CN104646474A - 通过利用模具和冲头冲压金属板形成冲压件的压制方法及压制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过利用模具和冲头冲压金属板形成冲压件的压制方法及压制装置。通过包括模具和冲头的冲压部冲压金属板来形成冲压件。在上述冲压之前，在冲压部之前设置的前处理部在金属板的冲压区域的面向模具的内周部形成突起。形成突起在通过冲压金属板形成冲压件时消除在冲压件的边缘处塌边的形成。

Description

通过利用模具和冲头冲压金属板形成冲压件的压制方法及压制装置

技术领域

本发明涉及一种通过利用模具和冲头冲压金属板形成冲压件的压制方法及压制装置。

背景技术

传统上，作为与这种类型的冲压相关的压制装置，例如，存在图6A至6C示出的已知装置。该现有技术的压制装置包括具有成形孔311的模具31。冲头32配置成面向成形孔311以能够在模具31的成形孔311的内侧和外侧之间往复运动。如图6A至6C所示，在金属板W1载置在模具31和冲头32之间的情况下，通过冲头32的冲压操作，通过对金属板W1的冲压来通过冲切(shear)形成冲压件W2。

在该现有技术的压制装置中，如图6B所示，在通过冲压形成冲压件W2时且尤其在冲切操作的初始阶段，作用于金属板W1的被推入成型孔311的冲压区域的内周部的拉伸应力高于其他部分的拉伸应力。以这种方式，如图6C所示，在通过冲压金属板W1形成冲压件W2时，被推入成形孔311的冲压件W2的边缘处的材料朝向冲头32的外侧移动了较大量。结果，冲压件W2的边缘形成为弧状，即，形成塌边(shear droop)W21。在形成塌边W21时，在冲压件W2的靠近冲头32的边缘部处形成小突起，即，毛边W22。在冲压之后可以通过磨削等除去毛边W22。然而，校正塌边W21是非常困难的。如果冲压件W2用作产品，由于塌边W21可能使产品的功能降低。

为解决该问题，例如，在日本特开2000-117344号公报和日本特开2000-210731号公报中公开了传统上提议的压制方法或压制装置。

在日本特开2000-117344号公报中的压制方法中，如由图6A中的双点划线所示，由加压工具321对金属板W1加压，并且金属板W1以预定量被推入成形孔311中，加压工具321具有比在模具31中的成形孔311的内侧形状大的外侧形状。以该方式，在金属板W1中，位于被推入成形孔311的部分之外的部分的厚度在加压工具321和模具31之间减小。然后，如图6B中的双点划线所示，具有比成形孔311的内侧形状小的外侧形状的冲头322冲切薄壁部以进行冲压。

日本特开2000-117344号公报描述，以上述方式进行冲压难以形成塌边W21和毛边W22。

在日本特开2000-210731号公报中的压制装置中，如图7A至图7C所示，在模具31和冲头32之间载置金属板W1，并且通过冲压金属板W1形成冲压件W2。突出模具33配置在冲头32的外周。在突出模具33的中央部形成用于收纳能够往复运动的冲头32的孔331。在孔311的周缘处形成突出部332。突出模具33可以在与冲头32的移动方向相同的方向上移动。

在通过利用模具31和冲头32的冲压形成冲压件W2之前，突出模具33如图7B所示朝向模具31移动。然后，由突出模具33的突出部332对金属板W1的冲压区域的外周部冲切而保持预定板厚度不被切割。然后，如图7C所示，通过冲头32形成冲压件W2。

在日本特开2000-210731号公报中的压制方法中，通过由突出部332冲切金属板W1，抑制了在金属板W1的冲压区域的内周部处的材料朝向冲头32的外侧移动。日本特开2000-210731号公报描述，通过突出部332冲切抑制了在冲压件W2的边缘部处形成塌边W21。

在日本特开2000-117344号公报中，由加压工具321对金属板W1加压，并将金属板W1推入成形孔311，该加压工具321具有比成形孔311的内侧形状大的外侧形状。即使金属板W1的位于被推入成形孔311的部分之外的部分的厚度在加压工具321和模具31之间减小，在随后利用冲头32冲压时也会在冲压件W2的边缘部处形成塌边W21。

