CN105163936B - 用于压力机装置的可动模具部件 - Google Patents

Abstract

用于压力机装置的可动模具部件(116)包括板本体(200)，其具有配置为接合通过压力机装置形成的工件的工件接合表面(214)。板本体具有完全由板本体封闭的多个内部凹部(236)。可选地，板本体可由增材制造工艺形成，比如通过形成多个直接金属激光烧结层。直接金属激光烧结层可包括下层(234)、多个中间层(232)、和上层(230)，内部凹部设置在中间层中，下层覆盖每个内部凹部的底部，上层覆盖每个内部凹部的顶部。

Description

用于压力机装置的可动模具部件

技术领域

这里的主题总体涉及用于压力机装置(press device)的可动模具部件。压力机装置包括用于形成工件的模具部件，比如基部组件、脱料板(stripper plate)、可通过压力机压头朝向工件运动的冲压组件。压力机装置配置用于每秒具有多个循环的高速冲制。工件定位在基部组件和冲压组件之间，在压紧操作期间形成。脱料板定位在基部组件和冲压组件之间，以在冲压组件收缩时抵靠基部组件销固(pin)所述工件。脱料板经弹簧促动远离基部组件，以允许脱料板运动。

背景技术

当移动和冲制工件时，弹簧促动的模具部件振动且回弹。振动和回弹的效应随着压紧操作的速度增大而加剧，导致加速磨损且可能模具卡住(jam)，并带来由工件形成的部件的质量问题。可动模具部件的振动和回弹动量受物体的重量的影响。更重的模具部件具有更大的动量，且被振动和回弹影响。

发明内容

通过这里公开的压力机装置提供了解决方案，在压力机装置的操作过程中，所述压力机装置对可动模具部件具有降低的振动和回弹效应。提供了用于压力机装置的可动模具部件，其包括板本体，该板本体具有配置为接合通过压力机装置形成的工件的工件接合表面。板本体具有完全由板本体封闭的多个内部凹部。可选地，板本体可由增材(additive)制造工艺形成，比如通过形成多个直接金属激光烧结层。直接金属激光烧结层可包括下层、多个中间层、和上层，内部凹部设置在中间层中，下层覆盖每个内部凹部的底部，上层覆盖每个内部凹部的顶部。

附图说明

现在将通过示例、参考附图来描述本发明，其中

图1是根据示例性实施例形成的压力机装置。

图2是压力机装置的一部分的分解视图，显示了基部组件、冲压组件和脱料板。

图3示出了处于完全打开位置的压力机装置的一部分。

图4示出了处于完全闭合位置的压力机装置的一部分。

图5示出了压力机装置的可动模具部件的俯视图。

图6示出了可动模具部件的侧视图。

图7是可动模具部件的一部分的局部剖视图。

图8示出了另一可动模具部件。

图9示出了用来制造脱料板的机器。

具体实施方式

图1示出了根据示例性实施例形成的压力机装置100。压力机装置100用来从金属板形成工件102，比如通过冲压、冲制、弯曲、或以其他方式操纵工件102的形状和/或轮廓。压力机装置100可用来由工件102形成任何类型的部件，比如端子或触头。压力机装置100可包括供给机构104，其用来将工件102供给到工作区域106。压力机装置100可包括支撑压力机装置100的其他部件的压床108或框架。

基部组件110支撑在压床108上。在压紧操作过程中，基部组件110从下方支撑工件102。压力机装置100包括在基部组件110上方的冲压组件112。在压紧操作过程中，冲压组件112由压力机压头114驱动而朝向和/或远离基部组件110，以压紧工件102以形成部件。可选地，冲压组件112可被远离基部组件110弹簧偏压而不是由压力机压头114拉开。在示例性实施例中，基部组件110和冲压组件112二者都包括可动的模具部件，其大致在116处示出，用来形成工件102。

在示例性实施例中，基部组件110包括由压床108支撑的基脚120、和安装在基脚120的基部垫块122。可选地，基部垫块122可具有预先限定的轮廓，以用于从工件102形成特定类型的部件。基部垫块122可由具有不同轮廓的不同的基部垫块替换，以改变由压力机装置100制造的部件的类型。在示例性实施例中，基部垫块122是可动模具部件116。基部垫块122可以是凸轮驱动的、弹簧驱动的或通过其他方式可动的。可选地，基脚120可以是可动的模具部件116。

在示例性实施例中，冲压组件112包括冲压脚124、和联接到冲压脚124的冲压垫块126。冲压脚124具有预先限定的轮廓，以由工件102形成特定类型的部件。冲压垫块126可由具有不同轮廓的不同的冲压垫块替换，以由工件102形成不同类型的部件。在示例性实施例中，冲压垫块126和冲压脚124是可动的模具部件116。冲压垫块126和/或冲压脚124可以是凸轮驱动的、弹簧驱动的或通过其他方式可动的。

