CN113059033B - 一种新型薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种新型薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法。该装置包括：下模，用于载置薄片；上模；模具驱动机构，用于驱动上模相对于下模移动以在下模和上模之间夹持薄片的被夹持部，并使薄片的待折弯部从下模伸出；第一辊筒；第一辊筒驱动机构，第一辊筒可转动地连接到第一辊筒驱动机构，使得第一辊筒驱动机构能够驱动第一辊筒沿第一方向移动而与待折弯部滚动接触并推压待折弯部，从而使待折弯部产生一次折弯；第二辊筒；以及第二辊筒驱动机构，第二辊筒可转动地连接到第二辊筒驱动机构，使得第二辊筒驱动机构能够驱动第二辊筒沿第二方向移动而与待折弯部滚动接触并推压待折弯部，从而使待折弯部产生二次折弯，其中，第二方向与第一方向相交。

Description

一种新型薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法

技术领域

本发明涉及机械制造领域，更具体地涉及一种薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法。

背景技术

电子行业中，很多设备尺寸小而薄。尤其在例如手机、笔记本电脑和电池等设备的芯片的连接中，作为电路信号传输载体的连接件也要做到小而薄，例如使用镍片、铜片或镀镍片(以下也统称为薄片)等作为连接件。所以在设计中，这些薄片为了符合小而薄的设计要求，经常被设计成很窄的形状，且端头需要折弯两次成U字形，并且还要求折弯的表面没有划痕。

图1A-图1D示出了一种可能的薄片折弯装置及其使用方法，该装置包括薄片1、第一下模2、第一上模3、第二下模4、第二上模5。如图1A和图1B所示，首先将薄片1载置于第一下模2中，通过第一上模3的冲压对薄片1进行一次折弯。如图1C和图1D所示，将薄片1载置于第二下模4中，通过第二上模5的冲压对薄片1进行二次折弯，将其压成U形。

上述装置及其使用方法虽然可以完成对薄片的折弯，但由于需要更换模具，上述工序至少需要两名工人分别操作完成，费时费力。此外，在折弯过程中，模具与薄片存在相对滑动，使得薄片上容易留下划痕，影响产品质量。又由于模具材质较硬，模具会在薄片上产生压痕。

此外，对薄片的折弯虽然也可以通过人工使用手指完成以防止划痕和压痕的产生，但由于端头折弯部分短，很难长时间使用人工手指折弯，且人工操作效率低下。

发明内容

鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。本发明的目的在于提供一种薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法。

根据本发明的第一方面，提供一种薄片折弯成型装置，该装置包括：

下模，用于载置薄片；

上模；

模具驱动机构，用于驱动所述上模相对于所述下模移动以在所述下模和所述上模之间夹持所述薄片的被夹持部，并使所述薄片的待折弯部从所述下模伸出；

第一辊筒，呈圆柱形；

第一辊筒驱动机构，所述第一辊筒可转动地连接到所述第一辊筒驱动机构，使得所述第一辊筒驱动机构能够驱动所述第一辊筒沿第一方向移动而与所述待折弯部滚动接触并推压所述待折弯部，从而使所述待折弯部沿所述第一方向产生一次折弯；

第二辊筒，呈圆柱形；以及

第二辊筒驱动机构，所述第二辊筒可转动地连接到所述第二辊筒驱动机构，使得所述第二辊筒驱动机构能够驱动所述第二辊筒沿第二方向移动而与所述待折弯部滚动接触并推压所述待折弯部，从而使所述待折弯部沿所述第二方向产生二次折弯，其中，所述第二方向与所述第一方向相交，

所述一次折弯和所述二次折弯均将所述薄片朝同一侧折弯，从而将所述薄片折弯成U字形。

优选地，所述第一辊筒驱动机构安装到所述上模而能够与所述上模一起移动。

优选地，所述第一辊筒驱动机构包括第一压缸和连接到所述第一压缸的活塞杆的第一辊筒支架，所述第一辊筒可转动地安装到所述第一辊筒支架，并且/或者

所述第二辊筒驱动机构包括第二压缸和连接到所述第二压缸的活塞杆的第二辊筒支架，所述第二辊筒可转动地安装到所述第二辊筒支架。

优选地，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述一次折弯的角度为90°，所述二次折弯的角度为90°，从而所述第一辊筒和所述第二辊筒能将所述薄片折弯成U字形。

