TWI577540B - A punch having a raised structure and a micro-extension forming apparatus to which the application is made - Google Patents

A punch having a raised structure and a micro-extension forming apparatus to which the application is made Download PDF

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Description

具有凸起結構的沖頭及應用其之微引伸成形裝置
本發明是有關於一種微引伸成形裝置，且特別是有關於一種沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置。
引伸成形為應用引伸模具將平板胚料(例如板材)沖壓成形出所需之產品造形。請同時參閱圖1A與圖1B，圖1A為習知微引伸成形裝置之沖頭對平板胚料進行加工前的示意圖；圖1B為圖1A微引伸成形裝置之沖頭對平板胚料進行加工後的示意圖。
如圖1A與圖1B所示，微引伸成形裝置6包含壓料板60、模穴61以及沖頭62。於進行引伸成形加工時，作業者可將一平板的胚料P置放在模穴61與壓料板60之間的位置，當壓料板60以一壓料力F將胚料P夾住後，此時沖頭62逐漸進入模穴61內，使胚料P進入模穴61中完成引伸成形加工。
然而，由於習知之沖頭62之設計上的關係，如圖1B所示，當胚料P在成形後其成品厚度的上圓角R1與下圓角R2會有厚薄不一的問題發生(例如，下圓角R2的厚度W2會小於上圓角R1的厚度W1)；詳言之，在下圓角R2處因局部受力導致厚度W2比起上圓角R1的厚度W1更薄，因而容易發生破裂情形，且隨著越接近壓料板60處之上圓角R1之厚度W1逐漸增厚，易發生皺摺現象。
有鑑於此，本發明提供一種具有凸起結構的沖頭及應用其之微引伸成形裝置。
依據上述之目的，本發明提供一種具有凸起結構的沖頭，包含主體，其工件加工端的周圍表面包含複數個凸起。
依據上述之目的，本發明另提供一種沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，包含第一模座組件、第二模座組件以及沖頭。第一模座組件包含固定部；第二模座組件位置相對於第一模座組件，第二模座組件包含模穴部；沖頭具有固定端以及位置相對固定端的工件加工端，固定端用以配置在固定部，工件加工端朝向模穴部，工件加工端的周圍表面包含複數個凸起。
運用本發明的特點之一在於：有別於習知沖頭之設計，本發明所提供之具有凸起結構的沖頭及應用其之微引伸成形裝置，可於沖頭對平板胚料進行引伸成形加工時，利用沖頭主體其工件加工端周圍表面上的複數個凸起，使平板胚料在成形後的成品整體厚度(包含上圓角與下圓角的厚度)能夠趨向較均勻一致。
為讓本發明之上述目的、特徵和特點能更明顯易懂，茲配合圖式將本發明相關實施例詳細說明如下。
請參閱圖2A，圖2A為本發明一實施例沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置其沖頭對平板胚料進行加工前的示 意圖。
由圖2A可知，沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置1(以下簡稱微引伸成形裝置)包含第一模座組件11、第二模座組件12以及沖頭13。
第一模座組件11包含固定部110。第二模座組件12位置相對於第一模座組件11，第二模座組件12包含模穴部120。其中，於此實施例的第一模座組件11可作為上模座組件；第二模座組件12可作為下模座組件，但由於模具實際設計需求的關係，並不限定於此態樣。
沖頭13之主體具有固定端131以及位置相對固定端131的工件加工端132。固定端131用以配置在固定部110，並於固定端131配置在固定部110後，工件加工端132為朝向模穴部120。其中，工件加工端132的周圍表面S包含複數個凸起133，這些凸起133之間具有間距D(如圖2C)；或者，這些凸起133為一體螺旋延伸而形成在周圍表面S。所述沖頭13(包含這些複數個凸起133)可利用一微成型加工機(未繪示)來製造，但不限定於此。
詳言之，第一模座組件11更可包含複數個螺栓件111以及對應在模穴部120上的壓料板112。其中每一螺栓件111為等高且設置有彈性件113(例如彈簧)，這些螺栓件111利用其對應之彈性件113而配置在固定部110與壓料板112之間。
較佳地，第一模座組件11與第二模座組件12之間更 可包含用以導引微引伸成形裝置1進行閉模或開模的導柱14，且第一模座組件11及/或第二模座組件12更可包含對應導柱14以避免導柱14因直接接觸而損傷第一模座組件11及/或第二模座組件12的導柱襯套15，使得導柱襯套15具有保護導柱14的作用。
固定部110更可包含沖頭背板110a、沖頭固定板110b以及用以將沖頭背板110a與沖頭固定板110b兩者接合的固定件，所述固定件可由定位銷114a及螺栓114b所組成。其中，沖頭13之固定端131可抵靠在沖頭背板110a並定位在沖頭固定板110b。另外，模穴部120更可包含模穴背板120a以及位於模穴背板120a上的模穴120b。相同地，第二模座組件12可具有固定件以將模穴背板120a固定，所述第二模座組件12的固定件可由定位銷121a及螺栓121b所組成。
請同時參閱圖2A~圖2C，圖2B為圖2A之沖頭對平板胚料進行加工後的示意圖；圖2C為圖2A之沖頭的工件加工端之周圍表面包含複數個凸起及其提供摩擦力與拉料力促使平板胚料能夠較均勻被拉伸的示意圖。
如圖2A所示，當作業者欲對平板胚料20進行引伸成形加工時，作業者將平板胚料(例如板材)定位在壓料板112與模穴120b之間，並於驅動微引伸成形裝置1時，利用導柱14之導引可令第一模座組件11逐漸靠近第二模座組件12，此時，如圖2B所示，位於固定部110與壓料板112之間的 彈性件113受到壓迫(亦即閉模的狀態)。
