CN104707899A - 模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模具，其不依靠工件就能够进行高精度的定位，从而能够成型出轴心精度高的成型品。所述模具的特征在于，具备：冲模(11)，其具有收纳工件(W)的收纳部(27)；冲头(13)，其能够在收纳部(27)内进退，用于在工件(W)上成型出孔；以及脱料器(14)，其从冲头(13)的周向的至少3处位置朝向径向内侧弹性地支承冲头(13)，并且嵌合于冲模(11)的外周面。

Description

模具

技术领域

本发明涉及模具。

背景技术

一直以来，作为用于通过压力加工对工件形成孔的模具，已知具备如下部分的结构：冲模，其具有保持工件的收纳部；和冲头，其能够相对于收纳部进退，用于在工件上成型出孔(例如，参照下述专利文献1)。

然而，在上述的压力加工中，为了实现在工件上形成的孔的轴心精度的进一步提高，采用了多种提高工件在收纳部内的定位精度的方法。

例如，第一，存在使用引导板对工件的外周面进行引导来定位工件的方法。

另外，第二，还存在在工件自身设置收纳引导销等的引导部来借助引导部定位工件的方法。

专利文献1：日本特开2008-62282号公报

然而，在上述的第一方法中，为了吸收工件自身的外径的偏差，需要在引导板的内周面与工件的外周面之间确保间隙。因此，相对于工件的外径来说，需要使引导板的内径比较大，从而工件相对于引导板晃动等，在定位精度上存在极限。

在该情况下，为了提高定位精度，需要对各结构件的位置管理等进行微调，从而需要熟练的技术和注意力。

另外，在第二方法中，由于在工件自身设置引导部的关系，需要在工件上确保用于设置引导部的空间。并且，还存在引导部的形状对应于工件的外形而受到限定这样的课题。特别是，在制造钟表用部件等微小部件的情况下，自由度低。

发明内容

本发明是考虑到这样的情况而完成的，目的在于提供一种模具，其不依靠工件就能够进行高精度的定位，从而能够成型出轴心精度高的成型品。

本发明为了解决上述课题而提供以下手段。

(1)本发明的模具的特征在于，所述模具具备：冲模，其具有收纳工件的收纳部；销部件，其能够在所述收纳部内进退，并用于在所述工件上成型出孔；以及引导部件，其从所述销部件的周向的至少3处位置朝向径向内侧弹性地支承所述销部件，并且嵌合于所述冲模的外周面。

根据该结构，通过从收纳部的周向的至少3处位置朝向径向内侧弹性地支承销部件，由此能够进行销部件相对于引导部件的定位。并且，通过使引导部件嵌合于冲模的外周面，能够进行冲模相对于引导部件的定位。即，通过利用引导部件进行销部件和冲模的定位，能够对销部件和冲模高精度地进行定位。

而且，通过在该状态下利用销部件对收纳在收纳部内的工件成型出孔，由此能够成型出轴心精度高的成型品。

在该情况下，与以往那样使用引导板来定位工件的方法不同，无需较大地确保工件的外周面和收纳部的内周面之间的隙间，因此能够将工件高精度地定位在收纳部内。

并且，通过利用引导部件进行销部件和冲模的定位，由此，不依靠熟练的技术和注意力就能够简单且低成本地进行定位。

并且，销部件和引导部件之间的间隙管理变得简单，也能够提高组装性和维护性。

而且，由于不需要在工件自身设置引导部，因此不依靠工件就能够进行高精度的定位。

而且，通过利用引导部件弹性地支承销部件，能够抑制对销部件作用过大的按压力。由此，能够吸收在销部件相对于引导部件移动时的滑动阻力和晃动，从而能够提高耐久性。

(2)在上述本发明的模具中，也可以是，所述引导部件能够相对于所述冲模沿着所述收纳部的轴向移动，所述冲模能够相对于所述引导部件沿着与所述收纳部的轴向垂直的方向移动。

根据该结构，当引导部件被嵌合于冲模时，冲模相对于引导部件朝向径向内侧移动。由此，能够高精度进行冲模相对于引导部件的定位。

(3)在上述本发明的模具中，所述冲模和所述引导部件的嵌合部分可以形成为沿着与所述收纳部的轴向交差的方向延伸的锥面。

根据该结构，当引导部件被嵌合于冲模时，锥面彼此抵接，由此，冲模容易相对于引导部件朝向径向内侧移动。由此，能够更简单地进行冲模相对于引导部件的定位。

(4)在上述本发明的模具中，也可以是，所述模具具备定位芯，所述定位芯能够相对于所述冲模沿着所述销部件的径向移动，并且所述定位芯将所述工件保持在所述收纳部内，所述引导部件以下述方式构成：所述引导部件在相对于所述冲模沿着所述销部件的轴向移动时与所述定位芯抵接，使所述定位芯朝向径向内侧移动。

