CN1660517A - 冲压模具装置及金属冲压加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冲压模具装置。通过设置将流入收纳弹力构件(5)的至少一部分的凹部(6)中的水类润滑液向凹部(6)外排出的排出路(8)，即使水类润滑液浸入凹部(6)，也可以将水类润滑液从排出路(8)中向凹部(6)外排出。在冲压加工中使用了水类润滑液的情况下，使得不需要的润滑液不会滞留在模具构件中，从而能够抑制弹力构件的腐蚀及模具上的润滑液的腐败。

Description

冲压模具装置及金属冲压加工方法

技术领域

本发明涉及金属板的塑性加工或穿孔加工等冲压加工中所使用的冲压模具装置及金属冲压加工方法，特别涉及构成空气调节装置等的热交换器的热交换散热片的制造中所使用的冲压模具装置及使用该模具装置的金属冲压加工方法。

背景技术

一直以来，汽车用或家庭用空气调节装置等的热交换器中所使用的热交换散热片利用图7(a)所示例的一连串的冲压加工来制造。该冲压加工主要由用于使被加工的铝等的金属板容易加工的预备成形工序、在被预备成形后的金属板上穿设孔并且进行去毛刺的穿孔·去毛刺工序及将所形成的钻孔口(collar)的头端弯折的喇叭口工序构成。通过对铝等的金属板实施此种冲压加工，制造如图7(b)所示的板式散热片。

通常，此种冲压加工中，为了抑制模具的磨损，并且防止在被加工材料(金属板)中产生破裂等不良情况，在加工时使用润滑液。

现在，在用于制造热交换器用散热片的冲压加工的润滑中，使用烃类润滑油。烃类润滑油与在其以前所使用的矿物油类润滑油不同，由于不需要利用有机氯类溶剂的清洗，因此被作为对地球环境友好的润滑油广泛使用。

在使用烃类润滑油进行冲压加工时，从散热片的制造效率的方面考虑，在加工后加热散热片而使附着在散热片上的润滑油蒸发干燥。此外，为了避免蒸发的烃类润滑油向大气中排出，进行利用催化剂燃烧的处理。另外，对于在冲压加工中使用而仍以液体的形式从冲压模具中回收的烃类润滑油，作为工业废弃物而进行特定的废气处理。像这样，在使用烃类润滑油的情况下，在催化剂燃烧或作为工业废弃物的废气处理等后处理中，要花费很大的成本。另外，现今的地球环境保护活动的日益高涨，进一步希望使用在环境保护方面优良的润滑油。

另一方面，在金属加工当中，作为切削加工用的润滑剂，用于取代烃类润滑油，使用水或将水溶性乳化剂溶解在水中的水类润滑液的技术开发也正在进行之中。如果可以将水类润滑液(以下称为「水类润滑液」的形式包括水。)用于冲压加工时的润滑中，则不仅可以减少在利用催化剂燃烧的处理或作为工业废弃物的后处理中所花费的时间、成本，而且还可以实现对于自然环境更加优良的产品。另外，与之相伴，还可以实现制造装置或生产线的小型化，从而可以实现初期投资成本、运行成本的大幅度的降低。

但是，在冲压模具装置上形成有用于收纳使脱模板或顶料栓等上下移动的弹簧等弹力构件的凹部，当作为润滑剂使用了水类润滑液时，水类润滑液就会流入此种凹部，滞留在该处。润滑液包含水分的结果是，通常的由弹簧钢制成的弹簧生锈，产生因重复负载而从生锈部位开始引起疲劳破损的问题。

作为其对策，虽然尝试使用了进行了树脂涂覆的弹簧，但是对于弹簧的长寿命化只确认有微弱的效果，涂覆材料因摩擦等而产生损伤，从该损伤部分处开始在内部的弹簧中生锈，结果造成疲劳破损。

另外，虽然还可以在水类润滑液中添加防腐剂，但是当水类润滑液流入收纳弹力构件的凹部而长期滞留时，水类润滑液中所添加的防腐剂仍然无法阻止由细菌的繁殖等造成的润滑液的腐败，润滑液的腐败发展，就会产生异臭。当像这样达到了产生异臭的程度的润滑液在加工时附着在产品上时，就需要在冲压加工后进行产品的清洗等后处理。

