CN101370605A - 用于制造组合产品的方法和工具 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产复合物体的工具，包括第一和第二材料路径(11、14)，第一和第二片状材料可沿其分段供给。沿第一和第二材料路径(11、14)布置多个加工站(17、18)以通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工第一和第二片状材料。第一和第二材料路径(11、14)彼此相交，且在相交区域布置组装站(19)以将来自第一和第二材料路径(11、14)的组成部件接合在一起或进行组装。一种从片状材料生产复合物体的方法，包括步骤：沿第一供给方向(9)分段供给第一片状材料，片状材料在某些供给步骤之间加工；沿第二供给方向(10)分段供给第二片状材料，第二片状材料在某些供给步骤之间加工，第一和第二组成部件组装在一起且以组装状态离开工具。

Description

用于制造组合产品的方法和工具
技术领域
本发明涉及从片状材料生产复合物体的方法，其包括步骤：第一片状材料沿第一供给方向通过工具从第一进给段以第一供给长度分段供给到排出段，至少在某些供给步骤之间第一片状材料通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工。
本发明也涉及从片状材料生产复合物体的工具，其包括：第一材料路径，第一材料路径延伸通过该工具且第一片状材料可沿第一材料路径以第一供给长度分段供给，第一材料路径陈列有多个加工站以通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工第一片状材料。
背景技术
在视为从片状材料开始的、复合物体(即包括至少两个但可能有更多的组成部件的物体)的制造中，之前曾经的实践是：在第一工具中制造基本全部完成的第一组成部件。此外，在第二、有可能第三或第四工具中，已经生产第二、有可能第三或第四组成部件。因而生产的组成部件随后接合在一起产生成品物体。关于接合一起或组装，已经采用各种技术，例如铆接、螺纹连接、焊接、缝接以及也可能粘合。
在包含于所述物体中的组成部件的生产中，通常大批量加工所述组成部件。这意味着在生产之后所述组成部件的组装和接合在一起的主要问题在于自动化和机械化。在此情况下遇到的问题为从大批量存货中拣选组成部件、它们的具体定向、以及已定向的组成部件的定位。在某些情况下，例如当组成部件显示出相互卡紧的趋势时，几乎不可能实现上述定向和定位。
同时，在某些情境中，有可能自动执行组成部件的组装，这种自动化需要大而昂贵的机器。因此，组成部件的组装和接合在一起通常手动地且通常在廉价劳动力国家中实施。
在手动组装中，尽管使用来自这些廉价劳动力国家的劳动力，由于运输成本、或多或少欠缺的精度和产生的低质量以及高废品率，这种成本通常处于高水平。
发明内容
本发明目的在于避免现有技术中的问题。具体而言，本发明目的在于设计所介绍的方法，以便在同一工具中有可能制造全部完成状态的复合物体，或至少包含在复合物体中的组成部件接合在一起。本发明目的还在于设计该方法，以便生产率高，精度良好且成本低，甚至在比较大的系列中也是如此。最终，本发明目的在于设计这样的方法，使得包含在复合物体中的组成部件的制造彼此完全独立，直到它们组装时。
本发明目的还在于设计所介绍的工具，以便其提供与根据本发明的方法相比相同或类似的质量。
将根据该方法获得构成本发明基础的目的，如果其特征至少在于：第二片状材料沿第二供给方向以第二供给长度通过第二供给段分段供给到该工具中，至少在某些供给步骤之间第二片状材料通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工成物体的全部或部分完成的第二组成部件，在该工具中第二组成部件与由第一片状材料全部或部分完成的第一组成部件接合在一起以形成物体，且以组装状态沿第一供给方向离开工具。
如果这两个组成部件接合在一起在同一工具中发生，则组成部件的定向和定位是简单的，因为这些由工具限定。
