接觸時，沖床滑塊繼續下行。此時彈簧6開始壓縮，壓料背板 17與滑塊導向板3之間距離縮短，沖頭16開始接觸材料，當沖床滑塊到下 死點時，沖頭16將材料沖穿。沖床滑塊到達下死點后開始向上死點回，壓料 板18由于彈簧143作用繼續壓緊鋼板86，沖頭16漸漸從鋼板86己沖出孔 內脫離。沖床回到上死點，準備下一個循環。上述一個循環是沖頭組開始沖 孔。
當氣缸5處于圖6狀態時，由于沖頭行程上推板41凸出面與沖頭行程下 推板42凹面相對，在彈簧6作用下沖頭16上行沖床滑塊帶動上模下行，在 下死點壓料背板17與滑塊導板3之間距離為零時沖頭16下平面也無法超出 壓料板18的下平面，故無法接觸鋼板86，從而無法將其沖穿。此循環此組 沖頭不工作。
前面提供了對較佳實施例的描述，以使本領域內的任何技術人員可使用 或利用本發明。對該較佳實施例，本領域內的技術人員在不脫離本發明原理 的基礎上，可以作出各種修改或者變換。應當理解，這些修改或者變換都不 脫離本發明的保護范圍。
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權利要求
1、一種局部無孔網料沖孔系統，包括與沖床相連的上模座、放置待沖孔件的下模板、以及壓料板和沖頭；其特征在于，該系統還包括抵靠所述上模座的沖頭行程上推板，該沖頭行程上推板的下表面上設有突起的斜塊；與所述沖頭行程上推板的下表面相對并設在所述壓料板上方的沖頭行程下推板，該沖頭行程下推板的上表面設有與所述斜塊形狀相匹配的凹槽；設在所述沖頭行程下推板與壓料板之間的彈簧；與沖頭行程上推板相連并帶動該沖頭行程上推板水平往復移動的驅動裝置；以及與所述驅動裝置相連并控制該驅動裝置的數據處理裝置。
2、 如權利要求1所述的局部無孔網料沖孔系統，其特征在于，所述驅動裝置包括氣缸，其活塞桿連接所述沖頭行程上推板；以及電磁換向閥，通過氣壓通道與所述氣缸相連。
3、 如權利要求2所述的局部無孔網料沖孔系統，其特征在于，所述數據處理裝置為相連的工業計算機和PLC，所述PLC與所述電磁換向閥相連。
4、 如權利要求3所述的局部無孔網料沖孔系統，其特征在于，該系統還包括相互抵靠的上推板導向板和滑塊導向板，所述滑塊導向板與所述壓料板相對并留有間隙。
5、 一種局部無孔網料沖孔方法，采用如權利要求1至5中任一權利要求所述的局部無孔網料沖孔系統，其特征在于，當需要沖孔時，沖頭行程上推板上的斜塊抵靠在沖頭行程下推板的上表面；當不需要沖孔時，沖頭行程上推板的斜塊滑入所述沖頭行程下推板的凹槽內，在彈簧的作用下沖頭上行使得沖頭與下模座之間的距離增大。
6、 如權利要求5所述的局部無孔網料沖孔方法，其特征在于，該局部無孔網料沖孔方法包括如下步驟工業計算機接收沖床滑塊上死點位置信號和沖床動作次數信號，此時電磁換向閥的進氣口與供氣源接通；判斷沖頭是否沖孔；如果需要沖孔，則通過PLC控制電磁換向閥使得氣缸左推進，沖頭行程上推板不動，沖頭開始隨沖床做沖孔動作；如果判斷不需要沖孔，則通過PLC控制電磁換向閥使氣缸右推進，沖頭行程上推板向右推進，沖頭開始隨沖床不沖孔。
7、 如權利要求6所述的局部無孔網料沖孔方法，其特征在于，所述沖頭開始隨沖床做沖孔動作包括如下步驟沖壓開始時，沖床滑塊在上死點，此時氣缸依預先設定位置將件6拉緊，此時沖頭下平面與壓料板下平面距離最短；沖床上滑塊向下運動，當壓料板與鋼板接觸時，沖床滑塊繼續下行；彈簧開始壓縮，壓料背板與滑塊導向板之間距離縮短，沖頭開始接觸材料，當沖床滑塊到下死點時，沖頭將材料沖穿；沖床滑塊到達下死點后開始向上死點回，壓料板由于彈力作用繼續壓緊鋼板，沖頭漸漸從鋼板己沖出孔內脫離；沖床回到上死點，準備下一個循環。
8、 如權利要求6或7所述的局部無孔網料沖孔方法，其特征在于，所述沖頭開始隨沖床不沖孔包括如下步驟沖頭行程上推板凸出面與沖頭行程下推板凹面相對；在彈簧作用下沖頭上行沖床滑塊帶動上模下行；在下死點壓料背板與滑塊導板之間距離為零時沖頭下平面不超出壓料板的下平面。
全文摘要
本發明涉及一種局部無孔網料沖孔系統及方法，該系統包括抵靠上模座的沖頭行程上推板，該沖頭行程上推板的下表面上設有突起的斜塊；與所述沖頭行程上推板的下表面相對并設在所述壓料板上方的沖頭行程下推板，該沖頭行程下推板的上表面設有與所述斜塊形狀相匹配的凹槽；設在所述沖頭行程下推板與壓料板之間的彈簧；與沖頭行程上推板相連并帶動該沖頭行程上推板水平往復移動的驅動裝置；以及與所述驅動裝置相連并控制該驅動裝置的數據處理裝置。通過驅動裝置來控制沖頭行程上推板與沖頭行程下推板之間的配合關系以調整沖頭與下模板之間的距離，從而實現局部無孔網料沖孔的工藝過程。
文檔編號B26F1/02GK101664936SQ20081004236
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月2日 優先權日2008年9月2日
發明者何順凱 申請人:上海凱竹精密五金制品有限公司