CN1142418A - 冲剪加工方法及其冲压金属模 - Google Patents

Abstract

本发明冲剪加工方法及其冲压金属模，通过使冲压模上面为平坦面，其内孔由大致各占半周的大、小直径部构成，使在此冲压模内升降的顶模外面具有与冲压模孔形状一致大、小直径部，其上端工件支承面相对铅垂方向倾斜，上方冲头下侧的加工面具有与顶模工件支承面相同的倾斜，其外周面形状与冲压模内孔形状相同，在冲压模小直径部上端构成直角刃部，在冲头的小直径部下端构成刃部，由于用此两刃部，而不是锐角刃部进行切断加工能防止刃部受伤或破损。

Description

冲剪加工方法及其冲压金属模

本发明涉及冲剪加工方法和冲剪加工用冲压金属模，尤其涉及类似剪切加工对排气制动器用阀板等，即具有其外周面相对其两面倾斜形状的板进行成形加工的冲剪加工方法及其冲压金属模。

排气制动器是通过使可转动配置在发动机排气管内的阀板回转进行排气管内排气通路的开闭，当上述阀板处于相对排气管轴线倾斜状态，使该排气通路关闭。因此，如日本专利实开平3-5947、实开平3-25831等所示，上述阀板具有其圆形板的外周面，相对该板的两面倾斜的形状。

后述图10表示对上述排气制动器阀板，即具有相对其两面倾斜的外周面的板，用冲剪加工成形的传统装置的冲剪加工用冲压金属模的结构，现用该图对传统冲压金属模结构和冲剪方法进行说明。下模102具有通过衬套106固定在模座104上的冲压模108，以及可升降嵌合在此冲压模108的圆孔108a内的顶模110。沿冲压模108的孔108a的端面一周设置具有相对垂直方向、和由上述阀板的两面与外周面形成角度相一致的倾斜的刃部108c，因此，冲模108的位于此倾斜刃部108c的上方位置的部分108ca(图右侧)为钝角部分，位于下方位置的部分108cb为锐角部分。

此外，上述顶模110具有与冲压模108的刃部108c的倾斜角度相等的倾斜和支承上端工件112的面110a。通过固定于底部一侧的杆114使此顶模110与未图示的空气缸相连，用空气缸供给的微弱气压，使其具有经常向上方顶压。在顶杆110的下部外周上设置大直径的限制部110b，通过使其与冲模108的下面相碰，限定其上升限度，成为在此上升最高位置，使上述工作支承面110a与冲压模108的刃部108c位于同一平面内。

另外，上模115具备固定在通过机械连接、上下运动的冲头座116上的冲头118，以及嵌合于冲头118外周，通过导杆120可相对上下运动的冲模122。冲头118具有与上述冲压模108的刃部108c以及顶模110的工件支承面110a的倾斜相一致的倾斜加工面118a，沿此加工面118a外周侧的一周设置刃部118b。此刃部118b位于上方的部分118ba(图10右侧)为钝角部分，位于下方的部分118bb(图10左侧)为锐角部分。冲头118的外径比冲压模108的孔108a的内径稍小，在使其下降，对工件112进行冲剪加工之际，将其插入冲压模108内时，在其与冲压模108的孔108a的内周面间形成较小间隙。

此外，嵌合于冲头118外周上的冲模122相对冲头118的倾斜加工面118a、位于冲头118的刃部118b的钝角部118ba(图10左侧)的外侧部分和位于锐角部118bb(图10右侧)的外侧部分均位于同一倾斜面上。此外，在此传统装置中，为了防止在进行冲剪加工时引起冲头118和冲压模108偏芯，用导向柱130对冲头座116的升降进行导向。

在用由上述组成的传统冲剪装置对于像排气制动阀板那样具有倾斜切口的板进行冲剪加工场合，首先，将圆形板状工件112配置在处于上升顶端的顶模110和冲压模108上。此工件112为由板的两面和其外周面形成的角度为直角的普通圆形板工件112，在其中央附近形成小孔112d，且用埋设在顶模110的支承面110a上的固定销113进行定位。工作112具有比顶模110的工件支承面110a的表面积大的表面积，因为固定在工件支承面110a上，故其全周露出在位于其外围的冲压模108的一侧上(如图10的双点划线所示)。此状态可使冲头118和冲头座116一起下降。当冲头118下降与工件112相碰。将工件112向冲压模108内按压的同时，用冲头118的刃部118b和冲压模108的刃部108c沿全周将工件112的外周切断，而获得所需的形状。

