CN106424348B - 具有无紧固的导向的冲压模具 - Google Patents

具有无紧固的导向的冲压模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钣金件坯料(104)的冲压模具(102)，其包括:凹模(106)，其具有中心凹陷部分(108)和周围部分(110)；凸模(112)，其能够与凹模的凹陷部分协作以冲压钣金件坯料；压边圈(114)，其侧向设置于凸模并且与凹模的周围部分协作以形成钣金件坯料的保留区域(116)；钣金件坯料的保留区域包括钣金件坯料的紧固子区域(118)和相对于凹陷部分和凸模设置在紧固子区域外部的至少一个坯料的无紧固的导向子区域(120,120’)。

Description

具有无紧固的导向的冲压模具
技术领域
本发明涉及钣金件坯料或者冲压件的成形领域。更具体地，本发明涉及一种冲压模具。
背景技术
图1是钣金件坯料4的冲压模具2的一般图示，该模具包括具有中心凹陷部分8和周围部分10的凹模6以及能够与凹模的凹陷部分8协作以对钣金件坯料冲压的凸模12。该模具还包括侧向设置于凸模的压边圈14，并且其可以与凹模的周围部分协作以形成钣金件坯料的保留区域16。已知的是，通过对在压边圈上的钣金件坯料的紧固件做功来产生钣金件坯料的保留，例如通过对钣金件坯料的外围进行切割的方式，以便具有钣金件坯料的适当的保留表面。事实上，在钣金件坯料的保留表面处，钣金件坯料通过摩擦抵抗其在由与凹模的凹陷部分协作的凸模形成的定形区域中的陷入(avalement)。钣金件坯料的适当的保留表面允许高质量的冲压，当冲压钣金件坯料时，允许例如避免厚度的减小或破裂。然而，在冲压操作之前的对钣金件坯料的切割操作是昂贵的。
专利文件WO 2012/045292 A1揭示了一种冲压模具，如关于图1所示，其包括由具有周围部分的凹模形成的保留区域、凸模和与凹模的周围部分协作的压边圈。该模具在压边圈和凹模的周围部分之间包括紧固区域。凹模的周围部分还包括具有曲面的可移动元件，其能够与压边圈协作以在钣金件坯料最终成形之前在可移动元件处形成钣金件坯料的预拉伸区域。该教导限于在成形之前对钣金件坯料的预拉伸，其对冲压时坯料陷入的控制没有帮助。
发明内容
本发明旨在提出针对现有技术特别是上述现有技术中的缺点的解决方法。更具体地，本发明旨在提出允许有利于使钣金件坯料成形以实现经济制造的解决方法。
本发明涉及一种钣金件坯料的冲压模具，其包括：凹模，其具有中心凹陷部分和周围部分；凸模，其能够与凹模的凹陷部分协作以对所述钣金件坯料进行冲压；压边圈，其侧向设置于凸模并且而能够与凹模的周围部分协作以形成钣金件坯料的保留区域；其特征在于，钣金件坯料的保留区域包括钣金件坯料的紧固子区域和相对于凹陷部分和凸模设置在紧固子区域外部的至少一个坯料的无紧固的导向子区域。紧固子区域与凹陷部分和凸模相邻，其在凹陷部分和凸模的整个周缘延伸。所述导向子区域中的一个或每个沿着紧固子区域延伸且与所述子区域相邻。
根据本发明的有利方式，所述导向子区域中的一个或每个在压边圈和凹模之间的平均高度小于所述坯料的厚度的4倍，优选地小于所述坯料的厚度的3倍，还更优选地，小于所述坯料的厚度的2倍。
根据本发明的有利方式，所述导向子区域的一个或每个包括具有通常规则高度的或者恒定高度的外部部分和邻接于所述紧固子区域的内部部分，所述内部部分具有随着靠近所述子区域而递减的高度。
根据本发明的有利方式，在导向子区域的一个或每个的外部部分处的恒定高度等于钣金件坯料的厚度加上介于0.2mm和1mm之间的间隙，优选地介于0.3mm和0.7mm之间的间隙。
根据本发明的有利方式，所述导向子区域中的一个或每个的内部部分包括包括与所述凹模和所述压边圈面对面的表面，其以小于3°的角度(β)倾斜，优选地小于1.5°，还更优选地小于1°。
根据本发明的有利方式，所述导向子区域中的一个或每个由压边圈或者凹模上的平的表面来界定，分别通过凹模或者压边圈上的拐角表面来实现与凹模和压边圈面对面的表面之间的角。
根据本发明的有利方式，所述无紧固的导向子区域中的一个或每个沿着中间平面延伸，该中间平面定向为相应的紧固子区域延伸的中间平面的延伸方向，或者沿着中间平面延伸，该中间平面与相应的所述中间平面形成小于15°的角，优选地小于10°，还更优选地小于5°。
根据本发明的有利方式，所述导向子区域中的一个或每个的外部部分覆盖大于100％，优选地大于150％，还更优选地大于200％的相应的内部部分。
