CN113102821B - 切割结构及设有其的切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切割结构及设有其的切割装置，切割结构安装于上模座上，其特征在于，切割结构具有至少一组在第一方向上间隔设置的第一环形刃口和第二环形刃口，第一环形刃口环绕第一中心轴线并能够以第一中心轴线为转动轴转动，第二环形刃口环绕第二中心轴线并能够以第二中心轴线为转动轴转动。上述切割结构，利用了圆形的切线定理(圆的切线垂直于过其切点的半径)，使每个受力位置、任意角度均形成垂直切割的效果，从而减少切断面的毛刺，提高了切断面的品质，整个切割结构具有较高的耐用性。

Description

切割结构及设有其的切割装置

技术领域

本发明涉及冲压技术领域，特别是涉及一种切割结构及设有其的切割装置。

背景技术

冲压工艺是一种建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法，广泛应用于车辆制造中，特别是汽车车身的大型覆盖件，因大多形状复杂，结构尺寸大，有的还是空间曲面，并且表面质量要求高，所以往往采用冲压加工方法来制作这些零件。

冲压工艺选择的冲压方向一般为垂直方向，即压力机滑块连同上模一起作垂直方向运动。但在实际的冲压生产中，由于冲压件产品的造型限制，经常会出现修边角度较小的结构，尤其是U形梁类产品，因此往往需要进行水平或者斜面方向的冲裁，这种情况需要通过斜楔机构把垂直方向的运动改变成模具工作部件的水平方向或者斜面方向运动。但是斜楔修边结构空间要求比较大，造成模具尺寸增大，并且增加斜楔工艺保证修边质量的前提下，往往无法在一套模具实现全部修边，需要分序修边。

但是在汽车行业降本、增效的形势下，综合考量产品、质量和成本因素，采用分序修边的加工效率较低，因此采用一次性立切修边工艺代替斜楔结构成为了目前冲压工艺的发展方向。然而，由于现有的冲压模具存在的结构上的缺陷，导致采用一次性立切修边工艺加工的产品的质量及修边刃口结构调试工作量增加，修边断面质量较差，容易产生制件毛刺等问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种切割结构及设有其的切割装置，该切割结构及设有其的切割装置可以达到减少切断面的毛刺的技术效果。

根据本申请的一个方面，提供一种切割结构，所述切割结构安装于上模座上，其特征在于，所述切割结构具有至少一组在第一方向上间隔设置的第一环形刃口和第二环形刃口，所述第一环形刃口环绕第一中心轴线并能够以所述第一中心轴线为转动轴转动，所述第二环形刃口环绕第二中心轴线并能够以所述第二中心轴线为转动轴转动；

其中，所述第一中心轴线和所述第二中心轴线均沿第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。

在其中一个实施例中，所述切割结构包括：

固定组件；

第一滚刀，以所述第一中心轴线为转动轴可转动地安装于所述固定组件，所述第一滚刀在轴向上的至少一侧边缘形成所述第一环形刃口；以及

第二滚刀，以所述第一中心轴线为转动轴可转动地安装于所述固定组件，所述第二滚刀在轴向上的至少一侧边缘形成所述第二环形刃口。

在其中一个实施例中，所述切割结构还包括第一镶块，所述第一镶块位于所述第一滚刀和所述第二滚刀之间，所述第一镶块具有沿所述第一方向纵长延伸的第一镶块刃口。

在其中一个实施例中，所述切割结构还包括第一连接件及第一调整垫片，所述第一连接件的一端配接于所述固定组件，所述第一滚刀可转动地套设于所述第一连接件的另一端，所述第一调整垫片套设于所述第一连接件并位于所述第一滚刀和所述固定组件之间，所述第一调整垫片用于调节所述第一连接件和所述固定组件之间的间隙；和/或

所述切割结构还包括第二连接件及第二调整垫片，所述第二连接件的一端配接于所述固定组件，所述第二滚刀可转动地套设于所述第二连接件的另一端，所述第二调整垫片套设于所述第二连接件并位于所述第二滚刀和所述固定组件之间，所述第二调整垫片用于调节所述第二连接件和所述固定组件之间的间隙。

