CN107497934A - 具有内冲孔斜楔机构的模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有内冲孔斜楔机构的模具，包括上模座、下模座、斜楔机构、驱动块和设置在上模座上的修边镶块，所述斜楔机构包括滑块、冲头和复位机构，所述滑块穿过修边镶块的上方，并滑动安装在上模座内，冲头设置在滑块前端，所述复位机构设置在滑块与上模座之间，所述驱动块安装在下模座上，并设置有用于驱动滑块的倾斜驱动面。本发明可以完全依靠上下模统一的、高精度的导柱导向机构保证冲孔精度，避免了传统二次导向机构的间隙误差造成斜楔机构晃动，且避免了制件上的冲孔位移随二次导向零件的磨损而变化的问题；有效地保证制件的冲孔精度，解决了因增加模具而耗费大量人力、物力成本的问题。

Description

具有内冲孔斜楔机构的模具

技术领域

本发明本涉及模具技术领域，特别涉及一种具有内冲孔斜楔机构的模具。

背景技术

汽车零件中，特别是一些大型重要的覆盖件(比如：后裙板外板、尾门外板等)，由于既满足汽车外观性要求，又要满足在零件中部安装其他部件的硬性要求，在零件中部基本都会有陡壁带安装孔的特征，因此就会导致内部陡壁上的冲孔非常困难，传统方法一般用内置斜楔或者增加一幅冲孔模具来实现。

如果用在压料器内安装的内置斜楔机构冲孔，首先在模具设计阶段，就要严格把握压料器导向的精密性和可靠性，不能单纯地用传统的导板导向，而要用导板加导柱复合式导向，一方面用导柱保证导向精度，另一方面用导板抵消压料面陡壁造成的侧向力。压料器本身在冲压过程中要上下运动，压料器的导向精度对冲孔有很大影响，如果加工时导向间隙偏大，压料板运动时随机偏移，则零件的冲孔精度无法保证，而且这种机构制造极其困难，在研合冲头和凹模时，由于压料器内部结构的操作空间狭小，可视角度受限，导致冲头很难研合到位，机械加工成本也较高。

以上这种情况是零件内部空间较宽敞的条件下可以实现，但若零件极其狭窄，内部空间还不足以设计内置斜楔，那么只能增加模具专门来冲孔，这就要投入额外的人力、设备来设计制造新的模具，会耗费大量制造成本。另外，对于生产部门来说，此类冲压件尺寸都偏大，而且质量要求非常高，其各工序模具更加精密复杂，这样在原本就需要诸多工序大型冲压模具完成的基础上，又要额外增加一套模具来实现，其后果不但增加了冲压设备负担，而且增加了人工等方面的成本。在目前制造成本不断上升的情况下，对于企业来说，无疑增大了企业的压力。

因此，设计出一种能够替代传统内置斜楔机构而不增加模具的全新外部驱动内冲孔斜楔机构，用于改善企业模具的制造成本和降低零件生产商的生产成本，以及提升企业产品的高技术含量、培育市场核心竞争力，已然成为汽车冲压件领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有内冲孔斜楔机构的模具，以有效地保证冲孔精度，节约模具生产成本。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明基础方案如下：

一种具有内冲孔斜楔机构的模具，包括上模座、下模座、斜楔机构、驱动块和设置在上模座上的修边镶块，所述斜楔机构包括滑块、冲头和复位机构，所述滑块穿过修边镶块的上方，并滑动安装在上模座内，冲头设置在滑块前端，所述复位机构设置在滑块与上模座之间，所述驱动块安装在下模座上，并设置有用于驱动滑块的倾斜驱动面。

本发明，斜楔机构的滑动和驱动块分别装在上模座和下模座上，在模具闭合时，上模座和滑块随压机下移，滑块在向下移动的过程中又沿驱动面向前移动，滑块在上模安装座内滑动，并带动冲头伸入制件内部完成内壁斜冲孔工序。通过实施本技术方案，可以完全依靠上下模统一的、高精度的导柱导向机构保证冲孔精度，避免了传统二次导向机构的间隙误差造成斜楔机构晃动，且避免了制件上的冲孔位移随二次导向零件的磨损而变化的问题；因此，可有效地保证制件的冲孔精度，达到了产品稳定性等质量要求，且解决了因增加模具而耗费大量人力、物力成本的问题。

