專利名稱:薄板成形模的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及薄板成形模。
薄板如金屬板或塑料板的負角通常利用滑動模塊產(chǎn)生。
目前,這里所說的負角成形是指當裝于下模上的工件被垂直下降來接合的上模加工成形時,由成形部位來完成成形加工,該部位從其位于上模的工作點處向里側朝著下模移動。
在傳統(tǒng)的薄板產(chǎn)品的負角成形過程中,工件被裝在下模上,上模沿垂直方向下降,使上模上的主動模塊驅動下模上的從動模塊,工件被從側向加工,當加工完成、上模抬起時,從動模塊被彈簧彈回。
在此過程中,從動模塊上的成形部位滑動并從工件外側使工件成形,其整體輪廓要與工件的成形部分完全相同,但加載著工件的下模成形部位必須設計成能夠分開并收縮形成下模負角的那部分,或者刪去形成負角的那部分的后部,工件向前移以使工件能被卸下。當負角角度較小時,沒有什么嚴重問題,但當負角的角度較大或工件有一個帶槽的纖細的框狀橫截面時,如汽車鈑金件中的前立柱表面一類的零件,由于工件狹窄的溝槽寬度,當下模上作為負角的部分被分隔或刪去時,不僅在被動模塊的成形部分上無法形成清晰的外廓,而且下模的強度也不足,無法進行負角成形。
在使用滑動模塊形成負角的過程中,被動模塊為完成成形要滑過相當長的直線距離,重復滑動被動模塊不總能容易地準確定位于一個特定位置,這樣,產(chǎn)品質量就難以穩(wěn)定。另外,常有這種情況產(chǎn)品產(chǎn)生畸變或彎曲,從而必須得到整修,但有些產(chǎn)品的整修在實際操作中根本不可能,比如構成汽車覆蓋件的零件,諸如車身側板、前翼子板、頂蓋、發(fā)動機蓋、行李箱蓋、門板、或前立柱表面,因為這類零件都具有三維曲面和外廓。在汽車鈑金部件中,如果產(chǎn)品產(chǎn)生任何畸變或彎曲,就難以將這些部件與其它部件組裝在一起,也就不能提供高質量的汽車鈑金結構,也不能保證薄板成形品的特定產(chǎn)品精度。
當使用滑動模塊時,必須在下模的一邊安裝一個很大的模塊及模塊座,下模的工件裝在上面,這對下模的面積要求很大,同樣增加了模具的重量,造成模具昂貴。
因此,為解決上述問題,申請人在日本專利公開號昭63-41662中已經(jīng)提出了一個薄板成形方法和成形模,它把沖壓的上下直線運動轉變?yōu)樾D運動。
現(xiàn)在,將參照圖6-10對成形模作詳細說明。
圖6是一個完整的前立柱外表面的左右透視示意圖,它是由成形模產(chǎn)生的汽車鈑金件。圖中,下圖展示前立柱表面的右側,上圖展示其左側。該前立柱表面構成了前門框的一部分、前擋風玻璃框的一部分、以及頂蓋支撐框的一部分,并與許多其它零件構成結合部,因此該零件有嚴格的產(chǎn)品精度要求,如果要求的精度達不到,就不能提供優(yōu)質鈑金車身。
由于前立柱表面構成了汽車覆蓋件的一部分,所以具有三維的曲面和輪廓。
由該成形模成形的負角部分在圖中用F表示,其橫斷面在
圖10中表示為工件W。
也就是說,當形成負角以后,工件W由圖7中狀態(tài)達到圖10中的狀態(tài)。順便說,這一模壓加工工序包括首先是壓延,然后經(jīng)周邊整形達到圖7中的狀態(tài),接著的第三步即模壓成形。
關于下模100,帶有一個軸向開槽101的一個圓柱狀旋轉模塊102,以可以轉動的方式安裝在下模體103上。下模體103用螺栓122牢牢地固定在下基座121上。下模體103的上表面的形狀被作成能夠容納工件W,負角成形部位104被加工在旋轉模塊102的開槽101的邊緣上,與下模103的上表面極為接近。被嵌入下模體103里的自動復位裝置使旋轉模塊102轉動和收回,以便工件W在成形后能從下模體103上取下。在該例中,自動復位裝置105在螺旋彈簧106的彈力作用下,使推桿107與滾動板108的末端底面相接觸,此擺板用螺栓151牢牢地固定在旋轉模塊102的開槽101上與負角成形部位104相對的那個面上。
