專利名稱：分立模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成三維曲面的分立模具，其包括框架；可分別相對(duì) 于框架沿它們的縱向移動(dòng)的平行的銷，其中銷被設(shè)置成平行的多個(gè)排并且其 前端限定所述三維曲面；至少基本上板狀分離元件，位于所述多個(gè)排之間； 以及壓力元件，用于將成排的銷與它們之間的分離元件壓在一起并同時(shí)在銷 的縱向方向上推開框架。
背景4支術(shù)
此類分立4莫具在D.F. Walczyk， J丄akshmikanthan和D.R.Kirk的 "Development of a reconfigurable tool for forming aircraft body panels" ，Joumal of Manufacturing systems, 17(4):287-296， 1998參考其圖8進(jìn)排 了描述。已知的分立模具使用方形橫截面的銷。使用分離元件的優(yōu)勢(shì)在于在 Walczyk中，在它們的縱向位置上作為軸向力的結(jié)果而發(fā)生不期望的改變前， 銷的軸向負(fù)荷承受能力，即可在所述軸向上施加在銷上的最大力是較大的。 在并列多排的銷間使用基本上板狀的分離元件提供了額外的優(yōu)勢(shì)，其排除了 這樣的危險(xiǎn)，即由于發(fā)生摩擦力(如果沒有分離元件的話)而導(dǎo)致相鄰排的 銷隨定位于縱向上的銷移動(dòng)。已知分離元件的顯著缺陷在于事實(shí)上銷是方形 橫截面，這使得它們的成本相對(duì)較高并且這實(shí)際上也確定了銷的最小尺寸。 這意味著由銷限定的三維曲面的分辨率是有限的。進(jìn)一步，排內(nèi)彼此相鄰定 位的銷每個(gè)仍在它們面向的平直側(cè)接觸，從而仍存在這樣的危險(xiǎn)，即由于相 鄰銷之間的摩擦力，相同排內(nèi)的相鄰銷隨定位于縱向的銷移動(dòng)。
在N.Nakajima的"A newly developed technique to fabricate complicated dies and electrodes with wires" , Bulletin of JSME,12(54):1546-1554,1969提到 了上述的危險(xiǎn)，即由于相鄰銷之間的摩擦力，在被移動(dòng)到期望的縱向位置時(shí)， 分立模具中銷隨相鄰銷移動(dòng)，其中描述了分立模具，該分立模具的銷被配置 為具有平均直徑1.81mm或5.40mm的鋼絲，但其中在成排的銷之間并沒有 使用分離元件。根據(jù)Nakajima的分離元件的另 一個(gè)缺陷在于沒有均勻固定
7力的問題，因?yàn)殇N直徑的尺寸公差由制造過程產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種如在導(dǎo)言中所提到的分立模具，在原理上可以 使用(相對(duì)便宜的)圓形的銷，并且沒有排除在本發(fā)明的框架內(nèi)使用矩形/ 方形的銷，這些銷可以分別放置在它們的縱向上而不會(huì)由于發(fā)生的摩擦力而 同時(shí)影響相鄰銷的縱向位置，并且它們的軸向負(fù)荷承受能力也更易于預(yù)測(cè)。 為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，本發(fā)明特征在于至少在使用分立模具來制造產(chǎn)品期間，使 至少平行于至少一些板狀分離元件的縱向延伸的表面成波紋狀。這產(chǎn)生了維 持波紋凹部?jī)?nèi)的銷保持原狀的優(yōu)勢(shì)可能性。由此，不需要排內(nèi)的銷彼此接觸， 或相鄰銷之間的任意此類接觸將在減小的程度上發(fā)生，從而這樣的危險(xiǎn)可以 被排除或至少顯著地減小，即位置彼此相鄰的銷隨彼此移動(dòng)。重要的額外優(yōu)
勢(shì)在于事實(shí)上因?yàn)槭聦?shí)上銷被保持在波紋的凹部?jī)?nèi)，在制ii分立模具時(shí)，更 易于相對(duì)于銷彼此來定位銷，從而進(jìn)一步，在使用分立模具期間，銷也更易
于保持在它們的正確位置，即，當(dāng)至少一些銷將經(jīng)受軸向負(fù)荷時(shí)。此外，波 紋狀可以補(bǔ)償由于相對(duì)簡(jiǎn)單方式造成誤差的銷尺寸變化，因?yàn)榭梢源_保銷緊 靠分離元件。 '
十分優(yōu)選地，至少在使用分立模具制造產(chǎn)品期間，至少平行于所有板狀 分離元件的縱向延伸的平面在多個(gè)排的縱向上成波紋狀。因此銷可以相對(duì)于 彼此近的定位，從而可以進(jìn)一步增加模具中銷的密度。此外，如果所有的 板狀分離元件具有相同的波紋狀(其在本優(yōu)選實(shí)施方式中是優(yōu)選的)，則這 將導(dǎo)致分立模具更易構(gòu)造。
根據(jù)更為重要的優(yōu)選實(shí)施方式，分離元件或至少具有成波紋狀表面的元 件具有對(duì)稱的波紋狀平面?；诜蛛x元件的不變厚度，這意味著分離元件在 整體上可以被視為成波紋狀。在本優(yōu)選實(shí)施方式中，結(jié)合有高銷密度的銷的 堅(jiān)固封閉是可能的。