根据本发明的有利方式，所述无紧固的导向子区域是唯一的并且其在凹模的凹陷部分和凸模的整个周缘上延伸，或者无紧固的导向子区域是唯一的并且在小于70％的所述周缘上，优选地在小于60％的所述周缘上，还更优选地在小于40％的所述周缘上延伸。
根据本发明的有利方式，所述模具包括相对于凹模的中央凹陷部分的对称轴对称的至少两个无紧固的导向子区域。
根据本发明的有利方式，所述模具通常是矩形形状并且在模具的一个或多个拐角里包括一个或多个导向子区域。
本发明的方法有利之处在于冲压模具有利于钣金件坯料的成形。事实上，钣金件坯料的保留区域包括紧固子区域和一个或多个无紧固的导向子区域。一个或每个无紧固的导向子区域的范围允许控制钣金件坯料的保留，因此避免了冲压之前对钣金件坯料进行的切割操作，这减少了冲压件的制造成本。
附图说明
借助描述和附图可以更好的理解本发明的其他特征和优点，在附图中：
图1是根据现有技术的钣金件坯料的冲压模具的截面图；
图2是根据本发明并且在具体实施方式中的钣金件坯料的冲压模具的截面图；
图3是图2的冲压模具在保留区域处的放大图；
图4是根据本发明并且在作为示例的第二实施方式中的冲压模具的俯视透视图；
图5是根据本发明并且在作为示例的第三实施方式中的冲压模具的俯视透视图。
具体实施方式
图1是根据现有技术的钣金件坯料4的冲压模具2的截面图。已经在关于现有技术的讨论中描述了冲压模具。
图2和图3示出了在具体实施方式中根据本发明的冲压模具。图4示出了根据本发明并且在作为示例的第二实施方式中的冲压模具。图5示出了根据本发明的并且在作为示例的第三实施方式中的冲压模具。对于相同或对应的元件，图2至图5使用图1的参考数字，然而这些数字增大100以用于图2和图3所示的具体实施方式，增大200以用于图4所示的第二实施方式，并且增大300以用于图5所示的第三实施方式。
图2是根据本发明且在具体实施方式中的钣金件坯料104的冲压模具102的截面图。所示的钣金件坯料通常是平的且厚度为“e”。然而，这完全不限定本发明，模具还能够使冲压件成形。模具包括凹模106，凸模112以及压边圈114。凹模包括中心凹陷部分108和周围部分110。凸模112能够与凹模的凹陷部分协作以对钣金件坯料进行冲压。压边圈侧向设置于凸模且与凹模的周围部分协作以形成钣金件坯料的保留区域116和116’。保留区域包括钣金件坯料的紧固子区域118和钣金件坯料的一个或多个无紧固的导向子区域120和120’。可以看出，紧固子区域118邻接于凹模的凹陷部分108。该一个或多个导向子区域120和120’相对于凹陷部分和凸模设置在紧固子区域118的外部。该一个或多个导向子区域120和120’还另外邻接于紧固子区域118。需要注意到，紧固子区域118在凹陷部分和凸模的整个周缘上延伸。从图中可以看出设置在位于模具下部分的凹模106之间的钣金件坯料104；还可以看出位于模具的上部分的凸模112和压边圈114。凹模和凸模的位置在模具的下部分或者上部分不限定本发明。在可替换的实施方式中，凹模可以位于模具102的上部分并且凸模可以位于下部分。可以看出，在凹模106的周围部分110的紧固子区域118上，模具处于在压边圈114和凹模106之间的钣金件坯料104的紧固位置。还可以观察到，钣金件坯料104在凹模的周围部分的导向子区域120和120’处与模具脱开。还可以在凹陷部分的凹模的周围部分上观察到，导向子区域120’(在图中左侧)沿着中间平面“K”延伸，中间平面“K”通常定位为对应的紧固子区域118所延伸的中间平面的延伸方向上。需要注意到，直接在紧固子区域的延伸方向对导向子区域的定向不限定本发明。可以在凹陷部分的凹模的周围部分上观察到，导向子区域120(在图中右侧)可以沿着中间平面“J”延伸，中间平面“J”与沿着对应的紧固子区域118所延伸的中间平面形成小于25°的角“α”。角“α”可以小于10°，优选地小于5°。
图3是参照图2所示并且在钣金件坯料104的保留区域116处的根据本发明的模具102的放大截面图。在图上从下至上可以看到凹模106的周围部分110、钣金件坯料104和与凹模协作以紧固钣金件坯料的压边圈114。(在图上)从左至右可以看到凹陷部分108，紧固子区域118，在该区域处钣金件坯料被紧固在凹模和压边圈之间，和导向子区域120，在该区域处钣金件坯料104没有被紧固在凹模和压边圈之间。导向子区域120在压边圈和凹模之间的平均高度可以为小于钣金件坯料的厚度的4倍，优选地小于坯料厚度的3倍，还更优选地小于坯料厚度的2倍。