一种电机磁极片冲压倒装复合模产品的自动收集装置

摘 要：通常冲压装置进行使用时，一般都是需要机械手或人工取出工件，而机械手可能会在取件时出现反应迟钝、故障等问题，工件则会被冲头下行时损坏，且人工取料不仅会严重降低生产效率，如若人工操作不当还容易引发安全事故，因此，需进一步改进，设计一种不需要额外动力，凭借压力机的开合模动作就能完成自动接料的设备。针对上述问题，提供了一种电机磁极片冲压倒装复合模产品的自动收集装置，能够在复合模上模移动时，自动接住从上模中掉落的工件，降低了工人工作量，提高了冲压效率。

关键词：冲压 冲模 收集装置 自动卸料

0 引言

模具现在是应用在全国各大制造业产品中生产所需要用到的重要工艺设备，冲压成形模具作为我国现代工业中一种非常十分重要的模具加工技术，是专门用来制造和生产各种模具或者板料等零件，它们还具有许多独特的技术优势，模具材料的工艺性能不仅能够使模具在生产过程中操作简单、更易于制造生产，还可以降低制作的成本。便于设计和实现工艺机械的自动化及生产效率高等诸多优点，是其他的加工设备和方法之间无法相比，和其他不可以互为替代的先进制造技术，在我国装备制造业中占据着很强的市场竞争力，被广泛应用于各类机械制造、汽车、航空飞行、电子、轻工和日常用品等行业[1]。

倒装式复合模将工件在模具内部进行一定温度冲压后遗留下来，而正装式复合模模具冲压后的工件和废料都会遗留在模具的表面上，而这些工件一般都是需要机械手或人工取出。而且机械手可能在取件时反应迟钝或者发生故障时，被冲头下行时而损坏，人工取料的话不仅会严重的降低生产效率，而且人工操作不安全的话很容易造成安全事故[2]。本次的改进仅凭借压力机的开合模动作就能完成自动接料，而不需要额外的动力;冲压件留置在凹模腔内，顶出机构能将冲压件顶离一段距离，然后冲压件落到转移机构将冲压件接住并向后移，本次设计可以方便快捷的将冲压件从凹模内落出的电极片接住，并将冲压件自动转移，提高了产品的冲压效率。

1 总体设计

1.1 设计方案

一种电机磁极片冲压倒装复合模产品的自动收集装置，包括连接杆、固定杆、摆杆以及接料组件，固定杆能够布置于复合模的出料侧，固定杆的中部套设有可转动的轴承件，连接杆的Ⅰ端能够铰接连接在复合模上模上，且连接杆的Ⅱ端与轴承件固定连接，且轴承件能够在上模上下移动情形下正反转动，摆杆的Ⅰ端固定连接在轴承件上，摆杆的Ⅱ端连接有接料组件，摆杆能够在上模上下移动情形下前后摆动，且接料组件的横向后端能够在上模向上移动情形下向后移动至上模的正下方位置。

其中，接料组件包括接料杆和接料板，摆杆的Ⅱ端开设有第一通孔，接料杆沿纵向穿置于第一通孔且其可转动连接在摆杆的Ⅱ端，接料板的纵向两侧均设置连接有连接板，连接板设有第二通孔，接料杆的两端分别穿置并连接于两个连接板的第二通孔处。连接杆与复合模上模之间设置支撑座，支撑座的底部固定连接在复合模上模的侧边端面，连接杆的Ⅰ端铰接连接于支撑座的顶部。连接杆包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的Ⅰ端铰接连接于支撑座的顶部，第一连杆的Ⅱ端与第二连杆的Ⅰ端铰接连接，第二连杆的Ⅱ端固定连接在轴承件上，且两根连杆之间的夹角为75°～90°。

通过上述结构，当冲压装置的复合模上模向下运动时，带动连接杆使轴承件转动，进而带动摆杆进行横向向前摆动，此时，摆杆带动接料板向远离模具的方向移动，直至接料板移动出复合模工作区域；当工件完成冲压后，复合模上模向上运动，摆杆带动接料板向靠近离模具的方向移动，直至接料板移动至复合模上模正下方，此时，复合模上模的顶杆将模具中的工件顶出掉落至接料板中，实现了自动收集工件。