根据本申请的另一个方面，提供一种切割装置，包括上述切割结构。

在其中一个实施例中，所述切割装置包括可在第三方向上相对直线移动的上模座和下模座，所述切割结构安装于所述上模座朝向所述下模座的一侧；

其中，所述第三方向同时垂直于所述第一方向和所述第二方向。

在其中一个实施例中，所述切割装置还包括第二镶块，所述第二镶块安装于所述下模座，所述第二镶块具有与所述切割结构对应设置的第二镶块刃口。

在其中一个实施例中，所述第二镶块刃口包括第一切割部和第二切割部，所述第一切割部与所述第一环形刃口对应设置，所述第二切割部与所述第二环形刃口对应设置，所述第一切割部和所述第二切割部在所述第一方向上间隔设置，且所述第一切割部和所述第二切割部均沿所述第三方向纵长延伸。

在其中一个实施例中，所述第二镶块刃口还包括第三切割部，所述第三切割部沿所述第一方向纵长延伸，所述第三切割部的两端分别连接所述第一切割部和所述第二切割部。

在其中一个实施例中，所述切割装置还包括压料板，所述压料板安装于所述上模座朝向所述下模座的一侧。

上述切割结构，利用了圆形的切线定理(圆的切线垂直于过其切点的半径)，使每个受力位置、任意角度均形成垂直切割的效果，从而减少切断面的毛刺，提高了切断面的品质，整个切割结构具有较高的耐用性。

附图说明

图1为本发明一实施例的切割装置的工作原理示意图；

图2为本发明一实施例的切割装置的上模的部分结构示意图；

图3为本发明一实施例的上模的压料板的结构示意图；

图4为图2所示上模的A处局部放大图；

图5为图2所示上模的切割结构的分解示意图；

图6为本发明一实施例的切割装置的下模的结构示意图；

图7为图6所示下模的B处局部放大图。

附图标号说明：

20、上模；21、上模座；23、压料板；25、抵持件；27、切割结构；271、固定组件；2712、第一固定件；2714、第二固定件；272、第一滚刀；2721、第一环形刃口；273、第二滚刀；2732、第二环形刃口；274、第一镶块；2741、第一镶块刃口；275、第一安装组件；2752、第一连接件；2754、第一导套；2756、第一调整垫片；2758、第一垫圈；276、第二安装组件；2761、第二连接件；2763、第二导套；2765、第二调整垫片；2767、第二垫圈；40、下模；41、下模座；43、第二镶块；432、定位销；434、第二镶块刃口；4341、第一切割部；4343、第二切割部；4345、第三切割部。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

图1示出了本发明一实施例中的切割装置的工作原理示意图。

参阅图1，本发明一实施例提供了一种切割装置，用于在冲压生产中对零件的切断面进行立切修边加工，特别是用于加工横截面大致呈“U”形的U形件。U形件包括第一侧边、第二侧边以及直边，第一侧边和第二侧边间隔设置，直边的两端分别连接第一侧边的一端和第二侧边的一端，第一侧边远离直边的一端朝远离直边的方向弯曲延伸呈圆弧形，第二侧边远离直边的一端朝远离第一侧边的方向弯曲延伸呈圆弧形。

当将该零件安装于切割装置上时，第一侧边和第二侧边的间隔方向为第一方向，U形件的纵长方向为第二方向，第一侧边和第二侧边远离直边的延伸方向为第三方向，其中，第一方向、第二方向以及第三方向两两垂直。

切割装置包括在第三方向上间隔设置的上模和下模，当切割装置对零件的切断面进行修边加工时，待加工零件限位于下模上，上模相对下模在第三方向上运动而对零件进行切割以完成修边加工。

图2示出了本发明一实施例中的切割装置的上模的部分结构示意图；图3示出了本发明一实施例中的上模的压料板的结构示意图；图4示出了图2所示上模的A处局部放大图；图5示出了图2所示上模的切割结构的分解示意图。

结合图2至图5所示，上模20包括上模座21、压料板23、抵持件25以及切割结构27。上模座21大致呈立方体状结构，上模座21与外部驱动件(例如压力机滑块)连接以在驱动件的驱动下沿第三方向往复移动。抵持件25为氮气弹簧，抵持件25安装于上模座21朝向下模40的一侧，压料板23安装于上模20朝向下模40的一侧并与抵持件25配接，抵持件25用于对压料板23施加沿第三方向朝向下模40方向的压力以将零件压在下模40上。切割结构27安装于上模座21朝向下模40的一侧并与压料板23相邻设置，切割结构27用于与下模40配合对零件进行切割以完成修边操作。

