專利名稱：：模塊式模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及按照獨立權(quán)利要求的前序部分的模具和方法。
背景技術(shù)：
：新型汽車車型的研制可以眾所周知地通過提前提供試制的零件和實現(xiàn)與之相關(guān)的按計劃投放市場的機會來實現(xiàn)，與延遲產(chǎn)品供貨相比，其投資回報明顯提高。術(shù)語制造工藝的"試制"(Seriennaehe或接近制造)應(yīng)表示原型或試批量生產(chǎn)型的制造工藝高度接近批量制造工藝。此嘗試同時用于盡量使暫時可實現(xiàn)的低成本原型制造的優(yōu)點與批量制造的質(zhì)量能力和生產(chǎn)量能力聯(lián)系起來。試制的原型模具和試批量生產(chǎn)模具的面向未來且靈活多變的研發(fā)的已知設(shè)定目標是其質(zhì)量改善和模具成本降低及新研制車身零件的制備期縮短。此時，制造工藝的試制的特點是原型或試批量生產(chǎn)的制造任務(wù)和制造條件的主要特征與批量制造的對應(yīng)特征的一致程度，如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表1:用于原型制造、試批量制造和批量制造的制造任務(wù)和制造條件的典型特征。目前，車身仍然是單獨設(shè)計的，其制造所需的模具以高昂成本按變化形式制成。對于按殼罩結(jié)構(gòu)設(shè)計的車輛來說，車身零件制造用沖壓模具的成本按照本發(fā)明在75百萬歐元至100百萬歐元的數(shù)量級內(nèi)波動。由此推算出的單車成本負擔在大批量制造的前提下還是可接受的，可對于與個性化期望相應(yīng)的件數(shù)相當少的填補空白制造，沒有合理的成本份額。對于原型制造、試批量制造和小批量制造用的車身零件的成型，過去數(shù)十年已構(gòu)建起一系列具有單側(cè)形狀造型和雙側(cè)形狀造型的做法。深沖、拉伸、外側(cè)高雅變形或者說主動的液壓機械深沖、利用橡膠膜的流壓室壓制、利用橡膠墊的深沖和爆炸成型就屬于此。雙側(cè)形狀造型式的成型通過傳統(tǒng)的深沖來實現(xiàn)，其包括固定不動的上模具、下模具和壓邊模。深沖對應(yīng)于拉壓變形過程，其中由扁平板坯制造出空心件，沒有刻意改變板厚。工件、模具和機器的配合影響成型，其中模具幾何形狀是物件制造的主要參數(shù)。模具幾何形狀可以只考慮工程影響因素如板材質(zhì)、板厚和摩檫學邊界條件來定。因為該條件隨每個工件結(jié)構(gòu)變化，所以模具構(gòu)建除了FEM模擬外還依賴專業(yè)工人的經(jīng)驗和相應(yīng)模具改變下的復雜的嘗試。在此方法中，材料變形主要發(fā)生在板被移入的模具帶走的區(qū)域。此外，與沖桿平面區(qū)相鄰的材料的二次流動受到板與模具的摩擦以及兩個半模之間的多個區(qū)域的夾緊的阻擋。為了防止局部過高應(yīng)力和進而零件損傷，成型過程一般分成多個中間步驟。每個中間步驟需要一組復雜并因而昂貴的上模具和下模具。每個成型步驟還需要自己的壓力機，由此一來，投資需求和占地需求增大。制造件數(shù)越少，傳統(tǒng)深沖的缺點越引人注意。除了深沖之外，拉伸變形加工時的拉延在板材加工中有著重要意義。它是用固定沖桿對板坯進行的沖壓。板坯的邊緣此時被夾緊，其中夾緊通過夾鉗完成，但也在固定的或有效模具部分之間。該成型過程開始時，板坯不接觸沖桿即沒有摩擦作用的預(yù)拉伸(也稱為切向拉伸)，由此一來，獲得強度提高以及形狀和尺寸精確的工件形狀。接著，夾鉗下移，或者沖桿上移，板坯按照沖桿形狀變形。深沖尤其適于鋼鐵和汽車行業(yè)在過去幾年中為響應(yīng)依據(jù)對車身結(jié)構(gòu)的高價值區(qū)域采用輕金屬而成功實現(xiàn)的輕型結(jié)構(gòu)而研究出的高強度乃至超高強度鋼材的成型，針對上述鋼材已啟動了不同計劃(ULSAB,ULSAB-AVC,ATLAS,NSB,SLC)。利用這種鋼及其它補充材料和輕型措施，可以在汽車結(jié)構(gòu)中開發(fā)顯著減輕重量、更高舒適性和安全性的潛力，這看起來在可以在不久的將來保證依據(jù)殼罩結(jié)構(gòu)和為此存在的制造技術(shù)的富有成效的大批量制造的延續(xù)。EP1317973A1已公開一種深沖壓力機，其包括被沖桿帶動的模具上部件、同向運動的壓力機側(cè)壓邊模座和支承板邊緣的模具下部，模具上部將板插入模具下部并造成成型。模具上部和模具下部可以換上形狀不同的模具，但模具此時沒有模塊化。模具上部可換地配有仿照其輪廓的模具側(cè)壓邊模，其與壓制側(cè)壓邊模相連。壓制側(cè)壓邊模在其端面具有面平齊加入的壓邊沖莫塊，其可以沿一個共同軸線水平移動并且以其彼此相對的側(cè)面適應(yīng)于換上的模具中的形狀。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是，在由板件深沖(深模鍛)制造零件時，所需模具組的數(shù)量減少以及一組模具的準備的成本和時間縮減。