CN115042275A - 冲切模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冲切模具，所述冲切模具包括：上模组件和下模组件。上模组件包括：上模板和刀板，刀板固定至所述上模板且包括形成在其上的刀刃。下模组件包括：下模板；刀座，固定至所述下模板，且适于支撑待冲切件；和支架，位于所述下模板和刀座之间且适于支撑所述刀座，所述支架包括至少一个支撑件，该至少一个支撑件选自模块化支撑件组。

Description

冲切模具

技术领域

本发明涉及一种冲切模具，特别是用于冲切纸塑产品的冲切模具。

背景技术

现代社会中使用例如纸塑制品对产品进行包装越来越普遍。比如，一种常见的例子是在手机、个人平板等电子产品包装盒内用于承载产品的纸制托盘。以这种托盘为例，其开口边缘通常是平坦的，且通过使用模具对包括多个托盘的坯件进行分离加工而得到，所述坯件通过压制而成。

在现有技术中，一般使用钢线刀模对坯件进行加工。一方面，模板和机台之间通常采用螺钉压板紧固，在受压情况下易松动，从而产生模具的频繁位移，产品与期望的质量有较大偏差，一个典型的情况是偏边不良。此外，这还导致仅隔几小时就需要进行耗时的重新装模校准操作，带来了产能低、人力以及生产材料的浪费等问题。

另一方面，钢线刀模的下模的底座以及上模的刀板一般使用木板或电木，其密度低、强度低、受力易变形，由此加工精度和定位精度都较差。又一方面，刀模刀片通过手工弯折成形，刀的刃口只能形成平面的冲切面，而不能加工成弧面或斜面以冲切相应形状的产品。对于异形面产品，现有技术中的解决方案是针对每一款产品单独开模，成本高昂。

发明内容

本发明目的在于提出一种克服上述缺陷的冲切模具。根据本发明的冲切模具，其特征在于，所述冲切模具包括：

上模组件，包括：上模板；和刀板，所述刀板固定至所述上模板且包括形成在其上的刀刃；和

下模组件，包括：下模板；刀座，所述刀座固定至所述下模板，且适于支撑待冲切件；和支架，位于所述下模板和刀座之间且适于支撑所述刀座，所述支架包括至少一个支撑件，该至少一个支撑件选自模块化支撑件组。

在本发明的冲切模具中，由于使用了模块化设计的支架，使得可以针对待冲切件仅设计刀板和刀座，且这样的刀板和刀座可以非常轻质、易于更换。而下模板可以作为适用于各种待冲切件的公用部分固定在机台上，无论冲切何种待冲切件都无需更换下模板。此外，由于采用了这种模块化设计的支架，使得对于不同的刀座，可以从现成的支撑件组中选出一种或几种几何的支撑件拼接处所需形状的支架，而无需重新开模。也就是说，在根据本发明的冲切模具中，上下模板以及支撑件组都可以通用部件使用，仅需设计刀模(刀板和刀座)，由此模具的整体成本降低到仅为原来的几分之一。

优选地，所述模块化支撑件组至少包括具有第一几何的支撑件和具有不同于第一几何的第二几何的支撑件。

优选地，所述支架包括多个支撑件，所述支撑件拼接在一起以形成所述支架。

优选地，所述支撑件为矩形块、方形块、三角形块、L形块中的至少一种。

由此，可以通过从支撑件组选取支撑件而快速地组成所需的支架。且多种几何形状以有限数量的支撑件为支架的形态提供了十分多样的且灵活的选择，即，无需制作过多数量的支撑件就能满足多种形态的支架的需求。

