TWI607812B - 成形裝置 - Google Patents

Description

成形裝置

本發明是有關於一種成形裝置，特別是指一種適用於熱沖壓成形的成形裝置。

參閱圖1，一般熱沖壓成形的模具1是用來成形一待成形件2，該模具1包含一下模具11、一與該下模具11對合而共同界定出一模穴12的上模具13、複數圍繞該模穴12地開設於該下模具11及該上模具13中的冷卻水路14，及複數形成於該下模具11及該上模具13且朝向該模穴12的特徵區段15。將該待成形件2置於該下模具11中，接著將該下模具11及該上模具13合模以使該待成形件2置於該模穴12內，最後進行熱沖壓成形使該待成形件2成形出多個分別對應該等特徵區段15的特徵結構21。

傳統的熱沖壓製程會先將該待成形件2置於攝氏850至950度的高溫加熱爐內升溫，接著再快速地送至該模具1中進行合模及熱沖壓成形，為了避免該模具1的溫度過高，因此透過該等冷卻水路14對該下模具11及該上模具13降溫，以使該下模具11及該上模具13能夠散熱。然而當該待成形件2為管件時，剛置入該模穴12內會如圖1所示地不接觸該等特徵區段15，亦即之後將成形為該等特徵結構21的部分不接觸該下模具11及該上模具13，因此該待成形件2與模穴12有接觸的部分比沒有接觸的部分有較大幅度的降溫，導致該待成形件2因冷卻速度不均而導致成品的壁厚差異過大，從而降低產品良率，甚至造成該待成形件2因局部壁厚變形率過高而破裂之情事

因此，本發明之目的，即在提供一種可均勻冷卻該待成形件的成形裝置。

於是，本發明成形裝置，用於將一待成形件成形出複數特徵結構。該成形裝置包含一模具單元、一冷卻單元、一氣冷單元，及一逃氣單元。該模具單元圍繞出一用於容置該待成形件的模穴，且該模穴形成複數不與該待成形件接觸，並用以將該待成形件成形出該等特徵結構的特徵區段。該冷卻單元包括複數設置於該模具單元且排列於該模穴周圍的冷卻水路。該氣冷單元包括複數分別朝向該等特徵區段地開設於該模具單元上並連通該模穴的吹口，及複數分別連接該等吹口並用於供給冷卻氣體的冷卻氣體通路。該逃氣單元包括複數由該模具單元的外表面延伸至該模穴而連通該模穴的通孔。

本發明之另一目的，即在提供一種另一種態樣的成形裝置。

於是，本發明成形裝置，用於將一待成形件成形出一特徵結構。該成形裝置包含一模具單元、一冷卻單元、一氣冷單元，及一逃氣單元。該模具單元圍繞出一用於容置該待成形件的模穴，且該模穴形成一不與該待成形件接觸，並用以將該待成形件成形出該特徵結構的特徵區段。

該冷卻單元包括複數設置於該模具單元且排列於該模穴周圍的冷卻水路。該氣冷單元包括一朝向該特徵區段地開設於該模具單元上並連通該模穴的吹口，及一連接該吹口並用於供給冷卻氣體的冷卻氣體通路。該逃氣單元包括複數由該模具單元的外表面延伸至該模穴而連通該模穴的通孔。

該逃氣單元的該等通孔是分別連通於該特徵區段上。

本發明之功效在於：透過該等吹口可將冷卻氣體吹入該模穴內，以冷卻該待成形件未接觸該模具單元的部分，從而可使冷卻速度均勻而避免成品發生壁厚差異過大之情事，進而提升產品良率。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明成形裝置3之一第一實施例，是適用於一圍繞出通氣孔40而呈管狀的待成形件4，該成形裝置3主要目的是將該待成形件4成形出四個特徵結構41。該成形裝置3包含一模具單元5、一設置於該模具單元5上的冷卻單元6、一設置於該模具單元5上的氣冷單元7，及一設置於該模具單元5上的逃氣單元8。該模具單元5包括一下模51，及一與該下模51對合而共同界定出一模穴52的上模53。該模穴52包含四個不與該待成形件4接觸，且分別形成於該下模51及該上模53的特徵區段54。