在操作过程中，工件102形成在基部垫块122和冲压垫块126之间。在压力机装置100的压紧操作过程中，冲压脚124由压力机压头114接合且被朝向基部组件110驱动。模具部件116每秒可以承受多次压紧循环。在模具部件116使用时，模具部件116可能回弹和振动。在替换的实施例中，可以使用其他类型的模具部件116。

在示例性实施例中，基部组件110包括在基部垫块112和冲压组件122之间的脱料板130。脱料板130是可动的模具部件116。脱料板130位于基部垫块122和冲压垫块126之间。工件102在脱料板130和基部垫块122之间被供给。在压紧操作过程中，脱料板130将工件102销固在位。脱料板130定位为在收回冲压垫块126时接合工件102，以阻止部件和/或工件102的变形，和/或从冲压垫块126释放工件102。脱料板130抵靠基部垫块122销固工件102，以将工件102从冲压组件112脱开。操作过程中，除了压力机装置100的其他部件之外，脱料板130也每秒承受多次压紧操作。振动导致对部件的很多磨损和损耗。

在示例性实施例中，可动的模具部件116具有减重特征，以降低对模具部件116的磨损和损耗。例如，(一个或多个)模具部件116的材料被去除，以降低(一个或多个)模具部件116的重量。(一个或多个)模具部件116在不要求高的机械强度或稳定性的区域中包括内部凹部(图7中示出)，以降低总体重量。振动和回弹效应被降低。

图2是压力机装置100的一部分的分解视图，显示了基部组件110、冲压组件112和脱料板130。压力机装置100包括偏压元件140，其用来将模具部件116远离彼此推压。例如，偏压元件140可包括弹簧。在压紧操作过程中，来自压力机压头114(如图1所示)的力可以克服偏压元件140的弹簧力，以将模具部件116压紧在一起。一旦压紧力被去除，偏压元件140再次将部件推压分开。模具部件116的这种运动引起回弹和震动，这可以通过降低模具部件116的重量而减缓。

图3示出了压力机装置100的一部分，显示了经组装且处于完全打开位置的基部组件110、冲压组件112和脱料板130。图4示出了压力机装置100的一部分，显示了经组装且处于完全闭合位置的基部组件110、冲压组件112和脱料板130。操作中，压力机压头114(如图1所示)抵靠冲压脚124施加压紧力154，以向下朝向脱料板130和基部组件110驱动冲压脚124和冲压垫块126。定位在基部组件110和冲压组件112之间的工件102在压紧操作期间被压紧和形成。当压力机压头114的压紧力154被释放时，冲压组件112被迫使离开基部组件110。当冲压组件112缩回时，脱料板130保持工件102抵靠基部垫块122。偏压元件140操作为，在压力机压头114的压紧力154被去除或从冲压脚124卸载时，将模具部件116远离彼此推压，允许基部组件110与冲压组件112之间的一些分离，以允许工件102前进(advance)以用于下一压紧操作。压力机装置100可配置用于每秒具有多个循环的高速冲制。

图5示出了可动模具部件116的俯视图。图6是可动模具部件116的侧视图。图7是可动模具部件116的局部剖视图。减重特征，比如内部凹部，在图7中示出。

模具部件116包括板本体200，其在顶部202、底部204、前边缘206、后边缘208、第一侧210和第二侧212之间延伸。模具部件116包括至少一个工件接合表面214，其配置为接合工件102。在示例性实施例中，工件接合表面214由顶部202或底部204任一限定。工件接合表面214可以用来形成工件102，或可以用来保持工件102。例如，模具垫块122(如图1所示)可以在模具垫块122的顶部上具有用来在压紧操作期间形成工件102的工件接合表面214；冲压垫块126(如图1所示)可以在冲压垫块126的底部上具有用来在压紧操作期间形成工件102的工件接合表面214；且脱料板130(如图1所示)可以在脱料板130的底部上具有工件接合表面214，其用来在冲压垫块126缩回时抵靠模具垫块122保持和销固工件102。可选地，工件102可沿供给方向216大致从前边缘206朝向后边缘208被供给。在图示的实施例中，减重特征完全由板本体200封闭，且由此在图5-6中用虚线示出。

根据特定的应用，板本体200可具有任何尺寸或形状。在示例性实施例中，板本体200的最薄尺寸是在顶部202和底部204之间测量的板本体200的高度。在示例性实施例中，顶部202和底部204大致是平面的且平行于彼此。顶部和底部202、204可以包括开槽、凹槽、通道、凹陷部、突起、凸出部等，用来形成工件102、将模具部件116与其他部件对准、引导模具部件116的运动等。