将根据该工具获得构成本发明基础的目的，如果其特征至少在于：第二材料路径，第二片状材料可沿第二材料路径以第二供给长度分段供给，沿第二材料路径布置有多个加工站以通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工第二片状材料；设置在第一和第二材料路径之间的相交区域中的站，用于将从第一片状材料生产的全部或部分完成的第一组成部件与从第二片状材料生产的全部或部分完成的第二组成部件接合在一起或进行组装。
借助于关于该工具的这些特征，将获得与通过根据本发明的方法设计获得的这些优势完全类似的优势。
附图说明
现在，本发明将具体参考附图在下文更详细描述。在附图中：
图1是包含在没有任何工件的完整工具中的下部的透视图；
图2示出了此时在其中放置有工件的根据图1的工具部分；
图3是通过了处于闭合状态的完整工具取得的剖面，包括工具部分1和2且设置有工件；和
图4是图2所示的工件的俯视图。
具体实施方式
现在，本发明将参考给定的工具为示例而描述，但由于这种制造的物体广泛地变动，容易知道该工具的准确形成和设计可以根据所制造的物体的设计和构造而在不同情况中有非常大的变化。
本发明将例示为应用于垂直操作压力机。然而，在某些情况下，压力机的工作方向可以为水平的，而此情况对本发明的原理没有任何影响。
本发明实际应用类型的压力机具有下部夹紧工作台，工具下半部或部分可夹持在所述夹紧工作台上。压力机具有压力机滑件，所述压力机滑件可相对于夹紧工作台往复运动，且工具上半部或部分可安装在所述压力机滑件上。在压力机的一个工作冲程中，压力机滑件以向下方向朝夹紧工作台移动一定距离，直到完成一个工作冲程，其后压力机滑件再一次升起。
用于实施本发明的工具具有下部基板1，工具的下部借助于下部基板1紧固在夹紧工作台上。工具下部还具有提升板2，提升板2可相对于所述基板在垂直方向移动。提升板在向上方向被弹簧偏压，且因而可以在一个工作冲程期间朝基板向下冲压一定距离。提升板用作支撑通常为带形的片状材料，所述片状材料是在工具中的加工物体。
基板1具有固定安装的模26、27和类似的加工部件，当提升板向下冲压时，所述部件与工件下侧邻接，从而进行工件的加工。
工具的上部(仅在图3中显示)具有用于安装在压力机滑件上的上部固定板23。此外，工具的上部具有保持板或片保持板24，保持板或片保持板24可相对于固定板在垂直方向移动。保持板在向下方向被弹簧偏压但在工作冲程期间可以克服弹簧作用向上冲压。
保持板24用于在工作冲程期间与工件的上侧邻接，以便将工件保持到位，而且在某些情况下防止工件中的挠曲、折边等。
在上部固定板的下侧上设置有冲孔、冲压、剪切工具等，在工作冲程期间，所述工具通过保持板24中的相应开口以便与布置在基板1上的模26、27、剪切工具等配合。
在工作冲程期间，工具上部降低直到保持板24与工件的上部面接触。其后，保持板和提升板2将作为刚性单元被一起向下推压，从而进行位于它们之间的工件的加工。在此操作中可能分离的碎片至少部分地在重力作用下在向下方向离开工具。
在工件完成加工之后，工具上部升起，其后提升板2和保持板24以及位于它们之间的工件提升到起动位置，其后工具上部继续提升，从而提升板达到离工具下部和位于其中的工件一定距离处。
图1显示了从上斜看的用于实施本发明的工具下部的透视图。在图中，附图标记1标示基板(工具的基板)且附图标记2标示提升板。在此情况下，如上所述，基板1将紧固在压力机中的夹紧工作台上。
如上所述，提升板2可相对于基板1在垂直方向移动，且通过导向器3相对于基板在高度方向可移动地导向。虽然在图中不清楚，在垂直方向在提升板2的下侧和基板1的下侧之间有空间。此外，提升板2在向上方向(即远离基板1)被弹簧偏压。
基板1还陈列导向器4，工具上部(图中未示出)上的相应导向器容纳在导向器4中。导向器4和工具上部上的相应导向器的目的为在工作冲程期间在横向方向(横向于压力机移动方向)相对于彼此准确地导向工具的上部和工具的下部。
此外，基板1具有向上定向的制动装置5，制动装置5将与布置在工具上部中的上部固定板上的相应制动装置邻接，以便由此限制工具上部和其下部相对于彼此的相对位移。
提升板2具有至少第一进给段6和第二进给段7、以及排出段8。第一供给方向9从第一进给段6延伸到排出段8。第二供给方向10从第二进给段7朝第一供给方向上延伸，且从而第二供给方向相对于第一供给方向横向定向。第二供给方向与第一供给方向成角度，该角度在很大范围内变动且可以为直角。在图1中，第一供给方向由虚线箭头9表示，且第二供给方向由虚线箭头10表示。非常清楚，显然两个供给方向9和10彼此相交。