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過獨立權(quán)利要求的特征來完成。由從屬權(quán)利要求中得到有利的實施方式。用于通過配屬于壓力機的模具上部和模具下部由板坯深沖制造零件的本發(fā)明模具的特點如下，模具上部和/或模具下部以模塊化方式構(gòu)成，其中，模具上部包括上部支座模塊以及至少一個凹模模塊，其可以與上部支座模塊可拆分地相連，模具下部包括下部支座模塊以及至少一個凸模模塊和至少一個壓邊模模塊，它們與該下部支座模塊可拆分地相連，凹模模塊和凸模模塊設(shè)置在或者可設(shè)置在上部支座模塊和下部支座模塊之間。為了從專業(yè)上理解和從技術(shù)上加以界定，以下將定義與構(gòu)建模塊化試批量生產(chǎn)原型模具相關(guān)的術(shù)語模塊模塊是指從邏輯和功能角度看邏輯上可界定的能安裝的單元，其可以是一個積木系統(tǒng)的一部分并且按照特定功能集成不同組成部分。模塊具有規(guī)定的界面，界面盡可能與集成的總體功能性無關(guān)。它們由此在制造模具時具有高的應(yīng)用靈活性和高的節(jié)約成本潛力，所述模具對于在相同時間周期內(nèi)或隨后要制造的車輛副產(chǎn)品來說是必需的。根據(jù)本發(fā)明，支座模塊各包括盡量最多的無效的即不接觸待制造工件的模具部分，其對于每個待衫成的工件組來說是統(tǒng)一的；凹模模塊、凸模模塊以及壓邊模模塊包括對每個車身零件來說特殊制作的有效的模具部分，其具有同支座模塊統(tǒng)一的界面。部段部段是指整體的一個部分，其為了可更換的目的可與總體或者與一個模具細節(jié)分開并且還能完成相同的或不同的單獨功能。在此舉例說明壓邊模部段的實施方式，其可選擇地被設(shè)計成具有、不具有或者具有不同構(gòu)造的拉深筋形狀。模具模塊化實現(xiàn)了劃分為無效的即不接觸待成型工件且對工件分組是標準的模具組成部分和有效的即對每個車身構(gòu)件是專用制造的模具部分。按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，模具可用于深沖制造n組不同零件的系統(tǒng)，其中模具上部包括上部支座模塊，其配有nl數(shù)量的凹模模塊，該凹模模塊與上部支座模塊可拆分地相連，模具下部包括下部支座模塊，其配有n2數(shù)量的凸模模塊和n3數(shù)量的壓邊模模塊，它們與UTGM(下部支座模塊)可拆分地連接，凹模模塊和凸模模塊設(shè)置或可設(shè)置在上部支座模塊和下部支座模塊之間，每組待制造的零件對應(yīng)于一個凹模模塊加一個凸模模塊和一個壓邊模模塊的至少一種組合，并且nl大于3，n2大于3，n3大于3，n大于3。隨著形成零件分組尤其是工件尺寸分組，模具結(jié)構(gòu)的組成部分可以按照其要求統(tǒng)一確定尺寸并且反復使用。分組技術(shù)和模塊化的結(jié)合實現(xiàn)了相同或相似的模具組成部分通過從用于相似工件形狀的多個模具中求出改進模具而用于制造不同的零件。按照分組技術(shù)概念，多個零件按照其相似結(jié)構(gòu)特征和制造技術(shù)特征(例如按照結(jié)構(gòu)特征和尺寸特征)被劃分成組并且對應(yīng)于一個(部分或完全)標準的制造輔助結(jié)構(gòu)。通過這種方式，能對所形成的工件分組中的工件實現(xiàn)工件靈活多變地(繼續(xù))使用所選的模具組成部分。7按照本發(fā)明的另一個實施方式，模具上部和模具下部由耐磨強度不小于鑄鐵的耐磨強度的材料制成。優(yōu)選EN-幾1004作為該材料。模具上部和/或模具下部有利地由灰口鑄鐵制成。此時優(yōu)選車輛上部和車輛下部的重量的至少30%由硬化材料構(gòu)成。上部支座才莫塊和/或下部支座模塊優(yōu)選以框架且最好是方框的形式構(gòu)成。這種模塊在承載能力高時可以很簡單地制造，并且允許凹模模塊或者凸模模塊的簡單聯(lián)接。這種模具材料具有以下有利的不同性能成型時提供低熔點，良好的模填充能力，較小的翹曲，較少的縮減量，光滑表面，-成型時獲得足夠的承載能力，摩擦值小，磨損少，-成型時改變較小的應(yīng)力損耗和在加工及模具形狀改變時簡單涂上附加材料，-成型時消除模具材料的重復使用性，-成本較低地產(chǎn)生模具形狀，通過使原件形狀高度近似于成品形狀，做法是建立模型，隨后高速加工或者采用模具形狀的精細鑄造，無需隨后著重加工表面。在另一個實施方式中，壓邊模模塊和下部支座模塊借助導向件可豎直和/或水平相對運動地相連，借此能實現(xiàn)相對精確的調(diào)整。同樣有利的是，壓邊模和凸模模塊借助導向件可水平和/或可豎直相對運動地相互連接。按照另一個實施方式，該零件可用于制造汽車車身。