局部无孔网料冲孔系统及冲孔方法 【技术领域】
本发明涉及一种局部无孔网料冲孔系统及冲孔方法。
背景技术
冲孔网料广泛应用在装饰、音响、手提电脑喇叭罩、手机喇叭罩等领域。冲孔网料既有发声共鸣，更有外观装饰效果。如图1A至图1D所示，以前市场上一般都是均匀排布全冲孔网料，排布方式有正排布和交叉排布两种方式，孔形状有圆形和异形等，材料可以是金属或非金属。
上述冲孔网料采用通用冲床及常规冲孔模具就可以生产，基本的模具结构如图2所示，包括上模座91、上垫板911、下模座92、导柱93、下模垫板921、下模板922、弹簧压紧螺丝941、调整垫片942、弹簧943、螺栓944、等高套筒945，冲头固定板95，冲头96，压料背板97，压料板98。上模座91是将模具固定在冲床上滑块上，同时连接上垫板911，带动上模随冲床上滑块一起上下往复运动，完成冲压动作。上垫板911主要是承受冲头96的冲击力，同时固定连接上模座91，冲头固定板95，垂直方向固定的导柱93。冲头固定板95是固定冲头96，径向固定导柱93，以及等高套945。导柱93主要是在冲压过程中将冲头固定板95，压料板98，下模板922三块板导正，并保持基准一致，以保证冲头96和下模板922上的下模孔位置一致。冲头96是工作元件，在冲压过程中通过与下模板922上的孔配合将小孔冲出。压料背板97与压料板98连接在一起，传递弹簧943的压力，并传递到压料板98上。在冲孔开始之前将材料压平，弹簧压紧螺丝941是调整弹簧943的预压量。螺栓944是将等高套945固定在压料背板97上，同时限制弹簧943的下位置点。压料板98是在冲压开始到冲压动作刚完成时压紧钢板86的作用，是冲出产品平整。下模板922上有下模孔与冲头96配合，完成冲孔动作。下模垫板921是吸收冲压冲击力，同时连接下模板922和下模座92。下模座92是模具与冲床下工作台的安装板，使整个下模与冲床下工作台连接在一起，调整垫片942是调整弹簧943的预紧力。
图3是常规冲孔设备的结构图。如图所示，冲孔设备包括图2所示的模具9，材料架81将原材料82通过送料机83输送到模具9上，经冲床84加工后送到收料料架85上。
HP电脑公司推出新颖的手提电脑喇叭网罩结构如图4所示，其特点是局部不冲孔及孔排布不是很规则。从小孔分布上看在模一区域A无孔，在另外区域B又是没有规律性，此种喇叭网罩无法用图2和图3的常规连续冲孔法冲出。现在采用的是NCT数控冲床及蚀刻方法加工，用NCT方法加工成本高产量低，无法满足需求。用蚀刻方法加工则成本高且污染环境，品质不稳定，有害化学物残留，同样无法满足客户需求。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种局部无孔网料冲孔系统，以解决目前针对局部不冲孔及孔排布不规则的产品无法连续冲孔的技术问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种局部无孔网料冲孔系统，包括与冲床相连的上模座、放置待冲孔件的下模板、以及压料板和冲头；该系统还包括：抵靠所述上模座的冲头行程上推板，该冲头行程上推板的下表面上设有突起的斜块；与所述冲头行程上推板的下表面相对并设在所述压料板上方的冲头行程下推板，该冲头行程下推板的上表面设有与所述斜块形状相匹配的凹槽；设在所述冲头行程下推板与压料板之间的弹簧；与冲头行程上推板相连并带动该冲头行程上推板水平往复移动的驱动装置；以及与所述驱动装置相连并控制该驱动装置的数据处理装置。
相应地，采用上述局部无孔网料冲孔系统的冲孔方法，当需要冲孔时，冲头行程上推板上的斜块抵靠在冲头行程下推板的上表面；当不需要冲孔时，冲头行程上推板的斜块滑入所述冲头行程下推板的凹槽内，在弹簧的作用下冲头上行使得冲头与下模座之间的距离增大。
