CN105903798B - 模具设备以及利用该模具设备制造金属产品的方法 - Google Patents

模具设备以及利用该模具设备制造金属产品的方法 Download PDF

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Abstract

一种模具设备，包括第一模具和第二模具，该第一模具和第二模具分别在顺序地冲裁或冲压渐进地馈送的薄金属板的相邻加工工位中使用。在第一和第二模具的外周表面互相直接接触的状态下保持该第一和第二模具。

Description

模具设备以及利用该模具设备制造金属产品的方法
技术领域
本发明涉及一种模具设备，为了小型化的目的而改进了该模具设备的冲裁或冲压速度，并且涉及一种利用该模具设备的金属产品的制造方法。
背景技术
以如下方式制造分别形成电动机的转子和定子的层叠铁芯(金属产品的一个实例)：使用冲压生产线(具有多个加工工位的模具设备，多个加工工位以预定的馈送间距渐进地馈送薄电磁钢板，并且随后冲裁或冲压薄电磁钢板)将薄电磁钢板冲裁或冲压成预定的构造，并且利用填缝或焊接的方法将如此形成的预定数量的铁芯片层叠并且紧固和连接在一起。
此处，由于以冲裁或冲压内部构造(内周侧的冲裁加工)而后冲裁或冲压外部构造的方式形成铁芯片，如图4A和4B所示，所以薄电磁钢板的馈送间距P设定成铁芯片的外径。此外，将空闲工序(不进行冲裁加工的工序)设置在内部构造冲裁工序与外部构造冲裁工序之间，以在模具板80中使内部构造冲裁模具81的压入配合位置与外部构造冲裁模具82的压入配合位置分离。从而，使得一体地保持内部构造冲压模具81和外部构造冲压模具82的模具板80能够具有刚性(强度)，使得防止了模具板80由于压入配合的内部和外部构造冲裁模具81和82而变形从而使保持力变差(例如，参见作为专利文献1-3的JP-B-6-22375，JP-A-6-276712和JP-A-11-164527)。
专利文献1：JP-B-6-22375
专利文献2：JP-A-6-276712
专利文献3：JP-A-11-164527
发明内容
近年来，为了提高电动机的性能，产生了具有更复杂的构造的层叠铁心增多并且层叠铁心的冲裁或冲压布局随着冲裁工序的增多而变长的问题。特别地，在待安装在车辆上的电动机中，由于存在许多不仅具有复杂结构而且具有大的外径的层叠铁心，所以更加明显地产生了层叠铁心的冲裁或冲压布局变得更长的问题。因此，出现了模具设备外形扩大的问题，使得模具设备的制造成本增加。此外，当连接到模具设备并且使得模具设备能够进行冲裁或冲压操作的压力设备小时，产生模具设备不能够安装在压力设备上的问题(模具设备不能够内置在压力设备中)。此外，当模具设备扩大时，由于模具设备的上模具的重量也增加，产生了不能够提高冲裁或冲压速度的问题。
从而，当假设去掉设置在内部构造冲裁工序与外部构造冲裁工序之间的空转工序，使得内部构造冲裁模具81的压入配合位置与外部构造冲裁模具82的压入配合位置能够在并不损害一体地保持该内部和外部构造冲裁模具81和82的模具板83的刚性的范围内互相靠近时，如图5A所示，产生了内部构造冲裁模具81与外部构造冲裁模具82之间的中心距离P'不能够适当地对应于电磁钢板的馈送间距P的问题。从而，不能够渐进地馈送电磁钢板。
另一方面，如图5B所示，即使当去掉了设置在内部构造冲裁工序与外部构造冲裁工序之间的空转工序，使得内部构造冲裁模具81与外部构造冲裁模具82之间的中心距离可以能够对应于电磁钢板的馈送间距P时，也产生内部与外部构造冲裁模具81和82之间的间隙C变小，从而不能够适当地允许一体地保持该内部和外部构造冲裁模具81和82的模具板84具有刚性的问题。从而，内部和外部构造冲裁模具81和82不能够高精度地由模具板84保持。于是，在最坏的情况下，产生在冲裁加工期间模具板84损坏的问题(在间隙C中产生裂缝)。
考虑上述情况设计本发明，并且本发明的一个以上的方面的非限定性目的是提供一种模具设备，其能够通过小型化减少生产成本，并且提高冲裁或冲压速度，以及提供一种利用该模具设备的金属产品的制造方法。