借此，可以將深沖的針對漸進多級的抽吸-傳送-壓制的在產(chǎn)量、零件質(zhì)量、工藝安全、自動化和單件成本方面的優(yōu)點用于汽車車身制造，不存在設(shè)備成本和模具成本高昂、準備時間長和加工成本高的缺點。依靠傳送線的多級全自動化傳統(tǒng)沖壓件制造即便在不久的將來對于大批量制造來說仍是最有效的制造理念。因此在規(guī)定的車身零件(大)批量制造的準備當中，依據(jù)采用雙側(cè)造型方法的原型制造和試批量制造盡可能對應(yīng)按照等批量生產(chǎn)方法采用和試批量生產(chǎn)模具采用的要求。因此，制造件數(shù)減少條件下的批量制造的成功延續(xù)以及越來越多的填補空白制造作為主要措施地要求研發(fā)過程加速和按照要求高的質(zhì)量水準的車身零件制造的生產(chǎn)起動的加速。用于原型制造的模具概念的研發(fā)和實現(xiàn)被視為有助于滿足此要求的手段，其能夠以適中的成本并能提前獲知批量制造的加速起動地實現(xiàn)質(zhì)量得到改善的車身零件的制造。除了提前獲知隨后的批量制造之外，根據(jù)所示概念設(shè)計的模具還能產(chǎn)生以下作用提前提供新研發(fā)的車身零件，其具有試批量生產(chǎn)車所需的質(zhì)量水準，提供按圖設(shè)計的、從試批量生產(chǎn)模具中模具空缺的且能被用于試批量生產(chǎn)車的原型零件。本發(fā)明的另一方面涉及深沖制造零件的方法，包括以下步驟一種深沖制造零件的方法，包括以下步驟-提供至少一塊板坯；-提供包括按照上述權(quán)利要求之一所述模具的壓力機，其包括凹模模塊、壓邊模模塊和凸模模塊的預(yù)定組合，-將板坯送入一莫具，-借助模具并通過使用壓力機對模具上部和模具下部的壓力來成型板坯，-卸出成型的^1坯。除了用于制造車身零件的設(shè)備技術(shù)方面的、用于長期按任務(wù)的零件制造的基礎(chǔ)配備(沖壓技術(shù)，操作技術(shù)和控制技術(shù))外，利用零件專用提供的模具來實現(xiàn)要采用的制造方法。因此對于加速的批量生產(chǎn)起動，可以將試批量生產(chǎn)模具用于原型制造和試批量制造，這依靠等批量生產(chǎn)方法的采用。這種模具按照現(xiàn)有經(jīng)驗最佳滿足了生產(chǎn)率、零件質(zhì)量、制造成本和耐用能力的要求。表2提到對此典型的稱呼和定義，并且簡括地對應(yīng)對車身零件的設(shè)計和制造的相關(guān)說明。編研發(fā)狀態(tài)的稱謂研發(fā)階段(參見圖3.1-1)車身零件的設(shè)計要求1概念車表明實際研發(fā)狀態(tài)以便做進一步?jīng)Q定，可行但不能驗證。所用材料不一定對應(yīng)隨后的批量生產(chǎn)狀態(tài)。概念階段車身零件的單件制造，很大一部分是手動(敲打模式)使用原型方法和功能合適的材料，但其不一定對應(yīng)批量生產(chǎn)材料。2原型車表明全部能驗證且能發(fā)揮作用的整車以保證研發(fā)能力(實驗研究和行使研究驗)，所用材料必須對應(yīng)隨后的批量生產(chǎn)材料研發(fā)階段第1步第2步按照規(guī)定的批量制造方法的車身零部件加工(一般深沖，按照成本最有利方式)原型模具可以人工精加工零件(再成形，裁切...)3試批量車在批量裝置中由批量生產(chǎn)模具缺失零件構(gòu)成車輛。用于批量生產(chǎn)模具和批量生產(chǎn)模具設(shè)備的重復鑒定。批量預(yù)備階段第1步按批量生產(chǎn)模具的單件制造，或者在試批量生產(chǎn)模具中的質(zhì)量保證的允許偏差，采用模具空缺的零件，無須人工精力口工40-批量車:用由批量生產(chǎn)設(shè)備的批量生產(chǎn)模具制造的單個零件構(gòu)建車輛，以證明SOP前的所有制造裝置的批量生產(chǎn)能力。批量預(yù)備階段，第2步采用由按工藝安全方式運轉(zhuǎn)的批量生產(chǎn)模具制造的車身零件表2:從車輛零部件和整車的研發(fā)狀態(tài)中推導出對車身零件的設(shè)計和制造的要求從包括材料使用、方法使用和模具使用的車輛研發(fā)狀態(tài)的對照中，可以識別存在的零件制造要求。于制造由試批量生產(chǎn)材料;勾成的零件。原型材料的^用導致研發(fā)過程中的零件概念的具體化，其用作直觀模型/形狀模型。因為這樣的零件不是由試批量生產(chǎn)或等批量生產(chǎn)的材料制成，所以該零件只適用于有限的驗證能力。而如果原型方法被用于制造由試批量生產(chǎn)材料構(gòu)成的零件，則一般追尋一下目標，臨時、不太復雜且尤其是模具投資成本低地獲得試批量生產(chǎn)的、功能合適且尤其是適合驗證的零件。如果在待成型板上的原型模具布置與隨后的批量生產(chǎn)模具布置是相同的并且在用原型模具沖壓時在板和模具之間的摩擦條件能套用到用批量生產(chǎn)模具沖壓，則如此制造的原型零件具有與用后來的模具制造的零件一樣的產(chǎn)品性能，這對原型驗證來說是要求的。