该局部无孔网料冲孔方法包括如下步骤：工业计算机接收冲床滑块上死点位置信号和冲床动作次数信号，此时电磁换向阀的进气口与供气源接通；判断冲头是否冲孔；如果需要冲孔，则通过PLC控制电磁换向阀使得气缸左推进，冲头行程上推板不动，冲头开始随冲床做冲孔动作；如果判断不需要冲孔，则通过PLC控制电磁换向阀使气缸右推进，冲头行程上推板向右推进，冲头开始随冲床不冲孔。
所述冲头开始随冲床做冲孔动作包括如下步骤：冲压开始时，冲床滑块在上死点，此时气缸依预先设定位置将件拉紧，此时冲头下平面与压料板下平面距离最短；冲床上滑块向下运动，当压料板与钢板接触时，冲床滑块继续下行；弹簧开始压缩，压料背板与滑块导向板之间距离缩短，冲头开始接触材料，当冲床滑块到下死点时，冲头将材料冲穿；冲床滑块到达下死点后开始向上死点回，压料板由于弹力作用继续压紧钢板，冲头渐渐从钢板已冲出孔内脱离；冲床回到上死点，准备下一个循环。
所述冲头开始随冲床不冲孔包括如下步骤：冲头行程上推板凸出面与冲头行程下推板凹面相对；在弹簧作用下冲头上行冲床滑块带动上模下行；在下死点压料背板与滑块导板之间距离为零时冲头下平面不超出压料板的下平面。
本发明的系统和方法，通过驱动装置来控制冲头行程上推板与冲头行程下推板之间的配合关系以调整冲头与下模板之间的距离，从而实现局部无孔网料冲孔的工艺过程。采用通用冲床加一台工业计算机，配以专门设计的模具，用机电一体化的方法生产出此类产品，成本是NCT的10％。
【附图说明】
图1A-1D是现有的全冲孔网料的结构示意图；
图2是现有的常规冲孔模具的结构图；
图3是常规冲孔设备的结构图；
图4是手提电脑喇叭网罩结构图；
图5A-5B是本发明的冲孔模具的结构图；
图6A-6B是本发明的冲孔模具的结构图；
图7是本发明的冲孔系统示意图；
图8是本发明的冲孔流程图。
【具体实施方式】
下面根据图5至图8，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
本发明基本的模具结构如图5和图6所示，包括上模座11、上垫板111、下模座12、导柱13、下模垫板121、下模板122、弹簧压紧螺丝141、调整垫片142、弹簧143、螺栓144、等高套筒145，冲头固定板15，冲头16，压料背板17，压料板18。上模座11将模具固定在冲床的上滑块上，同时连接上推板导向板111，带动上模座11随冲床地上滑块一起上下往复运动，完成冲压动作。上推板导向板111主要是承受冲头16的冲击力，同时固定连接上模座11、滑块导向板15以及垂直方向固定的导柱13。冲头固定板15是固定冲头16，径向固定导柱13，以及等高套筒145。导柱13主要是在冲压过程中将冲头固定板15、压料板18和下模板122三块板导正，并保持基准一致，以保证冲头16和下模板122上的下模孔位置一致。冲头16是工作元件，在冲压过程中通过与下模板122上的下模孔配合将小孔冲出。压料背板17与压料板18连接在一起，传递弹簧143的压力，并传递到压料板18上。在冲孔开始之前将材料压平，弹簧压紧螺丝141是调整弹簧143的预压量。螺栓144是将等高套筒145固定在压料背板17上，同时限制弹簧143的下位置点。压料板18是在冲压开始到冲压动作刚完成时压紧钢板86的作用，是冲出产品平整。下模板122上有下模孔与冲头16配合，完成冲孔动作。下模垫板121是吸收冲压冲击力，同时连接下模板122和下模座12。下模座12是模具与冲床下工作台的安装板，使整个下模与冲床下工作台连接在一起，调整垫片142是调整弹簧143的预紧力。该系统还包括相互抵靠的上推板导向板和滑块导向板，所述滑块导向板与所述压料板相对并留有间隙。该模具连接有驱动装置，驱动装置在数据处理装置的控制下带动冲头行程上推板41水平往复移动。