本发明的第一方面提供一种模具设备，包括：第一模具和第二模具，该第一模具和第二模具分别在顺序地冲裁或冲压渐进地馈送的薄金属板的相邻加工工位中使用，其中，所述第一模具和所述第二模具保持在该第一模具与该第二模具的外周表面互相直接接触的状态。
在第一和第二模具的外周表面互相直接接触的非限定性实例中，第一和第二模具中的一个模具具有圆形的外部构造。第一和第二模具的另一个模具具有如下的外部构造：在第一与第二模具之间的边界中，圆形的一部分被切成沿着另一侧轮廓的构造，即，被切成沿着所述一个模具的侧轮廓。
所述模具设备可以还包括模具板，该模具板保持所述第一模具和所述第二模具，其中所述模具板包括第一收纳部和第二收纳部，所述第一模具和所述第二模具分别收纳在该第一收纳部和第二收纳部中，并且所述第一收纳部和所述第二收纳部通过连通部连续，在该连通部中，所述第一模具与所述第二模具互相接触。
所述模具板可以构造成比所述第一模具和所述第二模具的厚度大。
所述模具设备可以构造成使得所述模具板的所述第一收纳部和所述第二收纳部形成为在所述模具板的上表面侧上的第一凹部和第二凹部，所述模具板包括在所述第一凹部和所述第二凹部的下表面侧处第一排出部和第二排出部，并且所述第一排出部和所述第二排出部具有第一座面和第二座面以及第一通孔和第二通孔，所述第一座面和第二座面抵接在压入配合到所述第一凹部和所述第二凹部的所述第一模具和所述第二模具的下表面上并且支撑该下表面，所述第一通孔和第二通孔形成在中央部分中并且分别与压入配合到所述第一凹部和所述第二凹部的所述第一模具和所述第二模具的内部空间部分连通，以使得从所述第一模具和所述第二模具的内部空间部分排出的冲裁片通过所述第一通孔和所述第二通孔。
对于非限定性实例，模具板的厚度设定为第一和第二模具的厚度的1.1至2.5倍。当模具板的厚度小于第一和第二模具的厚度的1.1倍时，不能够明显限制模具板的刚度劣化。另一方面，当模具板的厚度超出并且大于第一和第二模具构的厚度的2.5倍时，提高了模具板的刚度，但模具板的重量增加。从而，材料成本不期望地升高。
所述模具设备可以构造成使得所述第一排出部与所述模具板一体地形成，并且所述第一排出部的设置在所述第一通孔与所述第二通孔之间的部分形成所述模具板的肋。
或者，所述模具设备可以构造成使得所述第一排出部和所述第二排出部分别与所述模具板一体地形成，并且所述第一排出部和所述第二排出部的设置在所述第一通孔和所述第二通孔之间的部分形成所述模具板的肋。
由于肋形成在第一和第二通孔之间，所以能够更加限制模具板的刚度劣化，第一和第二模具能够高度精确地保持在模具板中，并且还能够减小模具板的厚度。
所述模具设备可以构造成使得第二排出部能够从所述模具板拆卸，并且能够装接在具有与所述第二凹部相同的截面的通过部中。
由于形成了上述结构，所以能够简化模具板的结构，并且能够减少模具板的制造成本(模具的制造成本)。
所述模具设备可以构造成使得所述第一模具是在从所述薄金属板进行铁芯片的内部构造冲裁或冲压加工时所使用的内部构造冲裁模具，所述第一通孔是废料排出孔，从所述内部构造冲裁模具排出的废料通过该废料排出孔，所述第二模具是在从所述薄金属板进行铁芯片的外部构造冲裁或冲压加工时所使用的外部构造冲裁模具，所述第二通孔是产品排出孔，从所述外部构造冲裁模具排出的铁芯片通过该产品排出孔，并且所述废料排出孔在内周侧上具有圆形或非圆形。
从而，能够制造在内周侧中具有期望的形状的铁芯片。
本发明的第二方面提供一种金属产品的制造方法，使用本发明的第一方面中所述的模具设备。
在根据本发明的第一方面的模具设备中，由于去掉了空转工序以缩短冲裁或冲压处理，所以能够将模具设备的下模具小型化。结果，由于小型化了模具设备的上模具，所以能够提高压力设备的冲裁或冲压速度，并且能够提高冲裁或冲压处理的生产力。
在根据本发明的第二方面的金属产品的制造方法中，由于使用了具有高生产力的模具设备，所以能够减少金属产品的制造成本。
附图说明
