一种偏心驱动旋转式冲压设备，用于成型运动的金属片，并具有可以沿直线路径往复运动的模具组件(12)、(14)、(16)、(18)，所述模具组件具有分别位于该金属片(M)各侧上的上模具(16)和下模具(12)，所述模具可以在该金属片上闭合以用于成型；以及偏心旋转式驱动曲柄系统(22，24)，连接于该模具组件且可运行以使该模具组件沿直线路径前后运动，还可以进一步运行以将所述模具在该金属片上闭合。另一旋转式驱动系统(50，52)，沿直线路径辅助驱动该模具组件。跟随器(46)，位于该模具组件上，在恰好闭合之前和恰好闭合之后接合引导斜面(42，44)，以保持该模具组件的线性速度，并使模具组件的线性速度与该金属片的线性速度相匹配。本发明还公开了一种通过所述设备成型运动的金属片的方法。
1.一种用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征在于：
模具组件(12，14，16，18)，能在该金属片(M)的相对侧上前后运动，并具有位于该金属片(M)各侧上的上模具(16)和下模具(12)，所述模具在该金属片上闭合，以在其上成型；
偏心旋转式驱动曲柄系统(22，24)，连接至所述模具组件，并可运行以沿所述直线路径使所述模具组件前后运动，且还可以进一步运行以将所述模具组件中的所述上模具和下模具在所述金属片上闭合；
速度调节机构，连接至所述模具组件，且呈弯曲的驱动斜面(42，44)以及跟随器(46)的形式，所述跟随器(46)在所述模具组件上与所述驱动斜面相连接，其中所述速度调节机构能够运行以用于在闭合和打开所述上模具和下模具的期间校正该金属片的线性速度和所述模具组件之间线性速度的轻微误差。
2.如权利要求1所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：所述模具组件平行于所述金属片沿轨道(38，40)在直线方向上运动。
3.如权利要求2所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：壳体轴承(26)，用于驱动所述偏心旋转式曲柄(24)；及壳体(28)，旋转地支撑在所述轴承上，用于相对于所述旋转式曲柄旋转。
4.如权利要求3所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：所述壳体(28)，被支撑为该旋转式曲柄系统的一部分，并且是柱形，支承板(30)固定在所述壳体上，所述模具组件中的上模座(18)安装在所述支承板上，且所述支承板和所述上模座沿大致弯曲的路径前后运动。
5.如权利要求4所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：滑轨和凹形楔(40)，位于所述上模座和所述支承板(30)上，由此使所述上模座(18)沿所述支承板在直线方向上往复滑动。
6.如权利要求5所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：所述模具组件中的下模座(14)，用于支承所述下模具(12)，以及滑轨和凹形楔(38)，支承所述下模座，由此所述下模座往复滑动。
7.如权利要求6所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：下驱动系统(50)，连接到所述下模座上，且能够运行以使所述下模座沿所述滑轨和凹形楔前后运动。
8.如权利要求7所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：引导斜面构件(42)，当所述上模座向下运动时，用于接合跟随器(46)；以及牵引斜面构件(44)，当所述上模座向上运动时，该牵引斜面构件(44)用于接合所述跟随器；所述引导斜面构件和所述牵引斜面构件使所述上模座相对于所述上支承板运动，由此使所述模具组件的速度与所述金属片的运动速度相匹配。