在此处所示的具体实施方式中，导向子区域包括具有恒定高度“H”的外部部分122和邻接于紧固子区域118的具有随着靠近于紧固子区域而递减的高度“H’”的内部部分122’。在导向子区域的外部部分上的恒定高度“H”可以等于钣金件坯料的厚度外加介于0.2mm和1mm之间的间隙，优选地为介于0.3mm和0.7mm之间的间隙。在导向子区域的内部部分122’上的递减的高度“H’”可以通过凹模和压边圈之间的小于5°的角“β”来实现。角“β”可以小于3°，优选地小于1°。可以观察到，导向子区域120由在凹模上的平的表面124界定，与凹模面对面的且允许导向子区域120的内部部分122’上的递减的高度“H’”的表面之间的角可通过压边圈114上的拐角面来实现。该设置不限定本发明，在可替换的实施方式(未示出)中，结构可以是相反的，导向子区域可以由压边圈上的平表面界定，并且面对面的表面之间的角因此可以通过凹模上的拐角面来实现。可以在该具体实施方式中观察到，导向子区域的具有恒定高度的外部部分122覆盖大于100％，优选地大于150％，还更优选地大于200％的对应的内部部分122’。
将参照图4描述作为本发明的示例的第二实施方式。
图4是在作为示例的第二实施方式中的冲压模具202的俯视透视图。可以在图的中央看到凹模206的凹陷部分208的成形区域和凸模212。还可以看到在成形区域外围包括模具的紧固子区域218的保留区域216，以及相对于凹模的凹陷部分和凸模在紧固子区域的外部的导向子区域220。模具的凹模在这种情况下包括不对称的周围部分210。该周围部分以在成形区域的一边上(图中下部)比在该区域另一边上(图中上部)更大的方式延伸。模具的导向子区域220在这种情况下是唯一的导向子区域，其在凹陷部分和凹模的周缘、在少于70％的所述周缘上延伸。唯一的导向子区域可以在少于60％的所述周缘上延伸，还更优选地在少于40％上。钣金件坯料204可以是任意形状的冲压件角料，并且如在此所示，可以通过沿着角料的一侧安置待成形区域由角料制成冲压件，导向子区域220因此位于角料的另外一侧以便减小在提到的一侧上的紧固表面。然而，该设置不限定本发明，冲压模具可以包括唯一的在凹模的凹陷部分的周围和凸模的整体上延伸的导向子区域。
将参照图5描述作为本发明的示例的第三实施方式。
图5是根据本发明并且在作为冲压件304的示例的第三实施方式中的冲压模具302的俯视透视图。模具的凹模306在这种情况下包括对称的周围部分310；所述部分的对称轴线“L”在图上示出，该轴线还是凹陷部分和凸模的对称轴线。可以在图的中央看出凹模的凹陷部分308和凸模312的成形区域，其在这种情况下对应于机动车辆引擎机盖的形状。还可以看出在成形区域的外围包括模具的紧固子区域318的保留区域316以及两个相对于凹模的凹陷部分和凸模在紧固子区域外部的导向子区域320和320’。这两个导向子区域相对于对称轴“L”对称。模具302在这种情况下是普通矩形并且导向子区域位于模具的两个角内。

Claims (18)

1.一种钣金件坯料(104；204；304)的冲压模具(102；202；303)，其包括:
凹模(106；206；306)，其具有中心凹陷部分(108；208；308)和周围部分(110；210；310)；
凸模(112；212；312)，其能够与所述凹模的凹陷部分协作以对所述钣金件坯料冲压；
压边圈(114)，其侧向设置于所述凸模并且与所述凹模的周围部分协作以形成所述钣金件坯料的保留区域(116,116’；216；316)；
其特征在于，所述钣金件坯料的保留区域包括所述钣金件坯料的紧固子区域(118；218；318)和相对于所述凹陷部分和所述凸模设置在所述紧固子区域外部的至少一个所述钣金件坯料的无紧固的导向子区域(120,120’；220；320,320’)，所述导向子区域(120,120’；220；320,320’)中的一个或每个包括具有恒定高度(H)的外部部分(122)和邻接于紧固子区域(118)的内部部分(122’)，所述内部部分具有随着靠近所述紧固子区域而递减的高度(H’)，在所述导向子区域(120)的一个或每个的外部部分(122)上的恒定高度(H)等于所述钣金件坯料的厚度(e)加上介于0.2mm和1mm之间的间隙，所述导向子区域(120)的一个或每个的内部部分(122’)包括与所述凹模和所述压边圈面对面的表面，其以小于3°的角度(β)倾斜。
2.根据权利要求1所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，在所述导向子区域(120)的一个或每个的外部部分(122)上的恒定高度(H)等于所述钣金件坯料的厚度(e)加上介于0.3mm和0.7mm之间的间隙。