图1A是模具板的平面图，在根据本发明的第一示例性实施例的模具设备中，该模具板保持处于表面接触状态下的互相相邻的模具。
图1B是图1A所示的模具板的侧截面图。
图2A是模具设备的模具板的透视图。
图2B是保持处于表面接触状态下的互相相邻的模具的模具板的透视图。
图3A是当使用根据本发明的第二示例性实施例的金属产品的制造方法来制造铁芯片时的冲裁工序的说明图。
图3B是当通过使用通常的制造方法来制造铁芯片时的冲裁工序的说明图。
图4A是模具板的平面图，该模具板保持在冲裁工序中使用的内部构造冲裁模具和外部构造冲裁模具，在内部构造冲裁工序与外部构造冲裁工序之间设置有空转处理。
图4B是图4A所示的模具板的侧截面图。
图5A是示出当省略空转处理时不能够渐进地馈送电磁钢板的状态的说明图。
图5B是示出即使当省略空转处理时也能够渐进地馈送电磁钢板的状态的说明图。
具体实施方式
随后，通过参考附图，下面将描述实施本发明的示例性实施例以理解本发明。
如图1A所示，根据本发明的第一示例性实施例模具设备10顺序地冲裁或冲压薄电磁钢板11(见图3)，以制造形成层叠铁心(金属产品的实例)的铁芯片12(见图3)，所述电磁钢板是被渐进地馈送的薄金属板的实例。此处，内部构造冲裁模具13(第一模具的一个实例)和外部构造冲裁模具14(第二模具的一个实例)在该内部构造冲裁模具13与外部构造冲裁模具14的外周表面互相直接接触的状态下由模具板15保持，其中该内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14分别在冲裁或冲压铁芯片12的内部构造和外部构造的相邻的加工工位中使用，并且具有相同厚度和圆形外形。内部构造冲裁模具13的中心与外部构造冲裁模具14的中心之间的距离对应于电磁钢板11的渐进馈送间距P。在将内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14分别固定到模具板15时，使用键16、17。现将在下面详细描述本发明的第一示例性实施例。
如图1A所示，在内部构造冲裁模具13的外周部与外部构造冲裁模具14的外周部之间的边界中具有干涉部分(干涉区域或共同区域)18。因此，例如，在内部构造冲裁模具13与外部构造冲裁模具14之间的边界中，内部构造冲裁模具13具有圆形外形，并且外部构造冲裁模具14具有如下外形：其中，圆形的一部分被切成沿着干涉部18的另一侧轮廓的构造，即，沿着内部构造冲裁模具13的外侧轮廓的构造。因此，内部构造冲裁模具13与外部构造冲裁模具14的外周表面直接互相接触。如图1B和图2A所示，当在模具板15的上表面侧并排设置和布置第一凹部(第一收纳部的一个实例)19和第二凹部(第二收纳部的一个实例)20时，第一和第二凹部19和20通过在内部构造冲裁模具13与外部构造冲裁模具14之间的边界中的联通部21而连续，其中第一凹部19在平面图中呈圆形，内部构造冲裁模具13从上部压入配合到该第一凹部，并且第二凹部14在平面图中为圆形，外部构造冲裁模具14从上部压入配合到该第二凹部。
如图1B和2A以及2B所示，在第一凹部19的下侧中，第一排出部24与模具板15一体地设置。第一排出部24在中央部处具有废料排出孔23(第一通孔的一个实例)，该废料排出孔23在上表面上具有第一环状座面(第一座面的一个实例)22，该第一环状座面抵接在压入配合到第一凹部19的内部构造冲裁模具13的下表面上且支撑在该下表面上并且在周向上连续，并且第一排出部24与压入配合到第一凹部19的内部构造冲裁模具13的内部空间部分连通，以使得从内部构造冲裁模具13排出的废料(冲裁片的一个实例)通过，即，将废料排出到外部。
如图1B、2A和2B所示，在第二凹部20的下侧中，设置了具有与第二凹部20的截面相同的截面的通过部25。在通过部25中，可拆卸地设置了第二排出部28。第二排出部28在中央部具有产品排出孔27(第二通孔的一个实例)，该第二通孔27在上表面上具有第二环形座面(第二座面的一个实例)26，该第二环形座面抵接在压入配合到第二凹部20的外部构造冲裁模具14的下表面上且支撑在该下表面上并且在周向上连续，并且第二排出部28与压入配合到第二凹部20的外部构造冲裁模具14的内部的空间部分连通，以使得从外部构造冲裁模具14排出的铁芯片(冲裁片的一个实例)通过，即，将铁芯片排出到外部。