具体地，切割结构27包括固定组件271、第一滚刀272以及第二滚刀273。

固定组件271固接于上模座21朝向下模40一侧，固定组件271包括在第一方向上间隔设置的第一固定件2712和第二固定件2714，第一固定件2712和第二固定件2714均采用45#钢材料形成，第一固定件2712和第二固定件2714的洛氏硬度为HRC40-45。

第一滚刀272呈具有第一中心轴线的回转体状结构，第一滚刀272以第一中心轴线为转动轴可转动地安装于第一固定件2712，第一滚刀272在轴向方向上的一侧边缘形成环绕第一中心轴线的第一环形刃口2721。第二滚刀273以第一中心轴线为转动轴可转动地安装于固定组件271，第二滚刀273的边缘形成环绕第二中心轴线的第二环形刃口2732。

如此，切割结构27具有在第一方向上间隔设置的第一环形刃口2721和第二环形刃口2732以及位于第一环形刃口2721和第二环形刃口2732之间的第一镶块刃口2741，第一环形刃口2721呈环绕第一中心轴线的环形并能够以第一中心轴线为转动轴转动，第二环形刃口2732呈环绕第二中心轴线的环形并能够以第二中心轴线为转动轴转动。

当上述切割结构27切割零件时，环形的第一环形刃口2721和第二环形刃口2732朝下模40方向移动以与下模40配合切割零件，并在移动工作中受到工作的反作用力而相对零件转动。如此，上述切割结构27利用了圆形的切线定理(圆的切线垂直于过其切点的半径)，使每个受力位置、任意角度均形成垂直切割的效果，从而减少切断面的毛刺，提高了切断面的品质，整个切割结构27具有较高的耐用性。

可以理解，在其它一些实施例中，第一滚刀272在轴向上的两侧均形成环绕第一中心轴线的第一环形刃口2721，第二滚刀273在轴向上的两侧均形成环绕第二中心轴线的第二环形刃口2732。如此，切割结构27可切断零件并同时对切断后形成两个零件同时进行修边加工。

进一步地，切割结构27还包括用于对零件的直边进行修边加工的第一镶块274。第一镶块274位于第一滚刀272和第二滚刀273之间，第一镶块274具有沿第一方向纵长延伸的第一镶块刃口2741，且第一镶块274位于第一滚刀272和第二滚刀273远离下模40一侧，在第三方向上，第一镶块刃口2741相对零件的距离大于第一环形刃口2721和第二环形刃口2732相对零件的距离。如此，当第一滚刀272和第二滚刀273完成修边后，第一镶块274的第一镶块刃口2741与零件的直边接触以对零件的直边进行修边。

具体在一些实施例中，固定组件271包括在第一方向上间隔设置的第一固定件2712和第二固定件2714，切割结构27还包括用于安装第一滚刀272的第一安装组件275和用于安装第二滚刀273的第二安装组件276，第一滚刀272通过第一安装组件275间隙可调地可转动安装于第一固定件2712，第二滚刀273通过第二安装组件276间隙可调地可转动安装于第二固定件2714。

具体地，第一安装组件275包括第一连接件2752、第一导套2754、第一调整垫片2756以及第一垫圈2758。第一连接件2752为铰链销，第一连接件2752的一端螺纹连接于第一固定件2712，第一连接件2752的另一端沿第二方向朝远离第一固定件2712的方向延伸。第一滚刀272呈中空的回转体状结构，第一滚刀272套设于第一导套2754外并与第一导套2754过盈配合。第一导套2754呈中空的筒状结构，第一导套2754套设于第一连接件2752外并可相对第一连接件2752转动。第一调整垫片2756套设于第一连接件2752并位于第一滚刀272和第一固定件2712之间，第一调整垫片2756的两侧分别抵持于第一导套2754的端面和第一固定件2712的端面。第一垫圈2758通过螺钉安装于第一固定件2712朝向第一滚刀272的一侧端面，且第一垫圈2758的内径大于第一调整垫片2756的外径。

