CN103998225B - 冲压装置以及冲压装置的压力源 - Google Patents

Abstract

提供一种能够抑制由偏载荷引起的模具的倾斜的冲压装置。多层冲压装置(100)，其具备一对下层模具(10)·上层模具(20)以及使力沿下层模具(10)·上层模具(20)开模的方向作用的压力源(50)，压力源(50)具备第一流体弹簧(60)和第二流体弹簧(70)，与第二流体弹簧(70)相比较，第一流体弹簧(60)先使力沿下层模具(10)·上层模具(20)开模的方向作用于下层模具(10)·上层模具(20)，第一流体弹簧(60)的用于封入流体的第一流体室(63)与第二流体弹簧(70)的用于封入流体的第二流体室(73)相连通，第二流体弹簧(70)比第一流体弹簧(60)靠下层模具(10)·上层模具(20)的中心侧配置。

Description

冲压装置以及冲压装置的压力源

技术领域

本发明涉及冲压装置以及冲压装置的压力源的技术。

背景技术

冲压装置是使用模具对金属等进行冲压加工(拉深加工、弯曲加工或剪切加工等)的装置。作为冲压装置之一的多层冲压装置，节省空间且能够设置于工厂内。多层冲压装置在冲压方向上串行地配置有多对模具，并利于共用的冲压驱动源进行冲压加工(例如专利文献1)。

在利用多层冲压装置对汽车零件等大型冲压零件进行冲压加工时，冲压载荷明显增大。在冲压载荷明显很大时，模具或设备由于冲压反作用力而承受偏载荷，模具有时会倾斜。模具的倾斜成为冲压品的成形品质差、模具的滑动部的卡粘、或者冲压装置的滑动部的卡粘的原因。

以往，作为一种抑制由偏载荷引起的模具的倾斜的对策，在模具的承受偏载荷的部位设置流体弹簧等压力源。在冲压加工时，压力源针对偏载荷作用与向冲压方向的合模侧的力相对的反作用力、即向冲压方向的开模侧的力。压力源主要设置在由偏载荷引起的模具的倾斜的影响表现显著的(倾斜所带来的力矩最大的)模具的周边部分。

为了抑制偏载荷，需要设置反作用力较大的大型流体弹簧等压力源。但是，现状是，在模具尤其是在模具的周边部分没有足够的用来设置大型流体弹簧等压力源的空间。因此，希望冲压装置、尤其是多层冲压装置的压力源节省空间且能够设置于模具，并且能够抑制由偏载荷引起的模具的倾斜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000－015496号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明要解决的问题是，提供一种冲压装置，其能够抑制由偏载荷引起的模具的倾斜。

本发明要解决的问题是，提供一种冲压装置的压力源，其节省空间且能够设置于模具或冲压装置，并能够抑制由偏载荷引起的模具的倾斜。

用于解决问题的技术方案

本发明要解决的问题如以上所述，接下来对用于解决该问题的方法进行说明。

即，在技术方案1中，一种冲压装置，其具备至少一对成形模具和使力沿所述成形模具开模的方向作用的压力源，其中，所述压力源具备第一流体弹簧和第二流体弹簧，与所述第二流体弹簧相比较，所述第一流体弹簧先使力沿所述成形模具开模的方向作用于所述成形模具，所述第一流体弹簧的用于封入流体的缸体内部与所述第二流体弹簧的用于封入流体的缸体内部相连通，所述第二流体弹簧比第一流体弹簧靠所述成形模具的中心侧配置。

在技术方案2中,根据技术方案1的冲压装置，其中，所述第一流体弹簧的行程量比所述第二流体弹簧的行程量长。

在技术方案3中，根据技术方案1的冲压装置，其中，所述第一流体弹簧的行程量与所述第二流体弹簧的行程量相同，所述第一流体弹簧比所述第二流体弹簧靠下方设置。

在技术方案4中，一种冲压装置的压力源，是使力沿成形模具开模的方向作用的冲压装置的压力源，其中，所述压力源具备第一流体弹簧和第二流体弹簧，与所述第二流体弹簧相比较，所述第一流体弹簧先使力沿所述成形模具开模的方向作用于所述成形模具，所述第一流体弹簧的用于封入流体的缸体内部与所述第二流体弹簧的用于封入流体的缸体内部相连通。