优选地，所述支撑件是铝合金的。这样的支撑件具有成本低、受压能力强、以及使用寿命长的有点。

优选地，所述刀座是不锈钢的。这样的刀座具有光洁的表面、较好的机械强度、以及耐腐蚀的优点。由此避免了受压时由于变形而增大误差，且延长了使用寿命。

优选地，所述刀刃与所述刀板一体成型。

优选地，所述刀刃是由CNC加工成型的异形刀刃。

优选地，所述刀板和所述刀刃由SKD11一体成型。

根据本发明的刀刃精度高，且沿轴线Z的方向可以将刀板和刀刃针对异形件设计成任意所需形状，比如弧面、斜面等，为冲切各种各样的具有异形面的待冲切件提供了全面的选择。

优选地，所述下模板包括多个下模板定位孔，每个所述下模板定位孔包括螺纹段和定位段，所述刀座包括刀座定位孔，所述支撑件包括支撑件定位孔。

优选地，所述下模组件还包括内六角圆柱头轴肩螺丝，其穿过所述刀座定位孔、支撑件定位孔和下模板定位孔，并螺纹结合至所述螺纹段。

由此，通过该一销定位的简单操作实现了下模组件20的多个部件的同时定位和固定，不仅操作简单、安装速度快、节省人力，而且多个部件之间不易产生相对位移，确保了冲切精度。

优选地，所述多个下模板定位孔形成下模板定位孔阵列。

优选地，所述上模板包括多个上模板定位孔，所述多个上模板定位孔形成上模定位孔阵列。

根据本发明的上模板和下模板的定位孔阵列能够适于在其上安装具有不同形状的刀板和支架。

根据本发明的冲切模具可特别地用于该冲切纸塑制品。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的冲切模具的示意性分解立体图；

图2A至2C是图1所示的冲切模具的下模组件的示意性立体图，示出了如何组装下模组件；

图3是组装后的下模组件的沿一截面的局部立体剖视图，该截面截面穿过下模板、支撑件和刀座的对准的定位孔；

图4A是根据本发明的冲切模具的上模组件的示意性立体图；

4B是根据本发明的上模组件的刀板的局部放大示意性剖面图；

图5A是根据本发明的冲切模具的上模组件和下模组件闭合后的剖视侧视图；

图5B是图5A中的框A所圈出的部分的放大视图；

图6是使用根据本发明的冲切模具进行冲切而得到的异形件的例子；

图7A是冲切出图6所示的异形件所使用的上模组件的示意性立体图；

图7B是图7A中所示的刀板的其中一个单元的放大图，为了更清楚地示出其形状。

具体实施方式

为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图对本发明的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。

为了更好地描述根据本发明的技术方案，建立正交坐标系XYZ，其中，轴线X和Y构成的XY平面为冲切模具1在正常工作状态时所摆放的平面，轴线Z垂直于XY平面且其正向指向上模组件。术语“上”和“下”方向关于轴线Z定义。

图1示出了根据本发明的一实施例的冲切模具1的示意性立体图。

如图1所示，冲切模具1包括上模组件10和下模组件20。特别地，该冲切模具用于冲切纸塑产品。在正常工作状态下，下模组件20布置在由轴线X和Y限定的平面中，该平面例如是机台平面。

下模组件20包括下模板210，下模板210可以为具有一定厚度的矩形板，在正常工作状态下，该下模板210固定在工作台上。

下模组件20还包括刀座220，刀座220固定至下模板210且适于支撑待冲切件90。待冲切件90可以是尚未切开的纸塑制品，例如压制成型后的纸塑托盘等。在冲压模具中，这些纸塑产品被切分成所需的成品。在图1中所示的例子中，按照需要，待冲切件90将被冲切出为四个大致矩形的成品。

下模组件20还包括支架230。支架230位于下模板210和刀座220之间且适于支撑刀座220。刀座220经由支架230固定至下模板210，也就是说，刀座220间接地固定至下模板210。

下面参考图2A至2C的例子来详细描述根据本发明的冲切模具1的下模组件20。

图2A是下模组件20的下模板210的示意性立体图，示出了下模板210的朝向上模板110的一侧。该下模板210例如为大体矩形形状的板。在下模板210的四个角部处分别具有沿轴向Z延伸的导柱218，用于在冲切过程中引导和定位上模板110，这将在下文详述。