优选地，所述第一辊筒和所述第二辊筒包括轴承结构，所述轴承结构的外圈能够转动。

优选地，所述第一辊筒和所述第二辊筒包括位于其外表面侧的塑胶层。

优选地，所述塑胶层包括聚氨酯层，所述聚氨酯层的厚度为1mm至2mm。

优选地，所述下模包括垫板，所述垫板用于支持所述薄片的所述待折弯部并限定所述待折弯部的折弯形状，所述薄片为镍片。

根据本发明的第二方面，提供一种薄片折弯成型方法，所述方法使用上述的薄片折弯成型装置，该方法包括：

将薄片载置于下模；

用模具驱动机构驱动上模使所述上模相对于所述下模移动直至所述上模和所述下模夹住所述薄片的被夹持部，并使所述薄片的待折弯部从所述下模伸出；

用第一辊筒驱动机构驱动圆柱形的第一辊筒沿第一方向移动而使所述第一辊筒与所述待折弯部滚动接触并推压所述待折弯部，从而使所述待折弯部沿所述第一方向产生一次折弯；以及

用第二辊筒驱动机构驱动圆柱形的第二辊筒沿第二方向移动而使所述第二辊筒与所述待折弯部滚动接触并推压所述待折弯部，从而使所述待折弯部沿所述第二方向产生二次折弯，其中，所述第二方向与所述第一方向相交，所述一次折弯和所述二次折弯均将所述薄片朝同一侧折弯，从而将所述薄片折弯成U字形。

优选地，在折弯前，所述薄片的待折弯部被裁出一个或多个沿所述第二方向延伸的开口，所述开口在所述第二方向上不贯穿所述薄片，每个所述开口两侧形成一个子工件。

优选地，在折弯后，将多个所述子工件从所述薄片上裁下。

采用上述技术方案，薄片在折弯过程中，无需更换模具，提高了加工效率。通过辊筒与薄片滚动接触对薄片进行折弯，有效避免了因模具与薄片相对滑动摩擦所产生的划痕，保证了产品质量。

附图说明

图1A示出了一种现有的薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法的第一工序示意图。

图1B示出了一种现有的薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法的第二工序示意图。

图1C示出了一种现有的薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法的第三工序示意图。

图1D示出了一种现有的薄片折弯成型装置及薄片折弯成型方法的第四工序示意图。

图2示出了根据本发明的一实施方式的薄片折弯成型装置的立体图。

图3A示出了根据本发明的一实施方式的薄片折弯成型方法的步骤S1的示意图。

图3B示出了根据本发明的一实施方式的薄片折弯成型方法的步骤S2的示意图。

图3C示出了根据本发明的一实施方式的薄片折弯成型方法的步骤S3的示意图。

图3D和图3E示出了根据本发明的一实施方式的薄片折弯成型方法的步骤S4的示意图。

图4示出了根据本发明的一实施方式的薄片在折弯前后的冲裁图案。

附图标记说明：1薄片；2第一下模；3第一上模；4第二下模；5第二上模；10薄片；10a子工件；10b开口；11待折弯部；12被夹持部；21下模；211垫板；22上模；23模具驱动机构；24第一辊筒驱动机构；241第一压缸；242第一辊筒支架；25第一辊筒；26第二辊筒驱动机构；261第二压缸；262第二辊筒支架；27第二辊筒；A第一方向；B第二方向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

需要说明的是，在本发明中，“薄片”是指厚度在0.5mm以下、尤其是厚度为0.1mm至0.2mm的片材。

如图2所示，本发明的一实施方式提供一种薄片折弯成型装置，其包括：下模21、上模22、模具驱动机构23、第一辊筒驱动机构24、第一辊筒25、第二辊筒驱动机构26和第二辊筒27。

下模21和上模22用于夹持薄片10。其中，下模21用于载置薄片10，上模22能够相对于下模21在第一方向A上往复运动，以将薄片10夹紧或松开。可选地，第一方向A为竖直方向。

当薄片10被下模21和上模22夹紧时，薄片10部分地位于下模21和上模22之间、部分地伸出下模21。将薄片10的被下模21和上模22夹持的部分称为被夹持部12，将薄片10的伸出下模21的部分称为待折弯部11。