发明的效果

根据本发明的冲压装置，能够抑制由偏载荷引起的模具的倾斜。

根据本发明的冲压装置的压力源，节省空间且能够设置于模具或冲压装置，并能够抑制由偏载荷引起的模具的倾斜。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的多层冲压装置的结构的示意图。

图2是同样地表示下模的结构的平面图。

图3是表示压力源结构的示意图。

图4是表示压力源作用的图表。

图5是表示多层冲压装置效果的图表。

具体实施方式

使用图1对多层冲压装置100进行说明。

此外，以下按照作为图1或图2所示的铅垂方向的冲压方向、宽度方向或进深方向进行说明。

多层冲压装置100为本发明的冲压装置涉及的实施方式。多层冲压装置100是在冲压方向上串行地配置作为多对(在本实施方式中为2对)成形模具的模具、并利于共用的冲压驱动源进行冲压加工的装置。多层冲压装置100将汽车的侧围板(以下为工件W)作为冲压加工的对象。

对多层冲压装置100的结构进行说明。

大体上，多层冲压装置100具备冲压设备和多对模具(成形模具)。各模具构成为下层模具10以及上层模具20。在多层冲压装置100中，下层模具10配置在冲压方向的下层侧。下层模具10具备下层侧下模11和下层侧上模12。在多层冲压装置100中，上层模具20配置在冲压方向的上层侧。上层模具20具备上层侧下模21和上层侧上模22。

冲压设备是用于对下层模具10以及上层模具20进行冲压的设备。冲压设备具备基座35、模具垫板31·32·33、导柱36以及冲压驱动源40。基座35构成为大致长方形状、是对多层冲压装置进行支撑的构件。

模具垫板31·32·33是矩形状的板材，是其板面(上表面和下表面)朝向冲压方向配置的构件。在模具垫板31的上表面固定有下层侧下模11。在模具垫板32的下表面固定下层侧上模12，且在模具垫板32的上表面固定有上层侧下模21。在模具垫板33的下表面固定有上层侧上模22。模具垫板32·33构成为沿着导柱36·36在冲压方向上滑动地移动(以下为滑动)。

导柱36·36是沿冲压方向延伸的大致圆柱形状的构件，将模具垫板32·33支撑为能够在冲压方向上滑动。冲压驱动源40是在冲压方向上驱动模具垫板33和上层侧上模22的装置。

对多层冲压装置100的作用进行说明。

在多层冲压装置100中，在下层侧下模11与下层侧上模12之间，以及，在上层侧下模21与上层侧上模22之间，分别配置工件W。多层冲压装置100驱动冲压驱动源40而使模具垫板33和上层侧上模22在冲压方向上滑动。

此时，模具垫板32、上层侧下模21以及下层侧上模12承受模具垫板33和上层侧上模22的冲压方向的载荷，同样地在冲压方向上滑动。并且，多层冲压装置100同时对夹在下层侧下模11与下层侧上模12之间的工件W、以及夹在上层侧下模21与上层侧上模22之间的工件W进行冲压加工。

使用图2～图4，对压力源50进行说明。

压力源50是本发明的冲压装置的压力源涉及的实施方式。在多层冲压装置100的冲压加工时，压力源50作用与伴随由偏载荷引起的下层侧上模12的倾斜的、向冲压方向的合模侧的力相对的反作用力，即向冲压方向的开模侧的力。

使用图2和图3，对压力源50的结构进行说明。

此外，为了使说明易于理解，图2示出将工件W配置在下层侧下模11的状态。

如图2所示，在下层侧下模11的上表面侧设置有多个压力源50。压力源50具备第一流体弹簧60和第二流体弹簧70(参照图3)。在俯视图中，第一流体弹簧60设置在下层侧下模11的周边部分且不是成形面的部位。在俯视图中，第二流体弹簧70设置在下层侧下模11的中央部分且不是成形面的部位。

在此，中央部分是指，在下层侧下模11的俯视图中，比周边部分靠中心侧(朝向中心的一侧)的位置。中心是指，在下层模具10中，在下层模具10的俯视图中的中心位置、在下层侧上模12的俯视图中的倾斜的中心位置、或者、在工件W的俯视图中的重心位置。成形面是指，在下层侧下模11中，在冲压加工时实际使工件W成形的部位。