在日本特开2000-210731号公报中的压制方法中，如图7C所示，由冲头32将金属板W1推入孔311。因此，尽管通过突出部332冲切金属板W1，在冲压时也不能抑制在冲压件W2的边缘部处形成塌边W21。在日本特开2000-210731号公报中的压制装置中，在突出模具33的中央部形成用于收纳相对于突出模具33移动的冲头32的孔331。此外，在孔311附近形成用于冲切冲压件W2的突出部332。因此，在通过突出部332冲切金属板W1时，突出部332可能变脆且破损。

发明内容

发明要解决的问题

相应地，本发明的目的是提供一种压制方法和压制装置，其在通过冲压金属板形成冲压件时抑制在冲压件的端部处塌边的形成。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种压制方法，其包括：通过使用模具和配置成面向该模具的冲头冲压金属板的冲压区域来形成冲压件；以及在冲压之前，在冲压区域的面向模具的内周部处形成突起。

因此，在该压制方法中，在金属板的冲压区域的内周部处提前形成突起。因此，即使在通过冲压金属板形成冲压件时拉伸应力作用于金属板的冲压区域的内周部以形成塌边，在内周部处的突起也会消除塌边的形成。因此，在通过冲压金属板形成冲压件时可以抑制在冲压件的边缘部处塌边的形成。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供一种压制装置，其包括：模具和配置成面向模具的冲头。该装置通过使用模具和冲头冲压金属板的冲压区域来形成冲压件。该装置包括前处理部，在利用模具和冲头冲压之前，前处理部在金属板的冲压区域的面向模具的内周部形成突起。

在该压制装置中，在由模具和冲头形成的冲压部之前设置用于在金属板上形成突起的前处理部，并且该前处理部与冲压部分开。因此，在该压制装置中，与现有技术不同的是，不必在前处理部的部件中形成用于收纳冲头的孔等。因此，可以形成前处理部的坚固的部件。也就是，将坚固地形成用于抑制塌边的形成的处理构件。

发明的效果

利用该压制方法和压制装置，可以抑制在冲压件的边缘部处塌边的形成。

附图说明

图1是根据一实施方式的压制装置的截面图；

图2是示出了将通过图1中的压制装置冲压形成的冲压件作为示例的平面图；

图3A至图3C是依次示出了通过图1中的压制装置对冲压件进行冲压的压制方法的局部截面图；

图4是示出了图1中的压制装置的前处理部的局部截面图；

图5是示出了变型例的局部截面图；

图6A至图6C是依次示出了通过现有技术的压制装置对冲压件进行冲压的压制方法的局部截面图；

图7A至图7C是依次示出了通过专利文献1中描述的现有技术的压制装置对冲压件进行冲压的压制方法的局部截面图。

具体实施方式

将参照图1至图3C描述根据一实施方式的压制装置100。

如图1所示，本实施方式的压制装置100的装置框架11包括在竖直方向上彼此间隔的上框架部111和下框架部112。具有厚度T的片状的金属板W1载置在上框架部111和下框架部112之间。金属板W1可以在其纵向(图1中箭头的方向)上间歇地传送。在装置框架11中的金属板W1的传送方向的下游侧设置冲压部12，该冲压部12通过冲压金属板W1形成例如图2中示出的形状的冲压件W2。通过在冲压部12处的冲压和挤压形成冲压件W2。在装置框架11中的金属板W1的传送方向的上游侧，即，在冲压部12之前设置前处理部13，用于在通过冲压形成冲压件W2之前在金属板W1上形成环状的突起W12。在金属板W1的冲压区域的内周部处形成突起W12以在通过冲压成形冲压件W2的方向上突出。

如图1所示，冲压模14在冲压部12中固定于装置框架11的上框架部111。在冲压模14的大致中央部形成成形孔141。成形孔141形成有与图2中示出的冲压件W2的外周形状相符的内周形状。在装置框架11的下框架部112处，冲头15配置成面向成形孔141以能够在冲压模14的成形孔141的内侧和外侧之间往复运动。冲头15的外周形状与冲压模14的成形孔141的内周形状相似且比该内周形状略小。在金属板W1载置在冲压模14和冲头15之间的情况下，冲头15朝向冲压模14的成形孔141进行冲压操作，并且冲头15进入成形孔141，从而冲压金属板W1以形成冲压件W2。

如图1和图4所示，在位于冲压部12之前的前处理部13中，成形模16固定于装置框架11的上框架部111。在成形模16的下表面形成成形面161。在成形面161上形成用于在金属板W1上形成突起W12的环状凹部162。环状凹部162的外周缘(图4中点划线的部分)与冲压件W2的外周形状相符。

