CN110918783B

CN110918783B - 具有两个工具半部的大型工具

Info

Publication number: CN110918783B
Application number: CN201910875161.8A
Authority: CN
Inventors: J·施奈德; C·迪施; L·沙勒
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-08-06
Anticipated expiration: 2039-09-17
Also published as: CN110918783A; DE102018215947B3

Abstract

本发明涉及一种具有两个工具半部的大型工具，该工具半部能通过相应的相对运动从打开的第一状态转换到闭合的第二状态，至少两个导柱系统用于使工具半部相对彼此预先定心以及吸收单侧的推力，本发明还涉及一种用于定位这种大型工具的方法。根据本发明，还设有至少两个定位装置(10、10A、10B、10C)，通过定位装置实现了工具半部(OT、UT)在闭合状态下的静定的初始定位，所述至少两个定位装置分别包括具有两个外导向件(13A)的第一定位单元(12A)和具有内导向件(13B)的第二定位单元(12B)，在大型工具(GWZ)的第二状态下该内导向件形状配合地插入两个外导向件(13A)之间。

Description

具有两个工具半部的大型工具

技术领域

本发明涉及一种具有两个工具半部的大型工具/大型模具。本发明还涉及一种用于对这种具有两个工具半部的大型工具进行定位的方法。

背景技术

已知具有两个工具半部的大型工具的大量变型。这种大型工具例如被用作制造车身构件的冲压模具。在多数的用于车身构件的冲压模具中，具有导柱/导引道(Stollen)和立柱的组合的两个工具半部相对彼此引导。在此，导柱装置(Stollenführung)的作用是对工具预先定心/预对中，并吸收单侧的推力。此外，立柱导向装置根据理论装配承担了导向系统中需要的精度，该精度是为对车辆构件进行切削或打孔而所必需的。在实践中，特别是对于大型工具，由于大型机械领域中的制造精度以及立柱或套筒的基本系统公差，因此没有给出所需的精度。甚至用于确保立柱和套筒的配合质量的昂贵措施也可能受到立柱的连接过程或由于在工具加工过程中的表面处理的负面影响。最终，在高生产成本的情况下，形成了超静定的导向系统，该超静定的导向系统无法进行后续协调。此外，需要定期和昂贵的维扩方案，并且整个系统的精度不高于工具半部的纯导柱装置。例如，即使对于立柱和套筒的所有配合都在理想情况下保持精确，才有可能在X和Y方向保持理论的导向间隙。此外，在实践中制造误差可能导致，工具部件定位在柱和衬套上的未定义的位置中，并且所得到的导向间隙现在是不确定的。此外在实践中，由工具部件的滑动件中的被挤压的气体弹簧引起的力可能在加工前不久再次改变工具部件的未定义的位置。

从文献DE 10 2008 049 043 A1中已知一种用于将冲压模具装入具有冲台和冲头的压力机中的方法。在此，冲压模具包括台座下部件、台座上部件、台座导向件、工具下半部、工具上半部和工具导向件。该方法包括如下方法步骤：将台座下部件紧固在冲台上，将台座上部件紧固在冲头上，将工具上半部与工具下半部分开，其中工具导向件使两个工具部件相对彼此取向，将工具下半部放置在紧固在冲台上的台座下部件上，并将工具下半部紧固在台座下部件上，在将工具下半部放置并紧固在台座下部件上之后将紧固在冲头上的台座上部件放置在工具上半部上，其中台座导向件使两个台座部件相对彼此对准，在将台座上部件放置在工具上半部上之后将工具上半部紧固在台座上部件上。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具有两个工具半部的大型工具以及一种对这种具有两个工具半部的大型工具进行定位的方法，所述大型工具和所述方法实现了，使两个工具半部相对彼此精确地取向，并可以简单和成本有利的方式实施并按需要进行调整。

为了提供一种具有两个工具半部的大型工具，该大型工具可以使两个工具半部彼此精确取向并且可以简单和成本有利地实施并按需要调整，除了用于使工具半部相对彼此预先定心以及用于吸收单侧推力的至少两个导柱系统(Stollenführungssystem)之外，优选还设有至少两个、优选至少三个定位装置，通过该定位装置可以实现工具半部在闭合状态下的静定的初始定位。在这种情况下，所述至少两个定位装置各自具有：带有两个外导向件的第一定位单元和带有内导向件的第二定位单元，在大型工具闭合的第二状态下所述内导向件形状配合地插入两个外导向件之间。