除了模具布置相同外，對于暫時從試批量制造過渡到批量制造來說，其它的與工件、模具、設(shè)備和工藝相關(guān)的對成型過程結(jié)果的影響因素也要加以考慮。在工件方面要保持板材料、板厚、板形以及表面質(zhì)量的一致性。在模具方面，為了調(diào)整出可套用的摩擦條件，除了模具形狀外，也用相似的性能曲線來設(shè)計模具材料和模具表面。在工藝方面，除了控制壓力外，還可以根據(jù)用于調(diào)整摩擦力的潤滑劑及其改良體的種類、量和分布來影響成型結(jié)果。此外，由所用成型設(shè)備的行為(例如靜態(tài)性能、動態(tài)性能和熱學性能，運動過程)導致的影響參量也對成型結(jié)果有影響。在汽車制造中，模塊是可分界且能組裝的單元。其集成有各種不同的組成原件和系統(tǒng)并且最好用少量緊固件在總裝時被安裝在車上。模塊化允許產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相互無關(guān)聯(lián)并且能實現(xiàn)零件的不同處理，以便標準化/統(tǒng)一化和區(qū)分化/個性化設(shè)計。一種在最大程度上有意義的變型體成形可以通過將模塊分解為子模塊來實現(xiàn)?？梢詫崿F(xiàn)模塊結(jié)構(gòu)中的可選的區(qū)分化元件的采用，當前是車輛組裝中的變型體形成，看起來與模具制造時的變型體形成相似。模具制造合理化的一個可行方式也可以在于，將有效模具組成部分的形狀分解成一個始終可反復使用的分組統(tǒng)一的基礎(chǔ)形狀體和一個安置于其11上的依據(jù)工件的剩余形狀體。剩余形狀體可以匹配于站數(shù)要求地由塑料/特殊金屬合金以接近形狀的方式鑄澆成，或者利用快速制模方法制造，隨后進行HSC精加工。試批量生產(chǎn)模具因流動性能而要求采用試批量生產(chǎn)材料。按照本發(fā)明，一種減少用于提供沖壓模具的投資成本和減少提供車身制造個性化的重要前提條件的解決方案著眼于模塊化模具機構(gòu)的研發(fā)和實際應(yīng)用。著眼于組成零件可再用和進而獲得節(jié)約效果的模塊化策略的根本對應(yīng)于分組4支術(shù)。利用分組技術(shù)，也追求設(shè)定以下目標，一個制造計劃的工件從節(jié)約角度出發(fā)布置在構(gòu)建和/或制造區(qū)。來自標準分組模具(組)和分組裝置的相同制造機構(gòu)的可使用性作為眾多工件聚集至工件組的重要規(guī)則。具體說，分組裝置由分組統(tǒng)一的即可再用于整個工件組的占投資成本主要部分的裝置基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、和用于確定位置且夾固工件組所包含的各工件的工件專用補充件組成。因此例如出現(xiàn)了，完成只按照各種車身零件(例如門，折板，外部分/內(nèi)部分)的相似外部尺寸的第一零件分組形成，其目的是確定可重復使用的沖壓零件范圍的尺寸。除了尺寸相似外，繼續(xù)形成分組可以包括用于類似零件的零件專用有效模具部分的設(shè)計相似性(例如用于不同等級車輛的前右車門的外罩板)，其能夠只以較小的要求損失來適應(yīng)不同的零件設(shè)計。在原型構(gòu)建中所選的模具材料例如錫-鉍合金、精鋅合金和鑄模樹脂涂覆成分盡管具有較低制造成本、足夠的沖壓件質(zhì)量、短生產(chǎn)時間和良好的回收性能(除了鑄模樹脂)，除了與鐵材制造的有效模具部分相比有差異的摩擦狀況外，主要還具有不足以應(yīng)對規(guī)定的應(yīng)用范圍的耐用性能。在PKW(轎車)生產(chǎn)領(lǐng)域，對于接在原型制造和試批量制造之后的批量制造來說，按照本發(fā)明，在以總生產(chǎn)時間為4年和每年250個工作曰的前提下，遵照以下制造件數(shù)小批量制造總件數(shù)達10000件，產(chǎn)率達10件/天。中批量制造總件數(shù)達300000件，產(chǎn)率達300件/天。大批量制造總件數(shù)超過300000件，產(chǎn)率超過300件/天。本發(fā)明的其他方面和優(yōu)勢與其在權(quán)利要求書中的組合無關(guān)地從以下結(jié)合附圖對實施例的說明中得到。圖l表示按照現(xiàn)有技術(shù)的、處于初始位置和深沖終點位置的深沖壓力機，圖2表示本發(fā)明模具的分解圖，圖3表示本發(fā)明模具的下部支座模塊，圖4表示本發(fā)明模具的包括壓邊模和沖桿的下部框架模塊，圖5示意表示包括壓邊模和沖桿的下部支座模塊。具體實施例方式圖1以非常示意性的視圖表示按照現(xiàn)有技術(shù)的壓力機，其中在沖桿2和沖壓臺3之間設(shè)有凹模4、凸模5和壓邊模6。凹模4和凸模5相互對應(yīng)。在凹模4和凸模5之間送入板7,板在沖桿和沖壓臺相繼移動時接受拉壓變形過程。圖2表示按照本發(fā)明的模具，其包括模具上部和模具下部。模具上部包括上部支座模塊10和凹模模塊14、15,其可以與上部支座模塊10可拆分地連接。