3.根据权利要求1所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120)的一个或每个的内部部分(122’)包括与所述凹模和所述压边圈面对面的表面，其以小于1.5°的角度(β)倾斜。
4.根据权利要求3所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120)的一个或每个的内部部分(122’)包括与所述凹模和所述压边圈面对面的表面，其以小于1°的角度(β)倾斜。
5.根据权利要求1所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120,120’；220；320,320’)中的一个或每个在所述压边圈和所述凹模之间的平均高度小于所述钣金件坯料的厚度的4倍。
6.根据权利要求5所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120,120’；220；320,320’)中的一个或每个在所述压边圈和所述凹模之间的平均高度小于所述钣金件坯料的厚度的3倍。
7.根据权利要求6所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120,120’；220；320,320’)中的一个或每个在所述压边圈和所述凹模之间的平均高度小于所述钣金件坯料的厚度的2倍。
8.根据权利要求1所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120)的一个或每个由所述压边圈或者所述凹模上的平的表面(124)来界定，分别通过所述凹模或者所述压边圈上的拐角表面来实现与所述凹模与所述压边圈面对面的表面之间的角度(β)。
9.根据权利要求1所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120)的一个或每个的外部部分(122)覆盖大于100％的相应的内部部分(122’)。
10.根据权利要求9所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120)的一个或每个的外部部分(122)覆盖大于150％的相应的内部部分(122’)。
11.根据权利要求10所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述导向子区域(120)的一个或每个的外部部分(122)覆盖大于200％的相应的内部部分(122’)。
12.根据权利要求1所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述无紧固的导向子区域(120’)的一个或每个沿着中间平面(K)或者中间平面“J”延伸，所述中间平面(K)定向为相应的紧固子区域延伸的中间平面的延伸方向，所述中间平面“J”与相应的所述中间平面形成小于15°的角。
13.根据权利要求12所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述中间平面“J”与相应的所述中间平面形成小于10°的角。
14.根据权利要求13所述的冲压模具(102；202；302)，其特征在于，所述中间平面“J”与相应的所述中间平面形成小于5°的角。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的冲压模具(202)，其特征在于，所述无紧固的导向子区域(220)是唯一的并且其在所述凹模的凹陷部分和所述凸模的整个周缘延伸，或者所述无紧固的导向子区域(220)是唯一的并且在小于70％的所述周缘上延伸。
16.根据权利要求15所述的冲压模具(202)，其特征在于，所述无紧固的导向子区域(220)是唯一的并且在小于60％的所述周缘上延伸。
17.根据权利要求16所述的冲压模具(202)，其特征在于，所述无紧固的导向子区域(220)是唯一的并且在小于40％的所述周缘上延伸。
18.根据权利要求1至14中任一项所述的冲压模具(302)，其特征在于，其包括相对于所述凹模的中心凹陷部分(308)和所述凸模(312)的对称轴(L)对称的至少两个无紧固的导向子区域(320,320’)。
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