根据该结构，定位芯与引导部件和冲模的相对移动同步地朝向径向内侧移动，因此能够将工件高精度地定位在收纳部内。

而且，除了销部件和冲模的定位之外，冲模和工件的定位也可以利用引导部件来进行，因此能够高精度地定位销部件和工件。

根据本发明，不依靠工件就能够进行高精度的定位，从而能够成型出轴心精度高的成型品。

附图说明

图1是模具的立体图。

图2是沿图1中的A-A线的剖视图。

图3是图2的B部放大图。

图4是从轴向观察冲模的俯视图。

图5是脱料器的立体图。

图6是沿图2中的C-C线的剖视图。

图7是用于说明压力加工中的定位工序的说明图，是与图2相当的剖视图。

图8是用于说明压力加工中的定位工序的说明图，是与图4相当的俯视图。

图9是用于说明压力加工中的冲裁工序的说明图，是与图2相当的剖视图。

图10是用于说明压力加工中的冲裁工序的说明图，是与图3相当的剖视图。

标号说明

1：模具；

11：冲模；

13：冲头(销部件)；

14：脱料器(引导部件)；

27：收纳部；

32：定位芯；

W：工件。

Wa：孔。

具体实施方式

[模具]

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是模具1的立体图，图2是沿图1中的A-A线的剖视图。

如图1、图2所示，本实施方式的模具1是利用压力加工对例如钟表用齿轮等圆板状的工件W成型出孔Wa(参照图10)的所谓的压力模具。具体来说，模具1具备：冲模11，其保持工件W；定位机构12，其相对于冲模11对工件W进行定位；圆柱状的冲头(销部件)13，其对工件W成型出孔Wa；以及脱料器(引导部件)14，其对冲头13的移动进行引导。另外，在以下的说明中，将沿着冲头13的轴心O的方向简称为轴向，将轴向中的冲头13侧称为上方，将冲模11侧称为下方。而且，将围绕轴心O的方向称为周向，将与轴心O垂直的方向称为径向。

(冲模)

图3是图2的B部放大图。

如图1～图3所示，冲模11形成为与冲头13的轴心O同轴地延伸的圆柱状，并经由滚珠轴承21(参照图1)以能够在垂直于轴向的面内移动的方式被支承于冲模板22(参照图1)。冲模11具备位于下方(轴向的一端侧)的基部23、和位于上方(轴向的另一端部)且直径比基部23小的缩径部24。并且，在冲模11的径向的中央部，在压力加工时收纳冲头13的冲裁孔25沿着轴向延伸。

图4是从轴向观察冲模11的俯视图。

如图3、图4所示，在缩径部24的径向的中央部形成有收纳工件W的收纳部27。收纳部27朝向下方凹陷，并形成为能够收纳工件W的外径。并且，如图3所示，缩径部24的外周面形成为随着朝向上方而向径向内侧倾斜的锥面24a。

(定位机构)

如图4所示，定位机构12具备：多个(例如，3个)引导槽31，它们沿周向隔开间隔地形成在缩径部24；定位芯32，其分别收纳在这些引导槽31内，并构成为能够沿径向在引导槽31内滑动移动；以及施力部件33，其朝向径向分别对定位芯32施力。

引导槽31沿着径向延伸，并且，引导槽31的径向的内侧端部与收纳部27内连通，径向外侧端部在缩径部24的外周面开放。并且，如图3所示，引导槽31形成为：随着从外周侧朝向内周侧，沿着轴向的深度逐级变浅。即，引导槽31具有位于内周侧的浅槽部31a；和位于外周侧并与浅槽部31a内连通的深槽部31b。并且，在本实施方式中，各引导槽31沿周向等间隔(120°间隔)地配设。

定位芯32具备：基部芯34，其被配设成能够在深槽部31b内沿径向滑动移动；和按压芯35，其被配设成能够在浅槽部31a内沿径向滑动移动。

基部芯34在从周向观察的侧视图中形成为矩形状，位于其径向外侧且上部的外周缘形成为沿着与轴向交叉的方向延伸的倾斜面34a。另外，该倾斜面34a与上述的缩径部24的锥面24a平行地延伸。并且，如图1所示，在初始状态下，基部芯34的径向外侧端部位于比缩径部24的锥面24a靠径向外侧的位置。

