CN1099923C - 薄板成形模 - Google Patents

Abstract

一种带有成形部位的成形模，当第二模沿直线移动与第一模接合以进行薄板成形时，形成负角。在薄板成形模中，一个带有轴向开槽的圆柱形旋转模块以可转动的形式安装在第一模中，一个负角成形部位形成于旋转模块的开槽的边缘上，一个带有负角成形部位的滑动模块以与上述旋转模块相对的形式安装在第二模上，安装在第一模上的一个自动复位装置，用于使旋转模块转动和收缩，以保证工件在成形后能够从第一模上卸下。

Description

薄板成形模

本发明涉及薄板成形模。

薄板如金属板或塑料板的负角通常利用滑动模块产生。

目前，这里所说的负角成形是指：当装于下模上的工件被垂直下降来接合的上模加工成形时，由成形部位来完成成形加工，该部位从其位于上模的工作点处向里侧朝着下模移动。

在传统的薄板产品的负角成形过程中，工件被装在下模上，上模沿垂直方向下降，使上模上的主动模块驱动下模上的从动模块，工件被从侧向加工，当加工完成、上模抬起时，从动模块被弹簧弹回。

在此过程中，从动模块上的成形部位滑动并从工件外侧使工件成形，其整体轮廓要与工件的成形部分完全相同，但加载着工件的下模成形部位必须设计成：能够分开并收缩形成下模负角的那部分，或者删去形成负角的那部分的后部，工件向前移以使工件能被卸下。当负角角度较小时，没有什么严重问题，但当负角的角度较大或工件有一个带槽的纤细的框状横截面时，如汽车钣金件中的前立柱表面一类的零件，由于工件狭窄的沟槽宽度，当下模上作为负角的部分被分隔或删去时，不仅在被动模块的成形部分上无法形成清晰的外廓，而且下模的强度也不足，无法进行负角成形。

在使用滑动模块形成负角的过程中，被动模块为完成成形要滑过相当长的直线距离，重复滑动被动模块不总能容易地准确定位于一个特定位置，这样，产品质量就难以稳定。另外，常有这种情况：产品产生畸变或弯曲，从而必须得到整修，但有些产品的整修在实际操作中根本不可能，比如构成汽车覆盖件的零件，诸如：车身侧板、前翼子板、顶盖、发动机盖、行李箱盖、门板、或前立柱表面，因为这类零件都具有三维曲面和外廓。在汽车钣金部件中，如果产品产生任何畸变或弯曲，就难以将这些部件与其它部件组装在一起，也就不能提供高质量的汽车钣金结构，也不能保证薄板成形品的特定产品精度。

当使用滑动模块时，必须在下模的一边安装一个很大的模块及模块座，下模的工件装在上面，这对下模的面积要求很大，同样增加了模具的重量，造成模具昂贵。

因此，为解决上述问题，中请人在日本专利公开号昭63-41662中已经提出了一个薄板成形方法和成形模，它把冲压的上下直线运动转变为旋转运动。

现在，将参照图6-10对成形模作详细说明。

图6是一个完整的前立柱外表面的左右透视示意图，它是由成形模产生的汽车钣金件。图中，下图展示前立柱表面的右侧，上图展示其左侧。该前立柱表面构成了前门框的一部分、前挡风玻璃框的一部分、以及顶盖支撑框的一部分，并与许多其它零件构成结合部，因此该零件有严格的产品精度要求，如果要求的精度达不到，就不能提供优质钣金车身。

由于前立柱表面构成了汽车覆盖件的一部分，所以具有三维的曲面和轮廓。

由该成形模成形的负角部分在图中用F表示，其横断面在图10中表示为工件W。

也就是说，当形成负角以后，工件W由图7中状态达到图10中的状态。顺便说，这一模压加工工序包括：首先是压延，然后经周边整形达到图7中的状态，接着的第三步即模压成形。

