CN101428315A - 负角成形用冲压金属模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种负角成形用冲压金属模具，其可进行弯曲程度深的负角成形并可进行高质量的板材成形，由衬垫、滑动凸轮、回转凸轮、滑动体、驱动机构和滑动驱动机构构成；衬垫固定在上模上并且升降自如；滑动凸轮支撑在上模或下模上，并在一端部形成弯曲刃，在横向自由滑动；回转凸轮在一端具有用来在工件上形成负角部的弯曲部，并具有与该滑动凸轮的一个凸轮面抵接的凸轮面，以转动中心为轴自由转动；滑动体配置在该衬垫的下方，把用来在上部进行工件成形加工的构成阳模形状的一部分的保持部设置在回转凸轮的弯曲部侧，而且升降自如地保持着并与该回转凸轮一起进行转动；驱动机构使回转凸轮转动到工件加工位置；滑动驱动机构使滑动体在上下方向滑动。

Description

负角成形用冲压金属模具

技术领域

本发明涉及通过负角成形而对汽车用板材进行弯曲加工等的负角成形用冲压金属模具。

背景技术

汽车用板材中的车身侧部外板，由于其截面形状复杂，因而难以跨前柱、车顶、后窗进行负角成形加工。尤其是，从前柱到车顶侧的截面形状，因为必须要以小的截面来保持强度，所以特别困难。作为用来克服这样的困难的冲压成型金属模具，现有技术中，例如已知日本特开昭59-197318号公报中公开的冲压金属模具。如图8A所示，该冲压金属模具是通过回转凸轮17对柱(工件12)进行复杂的弯曲加工的圆柱凸轮方式的冲压金属模具，其在下模上具有圆柱状的回转凸轮17，由吊挂凸轮和衬垫构成。该下模具有凸轮槽，该凸轮槽由用来把坯料保持在下模上的固定冲头16a的上部的保持部16b和与所述保持部16b相连的圆弧面构成，该回转凸轮17转动自如地插入该凸轮槽中并在其一端具有弯曲(寄曲げ)部17a；该吊挂凸轮在所述回转凸轮17的上方升降自如并在横向上滑动自如，在前端具有弯曲刃并使坯料在进行夹持的方向上转动，该衬垫升降自如地配置在该下模的保持部16b的上方。

但是，近年来所要求的加工对象的截面形状变得更加复杂，例如从图8A所示的形状变成图8B所示的形状，即使采用现有的负角成形用冲压金属模具也难以进行负角成形。即，如图8B所示，形状小、弯曲程度深，因而作为保持部的固定用冲头16a存在的宽度也无法设定，设置用来取出板材的间隙18的话，其空隙变大，就不能由上模的衬垫可靠地推压坯料板材，会招致板材成形的质量降低。这样，如果工件的曲面形状的弯曲程度深，并且上下方向的高低差大的话，则固定用冲头与回转凸轮的分割线在各个断面的高度不同，无法设计成一个断面，例如存在下述问题，即，必须将成形加工的工序分割开，如图9所示那样，把上述圆柱凸轮方式的金属模具20分割成前柱A、车顶B、C和后窗D等，沿各工件的倾斜进行配置，通过多个工序进行成形加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种负角成形用冲压金属模具，该负角成形用冲压金属模具可用来解决上述现有的问题，可进行弯曲程度深的负角成形并可进行高质量的板材成形。

为了达成上述目的，本发明涉及的负角成形用冲压金属模具，由衬垫、滑动凸轮、回转凸轮、滑动体、驱动机构和滑动驱动机构构成；所述衬垫固定在上模上并且升降自如；所述滑动凸轮支撑在所述上模上或支撑在下模上，并在一端部形成弯曲刃，在上下两侧设有凸轮面，沿所述两凸轮面在横向进行滑动地支撑着；所述回转凸轮在一端具有用来在工件上形成负角部的弯曲部，并具有与该滑动凸轮的一个凸轮面抵接的凸轮面，以转动中心为轴自由转动；所述滑动体配置在该衬垫的下方，把用来在上部进行工件成形加工的构成阳模形状的一部分的保持部设置在所述回转凸轮的弯曲部侧，而且升降自如地保持着并与该回转凸轮一起进行转动；所述驱动机构使所述回转凸轮转动到工件加工位置；所述滑动驱动机构使所述滑动体在上下方向滑动。