上述传统结构，由于冲压模108和冲头118都具有沿全周形成的刃部108c、118b，且这些刃部108c、118b朝冲头118的移动方向(铅垂方向)倾斜，因而，两者都在刃部108c、118b上具有锐角部分108cb、118bb，由于这样的锐角刃部108cb，118bb的强度比钝角乃至直角刃部的强度低，因而担心因反复使用造成齿刃受伤或破损问题。

此外，如上所述，由于使冲头118和冲压模108的刃部118b，108c倾斜，在使冲头118下降切断工件112时，对冲头118发生沿图中箭头A方向的分力，以及对冲压模108和顶模110发生沿图中B方向的分力。其结果，由于在冲头118和冲压模108间引起偏芯，以及在切断加工中使两者118、108间的间隙发生变化，从而切口面精度上存在分散的问题。此外，在当发生的分力较大，引起的偏心超过间隙的场合，将使冲头118的锐角部118bb冲击冲压模108的锐角部108cb，从而成为造成咬住或破损原因的问题。尤其是，为了获得高精度的切断面，希望冲压模108和冲头118间的间隙尽可能小，然而，间隙变小时，存在使冲压模108和冲头118遭受破损的可能性变大的问题。此外，在上述传统装置的结构中，为了防止冲压模108和冲头118发生偏心，通过导向柱130使冲头118进行导向升降，然而，即使设置导向柱130，也不可能完全防止产生偏心，况且，通过另外设置导向柱130，也使整个装置大型化，成本提高。

因此，本发明正是为解决上述问题而成立，目的在于提供能防止引起刃部破损或齿刃损伤的冲剪加工方法，为此，在冲压模和冲头的钝角乃至直角部分上形成刃部，构成仅用此部分进行冲剪加工，将锐角部分不用于冲剪加工。

此外，本发明另一目的在于提供能提高工件质量，防止冲头和冲压模破损，且无需另设导向机构的冲剪加工用冲压金属模，为此，通过用冲压模对冲头产生直接导向作用的同时使冲头下降进行切断加工，达到防止冲头和冲压模发生偏心，提高工件加工质量。

根据为达到上述目的本发明冲剪加工方法，是有关对使板状工件外周面相对此工件的两面倾斜的工件进行冲剪加工，通过使设置在冲压模上的刃部和设置在冲头上的刃部中的任一刃部倾斜，使用此冲压模和冲头的锐角部以外的刃部，即直角或钝角的刃部进行冲剪加工，其后，使工件回转，进而，用冲压模和冲头的锐角部以外的直角的刃部或钝角刃部反复进行冲剪加工，使板状工件的整个外周面处于倾斜状态进行冲剪加工。

此外，根据为达到上述另一目的的本发明冲压金属模，具备其内周上具有刃部，其上端具有倾斜的工件支承面，可升降嵌合于上述冲压模内的顶模，以及在其和上述顶模的倾斜相一致的倾斜加工面的外周一侧上形成刃部，在下降时把支承在顶模上的工件向上述冲压模的刃部上按压而进行切断的冲头，尤其构成在靠近上述冲头的倾斜加工面的上部形成刃部，同时可使此加工面的下部一侧在依据上述刃部的切断开始前进入冲压模内，使上述冲头下降，首先，在将该倾斜的下部一侧插入冲压模内后，用冲头的刃部和上述冲压模的刃部进行切断加工。

根据上述结构的冲剪加工方法，由于不使用锐角部分进行冲剪加工，因此能防止引起刃部破损或齿刃损。

根据有关本发明冲剪加工用冲压金属模，由于在使冲头下降，且在其和冲压模一起使工件切断开始的时刻，由冲压模内面对冲头进行导向，因而，即使在切断时有产生的横向分力的作用，能使冲头和冲压模不发生轴向偏心。从而使切断面的精度提高。此外，由于不发生因冲头和冲压模偏心引起的冲击，不用担心因此使这些构件遭受破损。且因无需另设导向机构，能使整个装置达到紧凑化。