優(yōu)選地，通過分離元件的塑性變形可以獲得分離元件的波紋狀。事實(shí)上， 這例如可以通過經(jīng)過兩個(gè)輥之間的平面來實(shí)現(xiàn)，其中輥提供有鋸齒狀的輪 廓。
為了實(shí)施以正確和筒單的方式來將分離元件相對(duì)于彼此定位，分離元件
8優(yōu)選地經(jīng)由至少其一端的橋接元件來互聯(lián)。
進(jìn)一步優(yōu)選的是關(guān)于這一點(diǎn)，如果橋接元件和分離元件形成一個(gè)組成部 分，從而不必將分離元件組裝到橋接元件。
用于制造所述組成部分的合適制造技術(shù)是金屬線點(diǎn)火。
為了實(shí)現(xiàn)分離元件可以彼此平行移動(dòng)，.有利的是如果每個(gè)分離元件通過 至少一個(gè)鉸鏈或更優(yōu)選的兩個(gè)鉸鏈來連接到橋接元件。在每個(gè)分離元件和橋 接元件之間使用兩個(gè)鉸鏈的效果可以進(jìn)一步是分離元件的方位將不會(huì)在分 離元件的移動(dòng)時(shí)改變。
為了獲得力的控制傳送，其中通過分離元件施加在銷上的,定力盡可能 是均勻的，分離元件和銷優(yōu)選的被配置和尺寸化為在兩個(gè)彼此隔開的位置， 在每個(gè)銷和分離元件之間有接觸。
從力的平衡的角度來看，進(jìn)一步優(yōu)選的是關(guān)于這一點(diǎn)，鏡面對(duì)稱提供的 接觸位置具有對(duì)稱的平面，該平面通過相關(guān)銷的中心軸與相'關(guān)聯(lián)的分離元件 垂直地延伸。
盡管在本發(fā)明的框架內(nèi)很有可能將每個(gè)分離元件配置為單體材料，并且 這在許多情形下甚至是優(yōu)選的，但在許多情形下也優(yōu)選的是如果每個(gè)分離元 件包括基板，該基板在其至少一個(gè)縱向側(cè)涂有彈性材料，更為優(yōu)選的是在兩 個(gè)相對(duì)的縱向側(cè)涂有彈性材料。彈性材料功能在于實(shí)現(xiàn)銷正確地緊靠分離元 件，同時(shí)基板向分離元件提供所需的硬度。
根據(jù)一個(gè)重要的優(yōu)選實(shí)施方式，排中的銷彼此離開。這將排除這樣的危 險(xiǎn)，即 一個(gè)銷的軸向移動(dòng)將導(dǎo)致相鄰銷隨其移動(dòng)。
此外，十分優(yōu)選的是如果銷具有圓形的橫截面。此類銷相對(duì)來說制造便 宜并且此外可以具有相對(duì)小的直徑，這使得可以在每單元面積內(nèi)使用高的銷 密度。
如果多個(gè)排的銷相對(duì)于彼此以等于半個(gè)節(jié)距的距離交錯(cuò)，則該后一項(xiàng)效 果將進(jìn)一步增強(qiáng)。
尤其當(dāng)使用圓形銷時(shí)(根據(jù)上面討論的優(yōu)選實(shí)施方式，其相對(duì)于彼此以 等于半個(gè)節(jié)距的距離交錯(cuò))，優(yōu)選的是如果一個(gè)排的多個(gè)銷之間的節(jié)距等于 銷的直徑和分離元件的厚度的和。通過這種方式，可以以這樣的方式來定位 銷，即位置相鄰的三個(gè)銷形成等邊三角形的角點(diǎn)。優(yōu)選地，波紋在形狀上是鋸齒狀的，因?yàn)檫@樣的形狀易于制造。 尤其當(dāng)使用如上所討論的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的波紋狀分離元件時(shí)， 優(yōu)選的是如果相鄰多個(gè)排的銷相對(duì)于彼此以等于半個(gè)節(jié)距的距離交錯(cuò)。接著 這恰恰是關(guān)于增強(qiáng)的填充率和分辨率的優(yōu)勢(shì)在其中起一部分作用。
本發(fā)明尤其但不排他性地適合于實(shí)現(xiàn)具有高銷密度的分立模具。在該框
架內(nèi)，銷的直徑優(yōu)選地小于1.3mm。進(jìn)一步優(yōu)選地，分離元件具有最大 0.25mm的厚度。
從成本價(jià)格的角度來看，優(yōu)選的是如果銷的前端至少基本上是平的。 為了盡可能阻止在所述至少基本平直前端的圓周邊緣的位置處的沖孔
效應(yīng)，所述圓周邊緣優(yōu)選的是傾斜的。
如果銷的前端是凸的，則將實(shí)現(xiàn)關(guān)于這點(diǎn)的進(jìn)一步改進(jìn)。 為了制造出在形狀上是凹的產(chǎn)品，另一方面，可替換地有利的是如果銷
的前端是凹的。
為了在銷的正面上盡可能地均勻地分散在形成具有分立模具時(shí)將銷壓 在物體上的壓力，銷優(yōu)選地提供有彈性頭部，例如在它們的前端由橡膠制成。 所述頭部例如可以具有類似于火柴桿的類似結(jié)構(gòu)。
彈性頭部?jī)?yōu)選地具有至少基本上矩形的橫截面，從而與所有銷關(guān)聯(lián)的彈 性頭部可以聯(lián)合形成一個(gè)封閉的彈性表面。
為了在將要制造的產(chǎn)品和銷之間獲得力的均勻分布，彈性墊塊優(yōu)選地提 供在銷的前端上。