如此，第一滚刀272通过第一导套2754可转动地套设于第一连接件2752，可通过更换不同厚度的第一调整垫片2756调节第一滚刀272在第二方向上相对第一固定件2712的距离，从而实现第一滚刀272的切割间隙的调节。

类似的，第二安装组件276包括第二连接件2761、第二导套2763、第二调整垫片2765以及第二垫圈2757。第二连接件2761为铰链销，第二连接件2761的一端螺纹连接于第二固定件2714，第二连接件2761的另一端沿第二方向朝远离第二固定件2714的方向延伸。第二滚刀273呈中空的回转体状结构，第二滚刀273套设于第二导套2763外并与第二导套2763过盈配合。第二导套2763呈中空的筒状结构，第二导套2763套设于第一连接件2752外并可相对第二连接件2761转动。第二调整垫片2765套设于第二连接件2761并位于第二滚刀273和第二固定件2714之间，第二调整垫片2765的两侧分别抵持于第二导套2763的端面和第二固定件2714的端面。第二垫圈2757通过螺钉安装于第二固定件2714朝向第二滚刀274的一侧端面，且第二垫圈2757的内径大于第二调整垫片2765的外径。

如此，第二滚刀273通过第二导套2763可转动地套设于第二连接件2761，并可通过更换不同厚度的第二调整垫片2765调节第二滚刀273在第二方向上相对第二固定件2714的距离，从而实现第一滚刀272的切割间隙的调节。

可以理解，切割结构27的具体构造不限于此，在其它一些实施例中，还可利用轴承实现第一滚刀272相对第一固定件2712、第二滚刀273相对第二固定件2714的转动。

图6示出了本发明一实施例的切割装置的下模的结构示意图；图7示出了图6所示下模的B处局部放大图。

结合图6及图7所示，下模40包括下模座41和第二镶块43。下模座41大致呈立方体状结构，第二镶块43安装于下模座41朝向上模20的一侧，第二镶块43形成与切割结构27的第一环形刃口2721、第二环形刃口2732以及第一镶块刃口2741匹配的第二镶块刃口434，第一环形刃口2721、第二环形刃口2732以及第一镶块刃口2741和第二镶块刃口434相对运动以对零件实现修边加工。

具体地，第二镶块43在垂直于第二方向的横截面大致呈“凸”字形，第二镶块43朝向第一模具的一侧突设有用于定位零件的定位销432。第二镶块43在第二方向上的一侧具有与切割结构27对应设置的第二镶块刃口434，第二镶块刃口434包括第一切割部4341、第二切割部4343以及第三切割部4345。其中，第一切割部4341与第一环形刃口2721对应设置，第二切割部4343与第二环形刃口2732对应设置，第一切割部4341和第二切割部4343在第一方向上间隔设置，且第一切割部4341和第二切割部4343均大致沿第三方向纵长延伸。第三切割部4345与第一镶块刃口2741对应设置，第三切割部4345大致沿第一方向纵长延伸，第三切割部4345的两端分别连接第一切割部4341和第二切割部4343。

可以理解，在其它一些实施例中，第一滚刀272在轴向上的两侧均形成环绕第一中心轴线的第一环形刃口2721，第二滚刀273在轴向上的两侧均形成环绕第二中心轴线的第二环形刃口2732时，下模40包括两个在第二方向上间隔设置的第二镶块43。当切割装置进行切割时，第一滚刀272和第二滚刀273在第二方向上位于两个第二镶块43之间，两个第一环形刃口2721、两个第二环形刃口2732分别与两侧的第二镶块刃口434配合实现修边加工。

请重新参阅图1、图2以及图6，上述切割装置的加工过程如下：

首先，上模20沿第三方向朝远离下模40的方向移动，操作者或其它上料装置放置零件至下模40上的预设位置，第二镶块43上的定位销432可对零件进行定位，保证零件摆放位置的准确性。当零件摆放完成后，上模20沿第三方向朝下模40的方向移动以准备压件。

然后，当上模20接触零件后，压料板23在抵持件25的作用下对零件施加压力以避免冲压件在切断过程中不会随意窜动。

之后，上模20继续带动切割结构27沿第三方向移动，第一滚刀272的第一环形刃口2721和第二滚刀273的第二环形刃口2732首先分别与第二镶块43的第一切割部4341和第二切割部4343接触并相对运动，以完成对零件的第一侧边和第二侧边的修边。