对附图的简单说明。

图1为在有关本发明第1实施例冲剪加工方法实施中使用的冲剪加工用冲压金属模的纵剖面图，

图2为分开表示上述冲剪加工用冲压金属模各部分的立体图，

图3为上述冲剪加工用冲压金属模的横剖面图，

图4为表示使用了上述冲剪加工用冲压金属模的冲剪加工工序的图表示其第1阶段，

图5为表示使用了上述冲剪加工用冲压模的冲剪加工工序的图，表示其第2阶段，

图6为表示使用了上述冲剪加工用冲压金属模的冲剪加工工序的图，表示其第3阶段，

图7为表示使用了上述冲剪加工用冲压模的冲剪加工工序的图，表示其第4阶段，

图8为表示使用了上述冲剪加工用冲压金属模的冲剪加工工序的图，表示其第5阶段，

图9为依次表示用上述冲剪加工方法被剪断工件形状变化的图，

图10为表示在传统冲剪加工方法实施中使用的冲剪加工用冲压模的纵剖面图。

以下，参照附图对本发明实施例进行说明。

本装置的下模(总体用标号2表示)具有通过配置在模座4上的模垫6而固定的冲压模8，以及可自由升降地嵌合在此冲压模8内部的孔8a内的顶模10。将顶模10的上面(工件支承面)10a形成倾斜，该倾斜角度与在排气制动阀板等上使用的，由其外周面相对两面倾斜的板的两面和外面形成的角度相等。在此顶模10的工件支承面10a上埋设多个固定销13，用以使载放在此支承面10a上的工件12不能移动而被固定支承。

此外，将上述冲压模8的上面8b形成水平状，将嵌合于内部孔8a的顶模10的上端边缘中的位于大致整个半周(图1右侧)的顶模10的上部一侧形成半圆弧状的刃部8c。和上述传统装置一样，使顶模10通过固定于底部上的杆14与未图示的空气汽缸相连，用此汽缸内的微弱空气压力使其经常趋向上方，当在其下部外周围形成的大直径的止挡部10b与冲压模8的下面8d相碰而停止。在这样的停止状态，使顶模件10的至少是其图1的右侧一半部分60冲压模8的上面8b更向上方伸出。

上述装置的上模(总体用标号15表示)具有固定在与未图示的驱动机构相连，进行上下运动的冲头座16上的冲头18，以及嵌合于冲头18的外周，由杆20导向可相对冲头18进行相对升降的冲模22。冲头18具有和顶模10的外周面形状，就是和冲压模8的孔8a的内周面形状大致相同的外形，从而形成下降时使支承工作12的顶模10被压下的同时嵌入冲压模8的孔8a内。将冲头18的下侧加工面18a形成与顶模10的工件支承面10a具有相同的倾斜，将此加工面18a的、位于上方一侧(图右侧)的约半周部分构成和上述冲模8的刃部8c一起将工件12裁断的刃部18b。因此，将冲头18的刃部18b形成钝角。成为在其锐角部分18e(图左侧)不进行裁断加工。在靠近冲头18的加工面18a的中央部形成为避免和将工件12固定在顶模10上的固定销13的顶端相干扰的孔18c。

将嵌合在冲头18的外周上的冲模22的下面22a形成与冲压模8的上面8b一样的水平面，在下降时使与冲压模8的上面8b接触。在冲模22围绕冲头18的形成刃部18b的部分的周围形成凹部22b，使其成为在进行冲压加工时容纳从工件12切削下的碎片12a。此外，在此凹部22b的上方的阶梯部22c在剪断加工结束后，冲头18对冲模22作相对上升之时能将附着在冲头18外面的从工件12切削下的碎片搔落下。

接下来，用图2对作为上述冲压加工用冲压模各组成构件的具体形状的一例进行说明。将冲压模8的内孔8a的图的右半部分8aa形成小直径的半圆弧状，左半部分8ab形成大直径的半圆弧状。小直径部8aa一侧具有稍稍超过半周的长度，将此小直径部8aa一侧的上端边缘构成上述刃部8c。

可升降地嵌合于冲压模8的内部孔8a内的顶模10具有与此冲压模的内孔8a的内表面形状相同的外表面10c，图右半部10ca为小直径圆弧状，左半部10cb为大直径圆弧状。因此，在进行工件冲压加工时使顶模10的回转受限制，如上所述，将顶模10的工件支承面10a形成具有相对顶模10进行升降时的铅垂方向，与由工件12的表面和裁断后的外周面形成的角度一致的倾斜。在此顶模10的工件支承面10a内设置两个固定销的安装孔10d。用安装在这些孔10d内的固定销13，限制被加工工件12的移动和回转。