十分優(yōu)選地，分離元件和/或銷在分離元件和銷之間接觸的區(qū)域中局部地 塑性變形。因此獲得的很重要的優(yōu)勢(shì)在于通過這種方式，可以確保將銷統(tǒng)一 地緊靠相鄰的板狀分離元件，同時(shí)進(jìn)一步在銷的縱向移動(dòng)期間，獲得銷和板 狀分離元件之間的均勻摩擦力，因?yàn)槭褂昧送吹墓潭?。由于分離元件和 /或銷的局部塑性變形，關(guān)于銷的尺寸(直徑)和形狀可以允許很高的誤差， 因?yàn)橥ㄟ^塑性變形補(bǔ)償了銷的直徑的差，其中塑性變形當(dāng)然將發(fā)生到這樣的 程度，即等于銷的直徑和形狀的誤差范圍。在本優(yōu)選實(shí)施方式的框架內(nèi)，在 這方面應(yīng)該明確指出上面使用的術(shù)語直徑不僅涉及圓形銷也還涉及具有正 方形、矩形和/或其他形狀的銷。在如上所述的塑性變形的情況下，將理解到 在原理上僅使用一次，即，在分立模具在操作用于制造產(chǎn)品前。所述塑性變
10形也可以用于補(bǔ)償分離元件的尺寸和形狀中的變化。
銷和分離元件之間正確的固定，同樣在關(guān)于銷和/或分離元件的尺寸方面 相對(duì)大的誤差的情形中，也是可以被確保的，如果分離元件和/或銷的形變是 彈性的而非塑性的。在制造產(chǎn)品期間，上述情形中的所述塑性變形可以在每 次施加軸向力時(shí)被強(qiáng)加，從而產(chǎn)生針對(duì)銷的同源固定力。在該框架內(nèi)，優(yōu)選 的是如果與銷接觸的分離元件的材料和/或與分離元件接觸的銷的材料能夠 承受至少1%的彈性延伸。事實(shí)上通常優(yōu)選的是使用相對(duì)硬的和相對(duì)軟的材 料的組合，例如一方面是金屬而另一方面是塑料或橡膠。
為了以簡(jiǎn)單的方式來設(shè)置銷以便形成期望的三維曲面，與前端位置相反 的銷的后端優(yōu)選地是自由端。在該情形中，通過靠在后端上來壓銷，所述銷 的定位可以發(fā)生，造成所述銷沿縱向移動(dòng)可調(diào)整的距離。
根據(jù)本發(fā)明的分立模具進(jìn)一步優(yōu)選地提供有調(diào)節(jié)設(shè)備，用于分別在期望 的縱向位置來定位銷，從而獲得由銷的前端所限定的三維曲面。
此類調(diào)節(jié)設(shè)備優(yōu)選地包括至少一個(gè)延伸的壓力元件，用于將所述至少一 個(gè)壓力元件壓向銷端的壓力裝置，以及用于移動(dòng)壓力元件通過銷端的移動(dòng)裝 置。明確指出關(guān)于這一點(diǎn)原則上調(diào)節(jié)設(shè)備也可以壓在銷的前端，因此最終該 前端限定三維曲面。使用移動(dòng)裝置緩解了針對(duì)每個(gè)銷和/或用于將壓力元件壓 向銷的每個(gè)壓力元件需要提供分離驅(qū)動(dòng)設(shè)置。
調(diào)節(jié)設(shè)備優(yōu)選地包括將要由移動(dòng)裝置移動(dòng)的一個(gè)調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元 包括一對(duì)壓力元件和一對(duì)齒條，該齒條連接到各自的壓力元件并且在不同的 位置與齒輪咬合，以及驅(qū)動(dòng)元件，其用于向齒輪給予往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得壓力元 件可以交替地壓向銷端。以這種方式配置的調(diào)節(jié)設(shè)備具有這樣的優(yōu)勢(shì)，即， 調(diào)節(jié)設(shè)備不需要針對(duì)每個(gè)銷分別地移動(dòng)而是針對(duì)每對(duì)銷來移動(dòng)，因此將調(diào)節(jié) 設(shè)備的移動(dòng)數(shù)量減小了一半。此外，從質(zhì)量慣性的角度來看，對(duì)于每個(gè)齒輪 使用具有連接到一對(duì)齒條的壓力元件的一對(duì)齒條來說是有優(yōu)勢(shì)的。
至少為了增加能力，有利的是如果調(diào)節(jié)設(shè)備在相對(duì)于銷的不同位置處具 有兩個(gè)調(diào)節(jié)單元。十分優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)單元每個(gè)被設(shè)置成同時(shí)將多個(gè)銷定 位在期望的縱向處，與兩個(gè)調(diào)整單元關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)元件在相反的方向上同時(shí)驅(qū) 動(dòng)關(guān)聯(lián)的齒輪。這樣也提供了關(guān)于發(fā)生的質(zhì)量慣性力的顯著優(yōu)勢(shì)，關(guān)于這一 點(diǎn)應(yīng)該意識(shí)到當(dāng)使用本優(yōu)選的實(shí)施方式來將各個(gè)銷以相對(duì)高的速率移動(dòng)到正確的縱向位置也是可以的。為了進(jìn)一步提高能力，可以在本發(fā)明的框架內(nèi) 配置調(diào)節(jié)設(shè)備具有多對(duì)的調(diào)節(jié)單元，每個(gè)調(diào)節(jié)單元將分立模具的預(yù)定數(shù)目的 銷移動(dòng)到期望的縱向位置。
才艮據(jù)本發(fā)明的分立模具也可以用于各種制造技術(shù)。通常將優(yōu)選的是如果 分立模具設(shè)計(jì)用于結(jié)合第二模具使用，該第二模具具有朝向與分立模具關(guān)聯(lián) 的銷的前端的模具表面。所述第二模具可以是分立的模具，優(yōu)選的是根據(jù)本 發(fā)明的分立模具，但其也可以具有固定的模具表面。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于制造具有三維曲面的產(chǎn)品的方法，其中使用 了根據(jù)如上所解釋的本發(fā)明的分立模具。其中可以使用分立模具的可能制造