在下文中，大型工具特别应理解为用于制造车身构件的冲压模具或压力模具，其包括两个工具半部，该工具半部可通过相应的相对运动从打开的第一状态转换到关闭的第二状态。当然，本发明的基本思想也可以应用于具有两个工具半部的其他大型工具，其也可以通过相应的相对运动从打开的第一状态转换到闭合的第二状态。

根据本发明的大型工具的实施例，可以在工具生产的所有领域中实现节省成本，例如铸造、生产部件、标准部件、大型机器上的切削加工、工具安装等。此外，在大型机器上的切削加工、工具安装、工具调整、冲压机等领域中使工作更容易。

根据本发明的大型工具的实施方式，在负载下，工具半部至少仅具有很小的或没有明显的相对位置变化。此外，可以至少减少或避免定位装置中的磨损。此外，在单侧切割间隙的情况下可以简单地协调至少两个导柱装置，其中可以容易地检查在至少两个导柱装置中的接触条件。

在大型工具的有利的设计方案中，相应定位装置的第一定位单元可以相应布置在第一工具半部、例如工具上半部上，而相应定位装置的第二定位单元可以相应布置在第二工具半部、例如工具下半部上。替代地，相应定位装置的第一定位单元可以相应布置在第二工具半部、例如工具下半部上，而相应定位装置的第二定位单元可以相应布置在第一工具半部、例如工具上半部上。

在大型工具的另一有利的设计方案中，两个外导向件和内导向件可以各自设计为长方体状的板片，其在大型工具的第二状态下形状配合地彼此接合。这实现了定位装置的成本有利且简单的制造。

在大型工具的另一个有利的设计方案中，至少一个定位装置的被设计成长方体状的板片的导向件可以在第一坐标轴上取向，并且至少一个另外的定位装置的被设计成长方体状的板片的导向件可以在垂直于第一坐标轴的第二坐标轴上取向。这使得两个工具半部可以在两个坐标方向上取向。为了简化取向并防止扭曲/卷边，两个定位装置可以沿大型工具的纵向方向彼此对齐地布置。

在大型工具的另一有利的设计方案中，至少两个定位装置可以布置在大型工具的不同的角区域中。例如，第一定位装置可以布置在第一角区域中，该第一角区域例如相应于大型工具的右上角。第二定位装置可以布置在第二角区域中，该第二角区域例如相应于大型工具的左下角。第三定位装置可以布置在第三角区域中，该第三角区域例如相应于大型工具的左上角。

在另一有利的设计方案中，被设计成长方体状的板片的导向件分别保持在相应的接纳部的开口中。例如，在粗加工期间通过切削过程在相应的工具半部中加工出开口。在这种情况下，可以根据工具和切削策略调整粗加工。在精加工期间，可以将用于接纳板片的侧向配合部和圆角引入开口中。

在大型工具的另一有利的设计方案中，为了预先定心，被设计成长方体状的板片的导向件中的至少一个可以具有倒角部。例如，第一定位单元的两个外导向件可以具有如下的倒角部，该倒角部使对应的内导向件预先定心。附加地或替代地，第二定位单元的内导向件可以在两侧都具有这种倒角部，该倒角部使内导向件在两个外导向件之间预先定心。在一替代的设计方案中，两个外导向件中的仅一个可以具有这种倒角部，或者内导向件可以仅在一侧具有这样的倒角部。另外，外导向件和内导向件均可以具有至少一个这样的倒角部。

在大型工具的另一有利的设计方案中，被设计成长方体状的板片的两个外导向件可以分别被设计为用于滑动板的支承件。这里，被设计成长方体状的板片的两个外导向件分别具有凹槽，该凹槽至少部分地接纳相应的滑动板。这意味着，滑动板被相应的凹槽接纳，使得滑动板的滑动面从外导向件朝向内导向件的方向。

此外，本发明提出一种用于对这种具有两个工具半部的大型工具进行定位的方法，其包括以下步骤：为了所述大型工具的初始定位，为定位装置的第一定位单元配备两个外导向件并为定位装置的第二定位单元配备内导向件；将滑动板嵌入第一角区域中的第一定位装置的外导向件中，并嵌入第二角区域中的第二定位装置的外导向件中；通过第一定位装置和第二定位装置使得第一工具半部在第二工具半部上定心；确定在第三角区域中的第三定位装置的外导向件与内导向件之间的间距；将滑动板调整并嵌入第三角区域中的第三定位装置的外导向件中以及记录所达到的初始定位；确定在用于主滑动板的贴靠面与在至少两个导柱系统中的导向面之间的间隙尺寸；精确匹配地磨削并安装至少两个导柱系统的对应的主滑动板。