同时解决了全周修边和内壁侧冲孔同时进行的技术难题，节约大量人力、物力成本，而且极大地提高了冲压生产的效率。因为斜楔机构的滑块穿过上模全周修边镶块，在外周镶块修边的同时，滑块也在自己的轨道上执行内部侧冲孔动作，互不干涉，各司其职，同时完成修边和侧冲孔。

进一步，所述上模座内开设有滑槽，所述滑块至少部分位于滑槽内，并能沿滑槽前后移动，所述复位机构安装在滑块前部，滑块下部与驱动块配合。

进一步，所述滑块与上模座之间设置有用于滑块滑动时导向的导向机构。保证滑块在上模座上滑动的稳定性，且导向机构可用以提高冲孔精度。

进一步，所述导向机构位于滑块与滑槽槽壁之间，所述导向机构包括安装在滑块侧面的侧面导板和安装在滑块顶面的顶面导板，所述侧面导板下方设置有盖板，盖板与上模座连接，所述滑块和/或侧面导板支撑于盖板上。

该结构，便于导向机构的更换和维护，侧面导板和盖板配合还起到对滑块的支撑作用，便于滑块装入上模座。

进一步，所述上模座内还设置有限制滑块滑动行程的限位块，该限位块位于滑块后方。

进一步，所述驱动块上设置有用于冲孔完成后使滑块复位的刚性强制复位机构。

在原有复位机构(氮气弹簧)的基础上还设置刚性强制复位机构，双重保障滑块及时复位，有效地减少因模具故障引起生产线停产等经济损失。通常情况下，完成冲孔工序后，氮气弹簧在可利用其回复力使滑块复位，但在氮气弹簧失灵或滑块被卡住时，通过刚性强制复位机构使滑块强制复位，可防止斜楔滑块因使用的回程氮气弹簧这种弹性元件疲劳损坏而无法及时复位等意外，最大限度的保护好滑块及模具，使得斜楔机构工作更加稳定，也更加的安全可靠。

进一步，所述刚性强制复位机构包括安装在驱动块上的复位块和设在斜楔机构上的凸块，复位块具有钩部，上模座下行时滑块避开所述复位块，上模座上行时复位块的钩部拉住凸块使滑块向后运动并复位。

进一步，所述复位块的钩部具有与驱动面平行的第一作用面，所述凸块具有与驱动面平行的第二作用面，强制复位时所述第一作用面与第二作用面接触并相互作用。

进一步，所述驱动块上倾斜安装有下导向块，所述滑块上倾斜安装有上导向块，所述上导向块和下导向块之间形成V型配合面。

进一步，所述驱动块在下模座上的位置位于待冲孔零件的边缘以外。

如上所述，本发明的有益效果是：

1、该斜楔机构的驱动部分和滑动部分分别装在下模座和上模座上，可以完全依靠上下模内固有的高精度导向机构导向完成冲孔工序，避免了现有技术中二次导向机构间隙误差造成斜楔机构不稳定，导致冲孔行程随二次导向零件的磨损而变化，无法保证冲孔精度的问题。

2、本发明采用驱动块设计在制件的外部，通过加长斜楔的滑块且将滑块穿过上模全周修边镶块上方，在外周镶块修边的同时，滑块也在自己的轨道上执行内部侧冲孔动作，同时完成修边和侧冲孔两道工作程序，有效解决了全周修边和内壁侧冲孔同时进行的技术难题，既节约成本又极大地提高了冲压生产的效率。

3、双重保障滑块及时复位，有效地减少因模具故障引起的生产线停产等经济损失。为防止斜楔滑块因使用的回程氮气弹簧这种弹性元件疲劳损坏而无法及时复位等意外，斜楔驱动块上还设有刚性强制复位块来复位，强制复位机构在正常工作时一般不起作用，只有在复位氮气弹簧失灵或滑块被卡住时才起作用。使用这种结构将能最大限度的保护好滑块及模具，使得斜楔机构工作更加稳定，也更加的安全可靠。