對于自動復位裝置,可使用象氣壓裝置、液壓裝置、連桿機構、模塊或其它類似機構等,該裝置不僅可以安裝在下模上,也可以安裝在上模與下模之間。
另一方面,在上模109上,滑動模塊110被安裝在與上述旋轉模塊102相對的位置上,在該滑動模塊110的底端有一個負角成形部位112,滑動模塊110由導向器(圖中未注)引導,被壓縮著的螺旋彈簧117朝模具外側頂著,該彈簧被壓縮著安裝在滑動模塊110頂面與傾斜的導向器154的底面之間,導向器用螺栓153牢牢地固定在上基座152上。滑動模塊110被以螺栓155牢牢地固定在斜導向器154上的擋板156擋住。緩沖墊157被螺旋彈簧158向下方頂著,由懸掛螺栓119懸掛在上基座152上,將工件W有力地壓到下模體103上,以免工件W在其負角成形之前移動。
下面將描述本成形模的工作情況。
首先,如圖7所示,上模109位于沖程上止點,然后,工件W被置于下模100的下模體103上,在此過程中,旋轉模塊102在自動復位裝置105的作用下轉動縮回。
然后,上模109開始下降,且如圖8所示,先是滑動模塊110的底面與滾動板108接觸,使旋轉模塊102在圖8中沿順時針方向轉動,但并不造成滑動模塊110與旋轉模塊102上的負角成形部位104相互干擾。
隨著上模109連續(xù)地進一步下降,被朝模具外側方向頂著的滑動模塊110抵著螺旋彈簧117的彈力,在模塊作用下向左側橫向移動,達到圖9所示的狀態(tài),已轉動的旋轉模塊102上的負角成形部位104與滑動模塊110上的負角成形部位112相互配合,形成工件W上的負角。
形成負角后,上模109開始抬起,滑動模塊110被螺旋彈簧117朝模具外側方向頂著,在圖10中向右側移動并上升,與已形成負角的工件W互不干擾。
另一方面,因為受約束的滑動模塊110上升,旋轉模塊102在自動復位裝置105的作用下,在圖10中向右轉動,從而使在從下模103上卸下已形成負角的工件W時,工件W的移卸與旋轉模塊102的負角成形部位104互不干擾。
已成形的薄板件是利用上述旋轉模塊形成其負角的,但由于旋轉模塊是繞回轉軸線旋轉來加工工件的,如果工件接近直線而沒有大的彎曲,待形成負角的部分能夠進入旋轉模塊之一中并被加工,但是,如果工件有很大彎曲,則待形成負角的部分就不能徹底進入旋轉模塊之一中,也就不能被加工。
特別是,汽車鈑金件包括門板都有許多彎曲部分,并且近年來,從設計角度看,在傳統(tǒng)的彎曲部分之外增加了許多負角成形部分,并且要求在一道工序中完成這些負角成形部分的成形,而不是經(jīng)過許多道工序,以提高生產(chǎn)率。
因此,在這種環(huán)境下,本發(fā)明涉及一種薄板成形模,它運用一系列平行的旋轉模塊來完成十分彎曲的負角成形部分的成形,這泄輪的回轉軸處于不同位置。
從制造模具的角度看,旋轉模塊的直徑實際上不能過分加大,例如大約在320mm。對于很彎曲的工件,彎曲部分用新設置的另一組回轉軸處于不同位置的平行旋轉模塊來加工。這一新設置的另一組旋轉模塊被設計成可以根據(jù)彎曲的程度作垂直和水平移位。對旋轉模塊的分隔位置須予以特別考慮,以使旋轉模塊的負角成形部分不會變得過分尖銳。因為,如果負角成形部位過分尖銳,強度就差,所以最好應當注意,不要讓它達到30°或更小。
因為本發(fā)明中的多個轉模塊以如下方式布置它們的回轉軸相互平行,在轉動時,相毗連的旋轉模塊在接合面處其端面互不干擾。
另外,根據(jù)本發(fā)明,一個連桿機構被安裝到毗連的旋轉模塊上,旋轉模塊可以被一個自動復位裝置驅動。