所以，本申请发明人认为，当将水类润滑液用于冲压加工中时，就需要采用设于冲头接板等模具构件上使润滑液从收纳弹力构件的凹部排出的机构或防止润滑液流入凹部的机构。

作为使滞留于模具的凹部的润滑液等的不需要物质排出的机构，在专利文献1中公布有采用在锻造模具的主体的空腔底面上设置贯穿孔并作为锻造时的润滑剂渣滓的排出孔的技术。另一方面，就申请人及发明人所知，还不存在防止润滑剂向模具的凹部中流入的先行例。

这里，专利文献1中所公布的技术是从被加工构件进入而被直接加工的空腔内将不需要的润滑剂渣滓排出的机构，与之相反，本发明的情况是，想要将流入在脱模板或顶料钉等的动作中不可欠缺的弹力构件所被收纳的凹部中的润滑液排出的机构或阻止其流入的机构，在这一点上是不同的。另外，专利文献1中所公布的技术不是像本发明那样以水类润滑液的使用为前提，解决伴随水类润滑液的使用产生的问题的技术。因此，专利文献1中记述的技术是完全不能确认将流入收纳在脱模板或顶料钉等的动作中不可缺少的弹力构件的凹部中的润滑液或阻止其流入的必要性的技术(参照专利文献1[0017]段、图1、图2)。

[专利文献1]特开平09-136133号公报

发明内容

根据所述的情况，本发明的目的在于，提供在将水类润滑液用于冲压加工的情况下，能够使不需要的润滑液不滞留在模具构件中，从而抑制弹簧等弹力构件的腐蚀及模具上的润滑液的腐败的冲压模具装置。

为了达成所述的目的，本发明的冲压模具装置的一个方式中，形成如下的点为最主要的构成，即，设置了将流入收纳弹力构件的至少一部分的凹部的水类润滑液向该凹部外排出的排出路。

通过采用此种构成，即使在加工时所使用的水类润滑液流入形成于冲压模具装置上的凹部中，也可以从排出路将润滑液向凹部外排出。由此，在模具装置的凹部中，水类润滑液就不会滞留，从而可以抑制由残留水类润滑液造成的模具构件及弹力构件的腐蚀或细菌的繁殖。

另外，本发明的一个方式中，当凹部由贯穿了构成模具装置的构件的贯穿孔的内面、至少一部分被插入了该贯穿孔中的封闭构件的上面形成时，最好在封闭构件上设置排出路。

由于通过如此设置，就可以将排出路比较容易地在模具装置上拆装，并且可以设在与其他的模具构件(冲头接板等)相比更为小型的封闭构件上，因此与在其他的模具构件上形成排出路的情况相比，排出路的形成更为容易。

另外，在与本发明的冲压模具装置的所述方式不同的方式中，形成如下点为最主要的构成，即，具备在容许弹力构件的伸缩的同时实质上防止了水类润滑剂流入收纳弹力构件的至少一部分的凹部中的流入防止机构。

通过采用此种构成，实质上就不会有水类润滑液流入形成于冲压模具上的凹部中的情况。由此，水类润滑液就不会滞留在模具装置的凹部中，从而可以消除由水类润滑液造成的模具构件及弹力构件的腐蚀的问题或细菌的繁殖的问题。

本发明的冲压模具装置中，由于设置了形成于冲头接板等模具构件上将润滑液从收纳弹力构件的至少一部分的凹部中排出的排出路，因此润滑液就可以从该凹部中经过排出路而被排出，从而可以抑制模具构件或收纳在凹部中的弹簧等弹力构件的腐蚀。另外，由于水类润滑液难以滞留在凹部中，因此凹部内的细菌的繁殖就被抑制，还可以解决因润滑液的腐败产生的恶臭的问题。

另外，由于当在构成用于收纳弹力构件的凹部的底部的塞子等封闭构件上设置排出路时，就可以将排出路在模具装置上比较容易地拆装，并且可以设在与其他的模具构件(冲头接板等)相比更为小型的封闭构件上，因此与在其他的模具构件上形成排出路的情况相比，可以比较容易地形成排出路。

