一种自动冲挤车轮轮辐散热孔模具的制作方法

本发明涉及车轮加工装置技术领域，具体为一种自动冲挤车轮轮辐散热孔模具。

背景技术：

现有技术中，车轮轮辐散热孔较多，一件轮辐有的多达20多个散热孔，这些散热孔均匀分布在同一分度圆上，并且每个散热孔上还不允许有冲裁毛刺，这就要求散热孔的加工方法为：先冲所有散热孔，再挤散热孔毛刺。

现有技术为：两道工序，需要两个操作人员，两套模具，两台压力机。

工序1，先用冲孔模冲散热孔，如图2，压力机运行一次，模具冲出一个散热孔。分度盘1通过轴承9可绕中心销8转动，截面方形的坡口分度销4在弹簧5作用下可在分度盘1的方形分度孔中上下运动，坡口分度销4的数量是一个，而分度盘1中的方形分度孔的数量正好等于制件2所要冲散热孔的数量，并且均匀分布。工作时压力机上行，上、下模分开，操作人员将制件2通过定位销7及中心销8定位，完成一个冲孔后，操作人员用手转动制件2，同时带动分度盘1转动，当坡口分度销4落入分度盘1中下一个方形分度孔中时，就可以冲下一个散热孔了，以此类推，直至冲完所有散热孔。

工序2，挤散热孔毛刺，如图3，模具工作原理与工序1相同，所不同的是凹模3和凸模6的结构不同，因为工序1是冲裁工序，工序2是压毛刺(成型)工序。

现有技术冲散热孔、挤散热孔毛刺时分度、定位都是需要操作者人为控制，劳动强度大，并且需要两个操作人员，两套模具，两台压力机，人工、动能成本较高。

技术实现要素：

本发明提供了一种自动冲挤车轮轮辐散热孔模具，能够实现对车轮轮辐散热孔冲孔和挤孔工序的自动化控制，减少人工操作，降低劳动强度。

本发明的技术方案在于：包括冲孔单元和挤孔单元，所述冲孔单元和挤孔单元均包括轮辐定位装置，冲孔单元还包括冲孔模具，挤孔单元还包括挤孔模具；

轮辐定位装置包括三角座、垫板、托料橡胶、自动回转棘轮机构、定位板及压料机构，所述三角座上表面为斜面，垫板固定于三角座斜面上，自动回转棘轮机构设于垫板上，定位板固定于自动回转棘轮机构上，所述压料机构设于定位板上方，与定位板之间有间隔，压料机构下端面为斜面，与三角座斜面平行，压料机构能够纵向移动并对定位板施加向下的压力，所述托料橡胶设于三角座底部，能够将三角座纵向顶起；

所述自动回转棘轮机构与定位板同轴设置，轴线垂直于三角座斜面，所述自动回转棘轮机构能够带动定位板回转，所述定位板上设有定位销，用于对轮辐的螺母座的螺栓孔定位，当车轮轮辐固定在定位板上时，车轮轮辐散热孔部位能够与对应的冲孔模具/挤孔模具的凹模配合，使冲孔模具/挤孔模具对车轮轮辐冲孔/挤孔；

所述冲孔模具/挤孔模具设于对应的轮辐定位装置三角座斜面高点一侧，用于对车轮轮辐进行冲孔/挤孔作业。

作为上述方案的优选，所述轮辐定位装置还包括一中心轴，中心轴下端垂直固定在三角座的斜面上，中心轴上部由下向上依次套设垫板、自动回转棘轮机构及定位板，所述自动回转棘轮机构及定位板通过轴承与中心轴连接。

作为上述方案的优选，所述自动回转棘轮机构包括棘轮分度盘、摆杆、气缸、驱动棘爪、止回棘爪及拉簧，所述棘轮分度盘套设在中心轴上，棘轮分度盘中心孔与中心轴之间通过轴承连接，所述摆杆两端各设有一通孔，其中一端的通孔套设在中心轴上，与中心轴之间通过轴承连接，摆杆另一端通孔与气缸活塞杆铰接，所述三角座上表面设有一限位销，位于摆杆的远离气缸活塞杆一侧，所述驱动棘爪的中部铰接在摆杆上，一端卡入棘轮分度盘棘轮齿内，另一端与拉簧铰接，所述拉簧另一端铰接在摆杆上；所述止回棘爪中部铰接在垫板上，一端卡入棘轮分度盘棘轮齿内，另一端与拉簧铰接，所述拉簧另一端铰接在垫板上。