模具下部包括下部支座模塊12和凸模模塊16和壓邊模模塊18,它們與下部支座模塊12可拆分地連接。在上部支座模塊10和下部支座模塊12上，作為導向件地設(shè)有導柱11和導套13。圖3表示根據(jù)本發(fā)明的框架狀的下部支座模塊12,包括支座底部20和框件22和23。圖4表示下部支座模塊，其又成框架形式并且具有凸模模塊6和壓邊模模塊18。支座底部20用作壓邊模和/或凸模模塊的支承并且提高框架12的剛性。圖5非常示意性地表示框架12、凸模模塊16和壓邊模模塊18,其中框架和壓邊模模塊借助導向件23相互連接。壓邊模模塊18和凸模模塊16同樣通過導向件24相互連接。導向件23和24起到各模塊之間分界的作用。圖5表示，在框架12的與模塊間隔開的投影面內(nèi)有壓邊模模塊18。壓邊模模塊18還在該投影面內(nèi)具有凸模模塊16。通過這種方式，這些模塊可像積木那樣相互組合。以下將詳細介紹構(gòu)建中出現(xiàn)的對支撐和傳力有利的杠桿方式。本發(fā)明模具是用于深沖制造不同的n組零件的系統(tǒng)的組成部分。上部支座模塊10此時配有nl個凹模模塊，它們與上部支座模塊10可拆分地連接。相似地,下部支座模塊12配有n2個凸模模塊和n3個壓邊模模塊，它們與下部支座^t塊12可拆分地相互連接。按照本發(fā)明，可借此深沖制造出n組不同零件，其中每組待制造的零件對應(yīng)于一個凹模模塊加一個凸模模塊和一個壓邊模模塊的至少一種組合。在這里，nl、n2、n3和n優(yōu)選大于3，尤其優(yōu)選大于IO、IOO或者IOOO。本發(fā)明模具最好用在依據(jù)本發(fā)明的深沖或拉延制造零件的方法中，其中有以下步驟-提供至少一個板坯，-提供包括按照以上任何一個權(quán)利要求的模具的壓力機，該模具包括凹模模塊、壓邊模模塊和凸模模塊的規(guī)定組合，-將板坯送入模具，-借助模具并通過使用壓力機對模具上部和模具下部的壓力來成型板坯,-卸出成型的+反坯。由支座(框架下部)、壓邊模和凸模構(gòu)成的模具下部分成三個部分的模具結(jié)構(gòu)依據(jù)了有建設(shè)性地將各組成部分的任務(wù)劃分開的構(gòu)想。這樣的模具結(jié)構(gòu)允許將最少被特殊化的構(gòu)件-支座也用于其它模具，隨后在該模具中可以借助更換的壓邊模和凸模來加工出其他的工件形狀?？蚣苌喜渴峭ㄓ昧慵?，其作用是接納模具上部中所需的所有的模具零部件。另外，其用于可靠連接模具上部和沖桿。加入模具支座中的導柱用于無間隙且不會混淆地相對引導模具上部和模具下部。模具結(jié)構(gòu)非常簡單地實現(xiàn)了模塊化所需的分界面的確定。此時，這些界面包括和考慮用于部件的規(guī)定尺寸和公差，功能件通過導向面在結(jié)構(gòu)上的關(guān)聯(lián)性。在原型制造條件下，模具配置按照周邊設(shè)備和附件的最小所需程度來界定。因此，例如通過手動操作，可以省略在將板加入模具時使用指示器和位置控制傳感器。原型模具結(jié)構(gòu)中，模具結(jié)構(gòu)的模塊化為不同零件帶來重要優(yōu)點，尤其是原型模具只有有限的使用時間，而且用其制造的零件遇到取決于研發(fā)的變化。對此，可用壽命是清楚的，尤其是可用壽命的末期對重復使用模具組成部分來說有意義。在6至12個月后(在特例情況下更長)，試批量原型模具的已制得且經(jīng)過驗證的組成部分又可供使用，它們隨后可被用于其他制造任務(wù)。二次使用更易于失敗，因為存在以模塊形式制造的模具部分的登記造冊，因此例如用于繼續(xù)構(gòu)建的所有接口規(guī)格是已知的。了解隨后應(yīng)采用模具的壓力機對支座二次使用很重要。此時，存在不僅技術(shù)上而且尺寸上不同的可能性，即模具被裝夾在沖壓臺和沖桿上。道槽導向機構(gòu)由一棱柱銷構(gòu)成，其由兩個才莫具部分之一直接銑成，并且插入在其對應(yīng)模具部分中加工出的凹槽中。為簡單制造，這些零件直接設(shè)置在模具邊緣。因為無法調(diào)整導向，所以每個道槽只能獲得0.2-0.3mm。輪廓導向機構(gòu)由通過銑削產(chǎn)生的形狀要素構(gòu)成，其中在輪廓上環(huán)繞存在的面支撐在其它面上。這種導向的重現(xiàn)精度較低，其可能只用于需要最低重現(xiàn)精度或者通過附加措施達到精度的加工。板導向機構(gòu)是一對導板，它們由加有固體潤滑劑的青銅制成，因此具有所需的支承性能。板安裝在銑制平面(鏡面)上。在安裝模具組成部分時，首先過厚的板按照0.01-0.04mm的軸承游隙被磨削。柱導向機構(gòu)由導柱和導套構(gòu)成。在待研發(fā)的試批量原型模具中，導柱和導套在模具側(cè)面上平行于延伸方向地安設(shè)在上部和下部中。選擇靠邊布置是為了不妨礙輸送工件經(jīng)過模具。出于相同的理由，最好導柱在上，導套在下。其原因在于以下條件，壓邊模構(gòu)成力的主要作用點。如果壓邊模只在凸模上被導向，則造成壓邊模軌跡改變的杠桿作用大于支撐它的杠桿作用，這對有力設(shè)計的導向不利。