CN102049877A - 多过程压床和压力加工法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多过程压床和压力加工法。一种在压力加工过程中能够防止带状材料移动或翘曲或者能够防止带状材料部分地裂缝的压力加工带状材料的压床，和利用该压床的加工方法。多过程压床设置有驱动源(M)、由驱动源(M)驱动并具有多个独立的第一凸轮(1a、1b、和1c)和第二凸轮(1h、1i、和1j)的凸轮轴(1)、分别由与第一凸轮连接的一对冲头(2)和模具(3)组成的多个模组、当与第二凸轮连接并按压第二凸轮时将带状材料W压在模具(3)上的材料保持构件(7)、以及支撑模具的基部(5)。

Description

多过程压床和压力加工法

技术领域

本发明涉及一种多过程压床和通过多个过程压力加工带状材料的压力加工法。

背景技术

近年来，压力加工已变得更加自动，并且效率更高。利用单系统以同时进行多个成形操作的多过程压床正变得更加普遍。这种压床具有布置在床上的多个底模。使曲轴旋转以升高和降低滑座，其中上模以成形顺序从该滑座悬置。由输送机系统输送工件。以组合的方式，进行自动压力成形加工。也就是说，在第一过程的模具之间夹紧并挤压工件。当一个成形操作完成时，操作输送机系统，以使工件水平地移动到进行下一成形操作的下一邻接的模具。通过重复该程序，可将单个压床用于以集成的方式通过多个过程进行具有高的加工率的成形操作，因而实现具有高的工作效率和良好的生产率的加工。

然而，在与单根曲轴的旋转相联系的传统多过程压床中，同时升高和降低与偏心部件接合的连杆，并升高和降低从它们底部悬挂的滑座，以一次挤压几个对准的工件。为此，在这时候，向压床施加的负荷变成多个模具中的所有工作负荷的总和。如果假定单个压床设置有三种模具并同时进行三种压力成形过程，则如果在第一过程出现的负荷为K1，在第二过程出现的负荷为K2，并且在第三步骤出现的负荷为K3，由于这些压力成形操作同时进行，所以在压床出现的负荷的总和总体上变成单独的负荷的总和或K1+K2+K3＝KT。当然，如果工作过程的数量增加并且每过程的成形比率越高，则总值变得越大。为了经受住合成的巨大负荷，必须使压床在刚度上非常强。最后，压床变得大而重，需要的安装面积变大，并且辅助设施也在尺寸上变大。此外，在新近的压床中，成形的产品在形式上正变得日益多样化。甚至由单台机器成形的产品达到成千上万种。为此，在笨重的压床中，通常过大的体积降低普遍的适用性。特别地，如果生产可由笨重设施通过轻负荷形成的少量压制产品，则损耗变得太大并且主能量单位上升，导致较低的生产率。除主生产单位外，存在被感觉到的大的不利影响的高风险。在这种情况下，变得需要并行地提供单独的轻负荷压床。

在PLT1和2中公开了解决这样的问题的压床，也就是说尽管进行多个过程，但在尺寸上相对小并且在结构上十分经济的压床。例如，在PLT2中公开的技术如下：也就是说，这提供多过程压床，其提供具有三种模具的单个压床并进行三个过程。在该压床中，曲轴的偏心部件不具有单根偏心轴线，而是设置有在相位上偏移的三根偏心轴线。为此，在进行第一过程时，不执行第二和第三过程。向压床施加的载荷此时总体上正好变成第一过程的负荷K1。在第一过程结束并且曲轴精确地旋转预定的角度之后，执行第二过程。向压床施加的载荷在这时总体上正好为第二过程的负荷K2。在第二过程结束并且曲轴精确地旋转另一预定的角度之后，第三过程开始并产生负荷K3。这样，在时间上偏移地连续进行多个压力加工操作，因而对于总体上向压床施加的最大负荷而言，足以假定最大的单独负荷、也就是说K3。

然而，在上述多过程压床中，在压力加工工件的同时，工件有时移动或翘曲，或者工件部分地裂缝，导致最终加工产品的质量大大下降。认为出现这样的问题出现首先因为工件是带状材料并且必须在多个过程之间输送工件，因而这样的现象出现在塑性加工的时候。引用录

专利文献

PLT1：日本专利公开(A)No.8-206883

PLT1：日本专利公开(A)No.6-297195

PLT3：日本专利公开(A)No.2007-229738

发明内容

技术问题

考虑到以上问题作出本发明，并且本发明的目的是提供一种多过程压床和通过多个过程压力加工带状材料的压力加工方法，其能在压力加工带状材料的同时防止带状材料移动或翘曲、或防止带状材料部分地裂缝。

