专利名称：用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构，该冲孔工具用于冲床中，与加工板材的模具协同工作。
背景技术：
在冲床所用冲孔工具的公知常规构造示例中，冲头在圆筒形冲头导向件内孔中滑过。另外，在冲头导向件下端设有脱模器，从而使冲头可以贯穿该脱模器。在冲锤使冲头向下压以对板材进行冲孔时，脱模器压靠着板材。完成冲孔过程后冲头开始向上升时，在冲头完全离开板材之前的一段预定上升时间间隔内，例如由于弹簧的推力，脱模器仍保持压靠着板材。这使得冲头可以可靠地离开板材。但通过这种方式，脱模器就成为在每次冲孔操作中都压靠着板材的一个部件。这样脱模器的寿命就短于其他部件，且必须频繁地更换新脱模器。因此，脱模器必须可拆卸地连接到冲头导向件上。
图6(日本专利号2732547(USP5301580))中以分解透视图示出了为上述目的而提出的一种脱模器连接和分离机构的示例。此图示出了如何更换新的脱模器。图中所示脱模器的位置与脱模器被使用的位置垂直相反。脱模器61放在冲头导向件60的下端(即图中的上端)。环形脱模器罩62可转动地固定在冲头导向件61下端的外周周围。C形线环63沿着脱模器61的周边放置，线环63的一端63a锁定在冲头导向件60中的孔60a中，线环63的另一端63b锁定在脱模器罩62的孔62a中。
通过该脱模器连接和分离机构，当脱模器罩62相对于冲头导向件60处于预定的转动位置时，线环63受到挤压因而直径变小。这阻止了脱模器61从冲头导向件60中滑脱出来。当脱模器罩62从上述转动位置转动一段预定距离时，线环63的直径增加，消除了阻止脱模器滑脱的功能。
但是，采用上述脱模器连接和分离机构，当线环63由于寿命到期而进行更新时，或为了维护而被卸下时，线环63的相反的两端63a、63b必须被锁定在冲头导向件60的孔60a中和脱模器罩62的孔62a中。这一锁定过程相当困难且在将线环63、冲头导向件60和脱模器罩62组装到一起时相当费时。另外，线环63是较薄的部件，且在冲孔过程中有负载作用在线环63上。因此，在冲孔工具的寿命到期之前要对线环63进行更新。但是，因为线环63是一种专用部件，其不可能马上得到，因此，线环63必须从冲孔工具制造商等处订购。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构，其使脱模器的连接和分离变得很容易，且使各元件容易组装，该机构还允许公用零部件用作替换件以进行锁定。本发明的另一目的是使脱模器能受到可靠支撑。本发明还一目的在于一旦将脱模器罩组装上后可防止锁定钢球落下，这样进一步方便了组装操作。
本发明提供了一种用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构，其包括具有内孔的冲头导向件，冲头可以穿过该内孔而滑动，且该冲头导向件具有下端，脱模器可以连接到该下端，以及从该下端上分离。该脱模器连接和分离机构包括可转动地装配到冲头导向件下端的内周中的脱模器罩环，该脱模器罩环的内周孔用来夹持脱模器。在脱模器罩环的周壁中形成有一个径向孔，从而直径大于该周壁厚度的钢球被插入到该径向孔中。脱模器和冲头导向件具有凹部，钢球可部分进入该凹部中，且该凹部是径向凹陷的。该凹部在周向上部分地形成于冲头导向件中。通过这种结构，直径大于周壁厚度的钢球被插入到脱模器罩环周壁中的径向孔中。当钢球位于内周面上不与部分形成于冲头导向件中的凹部相对应的一部分中时，内周面禁止钢球在径向上向外移动。钢球上进入到脱模器凹部中的一部分保持在那里。这样，脱模器就通过该钢球卡持在脱模器罩环上。当脱模器罩环转动到使其径向孔与冲头导向件中的径向凹部对齐时，钢球可部分脱出冲头导向件中的径向凹部。这消除了钢球对脱模器的夹持。