向第一进给段6和第二进给段7供给的通常为带形的片状材料，分别通过第一供给机构和第二供给机构分段被推进。这两个供给机构完全彼此独立，仅在工具打开时才能够执行供给步骤。执行的供给运动因而同步进行。然而，完全有可能在第一供给机构执行一个或更多的供给步骤时第二供给机构空转，反之亦然。也应当理解，供给机构的供给长度可以选择为完全彼此独立。
沿第一供给方向9布置第一材料路径11，第一材料路径11由沿供给方向9布置的两个导向器12和13限定或限制。导向器12和13的目的在于将通常为条形或带形的第一片状材料引导通过工具，从而使其沿第一材料路径分段供给通过工具。
该工具沿第二供给方向10具有第二材料路径14，第二材料路径14也由导向器15和16限定，导向器15和16的目的在于将最通常为条或带形式的第二片状材料沿第二供给方向10且沿第二材料路径14引导。
两个材料路径11和14的宽度可以选择为完全彼此独立，且完全取决于所制造的物体的外表。
沿第一材料路径11布置多个加工站17以加工第一片状材料，例如通过剪切、冲孔、冲压、折弯、缝接、制孔等。原则上，加工站设计为执行可以在所述类型工具中实施的所有加工操作。
加工站17所处的准确位置，它们的数量以及它们设计实施的工作职能取决于工具制造的物体的类型。因而，会有很大的变化。
类似于第一材料路径11，第二材料路径14也具有多个加工站18，用于至少在第二片状材料在操作期间经历的某些供给步骤之间加工第二片状材料。
同样，关于第二材料路径14，加工站的定位、数量和设计可显著地变动且完全取决于在第二片状材料上实施的加工类型。
分别沿材料路径11和14的加工站17和18的数量不需要相等，而是根据待制造物体的结构尤其是一起形成复合物体的组成部件的结构来选择。
分别在第一和第二供给方向9和10之间的相交区域中，而且也分别在第一和第二材料路径11和14之间的相交区域中，布置组装或接合站19，组装或接合站19设计为至少部分地将在第一材料路径中生产的组成部件与在第二材料路径中生产的组成部件组装。在此情况下，将两个组成部件组装或接合在一起使得它们的相互位置在它们沿第一材料路径11进一步供给时不错乱就足够了。
此外，分离设备20布置在两个材料路径11和14之间的相交区域中，分离设备20的目的在于将沿第二材料路径生产的一个组成部件从沿第二材料路径的紧随的组成部件分离，以便使得分离的组成部件沿第一供给方向9继续移动，而不受第二片状材料或从其生产的组成部件的阻碍。
图2是对应于图1的透视图，但第一片状材料和第二片状材料以及从它们生产的组成部件均在工具中到位。图4分别显示从上直视的两个片状材料。
图2和图4结合在一起可以看出，带形式的第一片状材料21布置在第一材料路径11上，带形式的第二片状材料22布置在第二材料路径14上。从图4还可以看出，片状材料带21和22均布置为分别在第一供给方向9和在第二供给方向10分段移动。
在图2中，位于图1最右边且当作第一加工站的加工站被给定附图标记17a。相应地，在图1所示的供给方向9中随后的加工站被给定附图标记17b，且在供给方向上的最后加工站被给定附图标记17c。相应的附图标记在图4中插入。
图2和图4结合在一起可以看出，在加工站17a中，板的轮廓切出带21，同时在板中制成孔，且所述孔充当用于工具中所生产的物体的组装孔的目的，而且通过与设置在工具中的导向销配合也用作工具中的第一带21的位置确定的导向器。
在加工站17b中，在加工站17a中切出的板中制成矩形孔。最终，在加工站17c中，完成物体从位于后面的或多或少的完成物体分离。
类似于上文所公开的，图2和4中沿第二材料路径14的加工站已经被给定附图标记18a和18b。从图4可以看出，在加工站18a，坯体在第二片状材料带22切出，该坯体然后在随后的加工站18b中形成弹簧夹，弹簧夹在图2中以透视图显示且在图4中图示为从上方直视。
如上所示，在两个片状带21和22之间的相交区域中布置组装站19。此外，分离设备20在图2和图4中均标出。
上述工作步骤和基于两个片状材料带21和22生产的组成部件的外表可显著地变动且完全取决于将在工具上制造的物体的类型。