而如果壓邊模在外側(cè)在框架上被引導，則導向點比力傳入更遠離假定的轉(zhuǎn)動中心。在導向機構(gòu)中的這種支撐反作用因出現(xiàn)更好的杠桿比sfss而明顯有利，將獲得更精確的模具部分的相對導向，如圖5所示。對試批量生產(chǎn)模具的概念研發(fā)、構(gòu)造設(shè)計和制造技術(shù)的實現(xiàn)來說有利的是，關(guān)注待制造零件的一系列基本要求。表3列出了現(xiàn)代汽車車身零件的概覽。上述要求最好在初次和所有隨后的相似任務(wù)提出時針對與分組相關(guān)的模具組成部分和零件專用的模具組成部分來加以考慮。以下屬于一般要求1)應(yīng)為此研發(fā)出模塊化的試批量原型模具的所選車身零件的設(shè)計和尺寸選擇應(yīng)該在以下范圍內(nèi)，其可對應(yīng)于其他的具體的車身零件。通過滿足這個要求，應(yīng)保證完整模具中的分組統(tǒng)一的模塊化模具組成部分能被用于其他的車身零件。2)通過選擇車身零件來驗證試批量原型模具，同時謀求將車身結(jié)構(gòu)的不同構(gòu)件加入研究當中。按照根據(jù)罩殼構(gòu)造形式的車身結(jié)構(gòu)，針對模具構(gòu)造的研究首先確定包括內(nèi)部分和外部分的次要結(jié)構(gòu)的零件。3)在選擇用于待驗證的模具概念的零件時，應(yīng)考慮問題零件的替代品，即考慮其模具研發(fā)按照本發(fā)明牽涉到更多的磨削變化、加工操作和耗費時間的零件。4)從待壓出的車身零件數(shù)量推算出模具設(shè)計結(jié)果對于不同模具組成部分的材料選擇和尺寸設(shè)定，存在不同要求。可重復使用的分組統(tǒng)一的模具模塊應(yīng)該按照與可潛在配屬于模具的零件組的不同要求相協(xié)調(diào)的方式來設(shè)計(包括估算的站數(shù))。零件專用的模具組成部分應(yīng)該只滿足確定零件的實際要求(尤其是與站數(shù)相關(guān)的模具材料的耐磨性)。5)件數(shù)更少地壓出的零件因經(jīng)常更換模具而要求短暫轉(zhuǎn)換時間。與之相應(yīng)，應(yīng)可以在模具設(shè)計中快速更換零件專用的模具組成部分。6)套用至模具構(gòu)造的模塊化概念的首次驗證和計算應(yīng)該從技術(shù)和經(jīng)規(guī)定質(zhì)量要求來完成。7)選擇用于概念論證的零件應(yīng)該就設(shè)定模具尺寸而言首先具有典型的板厚、典型的材料性能和典型的成形操作。作為此設(shè)定目標的替代目標，也可以完成該要求，即模塊化模具在極限應(yīng)力下進行試驗(厚壁高強度板件的極限變形程度)。對于零件專用的模具組成部分，存在以下可能性，將內(nèi)部分和外部分的輪廓要素劃分開。在內(nèi)部分上能容忍因模具劃分而出現(xiàn)的標記，在表3:按照罩殼結(jié)構(gòu)形式的車身結(jié)構(gòu)并且主要通過車身滿足的條件圖2所示模具的原理結(jié)構(gòu)在構(gòu)造方面與相應(yīng)的批量生產(chǎn)模具基本相同。這樣就做到了尤其是深沖方法的試批量性能的轉(zhuǎn)換。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>為了一方面獲得和保證在確定的車身零件組中的零件專用模具組成部分的可換性且另一方面在壓力機中接納整個深沖模具，作為附加模具零件地相對一個批量生產(chǎn)模具各設(shè)置一個框架下部和一個框架上部。以下將介紹框架下部和框架上部的在制造技術(shù)上的實現(xiàn)方式和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換以及舉例極少前罩外板的相關(guān)模具組成部分的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和實現(xiàn)方式。模具支座下部用于借助加工好的平面(鏡面)接納導板，其造成壓邊模和凸模及其他模具的規(guī)定定位。此時，由質(zhì)量為5710kg的鑄鐵坯件通過銑削加工制造出質(zhì)量為4650kg的成品。通過加工至模具體中的導套，同時產(chǎn)生與模具上部的緊公差連接?？蚣芟虏客瑫r實現(xiàn)在被用在沖壓臺上時整個模具下部的固定。在此試批量原型模具中，壓邊模在支座內(nèi)側(cè)被導向。借詞保證與支座上的柱導向機構(gòu)相關(guān)地總在縫隙中出現(xiàn)相同狀況。因此，可以^[艮精確地調(diào)整模具，并且由該模具制造的板件在其尺寸方面具有穩(wěn)定不變的質(zhì)量。因為內(nèi)板和外板都將在同一個支座中制造，所以不需要兩個只在其幾何形狀上略有區(qū)別的壓邊模。深沖模具的下部結(jié)構(gòu)將通過成型用凸模而得以完善。凸模以其底側(cè)安放在框架下部的底面上并與之螺紋緊固在一起。