上模22相对于下模21的运动通过模具驱动机构23实现。

第一辊筒25和第二辊筒27均呈圆柱形，用于实现对薄片10的两次折弯动作。第一辊筒25用于在第一方向A上对薄片10进行折弯，第二辊筒27用于在第二方向B上对薄片10进行折弯。两次折弯均将薄片10朝向同一侧折弯，从而将薄片10折弯成大致U字形。第一方向A与第二方向B不平行，或者说，第一方向A与第二方向B相交。优选地，在本实施方式中，第一方向A与第二方向B互相垂直。

第一辊筒25受第一辊筒驱动机构24的驱动，而能相对于下模21(或者说相对于薄片10)在第一方向A上往复运动。第二辊筒27受第二辊筒驱动机构26的驱动，而能相对于下模21(或者说相对于薄片10)在第二方向B上往复运动。

并且，第一辊筒25能够绕自身的轴线相对于第一辊筒驱动机构24转动，第二辊筒27能够绕自身的轴线相对于第二辊筒驱动机构26转动。这使得在第一辊筒25或第二辊筒27与薄片10接触并对薄片10折弯的过程中，第一辊筒25或第二辊筒27与薄片10之间发生滚动摩擦。由于滚动摩擦的摩擦力小，因此不容易对薄片10产生磨损、或是在薄片10的表面留下划痕。

具体地，在本实施方式中，第一辊筒驱动机构24包括第一压缸241和连接到第一压缸241的活塞杆的第一辊筒支架242，第一辊筒25可转动地安装到第一辊筒支架242。第二辊筒驱动机构26包括第二压缸261和连接到第二压缸261的活塞杆的第二辊筒支架262，第二辊筒27可转动地安装到第二辊筒支架262。

可选地，在本实施方式中，第一辊筒25和第二辊筒27包括轴承结构，轴承结构的内圈与辊筒支架(第一辊筒支架242或第二辊筒支架262)不能相对转动地连接，轴承结构的外圈能够相对于辊筒支架转动。

可选地，在本实施方式中，第一辊筒25和第二辊筒27包括位于其外表面侧的塑胶层。优选地，塑胶层包括聚氨酯层，聚氨酯层的厚度为1mm至2mm。

通过在辊筒上包覆聚氨酯层等塑胶材料，可以使其具有合适的硬度，从而能进一步降低薄片10与辊筒之间的摩擦，避免划痕和压痕的产生，进一步提高产品的质量。

可以理解，辊筒外表面侧不限于使用聚氨酯进行包覆，在包覆材料的硬度满足生产需求而不易产生划痕和压痕的前提下，如硬度为邵氏A80，可以使用其他材料进行包覆。可以理解，模具驱动机构23、第一压缸241和第二压缸261不局限于某一种驱动装置，例如可以根据实际需要选择为液压驱动装置、气压驱动装置或电驱动装置等。

优选地，在本实施方式中，第一辊筒驱动机构24安装到上模22而能够与上模22一起移动。

如图3A所示，在本实施方式中，下模21包括垫板211。垫板211用于部分地支持薄片10(待折弯部11伸出垫板211)并限定待折弯部11的折弯形状。

在本实施方式中，垫板211的朝向薄片10的第一表面f1以及背向薄片10的第二表面f2均垂直于第一方向A。垫板211的朝向第二方向B的侧面f3为曲面(可以理解，该曲面在第一方向A上的尺寸非常小)，尤其该侧面f3在与第一表面f1以及第二表面f2的交界处为圆滑曲面，这使得薄片10在折弯处过渡自然，不容易发生应力集中。这在下文介绍薄片折弯成型方法部分将更容易被理解。

可以理解，垫板211的形状不局限于本实施方式示出的形状，其形状可根据所要折弯的角度设置。例如，为避免折弯部回弹，第二表面f2可以是相对于第二方向B倾斜的，在第二方向B上，越靠近被夹持部、第二表面f2在第一方向A上越靠近第一表面f1。

薄片10例如可以是镍片，然而，本申请对此不作限制，其也可以为其它可应用此设备进行折弯的片材，尤其是铜片、镀镍片等用于芯片连接的金属片。

结合图3A至图3E，接下来介绍根据本发明的薄片折弯成型方法。

步骤S1，如图3A所示，将薄片10载置于下模21。此时，上模22与下模21分开，第一辊筒25在第一方向A上远离薄片10，第二辊筒27在第二方向B上远离薄片10。

步骤S2，如图3B所示，模具驱动机构23驱动上模22使上模22相对于下模21移动直至上模22和下模21夹住薄片10的被夹持部12，并使薄片10的待折弯部11从下模21伸出。