下模板210可包括多个下模板定位孔211。在图2A至2C所示的优选实施例中，这些下模板定位孔211形成下模板定位孔阵列。

支架230可包括至少一个支撑件231，如图2B所示的，支撑件231固定在下模板210上，而刀座220固定在由支撑件231构成的支架230上(图2C)。在根据本发明的技术方案中，构成支架230的支撑件231可选自模块化支撑件组。在本文中，模块化支撑件组是指由多个支撑件构成的组，在该组中，支撑件之间彼此独立以形成单独的模块，且每个支撑件以预定的形状形成。在使用时，可以根据刀座的形状从模块化支撑件组中选择所需要的一个或多个支撑件来形成支架。

在本发明的冲切模具中，由于使用了模块化设计的支架，使得可以针对待冲切件仅设计刀板和刀座，且这样的刀板和刀座可以非常轻质、易于更换。而下模板可以作为适用于各种刀座的公用部分固定在机台上，无论冲切何种待冲切件都无需更换下模板。

模块化支撑件组至少包括具有第一几何的支撑件和具有第二几何的支撑件，该第二几何不同于第一几何。进一步地，为了支撑刀座，支架230可包括多个支撑件231，所述多个支撑件231拼接在一起以形成支架230。比如，在图2C所示的例子中，刀座220具有矩形外框架，且中间具有十字交叉框架，以将整个刀座220分为4个相同的区域。此时，如图2B所示的，可以选择多个矩形长条状的支撑件231，这些支撑件231可具有大致相同的高度(沿轴线Z方向)，但可以具有不同的长度(在XY平面中延伸)。这些被选择出来的支撑件231拼接在一起形成的支架230包括适于支撑刀座220的区域。

可以理解的是，支撑件231可以具有不同于图中所示的形状。例如，支撑件231可以为矩形块、方形块、三角形块、L形块中的至少一种，它们可以根据需要进行组合，以快速地形成适于不同形状需求的刀座。由于采用了这种模块化设计的支架，使得对于不同的刀座，可以从现成的支撑件组中选出不同几何的支撑件拼接处所需形状的支架，而无需重新开模。也就是说，在根据本发明的冲切模具中，上下模板以及支撑件组都可以作为通用部件使用，仅需设计刀模(刀板和刀座)，由此模具的整体成本降低到仅为原来的几分之一。

下面结合图3来描述下模板210、支撑件231和刀座220的定位及固定方式。由于在受压的情况下，沿压力方向叠置的多个部件易产生相对错位的情况，由此造成产品精度差、不良率高的问题，因此，解决该技术问题也是一个关键。图3是图2C中所示的下模组件20的下模板210、支架230和刀座220组装固定后沿一截面的局部立体剖视图，该截面穿过下模板210、支撑件231、刀座220的对准的定位孔。具体地，如图3所示，下模板定位孔211包括螺纹段211A和定位段211B，螺纹段211A位于定位段211B下方且与定位段211B邻接。相应地，刀座220包括刀座定位孔221，支撑件231包括支撑件定位孔2311。下模板定位孔、支撑件定位孔以及刀座定位孔沿轴线Z的方向延伸。可以通过内六角圆柱头轴肩螺丝280将刀座220、支架230的各支撑件、以及下模板210彼此定位和固定在一起。具体地，内六角圆柱头轴肩螺丝280穿过对准的刀座定位孔211、相应的支撑件定位孔2311和相应的下模板定位孔211的定位段211B，并螺纹结合至下模板定位孔211的螺纹段211A。由此，通过该一销定位的简单操作实现了下模组件20的多个部件的同时定位和固定，不仅操作简单、安装速度快、节省人力，而且多个部件之间不易产生相对位移，确保了冲切精度。