关于下模100，带有一个轴向开槽101的一个圆柱状旋转模块102，以可以转动的方式安装在下模体103上。下模体103用螺栓122牢牢地固定在下基座121上。下模体103的上表面的形状被作成能够容纳工件W，负角成形部位104被加工在旋转模块102的开槽101的边缘上，与下模103的上表面极为接近。被嵌入下模体103里的自动复位装置使旋转模块102转动和收回，以便工件W在成形后能从下模体103上取下。在该例中，自动复位装置105在螺旋弹簧106的弹力作用下，使推杆107与滚动板108的末端底面相接触，此摆板用螺栓151牢牢地固定在旋转模块102的开槽101上与负角成形部位104相对的那个面上。

对于自动复位装置，可使用象气压装置、液压装置、连杆机构、模块或其它类似机构等，该装置不仅可以安装在下模上，也可以安装在上模与下模之间。

另一方面，在上模109上，滑动模块110被安装在与上述旋转模块102相对的位置上，在该滑动模块110的底端有一个负角成形部位112，滑动模块110由导向器(图中未注)引导，被压缩着的螺旋弹簧117朝模具外侧顶着，该弹簧被压缩着安装在滑动模块110顶面与倾斜的导向器154的底面之间，导向器用螺栓153牢牢地固定在上基座152上。滑动模块110被以螺栓155牢牢地固定在斜导向器154上的挡板156挡住。缓冲垫157被螺旋弹簧158向下方顶着，由悬挂螺栓119悬挂在上基座152上，将工件W有力地压到下模体103上，以免工件W在其负角成形之前移动。

下面将描述本成形模的工作情况。

首先，如图7所示，上模109位于冲程上止点，然后，工件W被置于下模100的下模体103上，在此过程中，旋转模块102在自动复位装置105的作用下转动缩回。

然后，上模109开始下降，且如图8所示，先是滑动模块110的底面与滚动板108接触，使旋转模块102在图8中沿顺时针方向转动，但并不造成滑动模块110与旋转模块102上的负角成形部位104相互干扰。

随着上模109连续地进一步下降，被朝模具外侧方向顶着的滑动模块110抵着螺旋弹簧117的弹力，在模块作用下向左侧横向移动，达到图9所示的状态，已转动的旋转模块102上的负角成形部位104与滑动模块110上的负角成形部位112相互配合，形成工件W上的负角。

形成负角后，上模109开始抬起，滑动模块110被螺旋弹簧117朝模具外侧方向顶着，在图10中向右侧移动并上升，与已形成负角的工件W互不干扰。

另一方面，因为受约束的滑动模块110上升，旋转模块102在自动复位装置105的作用下，在图10中向右转动，从而使在从下模103上卸下已形成负角的工件W时，工件W的移卸与旋转模块102的负角成形部位104互不干扰。

已成形的薄板件是利用上述旋转模块形成其负角的，但由于旋转模块是绕回转轴线旋转来加工工件的，如果工件接近直线而没有大的弯曲，待形成负角的部分能够进入旋转模块之一中并被加工，但是，如果工件有很大弯曲，则待形成负角的部分就不能彻底进入旋转模块之一中，也就不能被加工。

特别是，汽车钣金件包括门板都有许多弯曲部分，并且近年来，从设计角度看，在传统的弯曲部分之外增加了许多负角成形部分，并且要求在一道工序中完成这些负角成形部分的成形，而不是经过许多道工序，以提高生产率。

因此，在这种环境下，本发明涉及一种薄板成形模，它运用一系列平行的旋转模块来完成十分弯曲的负角成形部分的成形，这泄轮的回转轴处于不同位置。

从制造模具的角度看，旋转模块的直径实际上不能过分加大，例如大约在320mm。对于很弯曲的工件，弯曲部分用新设置的另一组回转轴处于不同位置的平行旋转模块来加工。这一新设置的另一组旋转模块被设计成可以根据弯曲的程度作垂直和水平移位。对旋转模块的分隔位置须予以特别考虑，以使旋转模块的负角成形部分不会变得过分尖锐。因为，如果负角成形部位过分尖锐，强度就差，所以最好应当注意，不要让它达到30°或更小。