优选为，所述驱动机构配置在所述回转凸轮的下侧，并在气缸的驱动轴前端设有水平自由移动的滑动块，该滑动块在前端侧的上面具有锥部，该锥部抵接在该回转凸轮的下部并向上推压，由此使该回转凸轮转动。

优选为，所述滑动驱动机构由凸轮滑动件、弹性机构和上模驱动件构成；该凸轮滑动件在上侧具有供该滑动体自由滑动的凸轮面，而且下端可在横向自由移动地支撑在回转凸轮的端部；所述弹性机构在使所述凸轮滑动件从回转凸轮的转动中心离开的方向上施力；所述上模驱动件在侧面下端部具有与形成在该凸轮滑动件的侧面上端部的凸轮面抵接而强制使所述凸轮滑动件在横向移动的凸轮面，并且固定在上模上。

按照本发明的负角成形用冲压金属模具，不仅使即便现有例所示的基于回转凸轮的圆柱凸轮方式的金属模具也不可能实现的深度弯曲负角成形成为可能，而且，不需要形成现有技术中用于取出物件的板材取出用间隙，可以使板材质量得到飞跃提高。

另外，可以把现有技术中不得不分割成很小的金属模具的分割控制在最小限度，能大幅削减成本。进而，金属模具的回转中心的轴不在侧面方向上沿板材倾斜，可将该回转中心的轴水平设定，有望降低金属模具的制作成本。

附图说明

图1是表示本发明实施例涉及的负角成形用冲压金属模具的概要结构的纵截面图。

图2是表示图1中的负角成形用冲压金属模具的工件弯曲加工中的动作的纵截面图。

图3是表示图1中的负角成形用冲压金属模具的弯曲加工后返回的动作的纵截面图。

图4是表示图1中的负角成形用冲压金属模具的弯曲加工终了后的初始状态的纵截面图。

图5是表示本发明的另一实施例涉及的负角成形用冲压金属模具的概要结构的纵截面图。

图6是表示本发明涉及的负角成形用冲压金属模具的使用例的俯视图。

图7是表示同一负角成形用冲压金属模具中把回转中心的轴相对于曲面形状的工件水平设定的状态的正面图。

图8A是表示现有的冲压成形金属模具的使用状态的主要部分的截面图，图8B是表示冲压成形金属模具中工件弯曲加工进一步加深时的状态的主要部分的截面图。

图9是表示现有的冲压成形金属模具分割成4部分进行配置的使用例的正面图。

具体实施方式

图1是表示本发明实施例涉及的负角成形用冲压金属模具1的概要结构的图，该负角成形用冲压金属模具用于把汽车用板材等形成为复杂的截面形状，设有固定在上模2上的可上下自由升降的衬垫3、起到作滑动凸轮的作用并在横向滑动自如的吊挂凸轮4、以回转中心5c为轴进行转动的回转凸轮5、用于使该回转凸轮5转动的驱动机构6、具有工件用的保持部7a的滑动自如的滑动体7，和使该滑动体7滑动的滑动驱动机构8。起到滑动凸轮作用的上述吊挂凸轮4不限于吊挂形式的凸轮，也可以是自由滑动地支撑在下模上的凸轮。

该吊挂凸轮4通过凸轮面4b吊挂在上模2上，而且，在下侧面上设有凸轮面4a，在前端部形成有弯曲刃4c。该吊挂凸轮4随着上模2的升降沿该凸轮面4a、4b在横向滑动地支撑在上模2上。