凸?？梢栽谒矫胬锫晕⒁苿樱@樣得到了凹模和凸模的良好相對定位。為了防止該運動導致壓邊模夾死，壓邊模和凸模在其接觸面在周邊被引導。在模具中，凹模構(gòu)成凸模的配合件。凹模和凹模環(huán)能被視為一個單元，因為它們在許多情況下是按照一個零件的形式制造的。它們通過螺紋件與框架上部擰固在一起。相對模具下部的相對定位通過導柱來實現(xiàn)。為了制造發(fā)動機罩的外蓋和內(nèi)蓋，需要兩個不同的實施方式，其能被安裝在同一框架上部中。模具的加工和安裝可以按以下階段完成階段l:打磨有效模具組成部分的、所有接觸待成型板的銑制表面部分；階段2:安裝整個模具；階段3:產(chǎn)生并加工符合要求的壓力階段4:對于拉延成份少的深沖零件調(diào)整深沖巻邊以保證板均勻移入深沖空間(如門內(nèi)板)對于拉延成份高的深沖零件深沖巻邊調(diào)整不適用(如內(nèi)外板)階段5:將構(gòu)成輪廓的模具形狀加工至這樣的狀態(tài)，可按此狀態(tài)用模具制造完整的/無開裂的板件。加工的第一目標是，用模具無開裂地制造出深沖件。尤其是在制造工藝開始時，由于還沒有做到半模具的調(diào)整，所以無法消除在待用輪廓的某些部位開裂。以下將結(jié)合加工門模具的例子來說明各階段的實際實施方式。因為已經(jīng)存在用于上部和下部的兩個框架件并且被重復使用，所以只是用于零件專用模具組成部分凹模、壓邊模和凸模的鑄件接受銑削。這些模具部件按照在銑制鑄件的特特性尺寸質(zhì)量和表面孩子量方面的不同模具面的要求被送入加工過程。在加工過程的第一階段，所有有效的模具面即接觸板的所有模具面通過磨刀石被打磨，或者根據(jù)需要，在出現(xiàn)較大不平度和附著殘余時，還用手控打磨工具來加工。模具安裝以把凹模裝入框架上部開始，其中通過銑出的鏡面來實現(xiàn)零件的相對導向。凹模隨后用螺紋件與框架上部擰固在一起，無須復雜的定^i和定向。模具下部的安裝以將壓邊模壓入框架開始。為保證壓邊模能無間隙地在框架下部中運動，板導向機構(gòu)首先通過打磨加工按照所需尺寸調(diào)整。在凸模和壓邊模同框架下部用螺紋檸固在一起之前，這兩個零件按照相同的環(huán)形間隙彼此對準，其中凸模仍能在XY平面中略微運動。以下將此狀況用于使模具下部準確對準模具上部。為此目的，預(yù)裝模具被裝入壓力機并且送入板。當模具合模且板成型時，所出現(xiàn)的橫向力相對凹模定位凸模。在定位和定向之后，模具下部可以拆下，凸模被銷固住以確保所得到的對準狀態(tài)。通過模具的柱導向機構(gòu)和板導向機構(gòu)來長期保證對準狀態(tài)的重現(xiàn)，從而真正的加工過程可以在才莫具下部纟皮裝入壓力才幾后開始。為了獲得模具空隙中的明確初始狀況，需要通過研磨來調(diào)整壓邊模距離的平行度，從而模具空隙對應(yīng)于待成型板的厚度。因而在采用研磨色的情況下，首先產(chǎn)生一個壓痕圖形，其可以識別凹模、板和壓邊模之間的接觸狀況。壓痕圖形顯露在相關(guān)模具中成型或部分成型的板的，凹模和壓邊模在任何情況下都已經(jīng)以預(yù)定力作用于該板。為了能看見傳力部分的接觸面，板先在兩面涂上研磨色。在不出現(xiàn)接觸的位置，顏色保持不變。在模具接觸板的位置，從接觸區(qū)將以代表力大小的一定程度顯現(xiàn)出顏色。模具工由此掌握的模具中壓力狀態(tài)的圖像。結(jié)合該圖像，模具工利用打磨工具、砂紙和磨刀石二次加工壓邊模，該加工過程的結(jié)果就是，所施加的壓力均勻分散于整個板表面，這又通過壓痕圖形來檢驗。為了能同時加工多個模具，采用多個墊塊來盡量限制壓邊模和凹模之間的壓迫作用。墊塊的作用是使壓邊模總以相同方式壓迫凹模。壓邊模距離實現(xiàn)了板厚。其尺寸在模具加工中用鉛板或塑料片求出。柔軟的中間層在空隙中按照那里存在的尺寸被壓縮并可以在模具打開后被取出和測量。通過使用墊塊，可以盡量減少對深沖條件的影響，例如沖壓頭的擺動或者向上壓壓邊模的氣動銷的磨損。如果模具已知被加工至此階段，就可以按照批量級深沖第一板。此時，深沖以分級且中間有暫停的方式完成，在暫停期間，模具被打開，以便檢查板是否受力破裂。附圖標記一覽表1-壓力機；2-沖桿；3-沖壓臺；4-凹模；5-凸模；6-壓邊才莫；7-板；8-傳力銷；9-拉緊機構(gòu)；lO-上部支座；ll-導桿；12-下部支座模塊；13-導套；14-凹模；15-凹模環(huán)；16-凸模；18-壓邊模；20-支座底部；22-支座件；23-支座件；權(quán)利要求1、一種用于由板坯深沖制造零件的模具，包括配屬于壓力機的模具上部和模具下部，其特征在于，模具上部和/或模具下部按照模塊方式構(gòu)成，其中，模具上部包括上部支座模塊以及至少一個凹模模塊，該凹模模塊與上部支座模塊可拆分地相連，模具下部包括下部支座模塊以及至少一個凸模模塊和至少一個壓邊模模塊，它們與該下部支座模塊可拆分地相連，凹模模塊和凸模模塊設(shè)置在或者可設(shè)置在上部支座模塊和下部支座模塊之間。