作为上述方案的优选，所述垫板为u形结构，所述摆杆上套设在中心轴上的一端置于垫板的u形缺口内，与垫板的u形缺口间隙配合，所述垫板的u形缺口朝向气缸一侧，垫板上设有一阶梯孔，所述阶梯孔内设有弹簧，弹簧上端设有滚珠，所述滚珠的最高点高于垫板上表面，最低点位于阶梯孔内，所述棘轮分度盘下表面与垫板上滚珠正相对的位置设有沿圆周方向均匀分布的滚珠定位槽，所述滚珠定位槽的数量与轮辐散热孔的数量相同。

作为上述方案的优选，所述定位板上与轮辐螺母座的螺栓孔对应的位置设有沿圆周方向均匀分布的通孔，所述通孔数量与轮辐螺母座上的螺栓孔数量相同，定位销设于通孔内，所述定位销上端能够与轮辐螺母座的螺栓孔配合，所述定位板中央设有通孔，所述通孔与中心轴配合，所述中心轴上端固定有中心销，中心销与中心轴同轴，中心销上端外圆能够与轮辐中心孔配合定位。

作为上述方案的优选，所述压料机构包括垫块及压料橡胶，压料橡胶固定在垫块下表面，压料橡胶下端面为斜面，能够与中心销上端面贴合对中心销施加向下的压力。

作为上述方案的优选，所述自动冲挤车轮轮辐散热孔模具还包括上底板和下底板，所述下底板上与三角座相对的位置设有多个凹槽，所述凹槽内设有托料橡胶，在压料机构对定位板没有施加向下的压力时，托料橡胶上表面高于凹槽口，在压料机构对定位板施加向下的压力时，三角座下表面与下底板接触，此时，车轮轮辐的散热孔待加工位置能够与冲孔模具/挤孔模具的凹模上端面贴合，所述压料机构的垫块固定在上底板下表面。

作为上述方案的优选，所述冲孔模具包括凸模固定座、凹模固定座、冲孔凸模、冲孔凹模，所述凹模固定座下端固定在下底板上，上端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的内侧面贴合，凹模固定座上端面设有凹模安装孔，所述冲孔凹模置于凹模安装孔内，冲孔凹模上端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的内侧面贴合，冲孔凹模中央设有阶梯通孔，所述凹模固定座内部设有倾斜的导料孔，所述导料孔上端与凹模安装孔连通，下端位于凹模固定座侧面，凹模固定座侧面还设有导料槽，位于导料孔下端的下方，所述凸模固定座固定在上底板下表面，冲孔凸模固定在凸模固定座下表面，与凹模安装孔正相对，冲孔凸模下端面中央设有顶料销，冲孔凸模外部套设有橡胶套筒。

作为上述方案的优选，所述挤孔模具包括凸模固定座、凹模固定座、挤孔凸模、挤孔凹模，所述凹模固定座下端固定在下底板上，上端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的内侧面贴合，凹模固定座上端面设有凹模安装孔，所述挤孔凹模置于凹模安装孔内，所述挤孔凹模上端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的内侧面贴合，凹模中央设有一凸台，所述凸台能够插入至已完成挤孔工序的散热孔内，所述凸台的轴向长度小于散热孔的轴向长度，所述凸模固定座固定在上底板下表面，挤孔凸模固定在凸模固定座下表面，与凹模安装孔正相对，所述挤孔凸模下端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的外侧面贴合。

作为上述方案的优选，所述凹模固定座两侧各铰接有一根连杆，所述连杆另一端与三角座侧面铰接，两根连杆平行设置。

上述方案的有益效果在于：

1、上述技术方案能够实现对车轮轮辐散热孔的自动冲孔和挤孔，两个工序能够共用一套模具实现，实现冲孔和挤孔的自动化，减少模具数量，降低人工作业强度和成本。

2、采用滚珠机构对棘轮分度盘进行定位，定位精度高，提高加工效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中挤孔凸模和挤孔凹模的结构示意图。

图3为图1中垫板上滚珠位置的放大结构示意图。

图4为本发明冲孔单元和挤孔单元的局部结构俯视图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的实施例。

如图1所示，本实施例的技术方案包括包括冲孔单元和挤孔单元，所述冲孔单元和挤孔单元均包括轮辐定位装置，冲孔单元还包括冲孔模具，挤孔单元还包括挤孔模具；轮辐定位装置包括三角座17、垫板16、托料橡胶18、自动回转棘轮机构、定位板14及压料机构，所述三角座17上表面为斜面，垫板16固定于三角座17斜面上，自动回转棘轮机构设于垫板16上，定位板14固定于自动回转棘轮机构上，所述压料机构设于定位板14上方，与定位板14之间有间隔，压料机构下端面为斜面，与三角座17斜面平行，压料机构能够纵向移动并对定位板14施加向下的压力，所述托料橡胶18设于三角座17底部，能够将三角座17纵向顶起；