该回转凸轮5以回转中心5c为轴自由转动地配置着，在上面侧具有用来在作为弯曲加工对象物的工件上形成负角部的弯曲部5a，而且，具有与该吊挂凸轮的凸轮面4a对应的凸轮面5b，在下面的一端侧设有与该驱动机构6抵接的滑板5d，通过驱动机构6而整体转动。该驱动机构配置在该回转凸轮5的下面，在气缸6a的驱动轴前端设有在上面前端侧具有锥部6c的滑动块6b，该锥部6c与回转凸轮5的滑板5d抵接并将其向上推，从而使回转凸轮5转动。

上述滑动体7配置在该衬垫3的下方，上部构成加工工件用的阳模形状一部分的保持部7a被设置在该回转凸轮5的弯曲部5a侧，并被保持成可以向斜上方自由滑动。如图1所示，该滑动体7的保持部7a上的端面于回转凸轮5的弯曲部5a的端面滑动自如地抵接着，与该回转凸轮5一起以回转中心5c为轴进行转动。另外，该保持部7a的上面在向斜上方滑动而与该弯曲部5a的上面一致的状态下，形成用来将工件12成形的凸条的加工面(阳模)。另一方面，该衬垫3的下面形成与该加工面对应的凹状的加工面(阴模)。

上述滑动驱动机构8在上侧具有用来使滑动体7向上方滑动的凸轮面9a，由凸轮滑动体9、弹性机构即圈簧10和上模驱动件11构成，该凸轮滑动体9的下端可在横向自由移动地支撑在回转凸轮5的端部，该弹性机构也就是圈簧10施加使该凸轮滑动体9从回转凸轮5的回转中心离开的方向的力，该上模驱动件11在侧面下端部具有与形成在该凸轮滑动体9的侧面上端部的凸轮面9b抵接而强制地使其向横向移动的凸轮面11a，并且被固定在上模2上。

如上那样构成的负角成形用冲压金属模具1，如图1所示，在上模2位于上止点位置，衬垫3、吊挂凸轮4和上模驱动件11都处于上止点位置的初期位置状态下，车身侧部外板等工件12被投入金属模具内，首先驱动驱动机构6。

驱动机构6被驱动，气缸杆伸出，前端的滑动块6b在板子13上滑动前进。这样，该滑动块6b的锥部6c与滑动板5d抵接并将其上推，然后回转凸轮5以回转中心5c为轴顺时针方向转动，进一步前进后，滑动板5d到达滑动块6b的水平上面，于是回转凸轮5的转动停止。

随着回转凸轮5的上述转动，支撑在该回转凸轮5上的滑动体7和凸轮滑动件9也一起转动，凸轮滑动件9的侧方端面9c与上模驱动件11的垂直侧面11b平行。

然后，上模2朝下模14下降，则首先上模驱动件11的凸轮面11a与凸轮滑动件9的凸轮面9b抵接，把该凸轮滑动件9抵抗着圈簧10的弹力向右方移动。通过移动所述凸轮滑动件9使滑动体7的下端面在凸轮面9a上滑动而将滑动体7向斜上方上推，保持部7a的上面与弯曲部5a的上面对齐，成为使这二者在工件12的下面抵接的状态。

然后，弹簧15(参照图1)等支撑着的衬垫3从上压接工件12。上模2进一步下降，上模驱动件11的垂直侧面11b与凸轮滑动件9的侧方端面9c滑动接触，维持使凸轮滑动件9向右方移动的状态。另一方面，吊挂凸轮4的凸轮面4a与回转凸轮5的凸轮面5b抵接，随着上模2进一步下降，朝向斜向左方的弯曲部5a在凸轮面5b上移动。上模驱动件11的垂直侧面11b与凸轮滑动件9的侧方端面9c以谋求上下方向的时间同步(タイミング)的方式形成并配置着。