从图2可以看出，当进入与第一片状材料带21的相交区域时，第二片状材料带22，尤其是已经从第二片状材料带生产的那些组成部件，将到达第一片状材料带21的上侧。可替换地，也有可能想象到使得从第二片状材料带22生产的组成部件到达第一片状材料带21或从其生产的组成部件的下侧。为此，第一进给段6和第二进给段7在工具中的高度水平不同。高度水平差对应于两个片状带21和22的材料厚度。在包括位于最上面的第二片状带22的可替换实施例中，高度差对应于第一片状带的材料厚度。当第二片状带22位于第一片状带21下面时，相应地，高度差对应于第二片状带22的材料厚度。
应当注意和强调，两个片状带的材料厚度完全可以在相当大的范围内变动，且它们自然也具有在所述界限之间的不同值。片状带21和22两者的材料也可以由完全不同的材料和不同质量的同一基本类型材料构成。因而，第一片状带21由钢制成而第二片状带22由铝制成是完全可以的，反之亦然。此外，两个片状带21和22的宽度可显著不同。最终，如上所述，供给长度也在片状带之间变动。
附图所示的组装站或设备19设计成用于借助于铆接实现组装。然而，根据本发明，使用通过焊接、螺纹接合、缝接操作或使用任何其它接合过程的组装站同样可行。
图3示出了在工作冲程期间沿图2中的剖面线A-A剖切的剖面图。在图3中，根据前述附图的附图标记已经标出。此外，工具的上部固定板已经被给定附图标记23，同时其保持板或片保持板已经被给定附图标记24。应当指出，保持板24由通过螺纹接合在一起以形成刚性单元的上部板部分和下部板部分制成。
在图3最左边示出了冲床25，冲床25降低到相应的模26中，在此情况下冲床和模构成加工站，在图2和4中，加工站被给定附图标记17c。此外，用于剪切工具的模27在加工站17a处表示为包含在该加工站中。
关于上述工具的操作，通常为条形或带形的第一片状材料，例如片状材料带21，通过第一供给长度的第一进给段6供给到工具中，且沿第一供给方向9供给到位于该工具的相对端部处的排出段8。当工具打开时，沿供给方向9的供给分段进行。至少在沿供给方向9的某些供给步骤之间，第一片状材料根据在制造过程中工具内的物体形式所规定的要求通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工。
通常以条或片状带22形式的第二片状材料通过第二供给长度的第二进给段7沿第二供给方向10供给到工具中。沿供给方向10的供给也分段进行，且在此也至少在沿供给方向10的某些供给步骤之间进行对第二片状带22的加工。
第一和第二供给长度可以相同，但也可以显著地不同。
根据本发明，也可以以与第一供给方向9相交的相应供给方向供给第三或更多的片状材料带。
当第二片状带22达到第一供给方向9和第二供给方向10之间的相交区域时，从第一片状材料带21开始制造的完成的物体的组成部件和从第二片状材料带22开始制造的组成部件组装或接合在一起。其后，组成部件构成的物体从接合或组装区域沿第一供给方向9进一步供给且一起通过排出段8排出。由组成部件构成的物体的进一步加工可在工具中在组装或接合区域与排出段之间进行。
通常，从两个片状带21和22生产的组成部件将彼此叠置。为此，片状带沿不同高度水平供给通过工具，其中这些片高度水平之间的差对应于位于最下面的片状带的材料厚度。
紧接在组装或接合区域之后，位于接合区域中的组成部件从位于其后面的组成部件分离，从而较后的组成部件不妨碍在第一供给方向9的较前的组成部件远离组装或接合区域朝排出段8的方向进一步供给。
两个片状材料带21和22在工具中的加工以同步运动进行，因为加工站17和18布置在形成刚性单元且可能由较小的板构成的板上。
在前述说明中，描述形成根据本发明制造基础的两个材料块为片状材料。自然地，该术语包括任何类型的片状材料，而与其物理构成、材料厚度和宽度无关。在一个实际实施例中，术语“片状材料”在大多数情况下很可能被理解为条形或带形钢片。然而，该术语也包括其它金属和金属合金，如铝、黄铜、铜、不锈钢、钛等。还应当强调，加工的材料工件中的材料属性可显著变动，从而一种材料带可由例如弹簧钢制成，而另一材料带可由显著更软和可塑性变形的材料制成。在某些情况下，塑性材料也可想象为构成根据本发明加工的材料工件中的一个。
上述工具具有第一和第二进给段，分别为6和7。然而，根据本发明，可以使用附加的进给段、附加的进给方向和附加的材料路径，从而完成的产品包括每个均由其材料片生产的至少两个但也可以为三个或更多的组成部件，其中每个材料片经由其自己的进给段供给。在包含三个或更多的进给段、供给方向和材料路径的情况下，结构完全类似于包括两个进给段等的上述情况。