当内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14分别固定到模具板15时使用键槽29、30，键16和17插入到键槽29和30中。
在上述结构中，由于第一排出部24与模具板15一体地设置，所以第一排出部24的一部分在废料排出孔23与形成有产品排出孔27的第二排出孔28之间，更具体地，在分别形成在模具板15中的废料排出孔23与通过部25之间，形成肋。结果，即使当废料排出孔23和通过部25在模具板15中并排地布置和形成时，也能够限制模具板15的刚性劣化。
此外，如图1B所示，模具板15的厚度TP比内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14的厚度TD大。例如，认为模具板的厚度TP为内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14的厚度TD的1.1至2.5倍。从而，在废料排出孔23与通过部25之间，能够将一部分形成为肋的所述第一排出部24的厚度设定为大的。因此，防止模具板15在宽度方向(与将内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14的中心连接在一起的线段直角交叉的方向)上被延长，使得能够防止内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14的保持力劣化。当模具板15的厚度TP比内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14的厚度TD的1.1倍小时，不能使肋的厚度大，并且模具板15被不期望地显著地延长，从而致使刚性劣化。另一方面，当模具板15的厚度TP超出并且大于内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14的厚度TD的2.5倍时，能够降低模具板15的延长(能够提高刚性)。然而，模具板15的重量不期望地过大，而增加了模具板15的材料成本。
随后，将描述使用根据本发明的第一示例性实施例的模具设备10而形成层叠铁芯(金属产品的一个实例)的铁芯片的制造方法(即，根据本发明的第二示例性实施例的生产方法)。
如图3A所示，在模具设备10中，当在槽冲裁或冲压工序时使用的槽冲裁模具、在内部构造冲裁或冲压工序时使用的内部构造冲裁模具以及在外部构造冲裁或冲压工序时使用的外部构造冲裁模具并排地布置在渐进地馈送电磁钢板11的方向上时，如图1A和1B所示，相邻的模具，例如，内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14，能够以该内部构造冲裁模具13和外部构造冲裁模具14的外周表面互相直接接触的状态布置在模具板15中。因此，模具能够各自按顺序布置，以对应于电磁钢板11的渐进馈送间距，并且如图3B所示，能够去掉通常设置在内部构造冲裁或冲压工序与外部构造冲裁或冲压工序之间的空转工序。
结果，与通常的冲裁或冲压工序相比，能够更加缩短冲裁或冲压工序的时间，并且能够使模具设备10的下模具小型化。此外，当小型化模具设备10的下模具时，也小型化了模具设备的上模具，使得能够降低用于制造分别保持模具的模具板15的材料使用量。从而，能够降低模具设备10的生产成本。
此外，由于小型化了模具设备10的上模具，所以能够提高压力设备的冲裁或冲压速度，并且能够提高冲裁或冲压处理的生产效率。从而，能够提高铁芯片12的生产速度，并且能够降低层叠铁芯的生产成本。
以上通过参考示例性实施例描述了本发明。然而，本发明不限于上述示例性实施例中描述的结构，并且可以包括其他在权利要求中描述的主题范围内可以考虑的示例性实施例或修改例。