如图4所示，按压芯35在从周向观察的侧视图中形成为矩形状，其径向内侧端面形成为与工件W的外周面抵接的按压面35a。另外，在初始状态下，按压面35a相对于工件W的外周面分离。并且，按压面35a仿照工件W的外形朝向径向外侧凹陷。

并且，在按压芯35的径向内侧端部形成有从上方保持工件W的保持爪37。保持爪37在图8所示的按压面35a抵接于工件W的外周面的定位状态下，以面向收纳部27内的方式朝向径向内侧突出设置，将工件W的轴向移动限制在该保持爪37与收纳部27的底面之间。

如图3、图4所示，施力部件33具备：第1施力部件38(参照图3)，其朝向径向外侧对基部芯34施力；和第2施力部件39，其对基部芯34和按压芯35向沿径向分离的方向施力。

第1施力部件38的径向内侧端部与限定出深槽部31b的内壁面中的位于径向内侧的内壁面连结。另一方面，第1施力部件38的径向外侧端部与基部芯34的径向的内侧端面连结。

第2施力部件39的径向内侧端部与按压芯35的径向外侧端面连结。另一方面，第2施力部件39的径向外侧端部与基部芯34的径向内侧端面中的、比与第1施力部件38连结的连结部分靠上方的部分连结。另外，第1施力部件38和第2施力部件39的弹簧常数k1、k2能够任意地设定。而且，上述的冲模11和定位机构12被搭载在冲模板22上而构成了下模30。

(冲头)

如图1所示，冲头13留有间隙地插入与上述的冲模板22在轴向上对置地配置的冲头板41中，并以能够在垂直于轴向的面内相对于冲头板41略微移动的方式被支承于冲头板41。另外，冲头板41借助未图示的驱动机构能够沿轴向往复移动，由此，冲头13能够相对于工件W沿轴向往复移动。

如图3所示，冲头13的下端部形成为直径比上部小的成型部13a，通过使该成型部13a贯穿工件W，由此在工件W上形成仿照成型部13a的外形的孔Wa。

(脱料器)

如图1所示，脱料器14被保持于在上述的冲模板22和冲头板41之间配置的脱料器板51中。另外，脱料器板51和冲头板41经由螺旋弹簧52以能够沿轴向相对移动的方式连结，所述螺旋弹簧52对脱料器板51和冲头板41向在轴向上使两者分离的方向施力。因此，脱料器板51通过上述的驱动机构与冲头板41一起构成了能够沿轴向移动的上模40。

图5是脱料器14的立体图。

如图2、图3、图5所示，脱料器14形成为与冲头13的轴心O同轴地延伸的筒状，并且贯穿脱料器板51。脱料器14的内径比冲头13的外径大，且比缩径部24的外径小，冲头13被收纳在脱料器14的内侧。在脱料器14的下端部形成有随着朝向下方内径扩大的锥面53。该锥面53与上述的缩径部24的锥面24a及基部芯34的倾斜面34a平行地延伸，并且构成为在压力加工时与锥面24a及倾斜面34a嵌合。

图6是沿图2中的C-C线的剖视图。

并且，如图5、图6所示，在脱料器14的内周面，朝向径向内侧弹性地支承冲头13的保持部61一体地形成于脱料器14。在本实施方式中，保持部61沿周向等间隔(120°间隔)地配设有3个，构成了保持部群62。而且，该保持部群62在脱料器14的内周面上的轴向的两端部配设有一对。另外，在本实施方式中，各保持部群62之间的、保持部61的周向间隔相等。

上述保持部61在从轴向观察的俯视观察中朝向径向内侧呈拱状延伸，并且能够沿着径向挠曲变形。具体来说，保持部61具有：一对腿部64，其从脱料器14的内周面朝向径向内侧延伸，和桥部65，其在周向上将一对腿部64之间连结起来。

各腿部64沿周向隔开间隔配置，并且，分别随着朝向径向内侧而向周向的内侧延伸。即，两腿部64之间在周向上的间隔随着朝向径向内侧而变窄。

桥部65的内周面与冲头13的外周面抵接。在本实施方式中，桥部65的内周面例如仿照冲头13的外形形成，成为朝向径向外侧突出的弯曲面。另外，由各腿部64及桥部65限定的部分成为允许保持部61的弹性变形的切挖部。

而且，各保持部群62的保持部61在脱料器14内从周向的3处位置与上述冲头13的外周面抵接，并且以朝向径向内侧施力的状态弹性地支承着冲头13。因此，冲头13被配置成与脱料器14同轴，并且，冲头13的外周面在桥部65的内周面上滑动，同时冲头13在脱料器14内沿轴向移动。