步骤S3，如图3C所示，第一辊筒驱动机构24驱动第一辊筒25沿第一方向A移动而使第一辊筒25与待折弯部11滚动接触并推压待折弯部11，从而使待折弯部11产生一次折弯，一次折弯的角度为90°。

一次折弯完成后，第一压缸241驱动第一辊筒支架242连带第一辊筒25抬起。步骤S4，如图3D所示，第二辊筒驱动机构26驱动第二辊筒27沿第二方向B移动而使第二辊筒27与待折弯部11滚动接触并推压待折弯部11，从而使待折弯部11产生二次折弯，二次折弯的角度为90°。第二方向B与第一方向A垂直，将薄片10折弯成大致U字形。

如图3E所示，二次折弯完成后，第二压缸261驱动第二辊筒支架262连带第二辊筒27退回。

优选地，为保证折弯效果、避免由于薄片10的被折弯部分发生回弹而不能达到预定的折弯角度，上述步骤S3和步骤S4可以分别连续重复执行2次，即按照步骤S3-步骤S3-步骤S4-步骤S4的顺序执行；或者在步骤S4一次执行完成后再重复一遍步骤S3-步骤S4，即按照步骤S3-步骤S4-步骤S3-步骤S4的顺序执行。

优选地，参照图2，一个薄片10可以形成多个折弯工件。例如，图2中薄片10的待折弯部11开设有4道开口10b，每道开口10b沿第二方向B延伸，每道开口10b的两侧各限定出一个子工件10a，即图2所示的实施方式中形成有5个子工件10a。这多个子工件10a在后端(定义第二方向B上的朝向第二辊筒27的一端为前端，反之为后端)是相连的，即开口10b在第二方向B上不贯穿薄片10。

在第一辊筒25和第二辊筒27对薄片10折弯的过程中，一个循环的折弯完成对多个子工件10a的折弯。

在一个循环的折弯完成后，可以用特定的冲裁模具将这多个子工件10a彼此冲裁开，并同时冲裁出下一个循环的折弯所使用的薄片10上的开口10b。冲裁工序例如可以将薄片10转移到冲裁工位进行。

参照图4，图中的虚线示出了一次冲裁的切割痕迹。

使用这种半切割(开口10b不将薄片10完全切开)的方式，可以实现一次对多个工件的折弯，折弯效率高。

可以理解，该薄片折弯成型方法能够使用上述薄片折弯成型装置。

可以理解，一次折弯角度和二次折弯角度可不为90°，第一方向A和第二方向B也不一定是垂直的，折弯角度与运动方向可根据实际需求进行调整。折弯角度的调整可以通过调整第一辊筒驱动机构24和第二辊筒驱动机构26的运动方向，或者通过改变垫板211的形状而实现。

此外，可以理解，当薄片10被折弯成U字形时，待折弯部11与被夹持部12在第二方向B上的长度可以是不同的。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

(i)薄片折弯成型装置能提供两个方向上的折弯，薄片10在折弯过程中，无需更换模具，提高了加工效率。

(ii)通过辊筒与薄片10滚动接触对薄片10进行折弯，有效避免了因模具与薄片10相对滑动摩擦所产生的划痕，保证了产品质量。

(iii)由于第一辊筒25和第二辊筒27包括位于其外表面侧的塑胶层，使其具有合适的硬度，从而进一步降低薄片10与辊筒之间的摩擦，避免了划痕和压痕的产生，进一步提高了产品的质量。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种薄片折弯成型装置，其特征在于，包括：

下模(21)，用于载置薄片(10)，所述下模(21)包括垫板(211)，所述垫板(211)用于支持所述薄片(10)的待折弯部(11)并限定所述待折弯部(11)的折弯形状，所述垫板(211)包括第一表面(f1)、第二表面(f2)和侧面(f3)，所述第一表面(f1)与所述第二表面(f2)平行，所述第一表面(f1)为朝向所述薄片(10)的平面，所述第二表面(f2)为背向所述薄片(10)的平面，所述侧面(f3)为连接所述第一表面(f1)和所述第二表面(f2)的曲面；

上模(22)；

模具驱动机构(23)，用于驱动所述上模(22)相对于所述下模(21)移动以在所述下模(21)和所述上模(22)之间夹持所述薄片(10)的被夹持部(12)，并使所述薄片(10)贴合所述第一表面(f1)，所述待折弯部(11)从所述垫板(211)伸出；