如图3所示，压力源50构成为第一流体弹簧60和第二流体弹簧70成为一对。第一流体弹簧60具备活塞杆61、缸体62以及作为缸体内部的第一流体室63。活塞杆61形成为圆筒形状，并构成为在第一流体室63的内部滑动。缸体62形成为空心的圆筒形状，在内部形成有第一流体室63。第一流体室63是利用缸体62和杆61形成的密闭的空间，封入有流体(氮气)。

第二流体弹簧70具备活塞杆71、缸体72以及作为缸体内部的第二流体室73。活塞杆71形成为圆筒形状，并构成为在第二流体室73的内部滑动。缸体72形成为空心的圆筒形状，在内部形成有第二流体室73。第二流体室73是利用缸体72和活塞杆71形成的密闭的空间，封入有氮气。

第一流体弹簧60和第二流体弹簧70是相同的流体弹簧，活塞杆61·71的长度、缸体62·72的长度以及第一流体室63、第二流体室73的容积构成为相同。

第一流体弹簧60和第二流体弹簧70配置为，在冲压方向上，缸体62的底面位于比缸体72的底面靠上方的位置。因此，在载荷未施加于第一流体弹簧60和第二流体弹簧70的状态下，第一流体弹簧60的活塞杆61比第二流体弹簧70的活塞杆71向冲压方向的开模侧突出。

第一流体室63和第二流体室73通过连接管80连通。第一流体室63、第二流体室73以及连接管80成为封入有氮的密闭的空间。

此外，第一流体弹簧60也可以构成为行程量比第二流体弹簧70的行程量长。行程量是指，在流体弹簧中，在封入了流体时活塞进行往复运动的长度。此时，第一流体室63的容积构成为比第二流体室73的容积大。另外，第一流体弹簧60和第二流体弹簧70配置为，缸体62的底面与缸体72的底面在冲压方向上位于大致相同的位置。

使用图4，对压力源50的作用进行说明。

此外，图4以将本实施方式的压力源50和利用流体弹簧单体构成的以往的压力源进行比较的方式示出冲压行程量S与反作用力R之间的关系。在图4中，用实线表示压力源50的反作用力R，用双点划线表示以往的压力源的反作用力。

反作用力R是指，在本实施方式的压力源50中，第一流体弹簧60或第二流体弹簧70对下层侧上模12向冲压方向的开模侧施加的力。冲压行程量S是指，在多层冲压装置100中，冲压驱动源40实际从工件W的成形开始到结束为止的行程量。将反作用力R相对于冲压行程量S的上升比例设为上升率rR。反作用力R和冲压行程量S与以往的压力源和多层冲压装置的情况下的相同。

由于仅由流体弹簧单体构成，因此以往的压力源的反作用力R与冲压行程量S成比例。

到预定冲压行程量Sr为止，仅第一流体弹簧60起作用，本实施方式中的压力源50的反作用力R按上升率rR1与冲压行程量S成比例。从预定冲压行程量Sr起，第一流体弹簧60和第二流体弹簧70起作用，压力源50的反作用力R按上升率rR2与冲压行程量S成比例。

此时，由于第一流体室63与第二流体室73相连通，上升率rR2成为恒定。另外，从预定冲压行程量Sr起，第二流体弹簧70也作为压力源而起作用，因此与上升率rR1相比，上升率rR2较高。

此外，通过对第一流体弹簧60的行程量与第二流体弹簧70的行程量之间的差、或者封入的氮气的压力进行设定，能够对反作用力R从上升率rR1变化为上升率rR2的、预定冲压行程量Sr任意地进行设定。

对压力源50的效果进行说明。

采用压力源50，节省空间且能够设置在下层侧下模11，并能够抑制由偏载荷引起的上层侧上模12的倾斜。即，通过在受到空间约束的下层侧下模11的周边部分设置第一流体弹簧60、并在原本不会设置压力源的下层侧下模11的中央部分设置第二流体弹簧70，从而能够设置节省空间且作用较大反作用力R的压力源50。

使用图5，对采用压力源50的多层冲压装置100的作用进行说明。

图5以将采用压力源50的情况与采用以往的压力源的情况进行比较的方式示出冲压行程量S与下层侧上模12的倾斜L之间的关系。在图5中，用实线表示本实施方式的下层侧上模12的倾斜L，用双点划线表示以往的压力源的下层侧上模12的倾斜L。

模具的倾斜是指，模具的进深方向或宽度方向上的每单位长度的一侧相对于另一侧的下降量(上升量)。在本实施方式中，倾斜L是下层侧上模12的宽度方向上的一侧的每单位长度的下降量。