技術(shù)是(注射)模塑法或更具體地，所謂的聚合物注射成形(PIF),或更具 體地，通用變形(金屬)、爆炸變形和/或氫化變形。
根據(jù)本發(fā)明的分立模具提供了特別的可能性，尤其在根據(jù)針對(duì)三維曲面 的一塊材料的優(yōu)選實(shí)施方式的塑性變形期間。
因此可以通過改變至少多個(gè)銷的縱向位置，在該塊材料的塑性變形期間 改變?nèi)S曲面。通過這種方式，可以以可控的方式來進(jìn)排塑性變形處理，從 而最終可以獲得具有改進(jìn)的材料屬性的產(chǎn)品。
相同的優(yōu)勢(shì)可以應(yīng)用，如果根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方式，該塊材料在連續(xù)的 步驟中被塑性變形，其中在每個(gè)步驟期間，壓力被施加在該塊材料上，以便 在有限的程度上塑性變形該塊材料，此后所述壓力被減小，其中通過改變至 少多個(gè)銷的縱向位置，在各個(gè)步驟之間改變?nèi)S曲面。


現(xiàn)在通過描述本發(fā)明的多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式來詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中對(duì) 附圖做出參考
圖l是根據(jù)本發(fā)明的分立模具的示意等軸測(cè)圖2是圖1的具有未塑性變形的薄膜(包括其細(xì)節(jié))的分立模具的Z方 向的^L圖3是圖1的具有在所述薄膜與銷接觸處已塑性變形的薄膜的分立模具 的Z方向的視圖4是由 一塊材料使用金屬線點(diǎn)火技術(shù)制成的多個(gè)平行薄膜的平面12圖5a-5f是形成根據(jù)本發(fā)明的分立模具的調(diào)節(jié)設(shè)備的示意側(cè)視圖，其示 出在使用期間的六個(gè)連續(xù)的步驟；
圖6是調(diào)節(jié)設(shè)備的示意等軸測(cè)圖7a-7c是調(diào)節(jié)設(shè)備的示意后視圖，其示出在使用期間的三個(gè)連續(xù)的步
驟；
圖8a和圖8b示出在第一次應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的分立模具期間兩個(gè)連續(xù)的 步驟，圖8c示出最終的產(chǎn)品；
圖9a和圖9b示出在第一次應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的分立模具期間的兩個(gè)連續(xù) 的步驟，圖9c示出最終的產(chǎn)品；以及
圖10a和圖10b示出在第一次應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的分立模具期間的兩個(gè)連 續(xù)的步驟，圖10c示出最終的產(chǎn)品；
具體實(shí)施例方式
圖1中示出的分立模具1包括矩形框架2，在其中心處具有矩形的開口 3。分立模具1進(jìn)一步包括多個(gè)相同銷4的三排6a、 6b、 6c (在這種情形下)。 銷4在沿它們的整個(gè)長度上具有不變的圓形橫截面。
在排6a、 6b和6c之間提供的是薄膜元件7a、 7b形式的板狀分離元件。 薄膜元件7a、 7b成波紋狀，相鄰排6a、 6b、 6c的銷4相對(duì)于4皮此以半個(gè)節(jié) 距交錯(cuò)，從而它們每個(gè)落入到波紋的凹部?jī)?nèi)。銷4彼此不直接接觸，甚至是 排6a、 6b和6c內(nèi)的銷。薄膜元件7a、 7b的各自端部附接到相對(duì)的壓力元 件8a、 8b,壓力元件8a、 8b可以由驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)沿相對(duì)于框架2的 與X方向平行的方向來移動(dòng)。提供壓力元件9a、 9b來與中間薄膜元件7a、 7b—起來擠壓相鄰的排6b、 6b和6c (指示為Fy)。當(dāng)施加力Fy時(shí)，力Fx 不得不也被施加從而達(dá)到力的均勻。因此可以推導(dǎo)出
FX=W3 cy/cx Fy
其中Cy是影響Y方向上的力傳送的y方向上的那些銷之間轉(zhuǎn)變的數(shù)目；
以及
Q是影響X方向上的力傳送的x方向上的那些銷之間轉(zhuǎn)變的數(shù)目， 在這種情形下，下面的成立c^2并且c^6。應(yīng)用上述的方程，這意味著Ffl/ (373) Fy 。