9.如权利要求1所述的用于成型运动的金属片的偏心旋转式冲压设备，其特征还在于：第一偏心旋转式驱动曲柄系统(22，24)，连接至所述模具组件中的上模座，且使所述上模座沿大致弯曲的路径往复运动；以及第二旋转式驱动系统(50，52)，连接至所述模具组件中的下模座，用于沿直线路径往复驱动所述下模座。
10.如权利要求9所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：包括：滑柱(20)，连接所述上模座和下模座，由此，随着一个所述模座沿所述柱滑动时，所述上模具和下模具能够闭合和打开；以及，其中所述第一驱动系统和第二驱动系统连接到一个原动机上，从而沿相同方向同时驱动所述上模座和下模座，且相互配合。
11.如权利要求10所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：大致柱形的壳体(28)，成型所述第一旋转式驱动系统的一部分；以及支承板(30)，固定在所述壳体上；且所述上模座(18)安装在所述支承板上；且其中，当所述第一驱动系统旋转时，所述上模座可以沿大致弯曲的路径运动。
12.如权利要求11所述的用于成型运动的金属片的偏心驱动旋转式冲压设备，其特征还在于：所述下模座(14)和下模具(12)沿如前所述的直线路径往复运动，且其中，所述柱固定到所述上模座和下模座中的一个模座上，并可以相对于另一所述模座上下运动，由此，以在所述上模座和下模座的全程往复运动中将所述上模具和下模具保持为配合。
13.一种成型运动金属片的方法，使用具有沿该金属片的相对侧前后运动的模具组件(12，14，16，18)的设备，所述模具在该金属片上闭合，以用于在其上成型，其特征在于包括下述步骤：通过连接到该模具组件上的偏心旋转式曲柄使所述模具组件沿所述前后路径运动，以及通过操作所述偏心旋转式曲柄将所述模具组件中的所述模具在所述金属片上闭合，从而当所述金属片运动时使所述金属片成型，其中恰好在闭合所述模具组件之前调节所述模具组件的向前速度，并保持这一速度直到所述模具恰好打开之后，由此以使所述模具组件的速度与该金属片的速度相匹配。
14.如权利要求13所述的成型运动金属片的方法，其特征还在于包括下述步骤：沿大约弯曲的路径在所述金属片(M)的一侧上移动第一模具(16)，同时沿直线往复路径在所述金属片的相对侧上移动第二模具(12)，以及同时使所述第一模具朝向和远离所述第二模具往复运动，用于成型和释放所述金属片。
15.如权利要求14所述的成型运动金属片的方法，其特征还在于包括下述步骤：通过第一旋转式驱动系统(22，24，26，28)驱动所述第一模具，以及通过连接至所述第一驱动系统的第二旋转式驱动系统(50，52)驱动所述第二模具，且其中，所述第一旋转式驱动系统围绕所述大致弯曲的路径驱动所述第一模具；且其中，所述第二旋转式驱动系统沿所述直线路径驱动所述第二模具，从而沿两条不同路径一起移动所述第一模具和第二模具。
16.如权利要求15所述的成型运动金属片的方法，其特征还在于包括下述步骤：恰好在所述模具在所述金属片上闭合之前，以及恰好在从闭合到打开之后，调节所述第一模具和第二模具的线性速度，由此以在闭合和打开所述模具的过程中与该金属片的线性速度相匹配。
偏心旋转式冲压设备以及成型运动金属片的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种使用飞模(flying dies)的偏心旋转式冲压设备，该设备用于成型沿成型路径运动的金属片，且涉及一种成型金属片的方法。
背景技术
[0002] 在过去，用于冲压并成型沿运动路径运动的金属片的设备使用了沿位于金属片的任一侧的轨道运动的飞模。其它形式的动模(moving die)设备使用了安装在旋转铁芯(rotary core)上的模具，所述模具围绕大致为圆形的路径运动。
[0003] 旋转式动模设备具有复杂的设计，且需要很高的运动控制精度。由于模具的运动是线性的而不是旋转，所以在轨道上往复运动的飞模比较容易设计、制作和控制。旋转式动模设备似乎可以提供一些优点：支撑模具的转子的旋转在一个方向上连续。相反，沿轨道运动的飞模的运动必然是向前-停上-返回-停止-向前等的往复运动。沿轨道运动的飞模的设计中的一个问题就是所述模具以及它们相关的模板和运动机构具有相当的金属重量，因此，必须将整体质量从零开始加速到金属片的线速度然后停止、返回、然后再次加速。在本发明人设计的一种很成功的飞剪形式中，通过汽缸实现了加速，并通过齿轮齿条系统实现了返回运动。