对于以往的多层冲压装置中的模具的倾斜L而言，例如到冲压行程量Sl为止是上层模具20的冲压时的偏载荷起作用，从预定冲压行程量Sl起是上层模具20和下层模具10的冲压时的偏载荷起作用，因此，倾斜L的上升率rL与冲压行程量S相应地变化。

在采用压力源50的多层冲压装置100中，虽然倾斜L的上升率rL与以往的情况相同地与冲压行程量S相应地变化，但通过以使下层模具20的倾斜L的上升率rL发生变化的预定冲压行程量Sl与反作用力R的上升率rR发生变化的冲压行程量Sr一致的方式、对反作用力R的上升率rR发生变化的预定冲压行程量Sr进行设定，能够使倾斜L的上升率rL的变化点与反作用力R的上升率rR的变化点一致。

对多层冲压装置100的效果进行说明。

根据多层冲压装置100，能够抑制偏载荷。即，通过与下层模具20的倾斜L发生变化的预定冲压行程量Sr相对应地对反作用力R从上升率rR1变化为上升率rR2的预定冲压行程量Sl进行设定，能够使与下层模具20的特性相应的反作用力R起作用，并且能够有效地降低由偏载荷引起的倾斜L。如此，在倾斜L增大的冲压行程量S的范围内，能够获得更大的反作用力R，因此能够抑制由偏载荷引起的倾斜L。

在本实施方式中，采用了将压力源50设置在下层侧下模11的结构，但不限定于此。例如，即使采用将压力源50设置在上层侧上模22的结构，也能够在上层模具20中获得相同的作用和效果。

在本实施方式中，采用了在模具垫板32的下表面固定有下层侧上模12、在模具垫板32的上表面固定有上层侧下模21的结构，但不限定于此。也可以是，例如下层侧上模12与上层侧下模21不经由模具垫板32而是一体地固定的、表里一体中间模的结构。

在本实施方式中，采用了将第二流体弹簧70设置在下层侧下模11的结构，但不限定于此。在多层冲压装置100中，只要是力在与下层侧上模12相同的定时沿合模的方向起作用的位置，就会起到相同的作用·效果。

在本实施方式中，采用了串行地配置2对成形模具的多层冲压装置100，但不限定于此。仅包含1对成形模具的冲压装置也起到相同的作用·效果。

产业上的可利用性

本发明能够利用于冲压装置以及冲压装置的压力源。

附图标记说明

10下层模具11下层侧下模12下层侧上模

20上层模具21上层侧下模22上层侧上模

50压力源60第一流体弹簧63第一流体室

70第二流体弹簧73第二流体室100多层冲压装置

L倾斜rL上升率(倾斜)R反作用力

rR上升率(反作用力)S冲压行程量

Claims (4)

1.一种冲压装置(100)，其具备至少一对成形模具(10，20)和使力沿所述成形模具开模的方向作用的压力源(50)，所述压力源具备第一流体弹簧(60)和第二流体弹簧(70)，

所述冲压装置的特征在于，

所述压力源设置于所述一对成形模具的非成形面，

与所述第二流体弹簧相比较，所述第一流体弹簧先使力沿所述成形模具开模的方向作用于所述成形模具，

所述第一流体弹簧的用于封入流体的缸体内部(63)与所述第二流体弹簧的用于封入流体的缸体内部(73)相连通，

所述第二流体弹簧比所述第一流体弹簧靠所述成形模具的中心侧配置。

2.根据权利要求1所述的冲压装置，其中，

所述第一流体弹簧的行程量比所述第二流体弹簧的行程量长。

3.根据权利要求1所述的冲压装置，其中，

所述第一流体弹簧的行程量与所述第二流体弹簧的行程量相同，

所述第一流体弹簧比所述第二流体弹簧靠下方设置。

4.一种冲压装置的压力源，是使力沿成形模具(10，20)开模的方向作用的冲压装置的压力源(50)，所述压力源具备第一流体弹簧(60)和第二流体弹簧(70)，

所述压力源的特征在于，

所述压力源设置于所述一对成形模具的非成形面，

与所述第二流体弹簧相比较，所述第一流体弹簧先使力沿所述成形模具开模的方向作用于所述成形模具，

所述第一流体弹簧的用于封入流体的缸体内部(63)与所述第二流体弹簧的用于封入流体的缸体内部(73)相连通。