根据本发明的第一方面，多过程压床(100)是通过多个过程压力加工带状材料(W)的多过程压床(100)，该多过程压床(100)设置有：驱动源(M)；由驱动源(M)驱动并具有多个独立的第一凸轮(1a、1b、1c、1d、1e、和1f)和第二凸轮(1h、1i、1j、1k、1l、和1m)的凸轮轴(1)；多个模组，各模组均由与第一凸轮连接的冲头(2)和模具(3)组成；与第二凸轮连接并在压力加工的时候保持带状材料(W)靠着模具(3)的材料保持构件(7)；以及支撑模组的基部(5)，多个模组沿凸轮轴(1)的轴向方向布置，各第一凸轮形成有适于各过程的轮廓，使得各第一凸轮与各冲头(2)和模具(3)合作，以在各过程进行压力加工，以及使带状材料(W)在各冲头(2)与各模具(3)之间沿凸轮轴(1)的轴向方向移动各预定的间距，使得彼此以时间间隔顺序地执行各过程的各冲头(2)与模具(3)合作的压力加工。

在能通过单个压床进行几种加工过程的压床中，连接至第二凸轮的材料保持构件能在压力加工带状材料的同时保持带状材料(W)靠着模具(3)。为此，在压力加工带状材料的同时，能够防止带状材料移动或翘曲、或者带状材料部分地开裂。此外，当不压力加工带状材料(W)时，能解除保持状态并能输送带状材料(W)。

根据本发明的第二方面，材料保持构件(7)具有保持带状材料(W)的部分(7d)。由于该结构，所以能够简化多过程压床，并且同样能够提高过程速度。

根据本发明的第三方面，多过程压床(100)将带状材料(W)加工成用于热交换器的部件。这清楚地示出特定形式的加工部件。

根据本发明的第四方面，执行压力加工的一个过程的多个压力加工单元彼此连接，并执行多个过程的压力加工。

通过由连接到一起的多个压力加工单元构成多过程压床(100)，当改变过程时，不仅能改变凸轮轴，而且能添加、删除、或改变压力加工单元，并从而改变压力加工的过程。也就是说，能够以低成本快速地并且灵活地处理压力加工过程中的变化。

利用多过程压床(100)加工带状材料(W)的方法的特征在于多个压力加工过程中的每个过程包括保持带状材料(W)靠着模具(3)的步骤，使冲头朝带状材料(W)前进、撞击带状材料(W)、和压力加工带状材料(W)的步骤，以及使带状材料(W)在各冲头(2)与模具(3)之间沿凸轮轴(1)的轴向方向移动预定的间距的步骤。

在能通过单个压床进行多种加工过程的压力加工法中，能够在压力加工带状材料的同时将材料保持构件用于保持带状材料(W)靠着模具(3)。为此，在压力加工带状材料的同时，能够防止带状材料移动或翘曲、或者带状材料部分地裂缝。

以下，将参考附图说明本发明的实施例。应指出的是，在图1至图5中，具有相同功能的构件或装置被指定相同的标记或数字并且省略说明。

附图说明

图1是本发明的压床的示意性剖视图。

图2是图1的压力加工单元的详细说明图。

图3是从方向A看到的图2的压力加工单元的视图。

图4是带状材料的连续压力加工的示意图。

图5是热交换器的压力加工部件的视图。

具体实施方式

在图1中示意性地示出根据本发明的多过程压床100。压床100设置有伺服电机M、连接至伺服电机M并由该伺服电机M驱动的凸轮轴1、和六个连续的压力加工单元10、20、30、40、50、和60。应指出的是，由于空间限制，从示意图省略压力加工单元40、50、和60。

多过程压床100由彼此连接的多个执行单个压力加工过程的压力加工单元组成，从而进行多个过程的压力加工。通过由连接到一起的多个压力加工单元构成多过程压床100，当改变过程时，不仅能改变凸轮轴，而且能添加、删除、或改变压力加工单元，并从而改变压力加工的过程。也就是说，能够以低成本快速地并且灵活地处理压力加工过程中的变化。

凸轮轴1设置有(用于压力加工工件的)六个第一凸轮1a、1b、1c、1d、1e、和1f以及(用于保持工件的)六个第二凸轮1h、1i、1j、1k、1l和1m。第一凸轮和第二凸轮交替布置。一个第一凸轮和邻接该第一凸轮的一个第二凸轮形成一组凸轮。也就是说，第一凸轮1a和第二凸轮1h、第一凸轮1b和第二凸轮1i、以及第一凸轮1c和第二凸轮1j形成多组凸轮。同样地，第一凸轮和第二凸轮形成多组凸轮。