另外，当设置了实质上防止水类润滑液流入收纳弹力构件的凹部的流入防止机构时，就可以实质上防止水类润滑液流入该凹部。由此，就可以解决收纳在凹部内的弹力构件的腐蚀或在凹部内润滑液腐败而产生异臭的问题。

附图说明

图1是表示使用了本发明的冲压模具装置的一部分(实施方式1)的局部剖面图。

图2是表示使用了本发明的冲压模具装置的一部分(实施方式2)的局部剖面图。

图3是表示使用了本发明的冲压模具装置的一部分(实施方式3)的局部剖面图。

图4是表示使用了本发明的冲压模具装置的一部分(实施方式4)的局部剖面图。

图5是表示使用了本发明的冲压模具装置的一部分(实施方式5)的局部剖面图。

图6是表示使用了本发明的冲压模具装置的一部分(实施方式6)的局部剖面图。

图7是表示热交换散热片的制造工序及热交换散热片的图。

其中，1  下模具冲头接板，1a  贯穿孔，5  弹簧，6  凹部，7塞子，8  排出路，11  金属薄板，16  帽，17  衬垫

具体实施方式

下面将基于图1～图6对将本发明应用于热交换散热片用冲压模具装置时的实施方式进行说明。图1～图6是表示分别将本发明应用于冲压模具装置的压平工序中所使用的压平冲床2附近的实施方式1～6的局部剖面图。

(实施方式1)

金属薄板也如背景技术中说明所示，经过预备成形工序、穿孔·去毛刺工序而到达压平工序。

该热交换散热片用冲压模具装置由被可以开闭地设置的上模具和下模具构成，在构成上模具的拉模板(未图示)上，保持有压平用的冲模等(未图示)。

另一方面，在构成下模具的冲头接板1上，固定有压平冲床2。在冲头接板1的上方，与接板1相隔特定距离地设有脱模板3。脱模板3由作为弹力构件的弹簧(螺旋弹簧5)弹性地支撑。在该脱模板3上，穿设有压平冲床2的头端部2a可以通过的透过孔3a，按照在脱模板3上未施加负载的状态时，压平冲床2的头端部2a处于脱模板3的上面以下的方式，对脱模板3进行位置调整。

将脱模板3弹性地支撑的弹簧5，其至少一部分收纳、定位在形成于下模具冲头接板1上的凹部6中。图1所示的实施方式中，弹簧5的下方部被收纳在凹部6中。

凹部6在图1所示的实施方式中，由形成于下模具冲头接板1上的贯穿孔1a的内侧面和被插入该贯穿孔1a并在贯穿孔内螺合的塞子(封闭构件)7的上面构成。此外，在该塞子的中心部穿设有成为流入凹部6的润滑液的排出路8的贯穿孔。

像这样，将排出路8设于塞子7上的情况下，与像后述的其他的实施方式那样，在比塞子7更大型的冲头接板1自身上形成排出路8的情况相比，可以比较容易地形成排出路8，因而优选。而且，本实施方式中，虽然相对于一个凹部6设置了一条排出路8，但是也可以相对于一个凹部6设置多条排出路8。另外，本方式中，虽然排出路8具有圆筒形状，但是排出路8的剖面形状并不限定于圆形，也可以具有各种各样的形状，另外，沿着排出路8长度方向，其形状及/或截面积也可以变化。

下面，对将此种构成的模具装置与水类润滑剂一起使用而将热交换散热片冲压成形的工序进行说明。

向热交换器散热片用冲压模具装置的上模具(未图示)和下模具(部分地图示了压平冲床等)之间，送入穿孔·去毛刺加工后的金属薄板，进行上模具和下模具的闭模。此时，当开始上模具的下降时，设于上模具上的下模具推压构件(未图示)就与被搬送到脱模板3上的金属薄板11接触，反抗弹簧5的弹力，将脱模板3向下方推压。此后，通过了脱模板3的透过孔3a的压平冲床2的头端部向脱模板3的上面突出。向脱模板3的上面突出的压平冲床2的头端部如图1中虚线所示，被插入在穿孔·去毛刺工序中事先形成的突出部11a内，利用突出部11a进行金属薄板11和压平冲床2的相对定位。另外，压平冲床2从因上模具下降而被向铅直下方推压的脱模板3的上面突出，与保持在上模具上的冲模(未图示)协动，进行突出部11a的减薄加工。利用该减薄加工(压平加工)，突出部11a被制成具有特定高度的筒状部。