還有,本發(fā)明中一個閂板(latching plate)和銷子嚙合形成一個連桿機構,結構十分簡單。
附圖簡介圖1是本發(fā)明的一個具體實施例的俯視圖;圖2是從圖1中III-III位置上截取的工件在負角成形前和成形后的兩個截面圖3是從圖1中III-III位置上截取的縱剖視圖;圖4是從圖1中IV-IV位置上截取的縱剖視圖;圖5的兩個視圖展示了本發(fā)明中的連桿機構;圖6是一個完成的前立柱表面的左、右透視簡圖,這是一個汽車鈑金件;圖7是一個縱剖視圖,表示的是用于完成圖6所示的前立柱表面的負角成形的成形模的上模處在上止點時的狀態(tài);圖8是圖7所示的成形模的上模的一個縱剖視圖,它下降與下模接合;圖9是一個縱剖視圖,表示的是圖7中成形模的上模處在下止點時的狀態(tài);圖10是上模的縱剖視圖,表示的是在圖7所示的成形模完成負角成形后,上模上升并位于其上止點時的狀態(tài)。
現(xiàn)在,參照圖1-5所示的一個具體實施例,將對本發(fā)明作更詳細的說明。
如圖1所示,由本發(fā)明所述的成形模加工成形的工件W是一個汽車行李箱蓋表面,從平面圖上看,行李箱蓋表面的前邊緣凹進的圓弧曲線部分形成了負角,如圖2所示,負角成形是使其如上圖所示的橫截面變?yōu)槿缦聢D所示的狀態(tài)。
圖1展示的是薄板成形模的俯視圖,圖2是凸緣1在工件W成形前和成形后的狀態(tài),圖3是從圖1中III-III位置上截取的縱剖視圖,圖4是從圖1中IV-IV位置上截取的縱剖視圖,圖5是旋轉模塊的連桿機構。
薄板成形模上的工件W的加工部分是行李箱蓋表面的前邊緣,圖1中很清楚,從平面看是一段凹進的輪廓,圖4中很清楚,其兩端部分比中部低很多且向右有很大的位移,如果僅用一個旋轉模塊進行加工,將需要一個相當大的旋轉模塊。但從制造模具的角度來說,實際上不可能過度加大尺寸,最大直徑約為320mm左右。另外,中部和兩端的凸緣的角度也不相同,而且還存在這種情況旋轉模塊的負角成形部分變得太尖銳,以至于無法保持其強度。在本發(fā)明中,旋轉模塊被分成三部分,即中部和兩個端部。一個連桿機構安裝在旋轉模塊上,以使所有旋轉模塊由一個滑動模塊驅動。
圖1中,在以CA為旋轉軸的中部旋轉模塊2的兩端,分別安裝了以CB為旋轉軸的邊部旋轉模塊3。由圖4可以清楚地看到邊部旋轉模塊3相對于中部旋轉模塊2作了向下H、向右L的位移。
下模4有一個支座7,用螺栓6固定在下模臺5上,在支座7的上中部的水平狹長凹槽8中,以允許其轉動的方式支撐著帶有軸向開槽14的圓柱形中部旋轉模塊2。
在本實施例中,設置了一個氣缸12作為旋轉模塊的復位裝置,不必說,自動復位裝置不限于使用氣缸,象彈簧、液壓裝置、連桿機構、模塊、或與此類似的任何機構都可使用,并且不僅可以安裝在下模上,也可安裝在上模上。
在圖3中,一個連接零件9以螺栓10固定在中部旋轉模塊2的底面和氣缸活塞桿13的末端,氣缸的基座以樞支安裝在托架11上,托架11以螺釘15固定在支座7上,上述連接零件9樞支安裝,以便收縮活塞桿13,從而使中部旋轉模塊2復位。在支座7的狹長凹槽8的底部上,開有一個窗狀狹槽16,以便連接零件9在其中轉動。
在中部旋轉模塊2的開槽14的邊緣部位上形成了一個負角成形部位17,滾動板72以螺栓73固定在與開槽14的負角成形部位17相對的面上。順便說一下,圖1中滾動板72被省略了。中部旋轉模塊2的負角成形部位17被加工成工件裝載部分18,其外輪廓與工件W的底面輪廓一致,以容納工件W,具有與工件W的底面相同輪廓的工件支撐部分19,其上部稍稍向外伸出,與支座7上的中部旋轉模塊2的工件裝載部分18相連。