在示例性实施例中，板本体200可包括将插入件(未示出)保持在其中的一个或多个腔体。插入件可以包括用来形成工件102的特征。插入件可以是可移除且可替换的，比如当插入件磨损或要改变用于工件102的成形表面的形状时。

在示例性实施例中，板本体200包括开口222。在示例性实施例中，开口222设置在靠近前和后边缘206、208的侧210、212处，然而在替换实施例中开口222可以定位在其他位置。开口222完全穿过板本体200延伸。引导柱、紧固件或其他部件可以加载到和/或穿过开口222，比如，以将模具部件116约束至另一部件。

在示例性实施例中，板本体200是分层的结构，其具有一个或多个上层230、一个或多个中间层232、和一个或多个下层234。内部凹部236(图7中示出)设置在中间层232中。上和下层230、234覆盖内部凹部236。上层230包括上盖238，其覆盖内部凹部236。下层234包括下盖240，其覆盖内部凹部236。上和下盖238、240可以分别与上和下层230、234为一体。可选地，内部凹部236可以至少部分地填充有阻尼材料(damping material)，所述阻尼材料具有比用来形成下层、中间层和上层的金属粉末材料的比重更低的比重。

在示例性实施例中，板本体200通过增材(additive)制造工艺制造。例如，板本体200可以使用直接金属激光烧结工艺制造，其中分层结构的层通过增材工艺使用激光构建，以从金属粉末形成层。板本体200可以通过其他增材制造工艺形成，比如使用电子束成形工艺。板本体200由此被制造成单件的本体，其中上层230、中间层232和下层234全部一体成形且不可分割。内部凹部236在构建工艺过程中设置并形成在板本体200的预定区域中，这与减材工艺不同，在减材工艺中，金属垫块的部分被铣或磨掉，以形成内部凹部。

在替换实施例中，板本体200可以由分开的坯件形成，比如上坯件、中间坯件和下坯件，其紧固或以其他方式附连在一起，以形成板本体200。中间坯件包括内部凹部236，且上和下坯件用作盖或覆盖件，以覆盖内部凹部236。分开的坯件不形成在一起，而是后期组装在一起以形成板本体。不同的坯件可通过任何方法形成，包括增材工艺以构建层来形成单独的坯件。内部凹部236可以在构建工艺过程中形成。替换地，坯件可通过减材工艺形成，比如其中垫块或材料被铣、磨、钻、或受到去除材料的其他工艺，诸如以形成内部凹部236。

在示例性实施例中，内部凹部236完全由板本体200封闭。内部凹部236通过在板本体的不需要太多机械强度和稳定性的区域中去除板本体200的材料而降低了模具部件116的总体重量。例如，内部凹部236可以定位在板本体200的角部242附近。内部凹部236可以定位为远离板本体200的接合工件102且用来形成工件102的区域。

通过降低板本体200的重量，降低了模具部件116在压紧操作过程中的回弹的动态效应。可选地，内部凹部236可以在大约10％与30％之间降低板本体200的总体重量。在示例性实施例中，内部凹部236通过支撑肋244分开，所述支撑肋穿过板本体200竖直延伸。内部凹部236通过侧壁246界定。支撑肋244在侧壁246之间且在上和下盖238、240之间延伸。

可选地，开口248可以延伸穿过支撑肋244，以使内部凹部236敞开到彼此。开口248可以降低支撑肋244的总体重量，由此降低板本体200的总体重量。在所示的实施例中，开口248是圆柱形的，然而，在替换实施例中开口248可以具有其他形状。可选地，支撑肋244可以每一个包括多个开口248。

内部凹部236设置在板本体200的中间层232中。板本体200的上和下层230、234限定盖238、240，其覆盖内部凹部236，使得内部凹部236完全被封闭。上和下层230、234覆盖内部凹部236，以阻止碎屑和其他杂物进入内部凹部236。

在示例性实施例中，板本体200通过增材工艺，如直接金属激光烧结工艺制造。在直接金属激光烧结工艺过程中，金属粉末层连续地构建。金属粉末材料层叠在正形成的物体的顶部上，且激光被用来将粉末融成固体。固体物体的结构通过控制激光而控制。固体物体的不同层可具有不同的几何形式。例如，一个或多个下层可具有与中间层不同的几何形式，中间层可具有与一个或多个上层不同的几何形式。例如，当层堆叠时，中间层可在形成内部凹部236的特定区域中包括间隙。然而，上和下层230、234可不包括这样的间隙，而是通过盖238、240覆盖间隙或内部凹部236。