1.2 总体结构设计

如图1所示，定义图示坐标轴X为横向、坐标轴Y为纵向，坐标轴Z为竖向便于辅助说明，模具横向左侧为出料侧，图3给出了该装置结构示例的部分尺寸，其单位为cm。

参见图1-图4，本实施例1的一种电机磁极片冲压倒装复合模产品的自动收集装置，包括连接杆3、固定杆5、摆杆7以及接料组件8，固定杆能够布置于复合模的出料侧，固定杆的中部套设有可转动的轴承件，连接杆3的Ⅰ端能够铰接连接在复合模上模1上，且连接杆3的Ⅱ端与摆杆7的Ⅰ端均焊接连接在轴承件4上，摆杆7的Ⅱ端设置连接有接料组件8，轴承件能够在上模上下移动情形下正反转动，摆杆能够在上模上下移动情形下前后摆动，且接料组件的横向后端能够在上模向上移动情形下向后移动至上模的正下方位置以接住工件。

其中，连接杆3与复合模上模1之间设置支撑座2，支撑座2的底部固定连接在复合模上模1的侧边端面，连接杆3的Ⅰ端铰接连接于支撑座2的顶部。连接杆3包括第一连杆301和第二连杆302，连杆301的Ⅰ端铰接连接于支撑座2的顶部，第一连杆301的Ⅱ端与第二连杆302的Ⅰ端铰接连接连杆302的Ⅱ端焊接连接在轴承件4上，且两根连杆301、302之间的夹角为75°～90°，摆杆7与连杆302的夹角固定为90°或80°等。

接料组件8包括接料杆801和接料板802，摆杆7的Ⅱ端开设有第一通孔，接料杆801沿纵向穿置于第一通孔且其可转动连接在摆杆的Ⅱ端，接料板802的纵向两侧均设置连接有连接板803，连接板803设有第二通孔，接料杆801的两端分别穿置并连接于两个连接板803的第二通孔处。

如上述，当冲压装置的复合模上模1向下运动时，带动连接杆3使轴承件4转动，进而带动摆杆7进行横向向前摆动，此时，连杆301、302间的夹角为90°，摆杆7带动接料板802向远离模具的方向移动（横向向前移动），直至接料板移动出复合模工作区域；当工件完成冲压后，复合模上模1向上运动，此时，连杆301、302间的夹角变为75°，摆杆7带动接料板802向靠近模具的方向移动（横向向后移动），直至接料板802移动至复合模上模1的正下方，复合模上模1的顶杆将模具中的工件顶出掉落至接料板802中，完成工件自动收集。该装置凭借冲压装置的开合模动作就能完成自动接料，不需要额外的动力，运动原理简单，且该装置接料板不会与冲压装置发生接触碰撞，工件收集过程不易出错，减少了人工的工作量，提高了冲压的生产及收集效率。

参见图1-图4，摆杆7包括调节杆701、滑动杆702和锁紧螺栓，调节杆701的Ⅰ端固定连接在轴承件4上，调节杆的II端和滑动杆的I端均开设有沿其长度方向延伸布置的槽孔，第一通孔设置在滑动杆702的Ⅱ端，锁紧螺栓能够置于该槽孔内并在槽孔长度方向上调整穿置位置，锁紧螺栓在拧紧情形下能够将调节杆和滑动杆固定，使得第一通孔与轴承件之间的距离可调节。

具体的，槽孔可以为沿杆长度方向延伸的条形孔，此时锁紧螺栓沿杆长度方向滑动以调整穿置固定位置，调节杆和滑动杆相互交叉叠放并调整交叉角度及长度，进而拧紧锁紧螺栓固定。或者，槽孔为依次排列的通孔组，此时锁紧螺栓能够分别穿置在各个通孔组的通孔内以调整穿置固定位置，调节杆和滑动杆相互交叉叠放并调整交叉角度及长度，进而拧紧锁紧螺栓固定。或者，将前述条形孔与通孔组组合在一起，在条形孔侧边上依次布置通孔组点位。锁紧螺栓可为螺栓及螺母配套，螺栓穿过槽孔并拧紧在螺母上。

通过上述结构，该自动收集装置就能根据模具的闭合高度调整两根杆相对距离及角度，使摆杆7的长度适中，能够使接料板802与复合模上模1间的高度合适，以及使接料板伸入复合模的长度合适，保证工件掉落时接料板802能刚好到达复合模上模1的正下方，满足于不同闭合高度的冲压装置使用，增强了实用性。

参见图1-图4，接料板802的横向前端的上板面随着向外逐渐向下延伸形成取料部，且取料部呈斜面结构，接料板802的横向后端的上板面随着向外逐渐向上延伸形成引导部，且引导部呈斜面结构或曲面结构，图示中，接料板802左端为斜面且其右端为曲面。如此，工件掉落至引导部，受重力作用沿引导部向下滑落至接料板中部。