此种减薄加工在上模具和下模具的闭模结束时结束。闭模结束后，进行上模具和下模具的开模。开模是通过上模具向上方移动而进行的。当上模具向上方移动时，压平冲床2的头端部从冲模中后退，通过压平而形成的筒状部被从冲模中拔出。为了使筒状部可靠地从冲模中拔出，通常在上模具上设置起模杆(未图示)或顶料钉(未图示)。利用起模杆(未图示)或顶料钉(未图示)，将筒状部从冲模中推出。

另外，当筒状部被嵌于压平冲床2侧时，由于利用因上模具的上升而解除了推压力的弹簧5的弹力的作用，脱模板3相对于压平冲床2相对上升，因而由此就将筒状部从压平冲床2的约束中解脱出来。

在压平加工之后，金属薄板11(被加工材料)被送至喇叭口工序，将钻孔口的头端向外方折曲。继而，金属薄板11被切齐成为特定的形状，形成热交换散热片。

但是，当如上所述将热交换散热片冲压成形时，为了确保加工性能，模具和成形材料间的润滑十分重要。以往，为了进行润滑，含有烃类的挥发成分的润滑油被作为贵重材料使用。现在，本发明人为了减轻环境负担，取代此种润滑油，尝试使用水类润滑液。与在加工前(将材料送入模具装置前)，在材料表面上到处涂布烃类润滑油的使用方法不同，在使用水类润滑液的情况下，出于避免在成为材料的金属薄板表面上所形成的润滑覆盖膜的溶出·剥离等理由，考虑优选向必要的位置局部供给的方式，在模具装置内设置润滑液供给路(未图示)。

像这样，虽然由设于模具上的润滑液供给路供给的水类润滑液进行模具及加工材料的润滑，但是润滑后或被多供给的润滑液就会流入形成于下模具上的凹部6。本发明的冲压模具装置中，由于在润滑液所流入的凹部6中，形成有用于润滑液排出的排出路8，因此流入凹部6的润滑液就穿过排出路8，被快速地排出。所以，由于流入了凹部6的水类润滑液难以滞留在凹部6内，因此就可以抑制由细菌的繁殖造成的润滑液的腐败。其结果是，还可以抑制伴随润滑液的腐败产生的恶臭的发生，从而可以减少为了预防恶臭而清洗加工后的热交换散热片的工作。

另外，由于流入了凹部6的润滑液被比较快速地从凹部6中排出，因此还可以抑制收纳在凹部6中的弹簧5的腐蚀。

而且，为了以几乎完全防止弹簧5的腐蚀，最好使用由耐水性材料制成的弹簧5。作为此种弹簧5，例如可以使用聚氨酯等树脂材料制的圆筒状的弹簧5或由耐水性的不锈钢制作的螺旋状的弹簧5、实施了耐水性的涂覆的弹簧5。

(实施方式2)

图2表示与所述的实施方式1不同的实施方式2。该实施方式2中，与图1所示的实施方式1不同，收纳弹簧5的凹部6被作为形成于冲头接板1的上面的有底孔洞而形成。此外，排出润滑液的排出路8被从冲头接板1下面到凹部6为止贯穿冲头接板1而设置，与图1所示的实施方式1相同，使得流入了凹部6的润滑液被从排出路8排出。其他的构造由于与图1所示的实施方式1相同，因此对于相同构件使用相同编号，将其说明省略。

(实施方式3)

图3表示与所述的实施方式不同的实施方式3。该实施方式3中，收纳弹簧5的凹部6由形成于冲头接板1上的贯穿孔的内侧面和配置于冲头接板1的下侧的支撑板13的上面构成。此外，与凹部6连通的排出路8被贯穿支撑板13形成，与所述的实施方式相同，使得流入凹部6的润滑液被从排出路8中排出。其他的构造由于与所述的实施方式相同，因此对于相同构件使用相同编号，将其说明省略。