制造误差可以有利地通过精确匹配地磨削对应的滑动板来尽可能地得到补偿。此外，由被挤压的气体弹簧在滑动件中引起的单侧推力总是在切割前不久就将落座的工具半部带入相同的位置。这意味着，导柱系统中的“零位面”由所产生的力限定。

在该方法的有利设计方案中，可以通过附件和测量工具来检查初始定位，和/或可以确定校正措施。

在该方法的另一有利的设计方案中，定位装置可以保留在大型工具中。替代地，可以在初始定位之后从大型工具中移除定位装置。在这种情况下，定位装置可以优选地作为辅助工具再利用。

在该方法的另一有利的设计方案中，定位装置在初始定位中分别具有至少0.02mm的精度。在此，处于定位状态的至少两个立柱引导系统中的引导间隙可以被限制为最大0.05mm。

在不离开本发明的范围的情况下，上述说明中提到的特征和特征的组合以及下面在附图说明中所提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征的组合可以不仅在分别指定的组合中，而且可以以其他组合应用或单独使用。因此，本发明还包括和公开了未在附图中明确示出或解释、但是可以通过单独特征的组合从所述实施方式中得到以及产生的实施方式。

附图说明

在附图中示出并在下面的说明中详述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或实施类似功能的部件或元件。在此示出：

图1示意性示出根据本发明的大型工具的第一工具半部的局部的透视图，该大型工具具有第一定位单元的实施列；

图2示意性示出根据本发明的大型工具的第二工具半部的局部的透视图，该大型工具具有第二定位单元的实施列；

图3示意性示出图1的第一定位单元的外导向件的实施列的透视图；

图4示意性示出图1的第一定位单元的滑动板的实施列的透视图；

图5示意性示出图2的第二定位单元的内导向件的实施列的透视图；

图6示意性示出用于接纳图1的第一定位单元的外导向件的接纳部的实施列的局部剖开的透视图；

图7示意性示出定位装置的实施列的局部剖开的透视图；

图8示意性示出根据本发明的大型工具的局部在工具半部的初始定位中的局部剖开的透视图；

图9示意性示出根据本发明的大型工具在工具半部的初始定位中的剖视图；

图10示意性示出根据本发明的具有调整的导柱系统的大型工具在定位的状态下的剖视图。

附图标记列表：

1 导柱系统

1A 凹口

1B 柱件

2 贴靠面

3A 导向面

3B 主滑动板

10、10A、10B、10C 定位装置

12A 第一定位单元

12B 第二定位单元

13A 外导向件

13B 内导向件

13.1 凹槽

13.2 预定心倒角部

14 滑动板

15A、15B 接纳部

15.1 接纳部开口

15.2 侧向配合部

15.3 铸造留空部

16 导向间隙

18 测量孔

GWZ 大型工具

OT 上半部

UT 下半部

S 间隙

A、B、C 角区域

具体实施方式

如图1至图10所示，大型工具GWZ具有两个工具半部OT、UT以及至少两个导柱系统1，这两个工具半部可以通过相应的相对运动从打开的第一状态转换到关闭的第二状态，该导柱系统用于使工具半部OT、UT相对于彼此预定心并用于吸收单侧推力。

根据本发明，附加地设置有至少两个定位装置10、10A、10B、10C，通过这些定位装置，可以实现图9所示的工具半部OT、UT在闭合状态下的静定的初始定位。在这种情况下，至少两个定位装置10、10A、10B、10C各自具有带有两个外导向件13A的第一定位单元12A和带有一个内导向件13B的第二定位单元12B，内导向件13B在大型工具GWZ的第二状态下以形状配合的方式插入两个外导向件13A之间，如图7至图10所示。

如图1至图10进一步所示，相应的定位装置10、10A、10B、10C的第一定位单元12A分别布置在第一工具半部、在此是工具下半部UT上。相应的定位装置10、10A、10B、10C的第二定位单元12B相应地布置在第二工具半部、在此是工具上半部OT上。在一替代实施例(未示出)中，对应的定位装置10、10A、10B、10C的第一定位单元12A相应地布置在第二工具半部OT上、而相应的定位装置10、10A、10B、10C的第二定位单元12B相应地布置在第一工具半部UT上。

如图1至图10进一步所示，在所示实施例中，两个外导向件13A和内导向件13B均设计为长方体状的板片，该外导向件和内导向件在大型工具GWZ的第二状态中形状配合地彼此接合，如图1和图2所示。这意味着，在相应的第一定位单元12A的两个外导向件13A之间形成导向间隙16，相应的第二定位单元12B的内导向件13B插入该导向间隙中。