在图2中示出压力工作单元10的详细说明图。如图2所示，压力工作单元10设置有连接至第一凸轮1a的压力从动件4、通过压力从动件4承受保持力的冲头(上模)2、与冲头配对的模具(底模)3、以及支撑模具3的基部5。压力从动件4布置成能够在缸(未示出)中滑动。该压力从动件4被复位弹簧(未示出)向第一凸轮侧(顶部方向)偏压，并恒定地抵靠第一凸轮轮廓表面。

加工单元10还设置有与第二凸轮1h连接的工件保持从动件6。保持从动件6被复位弹簧(未示出)向第二凸轮侧(顶部方向)偏压。顶表面6a恒定地抵靠第二凸轮轮廓表面。保持从动件6为约略地矩形形状，其具有当从顶部看时位于其中心处的开口。用于与第二凸轮1h抵靠的部分从主体伸出。在中心处的孔内布置有压力从动件4和冲头2。此外，在保持从动件6正下方布置有工件保持构件7。当压力加工工件W时，保持从动件6的底表面6b抵靠工件保持构件7的顶表面，向工件保持构件7传递凸轮升程位移(凸轮力)，并保持工件W靠着模具3。应指出的是，除了当进行压力加工工件W的过程时以外，在保持从动件6与工件保持构件7之间存在间隙G。

在图3中示出从工件W前进的方向A看到的图2的压力加工单元的视图。如图3所示，工件保持构件7设置有用于在左右方向上保持工件W的工件保持构件7a、保持从动件6抵靠凸轮1h并且传递凸轮1h的升程位移(凸轮力)的凸轮力传递构件7b、和设置在工件保持构件7a与凸轮力传递构件7b之间的四根凸轮力传递柱7c。此外，工件保持构件7通过工件保持构件支撑弹簧8布置在基部5上方。工件保持构件7a在左侧和右侧形成有U形凹进部7d。由于两个U形凹进部7d，所以限制工件W的运动。这保持工件W。

与加工单元10相同地构成其他加工单元20、30、40、50、和60。此外，沿凸轮轴的轴向方向布置有多个模组(冲头和模具)。

返回至图1，穿过六个压力加工单元10、20、30、40、50、和60设置有单根凸轮轴1。凸轮彼此形状(凸轮轮廓)不同。给出用于执行压力加工操作的最大升程的相位角也彼此偏移。

凸轮轴1例如以60rpm的速度旋转。当凸轮轴1开始旋转时，首先，开始压力加工单元10中的过程。当凸轮轴1旋转时，布置在凸轮轴1处的第一凸轮1a和第二凸轮1h也旋转。当第二凸轮1h旋转时，布置在压力加工单元10中的保持从动件6克服复位弹簧(未示出)向下位移。此外，保持从动件6的底表面6b抵靠工件保持构件7的顶表面，向工件保持构件7传递凸轮升程位移(凸轮力)，并保持工件W靠着模具3。

与通过第二凸轮1h的旋转的工件W的保持操作同步，由第一凸轮1a进行压力加工操作。也就是说，当第一凸轮1a旋转时，布置在压力加工单元10中的压力从动件4向下位移。在这种情况下，连接至压力从动件4的冲头2也向下位移。结果，冲头2朝工件W前进、撞击工件W、到达下止点、并将工件W保持在冲头2与模具3之间，以便压力成形。

应指出的是，如以下所解释地，正好在冲头2到达下止点之前，也就是说正好在工件W接收压力加工之前，已通过工件保持构件7将工件W保持靠着模具3。在压力加工工件W的同时，由工件保持构件7持续地保持工件W。此外，在压力加工结束之后，第二凸轮1h撞击保持从动件6的位置上升。在工件W与模具3分开并且解除工件W的保持状态的同时，由工件保持构件支撑弹簧8向上将工件保持构件7推回。

这样，在压力加工工件W的同时，由工件保持构件7保持工件W。为此，能够在压力加工工件W的同时防止工件W移动或翘曲、或者带状材料部分地开裂。如果工件W在压力加工工件W的同时移动或翘曲，则加工精度显著降低，并且缺陷发生率上升。