該冷卻單元6包括複數分別穿設該下模51及該上模53並排列於該模穴52周圍的冷卻水路61。

該氣冷單元7包括四個分別朝向該等特徵區段54地開設於該下模51及該上模53上並連通該模穴52的吹口71，及四個分別連接該等吹口71並用於供給冷卻氣體的冷卻氣體通路72。該等冷卻水路61及該等冷卻氣體通路72皆是沿該待成形件4的軸向方向延伸，並分別連接供水源及供氣源。

該逃氣單元8包括複數開設於該下模51及該上模53外表面並連通該模穴52的通孔81。在該第一實施例中，該等通孔81是間隔設置於該下模51及該上模53，但該等通孔81也可以僅設置於該下模51或該上模53。較佳地，該等通孔81是分別連通於該等特徵區段54上或其附近。

熱沖壓成形時，是先將該待成形件4置於該模穴52中，接著將該下模51及該上模53合模，並在進行熱沖壓後透過該等特徵區段54將該待成形件4成形出該等特徵結構41。在該第一實施例中，該等特徵結構41為圓角，但當然也可以是凸塊或其他形狀之結構。在前述的成形過程中，該等冷卻水路61會冷卻該下模51及該上模53，使得該待成形件4直接接觸該下模51及該上模53的部分會以較快的速度降溫，而該等冷卻氣體通路72會將冷卻氣體透過該等吹口71分別對應該等特徵區段54地吹入該模穴52中，使氣體可以冷卻該待成形件4未接觸該等特徵區段54的部分，故該待成形件4接觸及未接觸該模具單元5的部分皆可受到冷卻，從而可使冷卻速度均衡而有較均勻的成形特性，藉此避免未與該模穴52接觸的部分因溫度較高而有較佳的成形性，導致熱沖壓成形時有較大的變形率而使成品的壁厚差異過大。接著，會引入高壓氣體通過該待成形件4所圍繞出的通氣孔40，以使該待成形件4在成形過程中向該模穴52壁面鼓脹而形塑成該模穴52與該等特徵結構41的形狀。而在該待成形件4向該模穴52壁面鼓脹的同時，原先經由該等冷卻氣體通路72與該等吹口71吹入該模穴52的冷卻氣體可經由該等通孔81逸散於模具單元5外，不會因為冷卻氣體殘留於該模穴52而影響該待成形件4的成形。

參閱圖3及圖4，該等特徵區段54也可以如圖3所示地僅有兩個或兩個以上，且皆形成於該下模51上，則該等吹口71及該等通孔81便同樣只開設於該下模51上。此外，該等特徵區段54也可以如圖4所示地皆形成於該上模53上，則該等吹口71及該等通孔81便同樣只開設於該上模53上。

參閱圖5及圖6，為本發明成形裝置3之第二實施例，該第二實施例大致上是與該第一實施例相同，不同的地方在於：該模具單元5如圖5所示地僅在該下模51上形成一個特徵區段54，以將該待成形件4成形出一特徵結構41。該氣冷單元7僅包括一個開設於該下模51的吹口71，及一個連接該吹口71的冷卻氣體通路72，而該等通孔81則是開設於該下模51上，且連通該特徵區段54。當然，該第二實施例的特徵區段54也可以如圖6所示地僅形成於該上模53上，則該吹口71與該等通孔81是開設於該上模53上。該第二實施例提供了僅有單個特徵區段54時，該氣冷單元7與該逃氣單元8的配置態樣，有效提高泛用性。

綜上所述，由於該等冷卻水路61冷卻該模具單元5，該待成形件4接觸該模具單元5的部分相對於未接觸該模具單元5的部分會有較快的冷卻速度，而透過一個或多個吹口71可冷卻該待成形件4未接觸該模具單元5的部分，從而使該待成形件4的整體有均衡的冷卻速度而可避免成品發生壁厚差異過大之情事，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧成形裝置