通过这种方式，可通过相对于冲头导向件旋转脱模器罩环，以使钢球啮合到冲头导向件中的凹部和脱模器中的凹部之间，或从中脱出，从而可以将脱模器连接到脱模器罩环上，或从该罩环上分离。因此，可以很容易地连接和分离脱模器。另外，在初次组装或拆卸后再组装时，用作锁定部件的钢球仅需被放置在径向孔中。这使得脱模器连接和分离机构的各元件可以很容易地组装到一起。用作锁定部件的钢球必须比脱模器连接和分离机构中的其他元件更频繁地进行更新。但是，滚珠轴承中的钢球可以用于本发明，该钢球可以很容易地从通用机构部件的存贮仓中得到。
在本发明中，在脱模器中可形成多个径向孔，从而在周向上彼此隔开，且在冲头导向件中可周向形成多个凹部，其与径向孔相关联。形成于圆周方向的多个径向孔使得脱模器可以使用钢球被支撑在多个周向位置上。因此，脱模器可以得到可靠的支撑。
在本发明中，脱模器罩环中每个径向孔的靠近脱模器的开口的直径都小于钢球的直径，从而防止钢球从径向孔中滑出。即使在脱模器从脱模器罩环上分离时，这种小的开口也可防止钢球从径向孔中意外滑出。这便于接下来的脱模器连接。
本发明提供了一种用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构，其包括具有内孔的冲头导向件，冲头可以穿过该内孔滑动，该冲头导向件具有下端，脱模器可以被连接到该下端上，以及从该下端上分离。该脱模器连接和分离机构包括可转动地配合进冲头导向件下端的内周中的脱模器罩环，该脱模器罩环的内周孔用于夹持脱模器。径向孔形成于脱模器罩环的周壁中，从而直径大于周壁厚度的钢球被插入到该径向孔中。脱模器和冲头导向件具有凹部，钢球可部分进入该凹部，且该凹部为径向凹陷。该凹部在周向上部分地形成于冲头导向件中。这种结构使脱模器容易连接和分离，且使各元件容易组装在一起。可用通用部件来作为用于锁定的替换件，且这些通用部件很容易得到。如果脱模器罩环中的多个径向孔在圆周方向彼此隔开，且冲头导向件中的多个凹部在周向上与径向孔相关联而形成，则脱模器可以可靠地支撑在周向上的多个点上。如果脱模器罩环中每个径向孔的靠近脱模器的开口直径小于钢球直径从而防止钢球从径向孔中脱出的话，一旦脱模器罩环组装上之后，就可以防止锁定钢球落下。这进一步便于组装操作。
图1为平面图，其示意性地示出了一种冲床的结构，该冲床上包括根据本发明一个实施例的用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构；图2为示出了该冲床的结构的示意性侧视图；图3为该冲床中的模具和冲孔工具的剖视图；
图4A为放大竖直剖视图，示出了冲孔工具中的冲头导向件的底部，图4B为图4A的局部放大图；图5为沿图4中的线V-V截取的剖视图；图6为传统示例的分解透视图。
具体实施例方式
下面参考图1-5描述本发明的第一实施例，图1为平面图，其示意性地示出了一台冲床的结构，该冲床上安装有根据本发明第一实施例的冲孔工具。图2为该结构的侧视图。
在该冲床中，框架1中的上框架部分1a和下框架部分1b分别支撑着上转塔2和下转塔3，上转塔和下转塔可以绕着同心的竖直轴线自由旋转。多个冲孔工具4在周向上布置在上转塔2上，而多个模具5在周向上布置在下转塔3上。当分度到冲孔位置P时，每个冲孔工具4被冲锤6驱动进行升降。冲锤6通过导向件支撑在上框架部分1a中，从而冲锤6可通过冲孔加工装置7驱动而升降。该冲孔加工装置7对板材W进行冲孔。利用电机(图中未示出)使上转塔2和下转塔3同步旋转。冲孔加工装置7例如包括伺服电机8和将电机8的旋转运动转换成线性运动的运动转换机构9。