第一辊筒(25)，呈圆柱形；

第一辊筒驱动机构(24)，其安装到所述上模(22)而能够与所述上模(22)一起移动，所述第一辊筒(25)可转动地连接到所述第一辊筒驱动机构(24)，使得所述第一辊筒驱动机构(24)能够驱动所述第一辊筒(25)沿第一方向(A)移动而与所述待折弯部(11)滚动接触并推压所述待折弯部(11)，从而使所述待折弯部(11)沿所述第一方向(A)产生一次折弯并且贴合所述侧面(f3)；

第二辊筒(27)，呈圆柱形；以及

第二辊筒驱动机构(26)，所述第二辊筒(27)可转动地连接到所述第二辊筒驱动机构(26)，使得所述第二辊筒驱动机构(26)能够驱动所述第二辊筒(27)沿第二方向(B)移动而与所述待折弯部(11)滚动接触并推压所述待折弯部(11)，从而使所述待折弯部(11)沿所述第二方向(B)产生二次折弯并且贴合所述第二表面(f2)，其中，所述第二方向(B)与所述第一方向(A)相交，

所述一次折弯和所述二次折弯均将所述薄片(10)朝同一侧折弯，从而将所述薄片(10)折弯成U字形。

2.根据权利要求1所述的薄片折弯成型装置，其特征在于，所述第一辊筒驱动机构(24)包括第一压缸(241)和连接到所述第一压缸(241)的活塞杆的第一辊筒支架(242)，所述第一辊筒(25)可转动地安装到所述第一辊筒支架(242)，并且/或者

所述第二辊筒驱动机构(26)包括第二压缸(261)和连接到所述第二压缸(261)的活塞杆的第二辊筒支架(262)，所述第二辊筒(27)可转动地安装到所述第二辊筒支架(262)。

3.根据权利要求1所述的薄片折弯成型装置，其特征在于，所述第二方向(B)与所述第一方向(A)垂直，所述一次折弯的角度为90°，所述二次折弯的角度为90°。

4.根据权利要求1所述的薄片折弯成型装置，其特征在于，所述第一辊筒(25)和所述第二辊筒(27)包括轴承结构，所述轴承结构的外圈能够转动。

5.根据权利要求1所述的薄片折弯成型装置，其特征在于，

所述第一辊筒(25)和所述第二辊筒(27)包括位于其外表面侧的塑胶层。

6.根据权利要求5所述的薄片折弯成型装置，其特征在于，所述塑胶层包括聚氨酯层，所述聚氨酯层的厚度为1mm至2mm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的薄片折弯成型装置，其特征在于，所述薄片为镍片。

8.一种薄片折弯成型方法，其特征在于，其使用权利要求1至7中任一项所述的薄片折弯成型装置，所述方法包括：

将薄片(10)载置于下模(21)；

用模具驱动机构(23)驱动上模(22)使所述上模(22)相对于所述下模(21)移动直至所述上模(22)和所述下模(21)夹住所述薄片(10)的被夹持部(12)，并使所述薄片(10)的待折弯部(11)从所述下模(21)伸出；

用第一辊筒驱动机构(24)驱动圆柱形的第一辊筒(25)沿第一方向(A)移动而使所述第一辊筒(25)与所述待折弯部(11)滚动接触并推压所述待折弯部(11)，从而使所述待折弯部(11)沿所述第一方向(A)产生一次折弯；以及

用第二辊筒驱动机构(26)驱动圆柱形的第二辊筒(27)沿第二方向(B)移动而使所述第二辊筒(27)与所述待折弯部(11)滚动接触并推压所述待折弯部(11)，从而使所述待折弯部(11)沿所述第二方向(B)产生二次折弯，其中，所述第二方向(B)与所述第一方向(A)相交，所述一次折弯和所述二次折弯均将所述薄片(10)朝同一侧折弯，从而将所述薄片(10)折弯成U字形。

9.根据权利要求8所述的薄片折弯成型方法，其特征在于，在折弯前，所述薄片(10)的待折弯部(11)被裁出一个或多个沿所述第二方向(B)延伸的开口(10b)，所述开口(10b)在所述第二方向(B)上不贯穿所述薄片(10)，每个所述开口(10b)两侧形成一个子工件(10a)。

10.根据权利要求9所述的薄片折弯成型方法，其特征在于，在折弯后，将多个所述子工件(10a)从所述薄片(10)上裁下。

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