使用波紋狀的薄膜元件7a、 7b具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先在沿由箭頭10所 指示的軸向上移動(dòng)各個(gè)銷4時(shí)，所述優(yōu)勢(shì)變得明顯。因?yàn)殇N4之間沒有直接 接觸，所以銷4沒有機(jī)會(huì)隨正在移動(dòng)到正確的縱向位置的相鄰銷4移動(dòng)的機(jī) 會(huì)。薄膜元件7a、 7b的波紋狀屬性確保銷4將不會(huì)彼此接觸。 一旦設(shè)置了 所有的銷4并且銷4的前端形成三維曲面，可以依著其形成物體，進(jìn)一步可 以通過施加合適的力Fx和Fy, —方面在銷4之間而另一方面在薄膜元件7a、 7b或壓力元件8a、 8b、 9a和9b之間產(chǎn)生足夠高程度的摩擦力，從而當(dāng)在產(chǎn) 品被制造時(shí)，可以確保銷4的縱向位置而不管在銷4的軸向上相對(duì)高的負(fù)荷， 例如當(dāng)金屬盤正在塑性變形時(shí)。
為了獲得對(duì)于所有的銷4在銷4上相同的夾緊力，無論其在分立模具內(nèi) 的位置如何，并且考慮到事實(shí)上銷4的尺寸，尤其是其直徑對(duì)于所有銷來說 可能由于誤差變化而不同，在分立模具1被操作前，如果薄膜元件7a、 7b 和/或銷4首先在它們彼此接觸的位置承受有限量的局部塑性變形，則可以獲 得主要的優(yōu)勢(shì)，從而薄膜元件上銷4的軸承力可以被表征為對(duì)于所有的銷4 都是相同的。
在圖2中，示出了處于其中Fx和Fy大致上專于O的情況的分立模具1。 圖2的詳細(xì)一見圖清楚地示出每個(gè)銷4如何在四個(gè)接觸線lla、 llb、 llc和lld 上與各自的薄膜元件7a、 7b接觸。然而，事實(shí)上，考慮到銷4的制造誤差， 銷4可以具有更小的直徑，從而事實(shí)上在所述薄膜元件7a、 7b和在一個(gè)或 多個(gè)"l妾觸線11a-lld的位置處的銷4之間沒有接觸。為了確保此類的接觸不 會(huì)實(shí)現(xiàn)，很有利的是如果在操作分立模具1前施加力Fx和Fy,使得確保薄 膜元件7a、 7b和/或銷4的塑性變形。這在圖3中示出，假設(shè)在該上下文中， 薄膜元件7a、 7b由具有比銷4更低屈服點(diǎn)的柔軟材料制成。結(jié)果是，在接 觸線lla-lld的位置處的薄膜元件7a、 7b中形成延伸銷4長度的壓痕，這些 壓痕具有等于銷4的半徑。在力Fx和Fy已經(jīng)再次被減小到零后，所述塑性 變形將持續(xù)存在。塑性變形的程度將部分地取決于各個(gè)銷4的實(shí)際直徑。關(guān) 于這一點(diǎn)重要的是選擇力Fx和Fy，使得在每個(gè)接觸線lla-lld處發(fā)生某種程 度上的塑性變形。因此薄膜元件7a、 7b的形狀，并且尤其是其表面最佳地 適于銷4的實(shí)際形狀和尺寸，從而確保將銷4固定在四個(gè)接觸線lla-lld(事
14實(shí)上已經(jīng)成為接觸區(qū)域)的位置處并且因此當(dāng)銷4在縱向上負(fù)荷時(shí)，可以在 銷4上容易施加可控夾緊力。
附帶地也可以想到通過每當(dāng)銷在縱向上被軸向地負(fù)荷時(shí)以彈性的方式 實(shí)現(xiàn)薄膜元件7a、 7b的形變而非通過預(yù)先對(duì)其進(jìn)排僅一次的塑性變形，可 以實(shí)現(xiàn)上述的優(yōu)勢(shì)。該優(yōu)選實(shí)施方式可能是有利的，尤其使用由塑性材料的 薄膜元件7a、 7b和/或銷或涂有塑料材料的薄膜元件7a、 7b和/或銷構(gòu)成。
圖4示出薄膜元件設(shè)備26，其包括相比較于薄膜元件7a、 7b的多個(gè)平 等的、波紋狀的薄膜元件21。呈現(xiàn)在薄膜元件21之間的是用于成排的銷的 間隔22，例如銷4的排6a-6c。在一端處，薄膜元件21經(jīng)由連4妄元件23連 接到橋接元件24。每個(gè)連接元件23包括兩個(gè)膜層鉸鏈，使得薄膜元件21 能夠在垂直于它們的縱向的方向上移動(dòng)，膜層鉸鏈25在相反的方向上鉸接 到有限的程度。包括橋接元件24、連接元件23和薄膜元件21的薄膜元件設(shè) 備26已經(jīng)通過金屬線點(diǎn)火技術(shù)由一塊金屬形成。這實(shí)現(xiàn)了薄膜元件21將一 直相對(duì)于彼此正確地定位并且銷可以容易地移動(dòng)進(jìn)針對(duì)組裝相關(guān)分立模具 目的所"t是供的間隔22中。
圖5a-5f、 6和7a-7c涉及可以形成根據(jù)本發(fā)明的分立模具(例如分立模 具1 )一部分的調(diào)節(jié)設(shè)備。也可以使用具有現(xiàn)有技術(shù)的分立模具的調(diào)節(jié)設(shè)備， 假如所述分立模具包括在一端具有自由端的銷。調(diào)節(jié)設(shè)備31提供在形成根 據(jù)包括框架33的本發(fā)明的分立模具一部分的銷32的后端。調(diào)節(jié)設(shè)備31包 括框架34，其通過移動(dòng)裝置(未示出)可以在垂直方向和垂直于圖5a-5f的 附圖的平面的方向上互換地移動(dòng)。齒輪3 5可以通過驅(qū)動(dòng)元件46關(guān)于框架34 繞垂直于圖5a中的附圖的平面垂直延伸的中心軸旋轉(zhuǎn)。布置在相對(duì)兩側(cè)的 兩個(gè)齒條36、 37咬合齒輪35,作為受合適地控制驅(qū)動(dòng)元件46影響的齒輪 35旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，齒條可以在水平方向上向前和向后移動(dòng)。在面向銷32的端 處，銷狀的推動(dòng)器元件38、 39連接到齒條36、 37。推動(dòng)器元件38、 39的直 徑基本上對(duì)應(yīng)于銷32的直徑。