所述自动回转棘轮机构与定位板14同轴设置，轴线垂直于三角座17斜面，所述自动回转棘轮机构能够带动定位板14回转，所述定位板14上设有定位销32，用于对轮辐的螺母座的螺栓孔定位，当车轮轮辐13固定在定位板14上时，车轮轮辐13散热孔部位能够与对应的冲孔模具/挤孔模具的凹模配合，使冲孔模具/挤孔模具对车轮轮辐冲孔/挤孔；；

所述冲孔模具/挤孔模具设于对应的轮辐定位装置三角座斜面高点一侧，用于对车轮轮辐进行冲孔/挤孔作业。

在本实施例中，所述轮辐定位装置还包括一中心轴20，中心轴20下端垂直固定在三角座17的斜面上，中心轴20上部由下向上依次套设垫板16、自动回转棘轮机构及定位板14，所述自动回转棘轮机构及定位板14通过轴承与中心轴20连接。

在本实施例中，所述自动回转棘轮机构包括棘轮分度盘15、摆杆19、气缸31、驱动棘爪30、止回棘爪27及拉簧26，所述棘轮分度盘15套设在中心轴20上，棘轮分度盘15中心孔与中心轴20之间通过轴承连接，所述摆杆19两端各设有一通孔，其中一端的通孔套设在中心轴20上，与中心轴20之间通过轴承连接，摆杆19另一端通孔与气缸31活塞杆铰接，所述三角座17上表面设有一限位销29，位于摆杆19的远离气缸31活塞杆一侧，所述驱动棘爪30的中部铰接在摆杆19上，一端卡入棘轮分度盘15棘轮齿内，另一端与拉簧26铰接，所述拉簧26另一端铰接在摆杆19上；所述止回棘爪27中部铰接在垫板16上，一端卡入棘轮分度盘15棘轮齿内，另一端与拉簧26铰接，所述拉簧26另一端铰接在垫板16上。

在本实施例中，所述垫板16为u形结构，所述摆杆19上套设在中心轴20上的一端置于垫板16的u形缺口内，与垫板16的u形缺口间隙配合，所述垫板16的u形缺口朝向气缸31一侧，垫板16上设有一阶梯孔，所述阶梯孔内设有弹簧24，弹簧上端设有滚珠25，所述滚珠25的最高点高于垫板16上表面，最低点位于阶梯孔内，所述棘轮分度盘15下表面与垫板16上滚珠25正相对的位置设有沿圆周方向均匀分布的滚珠定位槽，所述滚珠定位槽的数量与轮辐散热孔的数量相同。

在本实施例中，所述定位板14上与轮辐螺母座的螺栓孔对应的位置设有沿圆周方向均匀分布的通孔，所述通孔数量与轮辐螺母座上的螺栓孔数量相同，定位销32设于通孔内，所述定位销32上端能够与轮辐螺母座的螺栓孔配合，所述定位板14中央设有通孔，所述通孔与中心轴20配合，所述中心轴20上端固定有中心销12，中心销12与中心轴20同轴，中心销12上端外圆能够与轮辐中心孔配合定位。

在本实施例中，所述压料机构包括垫块10及压料橡胶11，压料橡胶11固定在垫块10下表面，压料橡胶11下端面为斜面，能够与中心销12上端面贴合对中心销12施加向下的压力。

在本实施例中，所述自动冲挤车轮轮辐13散热孔模具还包括上底板8和下底板1，所述下底板1上与三角座17相对的位置设有多个凹槽，所述凹槽内设有托料橡胶18，在压料机构对定位板14没有施加向下的压力时，托料橡胶18上表面高于凹槽口，在压料机构对定位板14施加向下的压力时，三角座17下表面与下底板1接触，此时，车轮轮辐13的散热孔待加工位置能够与冲孔模具/挤孔模具的凹模上端面贴合，所述压料机构的垫块10固定在上底板8下表面。

所述冲孔模具包括凸模固定座7、凹模固定座3、冲孔凸模9、冲孔凹模5，所述凹模固定座3下端固定在下底板1上，上端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的内侧面贴合，凹模固定座3上端面设有凹模安装孔，所述冲孔凹模5置于凹模安装孔内，冲孔凹模5上端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的内侧面贴合，冲孔凹模5中央设有阶梯通孔，所述凹模固定座3内部设有倾斜的导料孔4，所述导料孔4上端与凹模安装孔连通，下端位于凹模固定座3侧面，凹模固定座3侧面还设有导料槽2，位于导料孔4下端的下方，所述凸模固定座7固定在上底板8下表面，冲孔凸模9固定在凸模固定座7下表面，与凹模安装孔正相对，冲孔凸模9下端面中央设有顶料销，冲孔凸模9外部套设有橡胶套筒6。