因为本发明中的多个转模块以如下方式布置：它们的回转轴相互平行，在转动时，相毗连的旋转模块在接合面处其端面互不干扰。

另外，根据本发明，一个连杆机构被安装到毗连的旋转模块上，旋转模块可以被一个自动复位装置驱动。

还有，本发明中一个闩板(latching plate)和销子啮合形成一个连杆机构，结构十分简单。

附图简介

图1是本发明的一个具体实施例的俯视图；

图2是从图1中III-III位置上截取的工件在负角成形前和成形后的两个截面图；

图3是从图1中III-III位置上截取的纵剖视图；

图4是从图1中IV-IV位置上截取的纵剖视图；

图5的两个视图展示了本发明中的连杆机构；

图6是一个完成的前立柱表面的左、右透视简图，这是一个汽车钣金件；

图7是一个纵剖视图，表示的是：用于完成图6所示的前立柱表面的负角成形的成形模的上模处在上止点时的状态；

图8是图7所示的成形模的上模的一个纵剖视图，它下降与下模接合；

图9是一个纵剖视图，表示的是图7中成形模的上模处在下止点时的状态；

图10是上模的纵剖视图，表示的是在图7所示的成形模完成负角成形后，上模上升并位于其上止点时的状态。

现在，参照图1-5所示的一个具体实施例，将对本发明作更详细的说明。

如图1所示，由本发明所述的成形模加工成形的工件W是一个汽车行李箱盖表面，从平面图上看，行李箱盖表面的前边缘凹进的圆弧曲线部分形成了负角，如图2所示，负角成形是使其如上图所示的横截面变为如下图所示的状态。

图1展示的是薄板成形模的俯视图，图2是凸缘1在工件W成形前和成形后的状态，图3是从图1中III-III位置上截取的纵剖视图，图4是从图1中IV-IV位置上截取的纵剖视图，图5是旋转模块的连杆机构。

薄板成形模上的工件W的加工部分是行李箱盖表面的前边缘，图1中很清楚，从平面看是一段凹进的轮廓，图4中很清楚，其两端部分比中部低很多且向右有很大的位移，如果仅用一个旋转模块进行加工，将需要一个相当大的旋转模块。但从制造模具的角度来说，实际上不可能过度加大尺寸，最大直径约为320mm左右。另外，中部和两端的凸缘的角度也不相同，而且还存在这种情况：旋转模块的负角成形部分变得太尖锐，以至于无法保持其强度。在本发明中，旋转模块被分成三部分，即中部和两个端部。一个连杆机构安装在旋转模块上，以使所有旋转模块由一个滑动模块驱动。

图1中，在以CA为旋转轴的中部旋转模块2的两端，分别安装了以CB为旋转轴的边部旋转模块3。由图4可以清楚地看到：边部旋转模块3相对于中部旋转模块2作了向下H、向右L的位移。

下模4有一个支座7，用螺栓6固定在下模台5上，在支座7的上中部的水平狭长凹槽8中，以允许其转动的方式支撑着带有轴向开槽14的圆柱形中部旋转模块2。

在本实施例中，设置了一个气缸12作为旋转模块的复位装置，不必说，自动复位装置不限于使用气缸，象弹簧、液压装置、连杆机构、模块、或与此类似的任何机构都可使用，并且不仅可以安装在下模上，也可安装在上模上。

在图3中，一个连接零件9以螺栓10固定在中部旋转模块2的底面和气缸活塞杆13的末端，气缸的基座以枢支安装在托架11上，托架11以螺钉15固定在支座7上，上述连接零件9枢支安装，以便收缩活塞杆13，从而使中部旋转模块2复位。在支座7的狭长凹槽8的底部上，开有一个窗状狭槽16，以便连接零件9在其中转动。