接著，可於沖頭13對平板胚料20進行引伸成形加工的同時，沖頭13之工件加工端132的周圍表面S所包含的這些凸起133(這些凸起133之間具有間距D)可藉由沖頭13向下施力之方向依序提供一整合摩擦力與拉料力之摩擦拉力F，以促使平板胚料20之上圓角R1的厚度W1能夠往下被拉伸(此部份可參閱圖2C)(亦即上圓角R1的厚度W1不會被累積而增厚之外，更可減緩產生皺摺問題)，並由於上圓角R1之部份多餘的厚度被帶往下圓角R2處，使得上圓角R1的厚度W1、下圓角R2的厚度W2以及兩者之間的厚度能夠趨向較均勻一致而提升平板胚料20被引伸成形後的整體品質。並且於開模的狀態後，作業者可取出被引伸成形後且厚度較均勻的平板胚料20。
請參閱圖2D~圖2F，圖2D為本發明另一實施例微引伸成形裝置之沖頭其工件加工端之複數個凸起之斷面呈三角形的示意圖；圖2E為本發明另一實施例微引伸成形裝置之沖頭其工件加工端之複數個凸起之斷面呈梯形的示意圖；圖2F為本發明另一實施例微引伸成形裝置之沖頭其工件加工端之複數個凸起之斷面呈圓形的示意圖。
由圖2D~圖2F可知，上述沖頭之工件加工端的周圍表面S所包含的複數個凸起之斷面可呈規則形狀。例如，圖2D沖頭13a的這些凸起133a之斷面為三角形；圖2E沖頭13b的這些凸起133b之斷面為梯形；圖2F沖頭13c的這些凸 起133c之斷面為橢圓形或圓形(弧形或波浪形)。
當然，隨著設計不同，沖頭之工件加工端的周圍表面所包含的這些凸起之斷面可包含方形、不規則形狀或其他幾何形狀，並不限定於圖2D~圖2F之揭露。由此可知，藉由這些型態可令平板胚料被引伸成形後的厚度能夠趨向較均勻一致進而提升整體品質。
請參閱圖3，圖3為本發明另一實施例微引伸成形裝置之沖頭呈錐柱狀結構的示意圖。
如圖3所示(請見右邊放大圖)，沖頭2呈錐柱狀結構(亦即鄰近沖頭2固定端231較粗；鄰近工件加工端232較細)，工件加工端232的周圍表面S2包含複數個凸起233，這些凸起233之間具有間距；或者，這些凸起233為一體螺旋延伸而形成在周圍表面S2。
利用具有柱狀結構之沖頭2，於平板胚料30之上圓角R3的厚度W3能夠更快速且漸層地往下被拉伸(亦即上圓角R3的厚度W3不會被累積而增厚之外，更可減緩產生皺摺問題)，並由於上圓角R3之部份多餘的厚度被帶往下圓角R4處，使得上圓角R3的厚度W3、下圓角R4的厚度W4以及兩者之間的厚度能夠趨向較均勻一致而同樣可提升平板胚料30被引伸成形後的整體品質。
由上述可知，本發明所述具有凸起結構的沖頭及應用其之微引伸成形裝置，具有下列之特點：
1.可於沖頭對平板胚料進行引伸成形加工的同時，沖頭之工 件加工端的周圍表面所包含的複數個凸起可藉由沖頭向下施力之方向依序提供一摩擦拉力(整合摩擦力與拉料力)，以促使平板胚料之上圓角的厚度能夠往下被拉伸(亦即平板胚料之上圓角的厚度不會被累積而增厚之外，更可減緩產生皺摺問題)，並由於上圓角之部份多餘的厚度被帶往下圓角處，使得上圓角的厚度、下圓角的厚度以及兩者之間的厚度能夠趨向較均勻一致而提升平板胚料被引伸成形後的整體品質。
2.利用具有柱狀結構之沖頭，於平板胚料之上圓角的厚度能夠更快速且漸層地往下被拉伸。
3.沖頭之工件加工端的周圍表面所包含的複數個凸起之斷面可包含方形、不規則形狀或其他幾何形狀。
綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
[先前技術部分]
6‧‧‧微引伸成形裝置
60‧‧‧壓料板
61‧‧‧模穴
62‧‧‧沖頭
F‧‧‧壓料力
P‧‧‧胚料
R1‧‧‧上圓角
R2‧‧‧下圓角
W1,W2‧‧‧厚度
[本發明部分]
1‧‧‧沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置
11‧‧‧第一模座組件
110‧‧‧固定部
110a‧‧‧沖頭背板
110b‧‧‧沖頭固定板
111‧‧‧螺栓件
112‧‧‧壓料板
113‧‧‧彈性件
114a,121a‧‧‧定位銷
114b,121b‧‧‧螺栓
12‧‧‧第二模座組件
120‧‧‧模穴部
120a‧‧‧模穴背板
120b‧‧‧模穴
13,13a,13b,13c,2‧‧‧沖頭
131,231‧‧‧固定端
132,232‧‧‧工件加工端
133,133a,133b,133c,233‧‧‧凸起
14‧‧‧導柱
15‧‧‧導柱襯套
20,30‧‧‧平板胚料
D‧‧‧間距
F‧‧‧摩擦拉力
S,S2‧‧‧周圍表面
R1,R3‧‧‧上圓角
R2,R4‧‧‧下圓角
W1,W2,W3,W4‧‧‧厚度
圖1A為習知微引伸成形裝置之沖頭對平板胚料進行加工前的示意圖；圖1B為圖1A微引伸成形裝置之沖頭對平板胚料進行加工後的示意圖；圖2A為本發明一實施例沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置其沖頭對平板胚料進行加工前的示意圖；圖2B為圖2A之沖頭對平板胚料進行加工後的示意圖；圖2C為圖2A之沖頭的工件加工端之周圍表面包含複數個凸起及其提供摩擦拉力(摩擦力與拉料力)促使平板胚料能夠較均勻被拉伸的示意圖；圖2D為本發明另一實施例微引伸成形裝置之沖頭其工件加工端之複數個凸起之斷面呈三角形的示意圖；圖2E為本發明另一實施例微引伸成形裝置之沖頭其工件加工端之複數個凸起之斷面呈梯形的示意圖；圖2F為本發明另一實施例微引伸成形裝置之沖頭其工件加工端之複數個凸起之斷面呈圓形的示意圖；以及圖3為本發明另一實施例微引伸成形裝置之沖頭呈錐柱狀結構的示意圖。
11．．．第一模座組件
110．．．固定部
112．．．壓料板
113．．．彈性件
114a,121a．．．定位銷
114b,121b．．．螺栓
12．．．第二模座組件
120b．．．模穴
13．．．沖頭
132．．．工件加工端
14．．．導柱
20．．．平板胚料
S．．．周圍表面