[0004] 现在发现，在飞模系统中，往复运动可以有利地通过连续旋转的偏心曲柄来实现。由于运动是通过连续旋转的偏心曲柄来实现，所以这种运动降低了必须开始和停止的金属部件的质量。通过这一改进，飞模可以以更高的线速度运行，使整个金属片生产线以更高的效率运行。
发明内容
[0005] 本发明提供一种偏心驱动的旋转式冲压设备，该设备用于成型运动的金属片，通过偏心旋转的曲柄驱动作为模具的该冲压设备往复驱动，从而实现比已有设备所能实现的线速度更高。
[0006] 本发明提供一种冲压设备，在该设备中，多个成型模具的其中之一可以沿轨道在线性方向上运动，所述轨道平行于在生产线上运动的金属片，而且在该设备中，其它模具沿弯曲路径运动，并且在该设备中，模具的驱动器和动力机构包括一种旋转式曲柄装置，该装置的一部分是偏心旋转式传动系统(transmission system)。
[0007] 还包括速度调节机构，用于校正金属的线速度和模具速度之间的轻微误差。
[0008] 优选地，多个上模具和多个下模具形成模具组件，术语“上”和“下”简单地表示位于金属片的相对侧的模具。上模具通过偏心驱动器沿大致弯曲的路径运动，下模具由驱动器沿直线路径驱动，将所述驱动器连接起来以确保模具的运动一致且互相配合。
[0009] 上模具的驱动传动装置是偏心旋转式驱动器，且下模具的驱动传动装置是旋转式凸轮跟随器形式的曲柄，该曲柄驱动下模具沿其直线路径往复，所述两个驱动器连接在一起并通过公用的原动机(prime mover)来驱动。
[0010] 本发明还提供一种使用该设备成型金属片的方法。
[0011] 为了更好地理解本发明、本发明的操作优点以及通过使用该设备达到的特定目标，应参照附图和说明书进行理解，在附图和说明书中示出和说明了本发明的优选实施例。
附图说明
[0012] 图1是一种设备的总立体图；
[0013] 图2是该设备的端视图；
[0014] 图3是该设备的侧视图；
[0015] 图4是包围曲柄轴的旋转式壳体的立体图；以及
[0016] 图5是以虚线示出的壳体运动的示意性侧视图。
具体实施方式
[0017] 附图示出偏心旋转式冲压设备10。下模具12安装在下模座(die bed)14上。上模具16安装在上模座18上。上模座和下模座通过模具柱(die post)20连接。于是，上模具、下模具和上模座、下模座形成单个可动的模具组件，该模具组件作为一个整体沿(下面的)金属片的路径前后运动。
[0018] 生产线上的金属片以虚线示为M。
[0019] 驱动机构概括地以由适当的原动机(prime mover)P驱动的轴22来示出。上模座18通过轴22上的偏心曲柄24来支撑。曲柄24具有多个轴承26，用于大致为柱形的壳体
28。壳体28通过前臂和后臂(32-32)焊接到支承板30上。上模座18通过滑板(slider)(下面进行描述)上的支承板30来支撑。当轴旋转时，偏心曲柄24围绕环形路径运转，依靠在轴承26上的壳体28与曲柄一起运转，但由于下述原因，曲柄在壳体内旋转。
[0020] 下模座14支撑在下滑轨和凹形楔(gib)38上，所述下滑轨和凹形楔38接着支承在合适的柱状物上。于是，可以将一组成型模具安装在上模座和下模座上，用于在金属片上顺序成型多种不同的形状。取消开口可能是简单的，但一般都是带有锯齿、成型截面和凸缘的开口。
[0021] 上模座18支撑在上轨道或滑轨和凹形楔40上的支承板30下方，该滑轨和凹形楔40以虚线示于图3中并类似于滑轨和凹形楔38。当曲柄运转时，曲柄将支撑壳体与它们在一起，但是曲柄位于壳体内，壳体28将会运转。于是，壳体带着支承板30，从而支承板30和上模座18将围绕基本上弯曲的路径前后运动。