用此装置加工的工件12总体为圆形，其两面12b和外周面12c成直角。在此工件12上形成让安装在顶模10上的两根固定销13的顶端插入的两个贯穿孔12d。此外，此贯穿孔12d可利用为固定排气制动回转轴而预先设置的孔(参照上述实开平3-5947号、实开平3-25831号等)。使圆形工件12的半径如图3的双点划线所示，比顶模10的小直径部10ca(与冲压模8的小直径部8aa大致一致)的半径大，此外，使顶模10的大直径部10cb(与冲压模8的大直径部8ab大致一致)的半径小，当将此工件12载放在顶模10的工件支承面10a上，且用两根固定销13固定，从顶模10的小直径部10ca向外侧露出在大直径部10cb位于外面的内侧。

上方的冲头18具有与顶模外面的形状10c以及冲压模8的内表面8a的形状大致相同的外周面18d，也就是由稍超过图右侧半周长度的小直径圆弧部18da和比图左侧的半圆稍短的大直径圆弧部18db组成。使此冲头18的加工面18a产生与上述顶模10的工件支承面10a相同的倾斜，使小直径圆弧部18da位于该倾斜部的上部一侧。构成由此小直径圆弧部18da的下端外周与上述冲压模8的刃部8c一起进行工件12的裁断加工的刃部18b，因此，冲头18的刃部18b为倾斜上侧即钝角部，倾斜下侧的锐角部18e构成不进行裁断加工的导向部。

此外，把嵌合于冲头18的外周上，可相对升降的冲模22的下面22a形成与冲压模8的上面8b相一样的水平面，在其中心部形成具有半径与上述冲头18的大直径一侧部分18db的半径相同的圆孔22d。因此，冲模22的内面对冲头18的外周面18d的小直径部18da具有间隙(形成图1的凹部22b)。

现对采用上述组成的冲压加工用冲压金属模的冲剪工序进行说明。使上模15上升位于最上方位置，用未图示的气缸使顶模10也上升。在此例中，顶模10的整个工件支承面10a向冲压模8的上面8b伸出。将工件12放在顶模10的工件支承面10a上，将固定销13的头部插入工件12的通孔12d内进行固定(图4状态)。在此状态，使工件12的与顶模10的小直径部分10ca一侧重合的部分从该小直径部分10ca向外露出，其与大直径部分10cb一侧重合的部分位于大直径部分10cb的内部。

此时，使具有冲头18和冲模22的上模15下降。由于下降中的冲头18的加工面18a具有与上述顶模10和固定在此顶模10上的工件12的倾斜一致的倾斜，是使其大致整个面与工件12的表面密切接触，伴随下降将工件12和顶模10向下压。由于就在此时，在工件12向冲模8按压前，顶模10使气缸的空气排出而下降，因而横方向的分力相对冲头几乎不起作用。

这样，在不产生较大分力的状态的下降期间，使冲头18的下侧锐角部(导向部)18e到达冲压模8的上面8b的高度。于是，使冲模8的大直径部18db一侧的锐角部18e直接进入冲压模8的孔8a的大直径部8ab一侧。其后冲头18的大直径部分18db由冲压模8的大直径一侧的孔8ab的内面导向而下降。由于冲头18的下降使与顶模10同时被下压的工件12的从顶模10的小直径部分10ca向外周一侧露出的部分与冲压模8的刃部8c按压相碰。(参照表示冲剪即将开始状态的图5)。就在此时开始冲剪，用冲头18的小直径部18da一侧顶端的刃部18b与在冲模8的内孔8a的小直径部8aa一侧上端上形成的刃部8c进行冲压加工(图6表示冲剪中的状态，图7表示冲剪结束后状态)。此外，使冲剪从图3的位置S₁开始逐渐向图3的右侧移动，在位置S₂结束。

在冲压加工中，相对冲头18会发生朝图左侧作用的分力(参照图1的箭头C)，然而，冲头18的图左侧的大直径部18db由冲压模孔8a的大直径部8ab内面导向而不用担心在进行冲剪时在冲头18和冲压模8之间产生偏心，从而不发生因冲压模8和冲头18间的间隙变化而引起剪切面的品质降低。此外，不用担心冲头18的锐角部分18e因下降中发生的偏心而对冲压模8冲击，因而将不引起如传统金属模那样使刃部破损或咬住。此外，由于无需另外设置导向机构，能使整个装置紧凑、成本降低。