在进一步改进实例中，参见图4，连接板803与接料板802横向的长度相同，使接料板802及其纵向两侧连接板803围成凹槽状结构。连接板803可以与接料板802焊接连接，还可以由接料板802纵向两侧面沿竖向向上延伸与接料板802一体成型。通过上述结构，凹槽状结构防止工件在采集时从接料板802上纵向两侧掉出，还能够盛放堆积一定数量工件，等接料板802上盛装一定数量的工件再由工人一并取出，便于统一收集。

参见图1-图4，固定杆5的两端均设置有支撑杆6，支撑杆6的Ⅰ端固定连接在固定杆5的端部，具体地，通过螺母紧固连接或是焊接连接，支撑杆6的Ⅱ端则固定连接在冲压床/工作台上，使得固定杆5固定在复合模的出料侧。

通过上述结构，增设支撑杆6对固定杆5进行固定补强，保证了固定杆5的稳固性，还可以在固定杆5两端无固定点时作为支撑固定点，保证固定杆5能固定在出料口的前方，不易受到冲压床的限制，提高冲压设备适用性。

如前述，本装置改进仅凭借压力机的开合模动作就能完成自动接料，而不需要额外的动力；冲压件留置在凹模腔内，顶出机构能将冲压件顶离一段距离，然后冲压件落到转移机构将冲压件接住并向后移，可以方便快捷的将冲压件从凹模内落出的电极片接住，并将冲压件自动转移，提高了产品的冲压效率。

凭借压力机的开合模动作，通过连杆将上模与接料板连接。使用时，当上模向上运动时，此时是开模，冲压完成，电机磁极片被顶杆顶出掉落，此时，上模带动连杆向上运动，利用杠杆原理，连杆带动摆杆向后摆动，摆杆与接料板相连接，从而带动接料板向后运动，通过连杆连接在上模的接料板刚好行程到电机磁极片掉落的下方，完成接料。当上模向下运动，上模带动连杆向下运动，利用杠杆原理，通过连杆连接在上模的接料板行程向前运动，从而错开模具冲压，避免模具冲压过程损坏接料板。

该自动收集装置利用冲压装置的开合模动作与冲压装置联动配合，就能完成自动接料，不需要额外的动力，运动原理简单，且该装置接料板与冲压装置之间不会发生接触碰撞，工件收集过程不易出错，减少了人工的工作量，提高了冲压的生产及收集效率。

1.3 运动原理

一种电机磁极片冲压倒装复合模产品的自动收集装置，利用冲压装置的开合模动作，通过连接杆带动轴承件正反转动，再牵动摆杆进行横向前后摆动。当冲压装置的复合模上模向下运动时，摆杆带动接料板向远离模具的方向移动，当工件完成冲压后，复合模上模向上运动，摆杆带动接料板向靠近模具的方向移动，接着接料板移动至复合模上模的正下方，复合模上模顶杆将模具中的工件顶出掉落至接料板中，完成接料。

2 结语

本文只是对模具的收集装置进行了初步设计，通过对部分结构进行设计，验证其实际可行性。但在整个装置设计中仍存在一些问题，而且对该装置的设计可能过于简单，与实际情况仍有差距。如果在条件允许的情况下，可以通过3D打印一个较为相似的模型出来，通过实践的方法能够得到更为客观的结果。

该装置具有较大的研究价值，希望通过本文对电动机磁极片冲压倒装复合模产品自动收集装置的设计和分析过程能够给别人以启迪和帮助，改善本文中分析的缺点和不足。通过了解国内外各种相关装置的发展状况，分析祖国未来自动化冲压的发展趋势，提出更为之有效的方法，能够对其创新设计作出进一步研究，对促进传统冲压行业的改进有更进步的发展。

基金项目：财经素养教育在大学生创新创业教育中的融合研究—以北部湾大学为例（项目编号：2022ZJY2567）。

参考文献：

[1]何文学，阳勇，舒胡杰.一种锁芯片零件加工连续级进冲压模具的设计分析[J].机械工程师，2024（07）：124-126.

[2]范丽丽，模具设计与加工关键技术研究[J].黑河学院学报，2017，8（06）：217-218.

[3]宋巍，张乐.浅谈气动元件在冲压模具中的应用[J].锻造与冲压，2024（10）：60-64.

[4]李欢迎.多产品共用工艺及模具研究[J].锻造与冲压，2024（08）：58-61.