附图说明

图1为本发明待冲孔零件的结构示意图；

图2为本发明模具的结构示意图；

图3为本发明斜楔机构的结构示意图；

图4为本发明斜楔机构在上模座上的安装示意图；

图5为图4中局部视图；

图6为上模打开时斜楔机构的状态示意图；

图7为上模闭合进行冲孔时斜楔机构的状态示意图。

零件标号说明

1-上模座

11-修边镶块

12-滑槽

2-下模座

30-间隙

31-滑块

32-冲头

33-复位机构

34-盖板

35-侧面导板

36-顶面导板

37-限位块

38-上导向块

39-凸块

4-驱动块

41-下导向块

42-刚性强制复位块

43-钩部

5-制件

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示为制件5的结构示意图，后裙板外板产品在中部陡壁处有两处冲孔，距零件边缘较远，而且该零件尺寸较大，对应的模具尺寸也较大，为节省模具开发制造成本，控制在三工序内完成制件5，所以在斜冲孔方向还要同时进行直修边，而且模具压料器受零件陡壁结构特征的影响内部空间狭小，用内置斜楔的传统方法无法实现。

鉴于以上存在的诸多技术难题，本发明提供一种具有内冲孔斜楔机构的模具，具有精度高、可靠性好、成本低的特性，能够从根本上解决零件制造成本高昂、并能保证零件冲孔精度的问题。

如图2至图5所示，该模具包括上模座1、下模座2、斜楔机构、驱动块4和设置在上模座1上的修边镶块11，其中，斜楔机构设置在上模座1上，其包括滑块31、冲头32和复位机构33，其中冲头32安装在滑块31前端，复位机构33设置在滑块31前部与上模座1之间，上模座1内开设有滑槽12，滑块31穿过修边镶块11的上方，可滑动地安装在滑槽12内，并能在外力作用下沿滑槽12前后移动进行冲孔动作和复位，所述驱动块4安装在下模座2上，滑块31与驱动块4之间形成倾斜的驱动面。当上模座1下行闭合时，在驱动块4的作用下，使得滑块31沿滑槽12向前移动进而实现冲孔，冲孔完成后上模座1与下模座2分开后，滑块31在复位机构33的作用下退回并复位。

为解决内冲孔和全周修边同时进行的技术难题，发明采用外部驱动的方式，即驱动块4设计在制件5的边缘外部，通过将斜楔的滑块31加长，并从上模全周修边镶块11的上方穿过，而滑块31上安装冲头32等工作部件的部分伸入制件5内部完成内壁斜冲孔工序，在外周镶块修边的同时，滑块31也在自己的轨道上执行内部侧冲孔动作，互不干涉，各司其职，同时完成修边和侧冲孔。

传统的内置斜楔就是采用二次导向方式，因为其驱动块4本身就装在上模内上下运动的压料器内腔，而压料器一般采用平面耐磨板粗导向，间隙30较大，为提高导向精度，就会使用比较复杂的导板加导柱的复合导向机构来导向，这会导致压料器占用上模的空间比较大。而且，加工制造相当困难，因上下模本身都有高精度的导柱导向，而在上模与压料器之间又存在二次导向机构，相当于模具存在双重基准，导致安装在压料器上的内置斜楔驱动块4随压料器来回晃动，很难保证斜楔滑块31稳定性，更无法保证冲孔精度。

本发明斜楔机构的驱动部分和滑动部分都分别装在下模座2和上模座1，可以完全依靠上下模统一的、高精度的导柱导向机构，避免了二次导向机构间隙30误差造成的斜楔机构晃动，更不会导致制件5上冲孔随二次导向零件的磨损而变化。能最大程度保证冲孔精度和减少冲压工序，既达到了产品稳定性等质量要求，又节约了因增加模具而耗费的大量人力、物力成本。

本例中，另外，复位机构33采用氮气弹簧，较以往使用的气缸减少了气路的连接与控制，结构上更加紧凑，安装、使用以及维修都更加方便，同时也节约的成本，缩短了制造周期。

进一步，滑块31与上模座1之间设置有用于滑块31滑动时导向的导向机构，以保证滑块31在上模座1上滑动的稳定性，且导向机构可用以提高冲孔精度。

具体地，导向机构位于滑块31与滑槽12槽壁之间，导向机构包括安装在滑块31两侧面的侧面导板35和安装在滑块31顶面的顶面导板36，侧面导板35和顶面导板36均为前后两组，侧面导板35下方设置有盖板34，盖板34也为前后两组，盖板34与上模座1连接，盖板34将侧面导板35和滑块31的一部分限制在滑槽12内，使其能够沿滑槽12前后移动，而限制其在滑槽12内的上下移动；所述滑块31侧面形成凸台并支撑于盖板34上，或者侧面导板35支撑于盖板34上；或者滑块31侧面形成凸台，凸台和侧面导板35均支撑在盖板34上。