在完成冲剪后，使冲头18上升，与此同时，通过向未图示的气缸供气，使顶模10也上升。使嵌合在冲头18外周侧上的冲模22停止在下降的位置上，用冲模22的内表面上的阶梯部22c把在冲剪时附着在冲头18的外表面上的切屑除去(参照图8)。

当进行上述冲压程序时，将圆形的工件坯料12(参照图9(a))的大致半周剪断，形成图9(b)所示形状。接着，使此工件12从顶模10的工件支承面10a上掉下，旋转180°、进而反转，然后再使固定在工件支承面10a上。这时，和上述第1次的工序一样，进行从图5至图8的工序。用此第2次的工序，进行将工件12的剩余半周剪断的加工，形成如图9(c)所示的形状。这样，由于仅利用冲压模8和冲头18的直角刃部8c和钝角部18b分两次作剪断的冲压加工，故在强度薄弱的锐角部分不施加负荷，因此，不用担心这部分会破损。

此外，构成本装置的冲头18、冲压模8、顶模10等的形状也可不限于上述图2所示，能构成其它形式。不管构成的任一种形式，只要在剪断开始前，通过将具有倾斜加工面18a的冲头18的下部插入冲压模8的孔8a内，虽发生引起沿偏心方向的分力只要能阻止冲头18和冲压模8相对横方向移动就可以。因此，也不限于将冲压模的上面如上记那样形成水平，还可构成例如相对垂直方向，具有比冲头加工面的倾斜还小的倾斜，在用冲头和冲压模的刃口面开始剪断前，使冲头下部一侧进入冲压模的孔内。

此外，本发明方法所用的装置也不限于图2所示，还可构成其它形式，对于构成的任一种形式，只要仅使用冲压模8和冲头18的钝角或直角的刃部进行剪断加工，而不要使用其锐角部分进行剪断加工就可以。例如，只要构成使冲压模8的上面如上述实施例那样不是直角，而是相对垂直方向具有比冲头18的加工面的倾斜还小的倾斜，在此冲压模的钝角部分上形成刃部进行剪断加工就可以。此外，也不限于像上述实施例那样用两次剪断工序对工件12的全周进行剪断，也可以采用反复进行3次以上的工序进行工件12全周的加工。

Claims (10)

1.冲剪加工方法，用于对板状工件进行冲剪加工，该工件具有工件整个外周面相对工件两面倾斜的形状，其特征在于通过使设置在冲压模上的刃部和设置在冲头上的刃部中的任一刃部倾斜，用所述冲压模和冲头的锐角以外的刃部进行所述冲剪加工，其后，使工件回转，进而用冲压模和冲头上锐角以外部分进行冲剪加工。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于用第一次冲剪加工工序对工件的二分之一外周进行加工，用第二次工序对工件的剩下的二分之一外周进行冲剪加工。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于使冲头的加工面相对铅垂方向倾斜，仅在此倾斜面的上部一侧上形成刃部，用此钝角的刃部进行冲剪加工。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述冲压模的上面为水平，在其与上述冲头刃部面对面的部分上形成刃部，用此两刃部进行所述冲剪加工。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述冲压模的上面具有相对铅垂方向、比冲头的倾斜角度还小倾斜，在其与上述冲头刃部面对面的部位上形成刃部，用此两刃部进行所述冲剪加工。

6.如权利要求1所述冲剪加工方法中使用的冲压金属模，具备在其内周具有刃部的冲压模，其上端具有倾斜的工件支承面，可升降嵌合于上述冲压模内的顶模，在其与上述顶模的工件支承面的倾斜相一致倾斜的加工面的外周一侧上具有刃部、与上述冲压模刃部一起对被支承在顶模上的工件进行切断的冲头，其特征在于在上述冲头的倾斜加工面的上部一侧上形成刃部，同时构成在使上述刃部作切断开始前使此冲头的下部一侧可进入所述冲压模内。

7.根据权利要求6所述的金属模，其特征在于上述冲压模的上面为水平面。

8.根据权利要求6所述的金属模，其特征在于所述冲压模的上面具有相对铅垂方向，比上述冲头加工面的倾斜角度还小的倾斜。

9.根据权利要求6或7所述的金属模，其特征在于沿冲头的倾斜加工面上部一侧的大致半周设置刃部，在所述冲压模的与此冲头的刃部相对应的大致半周上具有刃部，用此两刃部在一次工序中对工件半周进行冲剪加工。

10.根据权利要求6-8中的任一权利要求所述的金属模，其特征在于通过多个固定销将工件固定在顶模的工件支承面上。

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