如图9和图10进一步所示，在所示的实施例中，大型工具GWZ还包括三个定位装置10A、10B、10C。在这种情况下，第一定位装置10A和第三定位装置10C的被设计成长方体状的板片的导向件13A、13B在第一坐标轴x上取向或者说沿第一坐标轴布置。第二定位装置10B的被设计成长方体状的板片的导向件13A、13B在垂直于第一坐标轴x的第二坐标轴y上取向或者说沿第二坐标轴布置。如图9和图10进一步所示，第一定位装置10A和第三定位装置10C沿着大型工具GWZ的纵向方向彼此对齐地布置。另外，在所示实施例中，三个定位装置10A、10B、10C布置在大型工具GWZ的不同的角区域A、B、C中。第一定位装置10A布置在第一角区域A中，该第一角区域相应于大型工具GWZ的右上角。第二定位装置10B布置在第二角区域B中，该第二角区域相应于大型工具GWZ的左下角。第三定位装置10C布置在第三角区域C中，该第三角区域相应于大型工具GWZ的左上角。当然，定位装置10还可以在大型工具GWZ上具有其他合适的布置。另外，可以仅使用两个或多于三个定位装置10。

如图1和图2进一步所示，被设计成长方体状的板片的导向件13A、13B分别被保持在相应的接纳部15A、15B的开口15.1中。在所示实施例中，在粗加工期间，在相应的工具半部OT、UT中铣削出开口15.1，其中在相应的工具半部OT、UT中存在对应的铸造留空部15.3，铣削工具可以伸入该铸造留空部中以用于形成开口15.1。在精加工期间，再将相应的侧向配合部15.2引入到开口中(特别是在开口中加工出侧向配合面15.2)以用于接纳被设计成板片的导向件13A、13B。导向件13A、13B在所示实施例中以螺纹连接方式被安装到开口中。

如图3进一步所示，被设计成长方体状的板片的两个外导向件13A均设计为用于滑动板14的支承件。为此，被设计成长方体状的板片的两个外导向件13A各自具有凹槽13.1，该凹槽至少部分地接纳相应的滑动板14。另外，被设计成长方体状的板片的外导向件13A为了使内导向件13B预先定心而具有倒角部13.2。附加地或替代地，被设计成长方体状的板片的内导向件13B也可以具有用于预先定心的这种倒角部13.2。

如图3、图4和图6中进一步所示，在示出的实施例中，相应的定位单元10A、10B、10C的被设计成长方体状的板片的两个外导向件13A和相应的滑动板14分别具有两个横向孔，该横向孔可以被用作测量孔18。

由图1、图2、图9和10还可以看出，在所示的实施列中，两个导柱系统1分别具有形成在第一工具半部UT上的凹口1A，以及形成在第二工具半部OT上的柱件1B。在这种情况下，柱件1B分别具有两个用于主滑动板3B的贴靠面2，并且凹口1A相应具有两个用于主滑动板3B的导向面3A。

根据本发明的用于对具有两个工具半部OT，UT的大型工具GWZ进行定位的方法包括以下步骤：为了大型工具GWZ的初始定位，为定位装置10A、10B、10C的第一定位单元12A配备两个外导向件13A，并为定位装置10A、10B、10C的第二定位单元12B配备内导向件13B。将滑动板14嵌入第一角区域A中的第一定位装置10A和第二角区域B中的第二定位装置10B的外导向件13A中。通过第一定位装置10A和第三定位装置10C使第一工具半部UT在第二工具半部OT上定心。优选通过测量孔18确定在第三角区域C中的第三导向装置10C的外导向件13A和内导向件13B之间的间距。将滑动板14调整并嵌入到第三个角区域C中的第三定位装置10C的外导向件13A中，并记录在图9中示出的所达到的初始定位。确定在至少两个导柱系统1中在用于主滑动板3B的贴靠面2与导向面3A之间的间隙尺寸S，并精确匹配地磨削并安装至少两个导柱系统1的对应主滑动板3B。

另外，可以借助于附件和测量工具来检查初始定位，和/或可以确定校正措施。在所示实施例中，定位装置10A、10B、10C分别具有至少0.02mm的精度，因此在大型工具GWZ的定位状态下，在两个导柱系统1中的导向间隙可以被限制到最大为0.05mm。