上模21有一個支座23,用螺栓24固定在上模臺22的底面上,防磨板25用螺栓26固定在支座23的底面上,滑動模塊27由導板28保持,在防磨板25的底面滑動。負角成形部位34用螺栓35固定在滑動模塊27上與中部旋轉模塊2的開槽14相對的位置處。
在滑動模塊27的上表面,支撐板29以螺栓30固定。在支撐板29與支座23上的縱向壁24之間,安裝了一個壓縮著的螺旋彈簧31,彈簧將滑動模塊27壓向模具外側。
上述螺旋彈簧31套在擰入縱向壁24里的定位銷32的外面,上述定位銷32的末端允許一個固定在與縱向壁24相對的側面上的止推板33穿在上面。當上模21升起時,滑動模塊27向模外側移動,直至支撐板29在螺旋彈簧31的彈力作用下,與止推板33接觸為止。
盡管圖中未標注,但為了穩(wěn)固地撐住工件W,工件W的定位零件被安裝在下模4和上模21上,如傳統(tǒng)例子中所描述的那樣,用于對工件W加壓的墊板安裝在下模上。但由于這些將使例圖變得復雜、使本發(fā)明的重點難以理解,所以省略了定位零件和墊板。
下面,將參照圖4對位于工件W兩邊緣部的模具結構進行說明。
在下模臺5上,一個邊緣支座41用螺栓42固定。一個帶有軸向開槽44的圓柱形邊部旋轉模塊3以可旋轉的方式放置在位于邊緣支座41的上表面中部的水平狹長凹槽43內。
在邊部旋轉模塊的開槽44的周邊部分上,形成一個負角成形部位45。滾動板46用螺栓47牢牢地固定在開槽44上與負角成形部位45相對的那個面上。圖1中滾動板46被省略了。邊部模塊3的負角成形部位45被加工成工件裝載部分48,其輪廓與工件W的底面輪廓相同,以容納工件W。具有與工件W底面相同輪廓的工件支撐部分49,其上部稍稍向外伸出,與邊緣支座41上的邊部旋轉模塊3上的工件裝載部分48相連。
在圖4中,與圖3中的上模21相同的零件被賦予了相同的參照號碼和完全相同的功能。在滑動模塊27的與邊部旋轉模塊3的開槽44相對的位置上,用螺栓51固定著負角成形部位50。
在圖4中,與圖3相同,工件W定位零件和墊板被分別安裝到下模4和上模21上,但在圖中被省略了。
在圖5中,展示了一個連桿機構,用于把由氣缸12傳遞到中部旋轉模塊2上的轉動推力傳遞到兩邊毗連的邊部旋轉模塊3上。
一個帶有開口槽61的閂板62以螺栓63固定在中部旋轉模塊2的端面上,定位銷65以螺栓64固定在邊部旋轉模塊3的端面上的與上述中部旋轉模塊2的端面上的卡盤62的開口槽61相對的位置上。
當中部旋轉模塊2被氣缸12驅動時,由于銷子65與卡盤62是嚙合的,因此邊部旋轉模塊3被同步驅動沿相同方向轉動。
順便說一下,也可以通過用氣缸驅動邊部旋轉模塊來帶動中部旋轉模塊。
另外,這里是以三段模塊為例說明的,但是借助連桿機構,也可以用一個氣缸帶動四個或更多的旋轉模塊。
下面將描述薄板成形模的工作過程。
圖3和圖4所示的狀態(tài)是所有下止點狀態(tài),與傳統(tǒng)例子中的圖9相對應。
在本發(fā)明中,盡管沒用例圖說明,但如傳統(tǒng)例子之圖7所表示的那樣,上模21處在上止點位置,當工件W被裝載到下模4的工件支撐部分19,49上時。在此過程中,中部旋轉模塊2和邊部旋轉模塊3在氣缸12的作用下轉動并收縮。
下面,如傳統(tǒng)例子之圖8所示,在上模21中,滑動模塊27的斜面71與滾動板18、46在不造成滑動模塊27與中部旋轉模塊2和邊部旋轉模塊3的負角成形部位17、45相互干擾的情況下進入接觸,驅使中部旋轉模塊2和邊部旋轉模塊3順時針轉動。
隨著上模21連續(xù)地進一步下降,被朝模具外側方向頂著的滑動模塊27抵著螺旋彈簧31的彈力,在模塊作用下向左側橫向移動,達到傳統(tǒng)例子之圖9所示的狀態(tài),即圖3和圖4所示的狀態(tài)。已轉動的中部旋轉模塊2和邊部旋轉模塊3上的負角成形部位17、45與滑動模塊27上的負角成形部位34、50相互配合,形成工件W的負角。