其中侧面导板35、顶面导板36和盖板34与滑块31均通过螺栓连接，方便安装和拆卸，以便于盖板34或导板损坏后的更换，并且便于滑块31装入滑槽12内和在滑槽12内的限位。

进一步，上模座1内还设置有限制滑块31滑动行程的限位块37，该限位块37位于滑块31后方与滑槽12后端之间。

为保证在复位机构33失效或滑块31卡住的情况下，滑块31仍然能够复位，在驱动块4上设置有用于冲孔完成后使滑块31复位的刚性强制复位机构33。

其中，刚性强制复位机构33包括安装在驱动块4上的复位块和设在滑块31上的凸块39，复位块具有钩部43，上模座1下行时滑块31和凸块39避开复位块，上模座1上行时复位块的钩部43拉住凸块39使滑块31向后运动并复位。

如图3和图6所示，在滑块31下部设置有凸块39，凸块39与滑块31的主体之间有间隙30，复位块垂直于驱动块4安装在驱动块4一侧，复位块上端延伸形成钩部43，钩部43下表面为与驱动面平行的第一作用面，凸块39上表面为与驱动面平行的第二作用面，当上模座1下行时，钩部43与凸块39错开，并伸入间隙30中，在上模座1上行与下模座2分离时，如果滑块31没能在复位机构33的作用下复位，则钩部43会钩住凸块39的上表面，即第一作用面与第二作用面接触并相互作用，使得滑块31向后方移动并复位。

进一步，所述驱动块4上倾斜安装有下导向块41，滑块31上对应地倾斜安装有上导向块38，所述上导向块38和下导向块41之间形成V型配合面，即下导向块41为V型截面，上导向块38具有对应的V型槽，便于滑块31与驱动块4作用时的导入，保证驱动的稳定性。

进一步，所述上导向块38和下导向块41遇冲孔方向平行，方向向后，即上导向块38和下导向块41相对于水平面的倾斜角度与制件5的冲孔角度a相同，所述滑块31在上模座1内的滑动方向与水平面的夹角为a，但方向向前，其滑动方向冲孔方向的夹角为2a。

如图6和图7所示，本发明工作原理如下：在上模座1打开时，安装在上模座1上的滑块31在回程氮气弹簧的作用下滑至滑槽12下端，同时下模座2上的驱动块4与上模座1内的滑块31处于脱开状态，上导向块38与下导向块41不接触，处于图6的状态，此时即可放入前一工序制件5；在模具闭合时，上模座1随压机下移，上导向块38与下导向块41接触，滑块31开始在上模座1内滑动并带动冲头32运动工作；刚性强制复位块42也顺势伸入滑块31间隙30内，同时压缩回程氮气弹簧以储备复位能量，直到滑块31走完行程，冲头32和凹模接触完成冲孔，达到图7所示状态此。模具在冲孔完成后，上模开始打开，此时滑块31在氮气弹簧的作用下退回起始位置，如果此时滑块31因生产过程中不可预料的原因不能及时退开，那么刚性强制复位块42就开始发挥作用，拉动滑块31恢复到原位，以确保上模打开后滑块31也能及时复位。待上模完全打开到位，取出制件5，至此也就完成了一次完整的冲压过程。

相比现有技术而言，本发明的外部驱动具有内冲孔斜楔机构的模具主要有以下优点：

1、可以解决全周修边和内壁侧冲孔同时进行的技术难题，节约大量人力、物力成本，而且极大地提高了冲压生产的效率。因为斜楔机构的滑块31穿过上模全周修边镶块11，在外周镶块修边的同时，滑块31也在自己的轨道上执行内部侧冲孔动作，互不干涉，各司其职，同时完成修边和侧冲孔。在模具制造的角度，节省了一幅模具的相关设计费用、材料费用、加工研配费用等；从冲压生产的角度，节省了一台设备成本、人力成本，而且降低了冲压噪音，改善了工作环境、减轻了工人劳动强度。另外，由工序减少带来的好处还不止如此，如果产量加大，那么生产零件的效率就会随着产量的加大而日趋显现。

2、能最大程度保证冲孔精度，提高模具生产的可靠性和稳定性。斜楔机构的驱动部分和滑动部分都分别装在下模座2和上模座1，可以完全依靠上下模统一的、高精度的导柱导向机构，避免了二次导向机构间隙30误差造成的斜楔机构晃动，更不会导致制件5上冲孔随二次导向零件的磨损而变化。