在定位大型工具GWZ之后，定位装置10A、10B、10C可以在预定的时间段内保留在大型工具GWZ中。或者，定位装置10A、10B、10C也可以被从大型工具GWZ中移除，并作为辅助工具用于定位其他大型工具GWZ。

Claims

1.一种具有两个工具半部(OT、UT)的大型工具(GWZ)，所述工具半部能通过相应的相对运动从打开的第一状态转换到闭合的第二状态，所述大型工具包括至少两个导柱系统(1)用于使工具半部(OT、UT)相对彼此预先定心以及吸收单侧的推力，

其特征在于，

还设有至少两个定位装置(10、10A、10B、10C)，通过所述定位装置允许工具半部(OT、UT)在闭合状态下的静定的初始定位，所述至少两个定位装置(10、10A、10B、10C)各自包括具有两个外导向件(13A)的第一定位单元(12A)和具有内导向件(13B)的第二定位单元(12B)，该内导向件在大型工具(GWZ)的第二状态下形状配合地插入两个外导向件(13A)之间，

所述两个外导向件(13A)和所述内导向件(13B)分别被设计成长方体状的板片，这些板片在大型工具(GWZ)的第二状态下形状配合地彼此接合。

2.根据权利要求1所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，对应的定位装置(10、10A、10B、10C)的第一定位单元(12A)相应地布置在第一工具半部(UT)上，而对应的定位装置(10、10A、10B、10C)的第二定位单元(12B)相应布置在第二工具半部(OT)上。

3.根据权利要求1所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，对应的定位装置(10、10A、10B、10C)的第一定位单元(12A)相应地布置在第二工具半部(OT)上，而对应的定位装置(10、10A、10B、10C)的第二定位单元(12B)相应布置在第一工具半部(UT)上。

4.根据权利要求1所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，至少一个定位装置(10A、10C)的被设计成长方体状的板片的导向件(13A、13B)在第一坐标轴(x)上取向，至少一个另外的定位装置(10B)的被设计成长方体状的板片的导向件(13A、13B)在与第一坐标轴(x)垂直的第二坐标轴(y)上取向。

5.根据权利要求4所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，沿着大型工具(GWZ)的纵向方向，两个定位装置(10A、10C)彼此对齐地布置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，至少三个定位装置(10A、10B、10C)布置在大型工具(GWZ)的不同的角区域(A、B、C)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，被设计成长方体状的板片的导向件(13A、13B)分别被保持在对应的接纳部(15A、15B)的开口(15.1)中。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，被设计成长方体状的板片的导向件(13A、13B)中的至少一个为预先定心而具有倒角部(13.2)。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，被设计成长方体状的板片的两个外导向件(13A)分别被设计成用于滑动板(14)的支承件。

10.根据权利要求9所述的大型工具(GWZ)，其特征在于，被设计成长方体状的板片的两个外导向件(13A)分别具有凹槽(13.1)，该凹槽至少部分地接纳对应的滑动板(14)。

11.一种用于对根据权利要求1至10中任一项所述的、具有两个工具半部(OT、UT)的大型工具(GWZ)进行定位的方法，该方法具有以下步骤：

为定位装置(10A、10B、10C)的第一定位单元(12A)配备两个外导向件(13A)，并为定位装置(10A、10B、10C)的第二定位单元(12B)配备内导向件(13B)，以用于大型工具(GWZ)的初始定位，

将滑动板(14)嵌入第一角区域(A)中的第一定位装置(10A)的外导向件(13A)中以及第二角区域(B)中的第二定位装置(10B)的外导向件(13A)中，

通过第一定位装置(10A)和第二定位装置(10B)使第一工具半部(UT)在第二工具半部(OT)上定心，

确定在第三角区域(C)中的第三定位装置(10C)的外导向件(13A)和内导向件(13B)之间的间距，

调整滑动板(14)并将其插入第三角区域(C)中的第三定位装置(10C)的外导向件(13A)中，并记录所达到的初始定位，

确定在至少两个导柱系统(1)中在用于主滑动板(3B)的贴靠面(2)与导向面(3A)之间的间隙尺寸(S)，

精确匹配地磨削并安装至少两个导柱系统(1)的对应的主滑动板(3B)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，借助于附件和测量工具来检查初始定位和/或确定校正措施。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，定位装置(10、10A、10B、10C)保留在大型工具(GWZ)中。

14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，将定位装置(10、10A、10B、10C)从大型工具(GWZ)中移除。

15.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，定位装置(10)分别具有至少0.02mm的精度。

16.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在定位的状态下，在至少两个导柱系统(1)中的导向间隙被限制到最大0.05mm。