[压力加工方法]

接下来，对使用上述模具1实现的压力加工方法进行说明。

首先，如图3、图4所示，将工件W设置在冲模11的收纳部27内。在该情况下，以工件W的轴心至少与轴心O平行的方式设置工件W。另外，在该状态下，按压芯35相对于工件W的外周面离开。

图7、图8是用于说明压力加工中的定位工序的说明图，图7是与图2相当的剖视图，图8是与图4相当的俯视图。

接下来，如图7、图8所示，以工件W的轴心与轴心O一致的方式进行工件W的定位工序。具体来说，首先使未图示的驱动机构进行驱动，使上模40下降。这样，脱料器14的锥面53与各基部芯34的倾斜面34a抵接。然后，通过使上模40进一步下降，由此，锥面53在倾斜面34a上滑动。

这里，如图3、图10所示，当脱料器14的锥面53与各基部芯34的倾斜面34a抵接时，在基部芯34上作用有沿着轴向的合模力。这样，该合模力的分力经由各基部芯34的倾斜面34被作为朝向径向内侧作用的推压力传递至各定位芯32。

然后，如图8所示，各定位芯32借助于该推压力在各引导槽31内朝向径向内侧同时开始滑动。即，各定位芯32中的基部芯34在深槽部31b内朝向径向内侧滑动，按压芯35在浅槽部31a内朝向径向内侧滑动。由此，按压芯35的按压面35a和工件W的外周面之间的间隙逐渐缩小。然后，各按压芯35的按压面35a同时与工件W的外周面接触，将工件W朝向径向内侧按压。并且，通过使各按压芯35的保持爪37从上方卡定于工件W，由此限制了工件W的沿轴向的移动。

在上述定位芯32滑动移动的过程中，如果在按压芯35的按压面35a与工件W的外周面接触之前基部芯34被脱料器14推压，则只有第1施力部件38收缩。因此，基部芯34和按压芯35都以相等的位移滑动移动。

另一方面，如果在按压芯35的按压面35a与工件W的外周面接触后基部芯34被脱料器14推压，则第2施力部件39也和第1施力部件38一起收缩。其结果为，按压芯35的位移比基部芯34的位移小。

由此，工件W在被按压芯35按压的状态下朝向径向内侧在收纳部27内逐渐移动，最终被定位在收纳部27内的中心处。另外，如图10所示，在工件W被定位后，使脱料器14进一步下降，由此，基部芯34朝向径向内侧移动，但由于第2施力部件39收缩，因此不会对工件W作用过大的推压力。

而且，在上模40下降而使得脱料器14的锥面53与基部芯34的倾斜面34a及缩径部24的锥面24a抵接的状态下，脱料器14的下方移动被限制。

通过以上步骤，定位工序结束。

在上述定位工序中，在基部芯34完全进入引导槽31内的状态、即基部芯34的倾斜面34a与缩径部24的锥面24a成为同一个面的状态下，脱料器14的锥面53与倾斜面34a及锥面24a的双方抵接。即，基部芯34的倾斜面34a及缩径部24的锥面24a被嵌合在脱料器14的锥面53的内侧。

此时，冲模11如上所述这样借助滚珠轴承21被支承成能够在与轴向垂直的面内相对于冲模板22移动，因此，与脱料器14向下方的移动相伴，冲模11自身也朝向径向内侧(轴心O)移动。由此，能够吸收脱料器14和冲模11的加工偏差，从而容易使工件W的轴心与轴心O一致。特别地，当冲模11及定位芯32被嵌合在脱料器14内时，锥面24a、53及倾斜面34a彼此抵接，由此冲模11容易相对于脱料器14朝向径向内侧移动。由此，能够更简单地进行冲模11相对于脱料器14的定位。

图9、图10是用于说明压力加工中的冲裁工序的说明图，图9是与图2相当的剖视图，图10是与图3相当的剖视图。

在上述的定位工序后，如图9、图10所示，当进一步驱动驱动机构时，只有冲头13克服螺旋弹簧52的作用力下降。由此，工件W的中心被冲裁，成型出在工件W的中心形成有孔Wa的成型品(冲裁工序)。

然后，驱动驱动机构，使上模40上升。这样，首先，只有冲头13上升直至螺旋弹簧52复原，然后在螺旋弹簧52复原后，脱料器14和冲头13一起上升。此时，对于定位芯32，基部芯34的倾斜面34a与脱料器14的锥面53滑动接触，同时，定位芯32借助施力部件38、39的作用力在引导槽31内朝向径向外侧滑动移动。因此，各定位芯32都以相同的速度从成型品(工件W)离开。由此，能够在开模时抑制因定位芯32和成型品的接触而造成的定位芯32的磨耗或成型品的损伤。