所述挤孔模具包括凸模固定座7、凹模固定座3、挤孔凸模22、挤孔凹模23，所述凹模固定座3下端固定在下底板1上，上端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的内侧面贴合，凹模固定座3上端面设有凹模安装孔，所述挤孔凹模23置于凹模安装孔内，所述挤孔凹模23上端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的内侧面贴合，凹模中央设有一凸台，所述凸台能够插入至已完成挤孔工序的散热孔内，所述凸台的轴向长度小于散热孔的轴向长度，所述凸模固定座7固定在上底板8下表面，挤孔凸模22固定在凸模固定座7下表面，与凹模安装孔正相对，所述挤孔凸模22下端面为曲面，能够与车轮轮辐散热孔位置的外侧面贴合。

在本实施例中，所述凹模固定座3两侧各铰接有一根连杆21，所述连杆21另一端与三角座17侧面铰接，两根连杆21平行设置。

上述结构的工作原理如下：

一、冲孔工艺

选用冲孔凹凸模组件，将冲孔凸模9安装在凸模固定座7上，冲孔凹模5安装在凹模固定座3的凹模安装孔内，将车轮轮辐13安装在定位板14上，定位销32和中心销12分别对轮辐螺母座上的螺栓孔和轮辐中心孔进行定位。以下以完成一个散热孔的冲孔后的工序为例进行描述。

完成一个散热孔的冲孔工序后，压力机滑块上行，带着上底板8上行，挤孔凸模22先后脱离挤孔凹模23和待加工轮辐，同时，压料橡胶11脱离中心销12，三角座17在托料橡胶18和两连杆作用下绕凹模固定座3上行，待加工轮辐脱离冲孔凹模5上端面，此时压力机发信号给电磁阀，受电磁阀控制，气缸31活塞杆推出，推着摆杆19逆时针转动，驱动棘爪30推着棘轮分度盘15转动一个齿多一点，摆杆19转到限位销处被限位，棘轮分度盘15停止转动，随着压力机滑块运行到一定高度，此时压力机又给电磁阀发出信号，气缸31活塞杆往回缩，棘轮分度盘15在驱动棘爪30和拉簧26作用下回撤少许，止回棘爪27限制棘轮分度盘15再往回撤并进行初定位，定位珠组件(滚珠)对棘轮分度盘15精确定位，待加工轮辐在定位座、中心销12和定位销32作用下随着棘轮分度盘15旋转相同角度并准确定位，之后，压力机滑块下行完成散热孔一次冲裁。冲孔凸模9中设计有弹簧和顶料销，目的是为了防止废料从冲孔凹模5中往上带出而影响自动分度。冲孔后待加工轮辐的冲裁断面可能有毛刺，如果待加工轮辐不脱离冲孔凹模5，毛刺可能阻止制件转动，为此，在三角座17下面设计有托料橡胶18，目的是冲孔后将待加工轮辐托起，使其脱离冲孔凹模5表面，确保待加工轮辐能正常转动。

二、挤孔工艺

在进行挤孔工艺时，只需要对冲孔工艺设备上的冲孔凸模9和冲孔凹模5进行更换，替换为挤孔凸模22和挤孔凹模23即可。挤孔凸模22和挤孔凹模23共同作用，能够挤掉冲孔时产生的毛刺。

在本实施例中，采用气缸31对棘轮分度盘15提供回转动力，通过滚珠和滚珠定位槽对对分度盘进行定位，大大提高了设备的自动化程度和定位的准确度。

对于上述实施例，需要进一步说明的是，上述方案是在同一工作平台上设置两套装置，即冲孔单元a和挤孔单元b(附图4所示)，冲孔单元进行散热孔的冲孔作业，挤孔单元进行散热孔毛刺的挤孔作业，两个单元的大部分结构均相同，其主要区别在于两个单元的凸模、凹模的不同。

采用本实施例所述的自动冲挤车轮轮辐散热孔模具，只需要一名操作人员进行上料和取料操作，无需其他操作，能够实现对轮辐散热孔的冲孔工艺和挤孔去毛刺工艺，提高了加工工艺的自动化程度，有效减少人工成本，降低作业强度，提高作业效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。