板材进给机构11用于将放置在工作台12上的板材W的任意部分进给到冲孔位置P。板材进给机构11具有安装在可前后移动(Y方向)的载车13上的十字滑动件14，该十字滑动件14可左右移动(X方向)。工件夹持件15连接到十字滑动件14上，以抓住板材W的一端。
图3示出了分别与上转塔2和下转塔3相连的冲孔工具4和模具5的剖视图。模具5通过模具夹持件16与下转塔3相连。冲孔工具4包括冲头17和具有内孔19的圆筒形冲头导向件18，冲头17穿该内孔自由滑动。冲头导向件18容纳在上转塔2的冲孔工具容纳孔10中。冲头导向件18通过一个提升和回位线圈弹簧20由上转塔2支撑，从而冲头导向件18可以自由升降。冲头导向件18在其上端具有类似凸缘的弹簧座21，其接收弹簧20和锥形盘簧31，如后面所述。在竖直方向为细长的键槽22形成于冲头导向件18的外周中，从而与固定到上转塔2底面上的键23相配合。这调整了冲头导向件18相对于冲孔工具容纳孔10的旋转角位置。
冲头17包括构成冲头17上半部的支撑件24和用螺栓26与支撑件24上端相连的冲头梢端25。支撑件24包括下部件27，在其下端包括凸缘部分27a，其与冲头导向件18的弹簧座21的内凸缘部分21a配合；弹簧座28，其用螺栓30A与下部件27上端相连并用作中间件；以及T形连接件29，其通过螺栓30B与弹簧座28的上端相连且用作上部件。该T形连接件29使冲头17上升，并在冲孔工具4被分度到冲孔位置P时(图1)连接到冲锤6上，在该冲孔位置进行冲孔。T形连接件29并不是必须要设的。如果不设T形连接件29的话，冲头17就通过弹簧20自然返回。
锥形盘簧31被夹在支撑件24的弹簧座28和冲头导向件18的弹簧座21之间。锥形盘簧31的弹簧常数被设为大于线圈弹簧20的弹簧常数。竖直细长导槽33形成在下部件27的外周中，从而与从冲头导向件18的弹簧座21的内周突伸出的导销32配合。键35固定到下部件27的凸缘部分27a的外周；该键35与冲头导向件18中的键槽22的上半部22a和冲头梢端25基部的外周中形成的槽34配合。这可以调整支撑件24和冲头梢端25相对于冲头导向件18的内孔19的旋转角度位置。
脱模器37通过脱模器罩环36可拆卸地夹持在冲头导向件18的下端。如图4和图5中的局部竖直剖视图和水平剖视图所不，脱模器罩环36可转动地绕着冲头导向件18下端的外周配合。脱模器罩环36下端具有内周孔38，以夹持脱模器37。在脱模器罩环38的内周孔38中的周壁上形成有多个(在此例中为4个)径向孔39，以贯穿该周壁。每个直径都大于该周壁厚度的钢球40插入各径向孔39中。如图5所示，在周向上，径向孔39以90度角均布地彼此隔开。
通过如图4B所示在开口的边缘处设置周向突起部分39a，每个径向孔39的靠近脱模器37的开口直径小于每个钢球40的直径，这防止钢球40从径向孔39中滑出。
在脱模器37的外周和冲头导向件18的内周上分别形成有径向凹进的凹部41、42，钢球40可部分进入该凹部41、42。多个凹部41(此例为4个)部分形成于冲头导向件18中，与脱模器罩环36中的径向孔39相关联，从而在周向上每个凹部41以90度角彼此隔开。该凹部41形成为具有稍弧形水平断面的曲面中。脱模器37中的凹部42为全沿整个圆周延伸的圆周槽。多个(此例为4个)凹部42可以均布地形成于脱模器37中，与脱模器罩环36中的径向孔39相关联，从而在周向上以90度角彼此隔开。