此外，当凸轮轴1旋转时，开始压力加工单元20中的过程。如果凸轮轴1旋转，则布置在凸轮轴1处的第一凸轮1b和第二凸轮1i旋转。在这种情况下，执行与在压力加工单元10处所执行的过程相同的过程。也就是说，工件W由保持从动件6和连接至第二凸轮1i的工件保持构件7保持。在保持状态下，当布置在使工件W成形的压力加工单元20中的压力从动件4到达下止点时，通过压力从动件4和连接至第一凸轮1b的冲头2成形工件W。

以同样的方式随着凸轮轴1的旋转相继地执行压力加工单元30至60中的过程。过程的原理相同，所以将省略说明。

这样，随着凸轮轴1的旋转，各压力从动件4相继地到达下止点并相继地进行成形操作。各压力加工操作在时间上不重叠，并且在一定的时间间隔之后单独地进行。如果假定在所有的过程产生的负荷(压力负荷P)相同，则简单地说在锻压时出现的负荷总体上可保持为现有技术的1/6。

第一凸轮彼此形状(凸轮轮廓)不同。提供用于执行压力加工的最大升程的相位角也彼此偏移。通过形成具有适于不同过程的轮廓的凸轮使第一凸轮1a、1b、1c、1d、1e、和1f与冲头2和模具3合作用于不同过程的压力加工。

压力加工的工件W是具有例如60mm的宽度的带状材料。原始材料呈带材卷C的形状。通过输送辊11从带材卷C输送工件W，并使工件W间歇地通过加工单元10、20、30、40、50、和60的冲头2与模具3之间同时压力加工工件。当被压力加工时，工件W停止。每当在各过程的压力加工操作结束时，在向上方向离开模具3的情况下以预定的间距(例如30mm)沿凸轮轴1的轴向方向间歇地输送工件W，以完成压力加工。

图4是带状材料W的连续压力加工的示意图。带状材料W为1.2mm厚的铝材料。参考图4，简单地解释六个过程。第一过程修整带状材料W、形成角部、将材料拉直、并形成肋。第二过程弄直角部、修整材料、和对角部去毛刺。第三过程弄直直部、进行开槽、去毛刺、和导引去毛刺(pilot burring)、以及压挤导引部。第四过程修剪侧边并对侧部去毛刺。第五过程弯曲侧部。第六过程拉制角部、弯曲嵌入件、并切割材料。

通过这六个过程形成用于热交换器的部件。在图5中示出加工的热交换器部件90。在图5中，(a)是用于热交换器的部件的侧视图，(b)是从X方向看到的(a)的底视图，而(c)是从Y方向看到的(b)的端视图。应指出的是，90a是通孔，冷却水在其中流动的管道通过该通孔插入。

以以上的方式，通过多过程压床和通过多个过程压力加工带状材料的压力加工法，能够提供一种压床和利用该压床的加工方法，其中该压床在挤压带状材料的同时能够防止带状材料移动或翘曲、或带状材料部分地开裂。

Claims (5)

1.一种通过多个过程压力加工带状材料的多过程压床，

所述多过程压床设置有

驱动源，

凸轮轴，所述凸轮轴由所述驱动源驱动并具有多个独立的第一凸轮和第二凸轮，

多个模组，所述各模组由与第一凸轮连接的冲头和模具组成，

材料保持构件，所述材料保持构件与所述第二凸轮连接并在所述压力加工的时候保持所述带状材料靠着所述模具，以及

基部，所述基部支撑所述模组，

所述多个模组沿所述凸轮轴的轴向方向布置，

各第一凸轮形成有适于各过程的轮廓，使得各第一凸轮与各冲头和模具合作，以在各过程进行压力加工，以及

使所述带状材料在各冲头与各模具之间沿所述凸轮轴的轴向方向移动各预定的间距，使得各过程的各冲头与模具的合作的压力加工彼此以时间间隔顺序地执行。

2.根据权利要求1所述的多过程压床，其特征在于，所述材料保持构件具有保持所述带状材料的部分。

3.根据权利要求1所述的多过程压床，其特征在于，所述多过程压床将所述带状材料加工成用于热交换器的部件。

4.根据权利要求1所述的多过程压床，其特征在于，多个执行压力加工的一个过程的压力加工单元彼此连接，并执行多个过程的压力加工。

5.一种利用根据权利要求1所述的多过程压床加工带状材料的方法，其中，所述多个压力加工过程中的每个过程包括

保持所述带状材料靠着模具的步骤，

使所述冲头朝所述带状材料前进、撞击所述带状材料、和压力加工所述带状材料的步骤，以及

使所述带状材料在各冲头与各模具之间沿所述凸轮轴的轴向方向移动预定的间距的步骤。

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