此外，本发明的示例性实施例与其他示例性实施例或修改实例中分别包括的组成元件的组合也可以包括在本发明中。
例如，在本示例性实施例中，第一排出部与模具板一体地设置，以在废料排出孔与通过部之间形成肋，在通过部中，具有产品排出孔的第二排出部可拆卸地设置。可替代地，第二排出部可以与模具板一体地设置。在该情况下，形成有废料排出孔的第一排出部应该可拆卸地设置于在第一凹部的下侧设置且具有与第一凹部相同的截面的通过部中。在通过部与设置在第二排出部的中央的产品排出孔之间应该形成肋。可替代地，第一和第二排出部可以分别与模具板一体地设置，以废料排出孔与产品排出孔之间形成肋。
此外，废料排出孔(第一通孔)在其内周侧中具有圆形。或者，废料排出孔的内周侧可以具有与要制造的铁芯片的内周构造相对应的构造，并且，例如，是非圆构造。

Claims (9)

1.一种模具设备，包括：
第一模具和第二模具，该第一模具和第二模具在顺序地冲裁或冲压渐进地馈送的薄金属板的相邻加工工位中使用，该第一模具具有由第一连续环绕壁限定的形状，该第二模具具有由第二连续环绕壁限定的形状，
其中，所述第二模具包括在该第二模具的径向上局部切掉所述第二连续环状壁的壁厚的切口，并且
其中，所述第一模具的所述第一连续环绕壁的一部分位于所述第二模具的所述切口内，使得该第一模具与该第二模具的外周表面互相直接接触。
2.根据权利要求1所述的模具设备，还包括：
模具板，该模具板保持所述第一模具和所述第二模具，其中
所述模具板包括第一收纳部和第二收纳部，所述第一模具和所述第二模具分别收纳在该第一收纳部和第二收纳部中，并且所述第一收纳部和所述第二收纳部通过连通部连续，在该连通部中，所述第一模具与所述第二模具互相接触。
3.根据权利要求2所述的模具设备，其中，所述模具板比所述第一模具和所述第二模具的厚度大。
4.根据权利要求3所述的模具设备，其中，所述模具板的所述第一收纳部和所述第二收纳部形成为在所述模具板的上表面侧上的第一凹部和第二凹部，
所述模具板包括在所述第一凹部和所述第二凹部的下表面侧处第一排出部和第二排出部，并且
所述第一排出部和所述第二排出部具有第一座面和第二座面以及第一通孔和第二通孔，所述第一座面和第二座面抵接在压入配合到所述第一凹部和所述第二凹部的所述第一模具和所述第二模具的下表面上并且支撑该下表面，所述第一通孔和第二通孔形成在中央部分中并且分别与压入配合到所述第一凹部和所述第二凹部的所述第一模具和所述第二模具的内部空间部分连通，以使得从所述第一模具和所述第二模具的内部空间部分排出的冲裁片通过所述第一通孔和所述第二通孔。
5.根据权利要求4所述的模具设备，其中，所述第一排出部与所述模具板一体地形成，并且所述第一排出部的设置在所述第一通孔与所述第二通孔之间的部分形成所述模具板的肋。
6.根据权利要求5所述的模具设备，其中，所述第二排出部能够从所述模具板拆卸，并且能够装接在具有与所述第二凹部相同的截面的通过部中。
7.根据权利要求4所述的模具设备，其中，所述第一排出部和所述第二排出部分别与所述模具板一体地形成，并且所述第一排出部和所述第二排出部的设置在所述第一通孔和所述第二通孔之间的部分形成所述模具板的肋。
8.根据权利要求4至7的任意一项所述的模具设备，其中，所述第一模具是在从所述薄金属板进行铁芯片的内部构造冲裁或冲压加工时所使用的内部构造冲裁模具，
所述第一通孔是废料排出孔，从所述内部构造冲裁模具排出的废料通过该废料排出孔，
所述第二模具是在从所述薄金属板进行铁芯片的外部构造冲裁或冲压加工时所使用的外部构造冲裁模具，
所述第二通孔是产品排出孔，从所述外部构造冲裁模具排出的铁芯片通过该产品排出孔，并且
所述废料排出孔在内周侧上具有圆形或非圆形。
9.一种金属产品的制造方法，使用根据权利要求1至8的任意一项所述的模具设备，所述制造方法包括：
在相邻加工工位中利用所述第一模具和所述第二模具顺序地冲裁或冲压渐进地馈送的薄金属板。
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