形成負角后,上模21開始抬起,滑動模塊27被螺旋彈簧31朝模具外側方向頂著向右側移動,如傳統(tǒng)例子之圖10所示,上升中與已形成負角的工件W互不干擾。
另一方面,當受約束的滑動模塊27抬起時,氣缸12將活塞桿13收縮,中部旋轉模塊2和邊部旋轉模塊3向右轉動,使得在從下模41上卸下已形成負角的工件W時,工件W的移卸與中部旋轉模塊2和邊部旋轉模塊3的負角成形部位17、45互不干擾。
在本發(fā)明中,為了在取出工件W時不引起工件W與下模相互干擾,通過氣缸12轉動中部旋轉模塊2,同時使分別位于其兩端的邊部旋轉模塊3轉動并收縮。借助連桿機構,一個氣缸能夠帶動若干旋轉模塊。
本發(fā)明涉及的是一個帶有成形部位的成形模,當?shù)诙Q刂本€移動與第一模接合時,形成負角。在薄板成形模中,一個帶有軸向開槽的圓柱形旋轉模塊以可轉動的形式安裝在第一模中,一個負角成形部位形成于旋轉模塊的開槽的邊緣上,一個帶有負角成形部位的滑動模塊以與上述旋轉模塊相對的形式安裝在第二模上,安裝在第一模上的一個自動復位裝置,用于使旋轉模塊轉動和收縮,以保證工件在成形后能夠從第一模上卸下,由于把薄板成形模設計成能夠利用多個旋轉模塊來加工一個極度彎曲的負角成形部分,這些旋轉模塊的回轉軸處于不同位置,相互平行,從而使得利用一個成形模加工極度彎曲的負角成形部分成為可能,也使減少工序數(shù)目、提高加工精度成為可能。
由于在本發(fā)明中一個極度彎曲的負角成形截面被分成若干部分,所以,能夠考慮避免旋轉模塊上的負角成形部位過度尖銳,避免旋轉模塊強度不足。
另外,由于在本發(fā)明中,若干旋轉模塊的回轉軸被安排成相互平行,所以在旋轉模塊轉動時,相毗連的旋轉模塊在接合面處其端面互不干擾。
而且,根據(jù)本發(fā)明,一個連桿機構被裝配到這些相毗連的旋轉模塊上,從而使這些旋轉模塊可以由一個自動復位裝置驅動。
還有,在本發(fā)明中,一個閂板和一個銷子嚙合形成一個連桿機構,結構十分簡單。
權利要求
1.一種帶有負角成形部位的薄板成形模,當?shù)诙Q刂本€移動與第一模接合時完成薄板成形,包括一個帶有軸向開槽的圓柱形旋轉模塊以可轉動的形式安裝在第一模中,一個負角成形部位形成于旋轉模塊的開槽的邊緣上,一個帶有負角成形部位的滑動模塊以與上述旋轉模塊相對的形式安裝在第二模上,安裝在第一模上的一個自動復位裝置,用于使旋轉模塊轉動和收縮并達到使工件在成形后從第一模上卸下的狀態(tài),其中一個極度彎曲的負角成形部分將利用多個旋轉模塊來加工,各該旋轉模塊的回轉軸處于不同的位置,相互平行。
2.如權利要求1所述之薄板成形模,其特征在于一個連桿機構被安裝到多個旋轉模塊上,這些旋轉模塊被設計成由一個自動復位裝置驅動。
3.如權利要求2所述之薄板成形模,其特征在于其連桿機構包括一個閂板,安裝在一個與毗連的旋轉模塊相對的端面上;一個銷子,安裝在另一個端面上,該閂板與銷子相互嚙合。
全文摘要
一種帶有成形部位的成形模,當?shù)诙Q刂本€移動與第一模接合以進行薄板成形時,形成負角。在薄板成形模中,一個帶有軸向開槽的圓柱形旋轉模塊以可轉動的形式安裝在第一模中,一個負角成形部位形成于旋轉模塊的開槽的邊緣上,一個帶有負角成形部位的滑動模塊以與上述旋轉模塊相對的形式安裝在第二模上,安裝在第一模上的一個自動復位裝置,用于使旋轉模塊轉動和收縮,以保證工件在成形后能夠從第一模上卸下。
文檔編號B21D37/00GK1194186SQ9710492
公開日1998年9月30日 申請日期1997年3月26日 優(yōu)先權日1997年3月26日
發(fā)明者松岡光男 申請人:優(yōu)美克斯股份株式會社