Claims (15)

1.一种从片状材料生产复合物体的方法，包括步骤：第一片状材料(21)沿第一供给方向(9)以第一供给长度通过工具从第一进给段(6)分段供给到排出段(8)，第一片状材料至少在某些供给步骤之间通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工，其特征至少在于：第二片状材料(22)通过第二供给段(7)沿第二供给方向(10)以第二供给长度分段供给到该工具中，第二片状材料至少在某些供给步骤之间通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工成物体的全部或部分完成的第二组成部件，该工具中的第二组成部件与由第一片状材料(21)全部或部分完成的第一组成部件接合在一起，且使得它们在第一供给方向(9)以组装状态离开工具。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使得第二供给方向(10)与第一供给方向(9)相交。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第二片状材料(22)在比第一片状材料(21)的高度水平更高或更低的高度水平上供给到工具，且其中高度水平的差分别对应于第一和第二片状材料的材料厚度。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述组装操作的至少初始阶段在第一供给方向(9)与第二供给方向(10)的相交区域中进行。
5.根据权利要求1到4任何一项所述的方法，其特征在于，第二组成部件在第二供给方向(10)与紧随的第二组成部件分离，同时执行与第一组成部件的组装操作的至少一个初始阶段。
6.根据权利要求1到5任何一项所述的方法，其特征在于，第一片状材料(21)和第二片状材料(22)被给定不同的材料厚度。
7.根据权利要求1到6任何一项所述的方法，其特征在于，第一片状材料和第二片状材料(22)被给定不同的材料组成或属性。
8.根据权利要求1到7任何一项所述的方法，其特征在于，第一和第二片状材料(分别为21和22)的加工以同步运动进行。
9.根据权利要求1到8任何一项所述的方法，其特征在于，第一(21)和第二(22)片状材料的加工以及第一和第二组成部件的组装以同步运动进行。
10.一种从片状材料生产复合物体的工具，包括：第一材料路径(11)，第一材料路径(11)延伸通过该工具且第一片状材料(21)可沿第一材料路径(11)以第一供给长度分段供给，第一材料路径陈列有多个加工站(17)以通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工第一片状材料，其特征至少在于：第二材料路径(14)，第二片状材料(22)可沿第二材料路径(14)以第二供给长度分段供给，沿第二材料路径布置有多个加工站(18)，以通过剪切、冲孔、冲压、折弯等加工第二片状材料；和站(19)，设置在第一(11)和第二(14)材料路径之间的相交区域中，用于将由第一片状材料(21)生产的物体的全部或部分完成的第一组成部件与由第二片状材料(22)生产的物体的全部或部分完成的第二组成部件接合在一起或进行组装。
11.根据权利要求10所述的工具，其特征在于，第一(11)和第二(14)材料路径作为刚性单元布置在一起。
12.根据权利要求10或11所述的工具，其特征在于，第一材料路径(11)具有第一进给段(6)和排出段(8)，第二材料路径(14)具有第二进给段(7)，第二材料路径与第一材料部件相交布置。
13.根据权利要求10到12任何一项所述的工具，其特征在于，所述材料路径(11、14)至少部分地由布置在共同的板(2)上的导向器(12、13；15、16)限定，所述板包含在工具中且作为刚性单元接合在一起。
14.根据权利要求12或13所述的工具，其特征在于，第二进给段(7)布置在比第一进给段(6)更高或更低的高度水平上，且高度水平的差分别对应于第一和第二片状材料(分别为21、22)的厚度。
15.根据权利要求10到14任何一项所述的工具，其特征在于，用于组装的所述站(19)包括铆接、螺纹连接、焊接或缝接装置。
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