最后，第一镶块274的第一镶块刃口2741和第二镶块43的第二镶块刃口434相互接触完成对零件的直边的修边。

上述切割结构27及设有其的切割装置，通过第一滚刀272和第二滚刀273的移动和转动对零件进行修边，利用圆的切线定理，在任意位置均形成垂直切割的效果，显著减小了切断面的毛刺，提高了切断面的品质，而且整个切割装置的耐用性较高，有效提高了维修效率并降低了维修费用，而且可通过第一调整垫片2756、第二调整垫片2765实现刃口间隙的快速调整，同时缩小了切割装置的整体尺寸，降低了切割装置的生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种切割结构，所述切割结构安装于上模座上，其特征在于，所述切割结构包括：

固定组件；

第一滚刀，以所述第一中心轴线为转动轴可转动且间隙可调地安装于所述固定组件，所述第一滚刀在轴向上的两侧边缘形成所述第一环形刃口，所述第一环形刃口环绕第一中心轴线并能够以所述第一中心轴线为转动轴转动；以及

第二滚刀，以所述第一中心轴线为转动轴可转动且间隙可调地安装于所述固定组件，所述第二滚刀在轴向上的两侧边缘形成所述第二环形刃口，所述第一环形刃口和第二环形刃口在第一方向上间隔设置，所述第二环形刃口环绕第二中心轴线并能够以所述第二中心轴线为转动轴转动；

其中，所述第一中心轴线和所述第二中心轴线均沿第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。

2.根据权利要求1所述的切割结构，其特征在于，所述切割结构还包括第一镶块，所述第一镶块位于所述第一滚刀和所述第二滚刀之间，所述第一镶块具有沿所述第一方向纵长延伸的第一镶块刃口。

3.根据权利要求1所述的切割结构，其特征在于，所述切割结构还包括第一连接件及第一调整垫片，所述第一连接件的一端配接于所述固定组件，所述第一滚刀可转动地套设于所述第一连接件的另一端，所述第一调整垫片套设于所述第一连接件并位于所述第一滚刀和所述固定组件之间，所述第一调整垫片用于调节所述第一连接件和所述固定组件之间的间隙；和/或

所述切割结构还包括第二连接件及第二调整垫片，所述第二连接件的一端配接于所述固定组件，所述第二滚刀可转动地套设于所述第二连接件的另一端，所述第二调整垫片套设于所述第二连接件并位于所述第二滚刀和所述固定组件之间，所述第二调整垫片用于调节所述第二连接件和所述固定组件之间的间隙。

4.一种切割装置，其特征在于，包括如权利要求1至3任意一项所述的切割结构。

5.根据权利要求4所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置包括可在第三方向上相对直线移动的上模座和下模座，所述切割结构安装于所述上模座朝向所述下模座的一侧；

其中，所述第三方向同时垂直于所述第一方向和所述第二方向。

6.根据权利要求5所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置还包括第二镶块，所述第二镶块安装于所述下模座，所述第二镶块具有与所述切割结构对应设置的第二镶块刃口。

7.根据权利要求6所述的切割装置，其特征在于，所述第二镶块刃口包括第一切割部和第二切割部，所述第一切割部与所述第一环形刃口对应设置，所述第二切割部与所述第二环形刃口对应设置，所述第一切割部和所述第二切割部在所述第一方向上间隔设置，且所述第一切割部和所述第二切割部均沿所述第三方向纵长延伸。

8.根据权利要求7所述的切割装置，其特征在于，所述第二镶块刃口还包括第三切割部，所述第三切割部沿所述第一方向纵长延伸，所述第三切割部的两端分别连接所述第一切割部和所述第二切割部。

9.根据权利要求5所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置还包括压料板，所述压料板安装于所述上模座朝向所述下模座的一侧。

10.根据权利要求9所述的切割装置，其特征在于，所述上模还包括抵持件，所述抵持件安装于所述上模座朝向所述下模的一侧，所述压料板与所述抵持件配接，所述抵持件用于对所述压料板施加朝向所述下模方向的压力。

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