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，該模具可以被用于一個用于深沖制造n組不同零件的系統(tǒng)，其中模具上部包括上部支座模塊，其配有nl數(shù)量的凹模模塊，它們可以與上部支座模塊可拆分地相連，模具下部包括下部支座模塊，其配有n2數(shù)量的凸模模塊和n3數(shù)量壓邊模模塊，它們可拆分地與UTGM相連，凹模模塊和凸模模塊設(shè)置或可設(shè)置在上部支座模塊和下部支座模塊之間，每組要制造的零件對應(yīng)于一個凹模模塊和一個凸模模塊以及壓邊模模塊的至少一種組合，并且nl>3,n2>3和n3>3和n>3。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模具，其特征在于，模具上部和/或模具下部由耐磨強度不低于鑄鐵的耐磨強度的材料制成。4、根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的模具，其特征在于，模具上部和/或模具下部由灰口鑄鐵制成。5、根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的模具，其特征在于，模具上部和/或模具下部的重量的最多30%由硬化材料制成。6、根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的模具，其特征在于，模具上部和模具下部具有相互對應(yīng)的導向件。7、根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的模具，其特征在于，壓邊模模塊設(shè)置在或可設(shè)置在下部支座模塊和凸模模塊之間。8、根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的模具，其特征在于，上部支座模塊和/或下部支座模塊以框架形式構(gòu)成。9、根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的模具，其特征在于，壓邊模模塊和下部支座模塊借助導向件可豎直和/或可水平相對運動地相互連接。10、根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的模具，其特征在于，壓邊模模塊和凸模模塊借助導向件可水平和/或可豎直相對運動地相互連接。11、根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所迷的模具，其特征在于，凹模模塊包括凹模和凹才莫環(huán)。12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的模具，其特征在于，凹模環(huán)設(shè)置在凹模和上部支座模塊之間。13、根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的模具，其特征在于，凹模和凹模環(huán)一體制成。14、根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的模具，其特征在于，該零件可用于制造汽車車身。15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的模具，其特征在于，該零件是原型的零件或試批量的零件。16、根據(jù)權(quán)利要求1至15之一所述的模具，其特征在于，模具被設(shè)計用于制造至少100個零件。17、一種深沖制造零件的方法，包括以下步驟-提供至少一塊板坯；-提供包括按照前述權(quán)利要求中之一所述模具的壓力機，其包括凹模模塊、壓邊模模塊和凸模模塊的預(yù)定組合，-將板坯送入模具，-借助模具并通過使用壓力機對模具上部和模具下部的壓力來成型板坯，-卸出成型的板坯。全文摘要本發(fā)明涉及模塊式模具。在用于由板坯深沖制造零件的且包括屬于壓力機的模具上部和模具下部的模具中規(guī)定，模具上部和/或模具下部按照模塊方式構(gòu)成，模具上部包括上部支座模塊和至少一個凹模模塊，凹模模塊與上部支座模塊可拆分地相連，模具下部包括下部支座模塊和至少一個凸模模塊和至少一個壓邊模模塊，它們與下部支座模塊可拆分地相連，凹模模塊和凸模模塊設(shè)置在或者可設(shè)置在上部支座模塊和下部支座模塊之間。深沖制造零件的方法的步驟提供至少一塊板坯；提供包括上述模具的壓力機，其包括凹模模塊、壓邊模模塊和凸模模塊的預(yù)定組合，將板坯送入模具，借助模具并通過使用壓力機對模具上部和模具下部的壓力來成型板坯，卸出成型的板坯。文檔編號B21D37/01GK101524734SQ20091011829公開日2009年9月9日申請日期2009年3月3日優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日發(fā)明者W·邁耶申請人:大眾汽車有限公司