在中部旋转模块2的开槽14的边缘部位上形成了一个负角成形部位17，滚动板72以螺栓73固定在与开槽14的负角成形部位17相对的面上。顺便说一下，图1中滚动板72被省略了。中部旋转模块2的负角成形部位17被加工成工件装载部分18，其外轮廓与工件W的底面轮廓一致，以容纳工件W，具有与工件W的底面相同轮廓的工件支撑部分19，其上部稍稍向外伸出，与支座7上的中部旋转模块2的工件装载部分18相连。

上模21有一个支座23，用螺栓24固定在上模台22的底面上，防磨板25用螺栓26固定在支座23的底面上，滑动模块27由导板28保持，在防磨板25的底面滑动。负角成形部位34用螺栓35固定在滑动模块27上与中部旋转模块2的开槽14相对的位置处。

在滑动模块27的上表面，支撑板29以螺栓30固定。在支撑板29与支座23上的纵向壁24之间，安装了一个压缩着的螺旋弹簧31，弹簧将滑动模块27压向模具外侧。

上述螺旋弹簧31套在拧入纵向壁24里的定位销32的外面，上述定位销32的末端允许一个固定在与纵向壁24相对的侧面上的止推板33穿在上面。当上模21升起时，滑动模块27向模外侧移动，直至支撑板29在螺旋弹簧31的弹力作用下，与止推板33接触为止。

尽管图中未标注，但为了稳固地撑住工件W，工件W的定位零件被安装在下模4和上模21上，如传统例子中所描述的那样，用于对工件W加压的垫板安装在下模上。但由于这些将使例图变得复杂、使本发明的重点难以理解，所以省略了定位零件和垫板。

下面，将参照图4对位于工件W两边缘部的模具结构进行说明。

在下模台5上，一个边缘支座41用螺栓42固定。一个带有轴向开槽44的圆柱形边部旋转模块3以可旋转的方式放置在位于边缘支座41的上表面中部的水平狭长凹槽43内。

在边部旋转模块的开槽44的周边部分上，形成一个负角成形部位45。滚动板46用螺栓47牢牢地固定在开槽44上与负角成形部位45相对的那个面上。图1中滚动板46被省略了。边部模块3的负角成形部位45被加工成工件装载部分48，其轮廓与工件W的底面轮廓相同，以容纳工件W。具有与工件W底面相同轮廓的工件支撑部分49，其上部稍稍向外伸出，与边缘支座41上的边部旋转模块3上的工件装载部分48相连。

在图4中，与图3中的上模21相同的零件被赋予了相同的参照号码和完全相同的功能。在滑动模块27的与边部旋转模块3的开槽44相对的位置上，用螺栓51固定着负角成形部位50。

在图4中，与图3相同，工件W定位零件和垫板被分别安装到下模4和上模21上，但在图中被省略了。

在图5中，展示了一个连杆机构，用于把由气缸12传递到中部旋转模块2上的转动推力传递到两边毗连的边部旋转模块3上。

一个带有开口槽61的闩板62以螺栓63固定在中部旋转模块2的端面上，定位销65以螺栓64固定在边部旋转模块3的端面上的与上述中部旋转模块2的端面上的卡盘62的开口槽61相对的位置上。

当中部旋转模块2被气缸12驱动时，由于销子65与卡盘62是啮合的，因此边部旋转模块3被同步驱动沿相同方向转动。

顺便说一下，也可以通过用气缸驱动边部旋转模块来带动中部旋转模块。

另外，这里是以三段模块为例说明的，但是借助连杆机构，也可以用一个气缸带动四个或更多的旋转模块。

下面将描述薄板成形模的工作过程。

图3和图4所示的状态是所有下止点状态，与传统例子中的图9相对应。

在本发明中，尽管没用例图说明，但如传统例子之图7所表示的那样，上模21处在上止点位置，当工件W被装载到下模4的工件支撑部分19，49上时。在此过程中，中部旋转模块2和边部旋转模块3在气缸12的作用下转动并收缩。