Claims (17)

  1. 一種具有凸起結構的沖頭，包含：一主體，其一工件加工端的一周圍表面包含複數個微成型之凸起，該些凸起之間具有一間距。
  2. 如申請專利範圍第1項所述具有凸起結構的沖頭，其中該些凸起為螺旋延伸而形成在該周圍表面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述具有凸起結構的沖頭，其中該主體呈一錐柱狀結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述具有凸起結構的沖頭，其中該些凸起之斷面呈一規則形狀。
  5. 如申請專利範圍第4項所述具有凸起結構的沖頭，其中該規則形狀包含三角形、方形、梯形、橢圓形或圓形。
  6. 如申請專利範圍第1項所述具有凸起結構的沖頭，其中該些凸起之斷面呈一不規則形狀。
  7. 一種沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，包含：一第一模座組件，包含一固定部；一第二模座組件，位置相對於該第一模座組件，該第二模座組件包含一模穴部；以及一沖頭，具有一固定端以及位置相對該固定端的一工件加工端，該固定端用以配置在該固定部，該工件加工端朝向該模穴部，該工件加工端的一周圍表面包含複數個微成型之凸起，該些凸起之間具有一間距。
  8. 如申請專利範圍第7項所述沖頭具有凸起結構的微引伸 成形裝置，其中該第一模座組件更包含複數個螺栓件以及對應在該模穴部上的一壓料板，該每一螺栓件設置有一彈性件，該些螺栓件利用其對應之該彈性件而配置在該固定部與該壓料板之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該第一模座組件與該第二模座組件之間更包含一導柱，該第一模座組件更包含對應該導柱的一導柱襯套。
  10. 如申請專利範圍第8項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該固定部更包含一沖頭背板、一沖頭固定板以及將該沖頭背板與該沖頭固定板接合的一固定件，該沖頭之該固定端抵靠在該沖頭背板並定位在該沖頭固定板。
  11. 如申請專利範圍第8項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該模穴部更包含一模穴背板以及位於該模穴背板上的一模穴。
  12. 如申請專利範圍第7項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該些凸起之間具有一間距。
  13. 如申請專利範圍第7項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該些凸起為螺旋延伸而形成在該周圍表面。
  14. 如申請專利範圍第7項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該沖頭呈一錐柱狀結構。
  15. 如申請專利範圍第7項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該些凸起之斷面呈一規則形狀。
  16. 如申請專利範圍第15項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該規則形狀包含三角形、方形、梯形、橢圓形或圓形。
  17. 如申請專利範圍第7項所述沖頭具有凸起結構的微引伸成形裝置，其中該些凸起之斷面呈一不規則形狀。
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