用于调整脱模器罩环36的旋转角度的止动机构43和用于阻止旋转的止动机构44设在冲头导向件18的周壁和脱模器罩环36的周壁之间。用于调整旋转角度的止动机构43包括容纳在形成于脱模器罩环36周壁中的销容纳孔45中的啮合销46，从而啮合销46可以移动进出销容纳孔45，还包括弹簧47，其推动啮合销46，从而销46从该周壁中突伸出来，还包括啮合孔48，其形成于冲头导向件18的周壁中，且啮合销46配合在该孔中。啮合孔48是在周向上延伸的狭槽。啮合销46在该狭槽中可能移动的角度是一个预定角度，脱模器罩环36可以旋转该角度。脱模器罩环36中用于容纳钢球40的径向孔39可以与冲头导向件18周壁中的凹部41(例如圆周方向上凹部41的中心)隔开此预定角度，例如，15度。
用于使旋转停止的止动机构44使脱模器罩环36相对于冲头导向件18的旋转停止，从而脱模器罩环36中的径向孔39与冲头导向件18周壁中的凹部41隔开预定角度。用于使旋转停止的止动机构44包括形成在除止动机构43之外的位置处的配合件容纳孔55，其用于限制脱模器罩环36周壁的旋转角度；配合件56，其容纳在所述配合件容纳孔55中，从而配合件56可以自由移动进出该配合件容纳孔55；弹簧57，其推动配合件56，从而配合件56从周壁中突伸出来；以及配合孔58，其形成为贯穿冲头导向件18的周壁，且与配合件56配合。当操作者用手指等克服弹簧57的弹力将配合件56推入配合件容纳孔55中时，脱模器罩环36可以相对于冲头导向件18旋转。
下面描述上述结构的操作。冲孔工具被分度到冲孔位置P。冲孔工具4的T形连接件29与冲孔加工装置7的冲锤6相连(图1)。冲锤6降低且在对板材W冲孔的过程中冲孔工具4与模具5合作，如下所述。首先，冲锤6降低以从上转塔2开始向下推动整个冲孔工具4，同时压缩线圈弹簧20。当冲孔工具4的脱模器37压靠着模具5上的板材W时，冲头导向件18停止。然后只有冲头17下降同时压缩锥形盘簧31。这样冲头17就对板材W进行冲孔。然后，冲锤6上升以提升冲头17。此时，锥形盘簧31的推力保持脱模器37压靠着板材W。这允许冲头17平稳地离开板材W。一旦冲头17升到预定高度，锥形盘簧31被解除压缩。这样整个冲孔工具4就上升。
脱模器37可如下所述从冲头导向件18上分离。用于使旋转停止的止动机构44的配合件56在图4中被从冲头导向件18外面推入到配合件容纳孔55中。这允许脱模器罩环36自由旋转。因此，脱模器罩环36在图5中的箭头R方向上转动预定角度(此例中为15度)。然后，脱模器罩环36中的每个径向孔39处于与冲头导向件18中的相应凹部41相对位置，该凹部如图中虚线所示。这样，被插入径向孔39中的钢球40就可以部分前进到凹部41中。钢球40与脱模器37中的凹部42脱离结合，于是脱模器37可以从脱模器罩环36上分离。
可以通过执行与上述分离过程相反的操作来连接脱模器37。在连接时，脱模器罩环36在与脱模器罩环36被转动以进行分离的方向相反的方向上转动，以使钢球40从冲头导向件18的凹部41中脱出来。因为凹部41具有柔和的圆弧水平截面，钢球40可以平稳地从凹部41中出来。此外，脱模器罩环36的最大旋转角度可通过用于调整旋转角度的止动机构43来调整。
为了将脱模器罩环36从冲头导向件18中拉出来，例如，以便将该机构卸下以进行维护或更换钢球，可将用于调整旋转速度的止动机构43的配合销46推入销容纳孔45中。此外，用于使旋转停止的止动机构44的配合件56被推入。由狭槽构成且与配合销46啮合的配合孔48在冲头导向件18的轴向上做得很小，从而操作者的手指不能放入配合孔48中。因此，要使用工具来推入配合销46。在这种状态下，操作者用手指将卡配合件56推入以允许脱模器罩环36滑出。