下面，如传统例子之图8所示，在上模21中，滑动模块27的斜面71与滚动板18、46在不造成滑动模块27与中部旋转模块2和边部旋转模块3的负角成形部位17、45相互干扰的情况下进入接触，驱使中部旋转模块2和边部旋转模块3顺时针转动。

随着上模21连续地进一步下降，被朝模具外侧方向顶着的滑动模块27抵着螺旋弹簧31的弹力，在模块作用下向左侧横向移动，达到传统例子之图9所示的状态，即图3和图4所示的状态。已转动的中部旋转模块2和边部旋转模块3上的负角成形部位17、45与滑动模块27上的负角成形部位34、50相互配合，形成工件W的负角。

形成负角后，上模21开始抬起，滑动模块27被螺旋弹簧31朝模具外侧方向顶着向右侧移动，如传统例子之图10所示，上升中与已形成负角的工件W互不干扰。

另一方面，当受约束的滑动模块27抬起时，气缸12将活塞杆13收缩，中部旋转模块2和边部旋转模块3向右转动，使得在从下模41上卸下已形成负角的工件W时，工件W的移卸与中部旋转模块2和边部旋转模块3的负角成形部位17、45互不干扰。

在本发明中，为了在取出工件W时不引起工件W与下模相互干扰，通过气缸12转动中部旋转模块2，同时使分别位于其两端的边部旋转模块3转动并收缩。借助连杆机构，一个气缸能够带动若干旋转模块。

本发明涉及的是：一个带有成形部位的成形模，当第二模沿直线移动与第一模接合时，形成负角。在薄板成形模中，一个带有轴向开槽的圆柱形旋转模块以可转动的形式安装在第一模中，一个负角成形部位形成于旋转模块的开槽的边缘上，一个带有负角成形部位的滑动模块以与上述旋转模块相对的形式安装在第二模上，安装在第一模上的一个自动复位装置，用于使旋转模块转动和收缩，以保证工件在成形后能够从第一模上卸下，由于把薄板成形模设计成能够利用多个旋转模块来加工一个极度弯曲的负角成形部分，这些旋转模块的回转轴处于不同位置，相互平行，从而使得利用一个成形模加工极度弯曲的负角成形部分成为可能，也使减少工序数目、提高加工精度成为可能。

由于在本发明中一个极度弯曲的负角成形截面被分成若干部分，所以，能够考虑避免旋转模块上的负角成形部位过度尖锐，避免旋转模块强度不足。

另外，由于在本发明中，若干旋转模块的回转轴被安排成相互平行，所以在旋转模块转动时，相毗连的旋转模块在接合面处其端面互不干扰。

而且，根据本发明，一个连杆机构被装配到这些相毗连的旋转模块上，从而使这些旋转模块可以由一个自动复位装置驱动。

还有，在本发明中，一个闩板和一个销子啮合形成一个连杆机构，结构十分简单。

Claims (3)

1、一种带有负角成形部位的薄板成形模，当第二模沿直线移动与第一模接合时完成薄板成形，包括：一个带有轴向开槽的圆柱形旋转模块以可转动的形式安装在第一模中，一个负角成形部位形成于旋转模块的开槽的边缘上，一个带有负角成形部位的滑动模块以与上述旋转模块相对的形式安装在第二模上，安装在第一模上的一个自动复位装置，用于使旋转模块转动和收缩并达到使工件在成形后从第一模上卸下的状态，其中一个极度弯曲的负角成形部分将利用多个旋转模块来加工，各该旋转模块的回转轴处于不同的位置，相互平行。

2、如权利要求1所述之薄板成形模，其特征在于：一个连杆机构被安装到多个旋转模块上，这些旋转模块被设计成由一个自动复位装置驱动。

3、如权利要求2所述之薄板成形模，其特征在于：其连杆机构包括：一个闩板，安装在一个与毗连的旋转模块相对的端面上；一个销子，安装在另一个端面上，该闩板与销子相互啮合。

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