3、双重保障滑块31及时复位，有效地减少因模具故障引起的生产线停产等经济损失。为防止斜楔滑块31因使用的回程氮气弹簧这种弹性元件疲劳损坏而无法及时复位等意外，斜楔驱动块4上还专门设有刚性强制复位块42来复位，强制复位机构33在正常工作时一般不起作用，只有在复位弹簧失灵或滑块31被卡住时才起作用。使用这种结构将能最大限度的保护好滑块31及模具，使得斜楔机构工作更加稳定，也更加的安全可靠。

4、整个斜楔机构结构紧凑，加工、制造、装配等环节都很方便，以至于量产之后的模具维修保养等工作更加简单，极大地提高了模具的使用寿命及稳定性。和传统的内置斜楔相比，本设计避免了双重导向带来的误差，简化了加工工艺，在研配冲头32部件时，可以卸去上模压料器研合冲头32和凹模，完全避开传统内置斜楔因压料器内腔狭窄无操作空间的弊病，因为传统内置斜楔的驱动块4是装在压料器内腔里的，必须要用压料器配合研配冲头32。

综上所述，该斜楔机构结构紧凑，制作简单，制造成本较低。而且在日常维护、保养以及维修时仅需对滑动部分进行相应的润滑、维护、维修即可，维护成本低，操作非常方便。此外采用此斜楔机构不仅可以缩短制造周期，而且降低模具成本。此外部驱动内冲孔斜楔机构的加工和制造可以由汽车模具标准件厂制造，互换性较强。本发明可以用于大中型汽车外覆盖件的内部侧冲孔或侧修边工序，使模具的结构更加紧凑，成本更低

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种具有内冲孔斜楔机构的模具，包括上模座、下模座、斜楔机构、驱动块和设置在上模座上的修边镶块，其特征在于：所述斜楔机构包括滑块、冲头和复位机构，所述滑块穿过修边镶块的上方，并滑动安装在上模座内，冲头设置在滑块前端，所述复位机构设置在滑块与上模座之间，所述驱动块安装在下模座上，并设置有用于驱动滑块的倾斜驱动面。

2.根据权利要求1所述的具有内冲孔斜楔机构的模具，其特征在于：所述上模座内开设有滑槽，所述滑块至少部分位于滑槽内，并能沿滑槽前后移动，所述复位机构为安装在滑块前部的氮气弹簧，滑块下部与驱动块配合。

3.根据权利要求2所述的具有内冲孔斜楔机构的模具，其特征在于：所述滑块与上模座之间设置有用于滑块滑动时导向的导向机构。

4.根据权利要求3所述的具有内冲孔斜楔机构的模具，其特征在于：所述导向机构位于滑块与滑槽槽壁之间，所述导向机构包括安装在滑块侧面的侧面导板和安装在滑块顶面的顶面导板，所述侧面导板下方设置有盖板，盖板与上模座连接，所述滑块和/或侧面导板支撑于盖板上。

5.根据权利要求1所述的具有内冲孔斜楔机构的模具，其特征在于：所述上模座内还设置有限制滑块滑动行程的限位块，该限位块位于滑块后方。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的具有内冲孔斜楔机构的模具，其特征在于：所述驱动块上设置有用于冲孔完成后使滑块复位的刚性强制复位机构。

7.根据权利要求6所述的具有内冲孔斜楔机构的模具，其特征在于：所述刚性强制复位机构包括安装在驱动块上的复位块和设在斜楔机构上的凸块，复位块具有钩部，上模座下行时滑块避开所述复位块，上模座上行时复位块的钩部拉住凸块使滑块向后运动并复位。

8.根据权利要求7所述的具有内冲孔斜楔机构的模具，其特征在于：所述复位块的钩部具有与驱动面平行的第一作用面，所述凸块具有与驱动面平行的第二作用面，强制复位时所述第一作用面与第二作用面接触并相互作用。

9.根据权利要求1所述的用于模具内冲孔的斜楔机构，其特征在于：所述驱动块上倾斜安装有下导向块，所述滑块上倾斜安装有上导向块，所述上导向块和下导向块之间形成V型配合面。

10.根据权利要求1所述的用于模具内冲孔的斜楔机构，其特征在于：所述驱动块在下模座上的位置位于待冲孔零件的边缘以外。