优选地，支撑件231是铝合金的，具有成本低、受压能力强、以及使用寿命长的有点。

优选地，刀座220是不锈钢的，例如不锈钢板。其具有光洁的表面、较好的机械强度、和耐腐蚀的优点。由此避免了受压时由于变形而增大误差，且延长了使用寿命。

接下来参考图4A和4B描述根据本发明的冲切模具1的上模组件。

图4A示出了上模组件10的朝向下模组件20的一侧。如图4A所示，上模组件10可包括上模板110和固定至上模板110的刀板120。上模板110可以为具有一定厚度的矩形板，在其四个角部处可包括与下模板210的导柱218相对应的导柱导套118，以在冲切过程中套设在所述导柱上，实现上下模板之间的精确引导，从而避免上模组件和下模组件之间的相对平移，确保冲切的精度。

上模板110可包括多个上模板定位孔111，这些上模板定位孔111形成上模板定位孔阵列，与下模板定位孔类似，以适配具有不同形状的刀板120。

刀板120包括形成在其上的刀刃121(图4B)。在一个优选实施例中，刀板120和刀刃121一体成型，如图4B的放大图所示的。更优选地，刀板和刀刃通过SKD11冷作模具钢料经由数控机床(CNC)一体加工成型。刀板和刀刃经热处理淬火，然后再次经过CNC精加工，避免了产生装配误差。特别地，刀板120和刀刃121是由CNC机床加工成型的异形刀板和异形刀刃，这在待冲切件为异形件的情况下是特别有利的，因为沿轴线Z的方向可以将刀板和刀刃针对异形件设计成任意所需形状，比如现有技术中无法实现的弧面、斜面等，如下参考图6、7A和7B详述的。

下面先参考图5A和5B对根据本发明的冲切模具进行描述。图5A示出了冲切模具1的上模组件10和下模组件20闭合后的剖视侧视图，图5B示出了图5A中的框A所圈出的部分的放大视图。上模板110与模机的上机板(未示出)例如通过螺栓或销钉固定在一起，且在更换适于不同产品的刀座和刀板时无需拆卸和更换上模板110。上模板110与刀板120固定在一起(例如通过螺栓或销钉)。下模板210与模机的机台(未示出)例如通过螺栓或销钉固定在一起，且在更换适于不同产品的刀座和刀板时无需拆卸和更换下模板210。当上模组件10和下模组件20闭合时，上模板110和下模板120通过相对应的导套和导柱进行引导和定位，避免了上下模板之间的相对位移。由此，不需要频繁地重新装模校准操作，节省了人力并提高了产能，也延长了通用模具的使用寿命。

支架230通过模块化支撑件231搭建而成，由此可以适用于任何形式的刀模。下模板210由于具有定位孔阵列，也适于在其上安装由模块化支撑件231搭建的且具有不同形状的支架230。且下模板、支架以及刀座具有能够相互对准的定位孔，使得同一内六角圆柱头轴肩螺丝可以穿过，消除了多部件之间相互定位的误差。上模板110与刀板120的定位类似。

由于消除了上下模板相对于相应机台的位移，且消除了上模组件和下模组件中多部件定位的误差，刀刃121以极高的精度冲切待冲切件90，由此得到高质量的令人满意的产品。

图6示出了了一种使用根据本发明的冲切模具进行冲切而得到的异形件的例子。图7A示出了冲切出图6所示的异形件所使用的上模组件，图7B是图7A中所示的刀板的其中一个单元的放大图，为了更清楚地示出其形状。