[0022] 上模座18通过柱20与下模座14连接。然而，下模座14并不上下运动，而是沿直线路径运动。以此方式，上模座沿弯曲向下的路径运动并接近下模座，然后上模座沿弯曲向上的路径运动并再次打开，从而释放成型的金属片。之后，上模座和下模座一致地向后运动。下模座14沿其直线路径的运动通过连接到原动机M上的旋转式驱动器(下文将描述)来辅助。
[0023] 由于壳体28的运动是围绕轨道旋转，可以理解的是，通过运动赋予模具组件的线性速度将会发生变化。类似地，(下面的)下模座的旋转式驱动器使得通过运动赋予的线性速度也将从启动到停止和再次返回进行变化。因此，模具组件的线性速度不是恒定的。该速度取决于壳体28的转动位置。
[0024] 在180度的底部正中心(dead centre)，模具组件的线性速度将会对应于金属M的线性速度。在0度的上部正中心，模具组件的线性速度将与金属片的速度方向相反且数值相等。在90度和270度位置，模具组件相对于金属片的线性速度为零。从270度到90度位置，模具组件向后反向运动。
[0025] 在90度和180度位置之间，模具组件相对于金属片的线性速度将逐渐增大。从180度到270度位置，模具组件的线性速度将逐渐减小。
[0026] 为了补偿线性速度的这一变化，该设备还包括有速度调节斜面42和44(图1-2、图5)。引导斜面42具有大致弯曲的轮廓，以当模具组件闭合时，引导斜面42接合斜面跟随器
46。牵引(trailing)斜面44设置为接合上模座上的斜面跟随器46，以当模具打开时，牵引斜面44接合跟随器46。
[0027] 四个辊形的斜面跟随器46安装在上模座18上。当上模座18通过壳体28从3点钟方向向下运动，朝6点钟方向闭合时，斜面跟随器将接合引导斜面42。上模座18将在提速的同时使下模座14运动，并且上模座18通过在凹形楔38上沿直线方向滑动而比壳体28的线性速度更快地开始运动。当壳体到达6点钟方向的闭合位置，跟随器46将离开斜面42，且模座18和14以及上模具和下模具将以金属片的线性速度进行运动。当壳体进一步从7点钟方向朝9点钟方向旋转时，模具打开。斜面跟随器46将接合牵引斜面44，并以比壳体的线性速度更快的速度使模座18和14运动。以此方式，模具的线性速度与金属片的线性速度相匹配。
[0028] 当上模具接近180度闭合在下模具上时，跟随器46从斜面42上脱离。在经过180度(6点钟方向)之后，跟随器46接合牵引斜面44并保持速度。以此方式，当模具实际在金属片上闭合并再次打开时，模具组件中的模具的线性速度被保持为恰好等于金属片的线性速度。这确保金属片的完全成型且避免损坏模具。
[0029] 可以理解的是，斜面的调节效果仅仅就发生在闭合之前以及恰好从闭合之后到恰好分开之后。实际调节量导致模具组件运动了一小段距离。这很大程度上取决于金属片的规格，大规格需要较多的调节，且小规格需要较小的调节。这还取决于压入金属片内的构形的深度。两个模具必须相互接合(interengage)的深度越深，则它们与金属片接触的越长，因此，速度必须在行程的直线方向上与更长的距离匹配。
[0030] 为了给下模座14的向前运动供给能量并辅助下模座14的向前运动，下模座14设置有以附图标记50表示的旋转驱动轴。该驱动轴连接到凸轮(ram)52上。凸轮52接合多个杆件54，所述杆件54连接到下模座14上。当驱动轴50旋转时，凸轮52运转360度。当它们运转时，凸轮驱动下模座1 4向前然后再次向后。驱动轴50通过齿轮56由原动机P驱动。
[0031] 为了使下模座14和下模具运动且与金属片的速度相匹配，在凸轮52和杆件54之间有轻度的间隙。以此方式，当上模座18通过斜面42和44而被移动时，下模座14也将与上模座18一起运动。
[0032] 以此方式，上模具和下模具以及上模座和下模座被一起驱动向前然后返回。
[0033] 尽管主要由柱20来实现辅助保持支承板30和模座18的功能，在接触金属片之前、接触过程中以及之后，斜面和跟随器还可以辅助保持支承板30和模座18水平并平行于模座16。
[0034] 前面是对本发明的优选实施例的描述，仅给出本发明的示例。本发明不能被限制为所述的任何具体特征，而应理解为所有的变化都落在所附权利要求书的范围内。