在装置框架11的下框架部112处，将用于朝向成形模16的成形面161挤压金属板W1的成形构件17配置成在竖直方向上可移动。成形构件17的外周形状与凹部162相似且比凹部162的外周缘形状大。在成形构件17的上端的外周缘处形成环状突出部171。如图4所示，突出部171的内周缘与凹部162的外周缘相对应。

在金属板W1载置在成形模16和成形构件17之间的情况下，成形构件17朝向成形模16移动，从而挤压金属板W1抵靠在成形模16的成形面161上。结果，在金属板W1上形成与在成形构件17上的突出部171相对应的环状凹区域。此外，在金属板W1上，在面向成形模16的冲压区域的内周部形成环状突起W12。

由于冲压件W2的外周形状，冲压件W2的塌边量(amount of shear droop)通常根据冲压件W2的边缘部的位置而变化。例如，如图2所示，在冲压件W2的被圈起的部分，即，具有较大曲率的外部W23，冲压使材料朝向冲头15的外侧的移动量较大，塌边量较大。相反，在诸如与直线相似的曲线的具有小曲率的冲压件W2的外部处，塌边量小。因此，在具有较大塌边量的部分处，成形模16的凹部162的对应部分形成为较深以具有较大容积。同样地，在具有较大塌边量的部分处，成形构件17的突出部171的对应部分形成为较高。

如图1所示，推压构件18以在竖直方向上可移动的方式插入冲压部12的冲压模14的成形孔141中。推压构件18被弹簧19施加朝向冲头15的力。在冲压模14和冲头15冲压金属板W1以形成冲压件W2时，推压构件18抵抗弹簧19的施加力向上移动。与此同时，冲压件W2与推压构件18接触并且金属板W1的突起W12和冲压件W2的底面被推压抵靠推压构件18。然后，随着冲头15向下移动，弹簧19的施加力使推压构件18向下移动并且冲压件W2返回到形成于金属板W1中的冲压孔。

接着，将描述使用如上所述的压制装置100挤压金属板W1来形成冲压件W2的压制方法。

在压制装置中，如图1所示，将在装置框架11的框架部111和112之间载置的金属板W1在图1中的箭头方向上间歇地传送。然后，在停止传送金属板W1时，成形构件17朝向设置在金属板W1的传送方向的上游侧的前处理部13中的成形模16移动，如图3A所示。以这种方式，在冲压步骤之前，金属板W1被推压抵靠成形模16的成形面161，并且金属板W1移动至成形面161的凹部162内。结果，在金属板W1的冲压区域的内周部形成突起W12。

然后，为了进行冲压步骤，将金属板W1向设置在金属板W1的传送方向的下游侧的冲压部12传送预定量。如图1所示，金属板W1的突起W12配置成与冲压模14的成形孔141相对应。

然后，如图3B所示，进行冲压操作使得冲头15进入冲压模14的成形孔141，并且进行通过冲压金属板W1形成冲压件W2的步骤。在通过冲压形成冲压件W2时，较大拉伸应力作用于金属板W1的面向推压构件18的冲压区域的内周部，从而可形成塌边W21。然而，在内周部处提前形成突起W12。因此，拉伸应力作用于突起W12，突起W12消除了塌边W21的形成。

在冲压件W2的冲压步骤中，冲压件W2被推压构件18推压以抵靠冲头15。因此，即使通过突起W12消除了塌边W21的形成之后突起W12仍然留在金属板W1上，推压构件18也会使剩余的突起W12变平。如图3C所示，冲头15进一步向上移动以通过冲压金属板W1形成冲压件W2，从而进一步抑制在冲压件W2的边缘部处塌边W21的形成。即使在靠近冲头15的冲压件W2的边缘部处形成毛边W22，在冲压之后也可以除去和校正该毛边W22。

在冲压之后冲压件W2随着弹簧19使推压构件18朝向冲头15移动而返回到冲压孔中。然后，在压制装置100的外侧，冲压件W2与金属板W1分开并被送到下一步骤。

因此，利用本实施方式的压制装置100，能够获得以下效果：

(1)在本实施方式的压制装置100中，在冲压部12之前设置前处理部13。在通过由模具14和冲头15冲压金属板W1形成冲压件W2之前，前处理部13在金属板W1的冲压区域的内周部形成突起W12。