4‧‧‧待成形件

40‧‧‧通氣孔

41‧‧‧特徵結構

5‧‧‧模具單元

51‧‧‧下模

52‧‧‧模穴

53‧‧‧上模

54‧‧‧特徵區段

6‧‧‧冷卻單元

61‧‧‧冷卻水路

7‧‧‧氣冷單元

71‧‧‧吹口

72‧‧‧冷卻氣體通路

8‧‧‧逃氣單元

81‧‧‧通孔

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一示意圖，說明一習知的模具； 圖2是一示意圖，說明本發明成形裝置之一第一實施例； 圖3及圖4皆是剖視圖，說明該第一實施例中，僅有兩個特徵區段及兩個吹口之態樣； 圖5是一示意圖，說明本發明成形裝置之一第二實施例；及 圖6是一剖視圖，說明該第二實施例的另一種態樣。

3‧‧‧成形裝置

4‧‧‧待成形件

40‧‧‧通氣孔

41‧‧‧特徵結構

5‧‧‧模具單元

51‧‧‧下模

52‧‧‧模穴

53‧‧‧上模

54‧‧‧特徵區段

6‧‧‧冷卻單元

61‧‧‧冷卻水路

7‧‧‧氣冷單元

71‧‧‧吹口

72‧‧‧冷卻氣體通路

8‧‧‧逃氣單元

81‧‧‧通孔

Claims (8)

1. 一種成形裝置，用於將一待成形件成形出複數特徵結構，包含：一模具單元，圍繞出一用於容置該待成形件的模穴，且該模穴形成複數不與該待成形件接觸，並用以將該待成形件成形出該等特徵結構的特徵區段；一冷卻單元，包括複數設置於該模具單元且排列於該模穴周圍的冷卻水路；一氣冷單元，包括複數分別朝向該等特徵區段地開設於該模具單元上並連通該模穴的吹口，及複數分別連接該等吹口並用於供給冷卻氣體的冷卻氣體通路；及一逃氣單元，包括複數由該模具單元的外表面延伸至該模穴而連通該模穴的通孔。
2. 如請求項1所述的成形裝置，其中，該模具單元包括一下模，及一與該下模對合而共同界定出該模穴的上模，該等特徵區段是形成於該下模及該上模並面向該模穴，該氣冷單元之該等吹口是分別對應該等特徵區段地形成於該下模及該上模，並連通該模穴，該等通孔分別開設於該下模及該上模外表面。
3. 如請求項1所述的成形裝置，其中，該模具單元包括一下模，及一與該下模對合而共同界定出該模穴的上模，該等特徵區段是形成於該下模並面向該模穴，該氣冷單元之該等吹口是分別對應該等特徵區段地形成於該下模並連通該模穴，該等通孔分別開設於該下模之外表面。
4. 如請求項1所述的成形裝置，其中，該模具單元包括一下模，及一與該下模對合而共同界定出該模穴的上模，該等特徵區段是形成於該上模並面向該模穴，該氣冷單元之該等吹口是分別對應該等特徵區段地形成於該上模並連通該模穴，該等通孔分別開設於該上模之外表面。
5. 一種成形裝置，用於將一待成形件成形出一特徵結構，包含：一模具單元，圍繞出一用於容置該待成形件的模穴，且形成一不與該待成形件接觸，並用以將該待成形件成形出該特徵結構的特徵區段；一冷卻單元，包括複數設置於該模具單元且排列於該模穴周圍的冷卻水路；一氣冷單元，包括一朝向該特徵區段地開設於該模具單元上並連通該模穴的吹口，及一連接該吹口並用於供給冷卻氣體的冷卻氣體通路；及一逃氣單元，包括複數由該模具單元的外表面延伸至該模穴而連通該模穴的通孔。
6. 如請求項5所述的成形裝置，其中，該模具單元包括一下模，及一與該下模對合而共同界定出該模穴的上模，該特徵區段是形成於該下模並面向該模穴，該氣冷單元之吹口是對應該特徵區段地形成於該下模並連通該模穴，該等通孔分別開設於該下模之外表面。
7. 如請求項5所述的成形裝置，其中，該模具單元包括一下模，及一與該下模對合而共同界定出該模穴的上模，該特 徵區段是形成於該上模並面向該模穴，該氣冷單元之吹口是對應該特徵區段地形成於該上模並連通該模穴，該等通孔分別開設於該上模之外表面。
8. 如請求項5所述的成形裝置，其中，該等通孔是分別連通於該等特徵區段上。