如上所述，在用于冲孔工具4的脱模器连接和分离机构中，钢球40被插入到形成于脱模器罩环36周壁上的径向孔39中。另外，在冲头导向件18和脱模器37中形成有凹部41、42，从而在径向上凹进，使钢球40可以部分前进到凹部41、42中。因此，旋转操作使脱模器37很容易连接和分离。脱模器连接和分离机构的元件可以很容易地组装在一起。另外，钢球40可能很容易地商购，使成本降低。
此外，脱模器罩环36中的多个径向孔39在周向上彼此隔开。冲头导向件18中的多个凹部41在周向上与径向孔39相关联而形成。因此，脱模器37可以可靠地支撑在多个位置。
脱模器罩环36中每个径向孔39的靠近脱模器37的开口直径小于钢球直径，从而防止钢球40从径向孔中滑出。因此，即使当脱模器37从脱模器罩环36上分离下来时，钢球40也不会从径向孔39中落出。这便于接下来的脱模器连接。
此外，用钢球40代替了有方向的实心件，其有以下优势在组装时，钢球40可以插入到径向孔39中而不需特别注意钢球40的方向性。
当脱模器罩环36旋转以分离或连接脱模器37时，钢球40可以自己旋转。这允许脱模器罩环36平稳转动。
当通过旋转脱模器罩环36使脱模器37分离，以使钢球40与冲头导向件18中的凹部41相对而放置且然后将脱模器37从冲头导向件18中拉出时，脱模器37中的每个凹部42推动相应的钢球40周面上的啮合部分。这允许钢球40在径向上脱出。
权利要求
1.一种用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构，其包括具有内孔的冲头导向件，冲头可以穿过该内孔而滑动，该冲头导向件具有下端，脱模器可以连接到该下端以及从该下端上分离，其特征在于，包括可转动地装配到冲头导向件下端的内周中的脱模器罩环，该脱模器罩环的内周孔用来夹持脱模器，在脱模器罩环的周壁中形成有径向孔，每个直径都大于该周壁厚度的钢球被插入到该径向孔中，脱模器和冲头导向件具有凹部，钢球可部分进入该凹部中，且该凹部是径向凹陷的，该凹部在周向上部分地形成于冲头导向件中。
2.根据权利要求1所述的用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构，其特征在于，在脱模器罩环中可形成多个径向孔，这些孔在周向上彼此隔开，且在冲头导向件中可周向形成多个凹部，其与径向孔相关联。
3.根据权利要求1所述的用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构，其特征在于，脱模器罩环中每个径向孔的靠近脱模器的开口的直径都小于钢球的直径，从而防止钢球从径向孔中滑出。
4.根据权利要求2所述的用于冲孔工具的脱模器连接和分离机构，其特征在于，脱模器罩环中每个径向孔的靠近脱模器的开口的直径都小于钢球的直径，从而防止钢球从径向孔中滑出。
全文摘要
本发明公开了一种用于冲孔工具(4)的脱模器连接和分离机构，其使脱模器(37)容易拆卸和连接，且使各元件容易组装，该冲孔工具(4)具有供冲头(17)穿过而滑动的内孔(19)，和具有下端的冲头导向件(18)，脱模器(37)可以连接到该下端，以及从该下端上分离，脱模器罩环(36)可转动地装配到冲头导向件(18)下端的内周中，脱模器罩环(36)的内周孔(38)用来夹持脱模器(37)，脱模器罩环(36)的周壁中形成有径向孔(39)，直径大于该周壁厚度的钢球(40)被插入到该径向孔中，脱模器(37)和冲头导向件(18)具有径向凹陷的凹部(41、42)，钢球(40)可部分进入该凹部(41、42)中，该凹部(41)在周向上部分形成于冲头导向件(18)中。
文档编号B21D28/00GK1751821SQ200510109938
公开日2006年3月29日 申请日期2005年9月20日 优先权日2004年9月21日
发明者市川茂治 申请人:村田机械株式会社