因此，利用该压制方法，即使拉伸应力作用于金属板W1的冲压区域的内周部以在通过冲压金属板W1形成冲压件W2时形成塌边W21，内周部处的突起W12也会消除塌边W21的形成。以这种方式，在通过冲压金属板W1形成冲压件W2时可以抑制在冲压件W2的边缘部处的塌边W21的形成，从而可以获得高精度的冲压件W2。

(2)利用本实施方式的压制装置100，在前处理部13的成形模16中形成环状凹部162用于形成突起W12，并且在成形构件17处形成环状突出部171。因此，成形模16不具有用于收纳冲头，即成形构件17的孔。结果，可以分别坚固地形成成形模16和成形构件17的前处理部13的部件。此外，成形模16具有简单的结构，从而可以一定程度地抑制压制装置100的部件数量的增加及压制装置100的结构的复杂化。

(3)在通过冲压金属板W1形成冲压件W2时，金属板W1的突起W12被推压构件18推压。因此，如果在通过冲压形成冲压件W2时、在突起W12消除了塌边W21的形成之后该突起W12仍留在金属板W1上，则推压构件18可以使剩余的突起W12变平。

(4)前处理部13包括成形构件17，该成形构件17用于将金属板W1朝向凹部162挤压从而在金属板W1上形成突起W12。在成形构件17上形成用于朝向凹部162挤压金属板W1的突出部171。通过利用成形构件17的突出部171挤压金属板W1抵靠成形面161，金属板W1移动至成形面161的凹部162内，从而可以在金属板W1上适当地形成突起12。此外，由于突出部171定位在金属板W1的冲压区域的外侧，所以突出部171挤压造成的变形部不会保留在冲压件W2上，从而可以获得高精度的冲压件W2。

(5)在冲压件W2的外周可能形成较大塌边W21的位置处成形模16的凹部162形成为较深，以增加突起W12的突出量。从而能够降低由于冲压件W2的外周形状导致的在冲压件W2的边缘部的位置之间通过突起W12来消除塌边W21的形成的效果的不同。

变型例

上述实施方式可以进行如下变型。

如图5所示，金属板W1可以被成形构件17的整个前端推压抵靠成形模16的凹部162。

如果冲压件W2具有圆形等外周并且在整个外周上均匀形成塌边W21，则成形模16的成形面161的凹部162可以形成为在整个外周上具有均等的容积。以这种方式，在金属板W1的冲压区域的整个内周部形成具有均等的突出量的突起W12。

尽管在上述实施方式中增加对应凹部162的深度以增加突起W12的突出量，但可以增加凹部162的宽度以增加突出量。

Claims (7)

1.一种压制方法，其包括：

通过使用模具和配置成面向所述模具的冲头冲压金属板的冲压区域来形成冲压件；以及

在所述冲压之前，在所述冲压区域的内周部处形成突起，所述内周部面向所述模具。

2.根据权利要求1所述的压制方法，其特征在于，所述方法还包括在所述冲压时推压所述金属板的所述突起。

3.根据权利要求1或2所述压制方法，其特征在于，在形成所述突起时，所述突起形成为在所述冲压时在所述金属板朝向所述冲头的外侧的移动量大的位置处的突出量比在所述移动量小的位置处的突出量大。

4.一种压制装置，其包括：

模具；和

冲头，其配置成面向所述模具，其中

所述装置通过使用所述模具和所述冲头冲压金属板的冲压区域来形成冲压件，并且

所述装置包括前处理部，在利用所述模具和所述冲头冲压之前，所述前处理部在所述金属板的所述冲压区域的面向所述模具的内周部处形成突起。

5.根据权利要求4所述的压制装置，其特征在于，所述前处理部包括成形面和成形构件，所述成形面具有用于形成所述突起的凹部，所述成形构件用于朝向所述成形面推压所述金属板。

6.根据权利要求5所述的压制装置，其特征在于，与在冲压时所述金属板朝向所述冲头的外侧的移动量小的所述突起的位置对应的位置相比，在冲压时所述金属板朝向所述冲头的外侧的移动量大的所述突起的位置对应的位置处，所述凹部的容积较大。

7.根据权利要求4所述的压制装置，其特征在于，所述前处理部在所述金属板的传送方向上位于所述冲头和所述模具的上游侧。