图7显示了本发明的冲孔系统示意图。如图所示，冲头行程上推板41抵靠在上模座11的下表面，冲头行程上推板41的下表面上设有突起的斜块44。冲头行程下推板42与冲头行程上推板41的下表面相对并设在所述压料板18上方，冲头行程下推板42的上表面设有与所述斜块44形状相匹配的凹槽45。在冲头行程下推板42与压料板18之间设有弹簧6。所述驱动装置包括气缸5和电磁换向阀7。气缸5的活塞杆54连接所述冲头行程上推板41。电磁换向阀7上设有排气口71和进气口72以及气压进出口73、74。气缸5设有气压进出口52、53，其中的气压进出口52连接气压进出口73构成气压通道，气压进出口53连接气压进出口74构成另一气压通道。数据处理装置是工业计算机21和PLC 23。工业计算机21和PLC 23通过数据线22相连，PLC 23与电磁换向阀7通过电源线24相连。
本发明的冲孔思路如下：
1)此类产品中，大多数孔是有规律排布，单独用一组冲头连续冲出。
2)对于1-及2-出分别单独一组冲头。
3)对于2-处数量极少数孔，采用单工序模单独补出小孔。
4)各组冲头采用斜块44控制其与下模位置，在需要冲孔时斜块44动作，使冲头与下模距离减少，将材料冲穿，反之，则即使冲床滑块在下死点，冲头也无法接触材料。
5)利用计算机计算冲床冲压次数，确定每组冲头工况状态，同时给出信号，控制电磁换向阀，通过电磁换向阀控制气缸推动滑块，由滑块控制冲头位置。
在沿着材料送料方向，可以根据产品排孔的需要，设置多组冲头组，每组均由冲头行程上推板、冲头行程下推板、冲头固定板、冲头、弹簧2、气缸、气缸固定板组成。
以上是机械动作部分，主要是模具的上模在冲床上滑块的带动下上下运动以及气缸运动，实现冲头工作或不工作。这里要解决气缸动作时机。气缸动作条件依具三点：
1、产品孔的排布。确定那一组冲头在冲床冲压循环多少次开始进入冲压工况，以及冲多少次。
2、冲床的计数信号。既依冲床滑块每从上死点到下死点作为一个循环计数。
3、冲床滑块位置。气缸在要进行动作时，必须确认冲床滑块必须不在下死点，并且压料板已脱离材料。否则冲头行程上推板41、42相互齿合，气缸无法运动。
图8是本发明的冲孔流程图。如图所示，本发明的冲孔控制流程如下：首先，工业计算机接收冲床滑块上死点位置信号和冲床动作次数信号，此时电磁换向阀7的进气口与供气源是接通的。然后判断冲头是否冲孔、需要冲多少次。如果需要冲孔，则通过PLC控制电磁换向阀7的气压进出口排气73进气，气压进出口排气74排气，此时气缸5左推进，冲头行程上推板41不动，冲头16开始随冲床做冲孔动作。如果判断不需要冲孔，则通过PLC控制电磁换向阀7的气压进出口排气73排气，气压进出口排气74进气，此时气缸5右推进，冲头行程上推板41向右推进，冲头16开始随冲床不冲孔。
本发明的系统也安装在图3所示的冲床上。冲压开始时，冲床滑块在上死点，此时气缸5依预先设定位置将件6拉紧在图5所示工位此时冲头16下平面与压料板18下平面距离最短。此时冲床上滑块向下运动，当压料板18与钢板86接触时，冲床滑块继续下行。此时弹簧6开始压缩，压料背板17与滑块导向板3之间距离缩短，冲头16开始接触材料，当冲床滑块到下死点时，冲头16将材料冲穿。冲床滑块到达下死点后开始向上死点回，压料板18由于弹簧143作用继续压紧钢板86，冲头16渐渐从钢板86已冲出孔内脱离。冲床回到上死点，准备下一个循环。上述一个循环是冲头组开始冲孔。
当气缸5处于图6状态时，由于冲头行程上推板41凸出面与冲头行程下推板42凹面相对，在弹簧6作用下冲头16上行冲床滑块带动上模下行，在下死点压料背板17与滑块导板3之间距离为零时冲头16下平面也无法超出压料板18的下平面，故无法接触钢板86，从而无法将其冲穿。此循环此组冲头不工作。
前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对该较佳实施例，本领域内的技术人员在不脱离本发明原理的基础上，可以作出各种修改或者变换。应当理解，这些修改或者变换都不脱离本发明的保护范围。