從圖5a中示出的情況出發(fā)，其中沒有銷32已通過調(diào)節(jié)設(shè)備31向期望 的縱向位置移動(dòng)，齒輪35由驅(qū)動(dòng)元件46向右旋轉(zhuǎn)，如圖5b中的箭頭40所 指示的，使得齒條36隨推動(dòng)器元件38向右移動(dòng)，推動(dòng)銷32之一，即銷32-1 向右，從而銷32-1的前端伸出。通過隨后在如箭頭41所指示的相反方向上旋轉(zhuǎn)齒輪35，齒輪36將再次移動(dòng)回，同時(shí)已經(jīng)在圖5b所示步驟中向左移動(dòng) 的齒輪37將向右移動(dòng)，直接銷32-2已經(jīng)由推動(dòng)器元件39沿其縱向移動(dòng)到 期望的程度。接著齒輪35返回到圖5a中所示出的它的原始位置，于是框架 34將向下移動(dòng)兩個(gè)銷32之間的節(jié)距的距離，如圖5d中所示。圖5e和圖5f 隨后示出后兩個(gè)銷32-3和32-4如何通過調(diào)節(jié)設(shè)備31以類似于圖5b和圖5c 中示出的方式來移動(dòng)到期望的縱向位置。
圖6在示意等軸測(cè)圖中示出調(diào)節(jié)設(shè)備31。圖6以及圖7a-7c示出調(diào)節(jié)設(shè) 備31包括第二組齒輪55和與所述齒輪咬合的齒條56、 57,并且與其成直線 的朝向銷32的銷狀推動(dòng)器元件58、 59，其中齒輪55由驅(qū)動(dòng)元件60來驅(qū)動(dòng)。 類似于齒輪35，齒輪55可以關(guān)于框架34軸頸地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒條56、 57以 及推動(dòng)器元件58、 59由框架上的引導(dǎo)裝置來引導(dǎo)。在圖6中僅示意性地示 出框架34。為了避免誤解，應(yīng)該注意到的是圖6的圖示決不旨在暗示遠(yuǎn)離銷 32的齒輪36、 37、 56、 57的端部被堅(jiān)固地連接到框架34。然而，旨在示出 兩個(gè)齒4侖35、 55和相關(guān)的齒條36、 37、 56、 57和驅(qū)動(dòng)元件46、 60僅能夠 在垂直于銷32的縱向的平面中聯(lián)合移動(dòng)。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，控制裝置(未示出)將以這樣的方式來
控制驅(qū)動(dòng)元件46、 60,即在銷32的前端形成三維表面，在相反的方向上持 續(xù)地驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)元件46、 60，從而調(diào)節(jié)設(shè)備31將以高的速度來展示穩(wěn)定 的性能。事實(shí)上銷32劃分成四個(gè)象限，并且每個(gè)象限的銷32通過一個(gè)和相 同的推動(dòng)器元件38、 39、 58、 59向正確的縱向位置移動(dòng)。 一旦由調(diào)節(jié)設(shè)備 31將兩排的所有銷32移動(dòng)到期望的縱向位置，如參考圖5a-5f所解釋的， 則調(diào)節(jié)設(shè)備，或更具體地，具有連接到其的所有組件的框架34將垂直于圖 5a-5f的附圖的平面移動(dòng)對(duì)應(yīng)于兩排銷32之間距離的距離，從而將下一排 的銷32移動(dòng)到正確的所需位置。
圖8a-10c示出根據(jù)本發(fā)明的分立模具的三個(gè)應(yīng)用。圖8a和圖8b中的分 立模具101用于塑性變形金屬盤102。分立模具101形成包括模具固定器104 的固定模具元件103的一部分，該模具固定器可以被視為用于分立模具101 的框架。此外，使用包括矩形橡膠襯墊106的可移動(dòng)模具元件105，當(dāng)可移 動(dòng)模具元件朝向固定模具元件103移動(dòng)時(shí)，其與分立模具101的自由表面相 適應(yīng)的形變，如圖8b中所示。如圖8a和圖8b所示，分立模具101的銷的上端被環(huán)繞。結(jié)果是，獲得 的金屬盤102，將看起來有點(diǎn)皺。該現(xiàn)象可以通過使用內(nèi)插器而顯著地減小， 例如在金屬盤102和分立模具101之間采用橡膠墊的形式(圖9a-9c)。由此 獲得的產(chǎn)口 102，，具有顯著小的褶皺表面，這部分地取決于內(nèi)插器107的厚 度和材料屬性。
替代于使用橡膠模具元件106,在本發(fā)明的框架內(nèi)當(dāng)然也可以使用具有 對(duì)應(yīng)于分立模具101或第二分立模具的表面的固定模具。
圖10a、 10b和10c涉及在所謂的聚合物注射成形處理中使用分立模具 121，在圖10a和10b中關(guān)于這一點(diǎn)無法對(duì)各個(gè)銷做出區(qū)分。平的金屬盤122 放置在模具121上，其銷限定出凹的三維表面123。接著經(jīng)由供應(yīng)通道124 在壓力下提供的塑性熔體125被壓向金屬盤122的上側(cè)，其結(jié)果是所述金屬 板122將塑性變形以符合三維表面123的形狀。同時(shí)隨之的是塑性熔體125 將凝固，隨著凝固的塑性材料125，和盤122結(jié)合在一起，因此形成產(chǎn)品126。