如图6所示，该异形件80从俯视方向看具有大致矩形的形状，但其两个长边81与两个短边82没有位于同一个平面中，即，其开口面是异形的，其中，两个长边81在轴线Z的方向上的高度有变化。由于现代社会中被包装的产品的形态越来越多元化，对异形包装也产生了多样且各异的需求。图6仅示出了其中一个例子来进行说明，应理解，其他形式的异形件也在本发明的讨论范围之内。如前所述，在现有的冲切模具中，如果希望得到令人满意的异形件是十分困难的。一方面，通过手工将一长尺寸刀片弯折成刀模刀片只能形成平面刃口，且由于在弯折时受到外力且自身存在应力，所形成的的刀模刀片的直线度也低，刀模刀片本身的精度不能得到保证。另一方面，由于刀板采用木板或电木这种间隙宽松、低强度的材料，刀片在嵌入刀板中的刀槽时，刀槽无法矫正已存在误差的刀片，且在承受高压时变形加剧，导致产品出现不期望的变形。但在根据本发明的冲切模具中，可以以较低的成本以及较高的精度应用异形刀板。图7A中示出了异形刀板的一个例子120，用于冲切出如图6所示的异形件。如图所示，刀板120包括四个单元(图7B)，每个单元沿轴线X的方向在两端朝向下模板弯折，由此刀刃121配合待冲切件(未示出)的异形开口面。刀座(未示出)具有与刀板120匹配的形式，待冲切件贴合刀座，因此在冲切过程中，待冲切件不会产生很大变形，由此获得了高质量且高稳定性的产品。并且，根据本发明的冲切模具可以很大程度上替代五金模具，但制作周期仅为五金模具的一半左右。

应当理解的是，上面描述的和在附图中示出的结构仅是本发明的示例，其可通过表现出用于获得所需最终结果的相同或相似功能的其他结构代替。另外，应当理解的是，上面描述的和附图所示的实施例应被视为仅组成本发明的非限制性示例，并且它可在专利权利要求的范围内以多种方式进行修改。

Claims (13)

1.一种冲切模具(1)，其中，所述冲切模具包括：

上模组件(10)，包括：

上模板(110)，

刀板(120)，固定至所述上模板(110)且包括形成在其上的刀刃(121)；和

下模组件(20)，包括：

下模板(210)，

刀座(220)，固定至所述下模板(210)，且适于支撑待冲切件，和

支架(230)，位于所述下模板(210)和刀座(220)之间且适于支撑所述刀座(220)，所述支架包括至少一个支撑件(231)，该至少一个支撑件选自模块化支撑件组。

2.如权利要求1所述的冲切模具，其中，所述模块化支撑件组至少包括具有第一几何的支撑件和具有不同于第一几何的第二几何的支撑件。

3.如权利要求2所述的冲切模具，其中，所述支架包括多个支撑件(231)，所述支撑件拼接在一起以形成所述支架(230)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的冲切模具，其中，所述支撑件(231)为矩形块、方形块、三角形块、L形块中的至少一种。

5.如权利要求1至3中任一项所述的冲切模具，其中，所述支撑件(231)是铝合金的。

6.如权利要求1至3中任一项所述的冲切模具，其中，所述刀座(220)是不锈钢的。

7.如权利要求1至3中任一项所述的冲切模具，其中，所述刀刃(121)与所述刀板(120)一体成型。

8.如权利要求7所述的冲切模具，其中，所述刀刃(121)是由数控机床加工成型的异形刀刃。

9.如权利要求8所述的冲切模具，其中，所述刀板和所述刀刃由SKD11一体成型。

10.如权利要求1至3中任一项所述的冲切模具，其中，所述下模板(210)包括多个下模板定位孔(211)，每个所述下模板定位孔(211)包括螺纹段(211A)和定位段(211B)，所述刀座(220)包括刀座定位孔(221)，所述支撑件(231)包括支撑件定位孔(2311)。

11.如权利要求10所述的冲切模具，其中，所述下模组件(20)还包括内六角圆柱头轴肩螺丝(280)，其穿过所述刀座定位孔(211)、支撑件定位孔(2311)和下模板定位孔(211)，并螺纹结合至所述螺纹段(211A)。

12.如权利要求11所述的冲切模具，其中，所述多个下模板定位孔(211)形成下模板定位孔阵列。

13.如权利要求1至3中任一项所述的冲切模具，其中，所述上模板(110)包括多个上模板定位孔(111)，所述多个上模板定位孔形成上模定位孔阵列。

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