直接金属激光烧结工艺是增材工艺，其中固态物体被制造的方式是，通过在层上增加层而形成固态物体。用于层的复杂几何结构可通过直接金属激光烧结工艺形成。相比于减材工艺，比如铣或磨(其中穿过固体物体的开口的位置、形状和尺寸是受限的)，层的几何结构可以更复杂。另外，使用比如铣或磨的减材工艺留有外部开口，碎屑或其他杂物可能进入该开口。对比地，模具部件116包括内部凹部236，其在顶部、底部以及沿着内部凹部236的侧部是闭合的，使得内部凹部236完全封闭。

图8是另一可动的模具部件270的透视图。可动的模具部件270具有板本体272，其具有类似于内部凹部236(图7示出)的内部凹部(未示出)，且除了内部凹部还具有外部凹部274。外部凹部274敞开到板本体272的外部，比如沿着前和后边缘276、278和/或侧280、282。外部凹部274有助于进一步降低板本体272的重量。

图9示出了用来制造模具部件116的示例性机器300。机器300包括计算机302、操作地联接到计算机302的激光器304、用于引导来自激光器304的激光束的镜系统306、以及用于保持粉末材料310的盆(bath)308，所述粉末材料用来在平台312上形成模具部件116。激光器304操作为构建模具部件116的层。激光烧结材料310，以将材料以预定形式固化。

在示例性实施例中，机器300通过对金属粉末材料310进行直接金属激光烧结而形成下层。机器300通过对金属粉末材料310进行直接金属激光烧结而在下层上形成多个中间层，其中中间层具有在下层上方的一个或多个间隙314。机器300通过对金属粉末材料310进行直接金属激光烧结而在中间层上形成上层。上层具有覆盖一个或多个间隙314的上盖，使得间隙314完全封闭，以形成模具部件116中的内部凹部236(图8示出)。机器300可在相应的间隙314之间形成支撑肋316，其将内部凹部彼此分开。支撑肋316可以在上盖和限定在内部凹部下方的、下层的对应的下盖之间延伸。可选地，间隙314可以至少部分地填充有阻尼材料，所述阻尼材料具有比用来形成下层、中间层和上层的金属粉末材料的比重更低的比重。其他类型的机器或具有其他部件的机器可以用来通过直接金属激光烧结工艺或通过其他增材工艺形成模具部件116。

应理解，上述描述意图是说明性的，而非限制性的。例如，上述的实施例(和/或其方案)可以彼此结合使用。另外，可以进行多种改型以对本发明的教导适用特别的情形或材料，而不脱离保护范围。这里描述的尺寸、材料类型、各种部件的取向、以及各种部件的位置和数量意图限定特定实施例的参数，而不以任何方式进行限定，并且仅仅是示例性实施例。在权利要求的范围和理念内，本领域技术人员通过阅读上述说明容易想到很多其他实施例和改型。因此，应参考所附权利要求以及权利要求所限定的等价结构的全部范围来确定本发明的范围。

Claims (7)

1.一种用于高速冲制的压力机装置(100)的可动模具部件(116)，所述模具部件包括：

板本体(200)，具有配置为接合金属板工件(102)以保持或形成该工件的工件接合表面(214)，所述板本体具有由所述板本体完全封闭的多个内部凹部(236)，其中，内部凹部(236)定位为远离板本体(200)的接合工件(102)且用来形成工件(102)的区域。

2.如权利要求1所述的可动模具部件(116)，其中所述板本体(200)包括覆盖所述内部凹部(236)的上盖(238)和下盖(240)。

3.如权利要求1所述的可动模具部件(116)，其中所述板本体(200)包括在上盖(238)和下盖(240)之间延伸的支撑肋(244)，所述支撑肋将所述内部凹部(236)彼此分开，所述上盖和下盖覆盖所述内部凹部。

4.如权利要求1所述的可动模具部件(116)，其中所述板本体(200)由多个层(230、232、234)形成，所述多个层构建于彼此上并且是一体的以形成单件板本体(200)。

5.如权利要求4所述的可动的模具部件(116)，其中所述层包括下层(234)、多个中间层(232)、和上层(230)，所述内部凹部(236)设置在所述中间层中，所述下层覆盖每个内部凹部的底部，所述上层覆盖每个内部凹部的顶部。

6.如权利要求1所述的可动模具部件(116)，进一步包括至少部分地填充所述内部凹部(236)的阻尼材料，所述阻尼材料具有比所述板本体(200)的材料的比重更低的比重。

7.如权利要求1所述的可动的模具部件(116)，其中所述板本体(200)由多个直接金属激光烧结层形成，包括下层(234)、多个中间层(232)、和上层(230)，所述内部凹部(236)设置在所述中间层中，所述下层覆盖每个内部凹部的底部，所述上层覆盖每个内部凹部的顶部。