1權(quán)利要求
1. 一種用于形成三維曲面的分立模具，其包括框架；平行銷，所述銷可分別相對(duì)于框架沿它們的縱向移動(dòng)，其中所述銷布置在平行的排內(nèi)并且它們的前端限定所述三維曲面；在所述排間至少基本板狀的分離元件；以及將成排的銷與它們之間的分離元件壓在一起同時(shí)在銷的徑向上推開框架的壓力元件，其特征在于，至少在使用分立模具來制造產(chǎn)品期間，使至少平行于至少一些板狀分離元件的縱向延伸的表面在多個(gè)排的縱向上成波紋狀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分立模具，其特征在于，至少在使用分立模具 制造產(chǎn)品期間，至少平行于所有板狀分離元件的縱向延伸的表面在多個(gè)排的 纟從向上成波紋狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分立模具，其特征在于，分離元件具有對(duì) 稱的波紋狀平面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的分立模具，其特征在于，通過分離元件的塑性 變形獲得分離元件的波紋狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的分立模具，其特征在于，所述分離 元件經(jīng)由至少其一端的橋接元件來互聯(lián)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的分立模具，其特征在于，所述橋接元件和分離 元件形成一個(gè)整體件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的分立模具，其特征在于，通過金屬線點(diǎn)火制造 所述整體件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5、 6或7所述的分立模具，其特征在于，每個(gè)分離元 件通過至少 一個(gè)鉸鏈或更優(yōu)選的兩個(gè)鉸鏈來連接到橋接元件。
9. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，分離元件 和銷的構(gòu)造和尺寸被設(shè)置成，在兩個(gè)間隔開的接觸位置，在每個(gè)銷和分離元 件之間有接觸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的分立模具，其特征在于，接觸位置設(shè)置成鏡 面對(duì)稱，其中對(duì)稱平面通過相關(guān)銷的中心軸與相關(guān)聯(lián)的分離元件垂直地延伸。
11. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所迷的分立模具，其特征在于，每個(gè)分 離元件包括基板，該基板在其至少一個(gè)縱向側(cè)涂有彈性材料，更為優(yōu)選的是 在兩個(gè)相對(duì)的縱向側(cè)涂有彈性材料。
12. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于， 一排中 的銷4皮此隔開。
13. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，所述銷 具有圓形橫截面。
14. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，相鄰排 的銷相對(duì)于彼此以等于半個(gè)節(jié)距的距離交錯(cuò)。
15. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于， 一個(gè)排 的多個(gè)銷之間的節(jié)距等于銷的直徑和分離元件的厚度之和。
16. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，所述波 紋是鋸齒狀的。
17. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，所述銷 的直4圣小于1.3mm。
18. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，銷的前 端至少基本上是平的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的分立模具，其特征在于，所述至少基本上是 平的前端的圓周邊緣是傾斜的。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1-17所述的分立模具，其特征在于，銷的前端是凸形的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求l-17所述的分立模具，其特征在于，銷的前端是凹形的。
22. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，在銷的 前端設(shè)有彈性頭部。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的分立模具，其特征在于，所述彈性頭部具有 至少基本上矩形的橫截面。
24. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，彈性墊 塊設(shè)置在銷的前端上。
25. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，分離元 件和/或銷在分離元件和銷之間接觸的區(qū)域中局部地塑性變形。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1-25所述的分立模具，其特征在于，與銷接觸的分離 元件的材料和/或與分離元件接觸的銷的材料能夠承受至少1%的彈性延伸。
27. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，銷的與 前端位置相反的后端是自由端。
28. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，提供有 調(diào)節(jié)設(shè)備，用于分別在期望的縱向位置來定位銷，從而獲得由銷的前端所限 定的期望三維曲面。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的分立模具，其特征在于，調(diào)節(jié)設(shè)備包括至少 一個(gè)細(xì)長的壓力元件，用于將所述至少一個(gè)壓力元件壓向銷端的壓力裝置， 以及用于移動(dòng)壓力元件經(jīng)過銷端的移動(dòng)裝置。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的分立模具，其特征在于，調(diào)節(jié)設(shè)備包括用于 由移動(dòng)裝置移動(dòng)的一個(gè)調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元包括一對(duì)壓力元件和一對(duì)齒 條，該齒條連接到各自的壓力元件并且在不同的位置與齒輪咬合，以及驅(qū)動(dòng) 元件，其用于向齒輪賦予往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得'壓力元件可以交替地壓向銷端。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的分立模具，其特征在于，調(diào)節(jié)設(shè)備在相對(duì)于 銷的不同位置處具有兩個(gè)調(diào)節(jié)單元，所述調(diào)節(jié)單元每個(gè)被設(shè)置成同時(shí)將多個(gè) 銷定位在期望的縱向處，與兩個(gè)調(diào)整單元關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)元件在相反的方向上同 時(shí)驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)的齒輪。
32. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具，其特征在于，所述分 立模具設(shè)計(jì)用于結(jié)合第二模具使用，該第二模具具有朝向與分立模具關(guān)聯(lián)的 銷的前端的模具表面。
33. —種用于制造具有三維曲面的產(chǎn)品的方法，其特征在于，使用根據(jù) 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分立模具。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，靠在三維曲面上塑性變 形一塊材料。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，通過改變至少多個(gè)銷的 縱向位置，在該塊材料的塑性變形期間改變?nèi)S曲面。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，在連續(xù)的步驟中塑性變 形該塊材料，其中在每個(gè)步驟期間，壓力被施加在該塊材料上，以便在有限 的程度上塑性變形該塊材料，此后所述壓力被減小，其中通過改變至少多個(gè) 銷的縱向位置，在各個(gè)步驟之間改變?nèi)S曲面。
全文摘要
本公開提供一種用于形成三維曲面的分立模具(1)，其包括框架(2)；可分別相對(duì)于框架沿它們的縱向移動(dòng)的平行銷(4)，其中所述銷布置在平行的排(6)內(nèi)并且它們的前端限定所述三維的曲面；在所述排間至少基本板狀的分離元件(7)；以及將成排的銷與它們之間的分離元件壓在一起同時(shí)在銷的徑向上推開框架的壓力元件(8，9)，其特征在于，至少在使用分立模具來制造產(chǎn)品期間，使至少平行于至少一些板狀分離元件的縱向延伸的表面在多個(gè)排(6)的縱向上成波紋狀。
文檔編號(hào)B44B5/02GK101500726SQ200780029557
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·亨里克斯·阿方斯·伯爾斯 申請(qǐng)人:艾恩德霍芬技術(shù)大學(xué)