这样，吊挂凸轮4的弯曲刃4c与回转凸轮5的弯曲部5a之间夹着工件12进行挤压，完成深的弯曲加工(参照图2)。

然后，如图3所示，上模2上升，同时，吊挂凸轮4与上模驱动件11也移动，弯曲刃4c从弯曲部5a离开，凸轮滑动件9与上模驱动件11的接触位置从垂直侧面11b和侧方端面9c之间向凸轮面11a和凸轮面9b之间移动，于是该凸轮滑动件9受到圈簧10的弹力而向左横向移动。由此，滑动体7在凸轮面9a上向斜下方滑动下降。因此，保持部7a从工件12的下面离开。衬垫3通过弹簧15等被向上拉起。

接着，如图4所示，上模2进一步向上升，上模驱动件11和吊挂凸轮4向上移动。而且，通过驱动机构6的气缸6a使滑动块6b向右方后退。由此，回转凸轮5以回转中心5c为中心向逆时针方向转动，弯曲部5a从工件12的内侧离开。结果，如图4所示，确保了工件12的下面具有用来取出板材的充足的空间。因此，可以进行这样深的弯曲负角成形。

弯曲加工后的工件12从金属模具1取出之后，回到图1所示的初期状态。这样，本发明涉及的负角成形用冲压金属模具1，把设有构成用来将工件成形加工的阳模形状的一部分的保持部7a和在上下方向进行滑动的滑动体7设于该回转凸轮5，由此，将工件12弯曲成形之后，使该保持部7a分离到最初状态，使弯曲部5a转动分离到由该保持部7a分离而形成的空间中。

图5是表示本发明的另一实施例的图，相对于工件12a，由固定冲头16、具有保持部7a并向斜向自由升降滑动的滑动体7、具有弯曲部5a的回转凸轮5，和支撑在下模上在回转凸轮5的上面在横向自由滑动的滑动凸轮4d构成，构成把回转中心5c设定在适当位置的负角成形用冲压金属模具1a。通过该构成，与上述实施例同样地，使回转凸轮5向逆时针方向回转，使弯曲部5a从工件12a的下面离开，可以确保板材取出用的间隙。

Claims (3)

1.一种负角成形用冲压金属模具，其特征在于，由衬垫、滑动凸轮、回转凸轮、滑动体、驱动机构和滑动驱动机构构成；

所述衬垫固定在上模上并且升降自如；

所述滑动凸轮支撑在所述上模上或支撑在下模上，并在一端部形成弯曲刃，在上下两侧设有凸轮面，沿所述两凸轮面在横向进行滑动地支撑着；

所述回转凸轮在一端具有用来在工件上形成负角部的弯曲部，并具有与该滑动凸轮的一个凸轮面抵接的凸轮面，以转动中心为轴自由转动；

所述滑动体配置在该衬垫的下方，把用来在上部进行工件成形加工的构成阳模形状的一部分的保持部设置在所述回转凸轮的弯曲部侧，而且升降自如地保持着并与该回转凸轮一起进行转动；

所述驱动机构使所述回转凸轮转动到工件加工位置；

所述滑动驱动机构使所述滑动体在上下方向滑动。

2.如权利要求1所述的负角成形用冲压金属模具，其特征在于，所述驱动机构配置在所述回转凸轮的下侧，并在气缸的驱动轴前端设有水平自由移动的滑动块，该滑动块在前端侧的上面具有锥部，该锥部抵接在该回转凸轮的下部并向上推压，由此使该回转凸轮转动。

3.如权利要求1或2所述的负角成形用冲压金属模具，其特征在于，所述滑动驱动机构由凸轮滑动件、弹性机构和上模驱动件构成；

该凸轮滑动件在上侧具有供该滑动体自由滑动的凸轮面，而且下端可在横向自由移动地支撑在回转凸轮的端部；

所述弹性机构在使所述凸轮滑动件从回转凸轮的转动中心离开的方向上施力；

所述上模驱动件在侧面下端部具有与形成在该凸轮滑动件的侧面上端部的凸轮面抵接而强制使所述凸轮滑动件在横向移动的凸轮面，并且固定在上模上。

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