然后，解除脱料器14和缩径部24及定位芯32的嵌合，使上模40相对于下模30离开，由此完成了利用本实施方式的模具1进行的压力加工。

这样，在本实施方式中，通过从周向的至少3处位置朝向径向内侧弹性地支承冲头13，由此能够进行冲头13相对于脱料器14的定位。并且，通过将脱料器14的锥面53嵌合于缩径部24的锥面24a，由此能够进行冲模11相对于脱料器14的定位。即，能够利用脱料器14进行冲头13和冲模11的定位，由此能够高精度地定位冲头13和冲模11。

而且，通过在该状态下利用冲头13对收纳在收纳部27内的工件W成型出孔Wa，由此能够成型出轴心精度高的成型品。

在该情况下，与以往那样使用引导板来定位工件W的方法不同，无需较大地确保工件W的外周面和收纳部27的内周面之间的隙间，因此能够将工件W高精度地定位在收纳部27内。

并且，通过利用脱料器14进行冲头13和冲模11的定位，由此，不依赖熟练的技术和注意力就能够简单且低成本地进行定位。

并且，冲头13和脱料器14之间的间隙管理变得简单，也能够提高组装性和维护性。

而且，由于也无需在工件W自身设置引导部，因此，不依靠工件W就能够进行高精度的定位。

而且，在本实施方式中，通过利用保持部61弹性地支承冲头13，由此能够抑制对冲头13作用过大的按压力。由此，能够吸收冲头13相对于脱料器14移动时的滑动阻力和晃动，能够提高耐久性。

并且，定位芯32与脱料器14和冲模11的相对移动同步地朝向径向内侧移动，因此能够吸收工件W的外径偏差，从而能够将工件W高精度地定位在收纳部27内。

而且，除了冲头13和冲模11的定位之外，冲模11和工件W的定位也可以利用脱料器14来进行，因此能够高精度地定位冲头13和工件W。

特别地，在本实施方式中，在脱料器14上形成有锥面53，该锥面53随着脱料器14向下方移动而与基部芯34抵接，使定位芯32朝向径向内侧移动，因此能够高精度地进行工件W相对于脱料器14和冲模11的定位。

另外，本发明的技术范围不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内加入各种变更。

例如，在上述的实施方式中，对将本发明应用于压力模具的情况进行了说明，但不限于此，也可以将本发明应用于各种模具。例如，也可以是用于在收纳部27内对树脂成型品进行注塑成型的注塑成型用模具。

并且，在上述的实施方式中，对在圆板状的工件W上成型出孔Wa的情况进行了说明，但不限于此，可以采用各种工件W。

而且，在上述的实施方式中，是将保持部61和定位芯32分别设置3个的结构，但不限于此，也可以是3个以上的多个。

并且，也可以在各保持部群62之间改变保持部61的间距等。

而且，在上述的实施方式中，对保持部61一体地形成于脱料器14的情况进行了说明，但不限于此，也可以是分体地形成于脱料器14。

而且，在上述实施方式中，对在按压芯35上配设保持爪37来限制工件W的沿轴向的移动的结构进行了说明，但是，限制工件W的沿轴向的移动的部件能够进行各种变更。

Claims (4)

1.一种模具，其特征在于，

所述模具具备：

冲模，其具有收纳工件的收纳部；

销部件，其能够在所述收纳部内进退，并用于在所述工件上成型出孔；以及

引导部件，其从所述销部件的周向的至少3处位置朝向径向内侧弹性地支承所述销部件，并且嵌合于所述冲模的外周面。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，

所述引导部件能够相对于所述冲模沿着所述销部件的轴向移动，

所述冲模能够相对于所述引导部件沿着与所述销部件的轴向垂直的方向移动。

3.根据权利要求2所述的模具，其特征在于，

所述冲模和所述引导部件的嵌合部分形成为沿着与所述销部件的轴向交差的方向延伸的锥面。

4.根据权利要求2或3所述的模具，其特征在于，

所述模具具备定位芯，所述定位芯能够相对于所述冲模沿着所述销部件的径向移动，并且所述定位芯将所述工件保持在所述收纳部内，

所述引导部件以下述方式构成：所述引导部件在相对于所述冲模沿着所述销部件的轴向移动时与所述定位芯抵接，使所述定位芯朝向径向内侧移动。