(实施方式4)

图4表示与所述的实施方式不同的实施方式4。该实施方式4中，作为流入了凹部6的润滑液的排出路，不是在支撑板13上设置贯穿孔，而是在支撑板13的上面形成与凹部6连通的槽8b。该槽8b被按照到达支撑板13的外周缘的方式形成。像这样，通过先形成槽8b，就可以使流入凹部6的润滑液穿过该槽8b而排出。其他的构造由于与所述的实施方式相同，因此对于相同构件使用相同编号，将其说明省略。

而且，该实施方式中，虽然将槽8b形成于支撑板13上面，但是也可以在支撑板1的下面形成同样的槽(未图示)。

(实施方式5)

图5表示与所述的实施方式不同的实施方式5。该实施方式5中，使弹簧5被筒状的帽16覆盖。帽16的外周面内嵌在凹部6的内侧面上，能够平滑地滑动。用于在实质上防止润滑液从帽16外周面和凹部6内侧面的间隙流入凹部6内的衬垫(O形环)17被设于凹部6内侧面上部。

图5所示的实施方式中，由于作为实质上防止润滑液流入凹部6内的机构设有帽16及衬垫17，因此就可以在实质上防止润滑液流入凹部6。

而且，如图所示，最好在塞子7上形成有贯穿孔18。该贯穿孔18作为收纳弹簧5的空间的排气孔发挥作用。另外，在万一润滑液流入了凹部6内的情况下，也能够作为润滑液的排出路发挥作用。由于其他的构成与所述的实施方式相同，因此对于相同构件使用相同编号，将其说明省略。

(实施方式6)

图6表示与所述的实施方式不同的实施方式6。该实施方式6中，收纳弹簧5的凹部6由形成于冲头接板1上的贯穿孔1a的内侧面和配置于冲头接板1的下侧的支撑板13的上面构成，在这一点及作为弹簧5所被收纳的空间的排气孔及润滑液的排出路发挥作用的贯穿孔18不是形成于塞子7上而是形成于支撑板13上这一点上，与图5所示的实施方式不同。由于其他的构造与图5所示的实施方式相同，因此对于相同构件使用相同编号，将其说明省略。该实施方式中，也可以在实质上防止润滑液流入凹部6。

而且，所述的所有实施方式中，虽然以冲压模具装置的压平加工工序中所使用的部位周边为例进行了说明，但是在穿孔加工或去毛刺加工的工序中所使用的部位周边，最好也使用本发明。

另外，所述的实施方式中，虽然以压平工序被独立地进行的情况为例，但是也可以适用于能够以一次的闭模还同时地复合地进行其他的加工工序的构造的冲压模具装置中。

工业上的利用可能性

本发明的冲压模具装置作为对环境良好并且可以实现产品生产线的低成本的冲压模具装置十分有用。

Claims (5)

1.一种冲压模具装置，具有收纳弹力构件的至少一部分的凹部，并且被用于在基于水类润滑液的润滑下的金属板的加工，其特征是，具备将流入所述凹部的所述水类润滑液向所述凹部外排出的排出路。

2.根据权利要求1所述的冲压模具装置，其特征是，所述凹部由形成于构成所述冲压模具装置的构件上的贯穿孔的内侧面及至少一部分被插入了所述贯穿孔中的封闭构件的上面构成，所述排出路被设置在所述封闭构件上。

3.根据权利要求1或2所述的冲压模具装置，其特征是，至少一部分被收纳于所述凹部中的所述弹力构件为具有耐水性的构件。

4.一种冲压模具装置，具有收纳弹力构件的至少一部分的凹部，并且被用于在基于水类润滑液的润滑下的金属板的加工，其特征是，具备在容许所述弹力构件的伸缩的同时实质上防止了所述水类润滑剂流入所述凹部中的流入防止机构。

5.一种金属冲压加工方法，其特征是，使用权利要求1至4中任意一项所述的冲压模具装置加工金属板。

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