TWI651140B - 模具及成型方法 - Google Patents

Abstract

本案關於一種模具。本發明涉及一壓板係位於第一、第二模座之間，壓板具有與該第一模座之模穴相對應之穿孔，以及至少一突出於該穿孔之干涉部，該穿孔可供第二模座之沖頭通過，另有至少一彈性件可常態推抵該壓板朝該第二模座移動；第一、第二模座合模成形一工件，而再進行開模後，工作可隨壓板受彈性件之回復力而脫離模穴，以完成脫模；本發明不需要頂出機構，利用第一、第二模座之開模動作，使工件脫離模穴，可達到大幅提高生產效率之目的。

Description

模具及成型方法

本發明係有關一種利用開模動作，即可完成脫模工序，可與高速往返之合、開模作動作時序搭配，以大幅提高生產效率之模具。

按，一般金屬部品之加工成型，其主要是備具有一較大體積之金屬塊體，而後進行車修加工程序，即一一漸進的切削、研磨該金屬塊體，以使該金屬塊體外型形成所需使用之金屬部品；然而，使用車修加工方式，其所需備具之金屬塊體必須是大於該金屬部品體積，並且車修加工過程中除加工緩慢外，同時也會產生許多廢料，造成材料成本、製造時間的增加外，並且使用車修加工方式所形成之金屬部品，由於該金屬塊體加工過程中，並非使用擠壓之方式，故加工後之金屬部品其硬度也較差。

因此，有部分業者進而使用基於模具的鑄造法及鍛造法。鑄造或鍛造由於能夠快速準確地讓金屬成型而適合大量生產。鑄造或鍛造用模具裝置通常由可動模具與固定模具合體後形成模穴，而作為讓金屬部品成型的空間，把金屬加熱後熔化的金屬熔湯注入該母模仁內填充(鑄造)或加壓凝固(鍛造)後，讓可動模具與固定模具分離後讓成型的金屬部品脫模。

上述之脫模方式大多是利用一頂出機構將成型的金屬部品頂出固定模具之模穴，其頂出機構一般係於固定模具另連結裝設一液壓或氣壓系統，而利用液壓或氣壓系統驅動一沖頭往上頂出金屬部品，使金屬部品取出脫離模穴；惟，該利用液壓或氣壓頂出方式於使用上仍具有如下之缺弊： 1、 該液壓系統驅動沖頭往上頂出金屬部品之速度相當緩慢，其不僅無法與高速往返之合、開模作動作時序搭配，更大幅降低生產效率。 2、 該固定模具之沖頭係另連結加裝供驅動頂出之液壓或氣壓系統，其不僅使鍛造模組的構造更加複雜，更大幅增加了鍛造模組之製作及維修成本。 3、 由於固定模具之沖頭係與模穴密合，且該沖頭一般較為細長，因此，當液壓或氣壓系統驅動沖頭於模穴內頂出固定模具之沖頭時，較難控制沖頭於模穴內作穩定的位移，而易於沖頭與模穴產生磨耗損壞現象，進而影響其使用壽命。

有鑑於此，本發明提供一種模具，可利用模具之開模動作，使工件脫離模穴，即可與高速往返之合、開模作動作時序搭配，以大幅提高生產效率，為其主要目的者。

依據本發明的第一方面，其提供一種模具，其包含： 一第一模座，具有至少一模穴； 一壓板，係位於該第一模座一側，該壓板具有與該模穴相對應之穿孔以及至少一突出於該穿孔之干涉部，而該干涉部於該模穴之對應位置處形成一重疊區域； 一第二模座，係位於該壓板相對於該第一模座一側，可與該第一模座搭配合模，該第二模座具有與該穿孔及模穴相對應之沖頭；以及 至少一彈性件，係與該壓板連結，常態推抵該壓板朝該第二模座移動。

在一優選具體實施方案中，所述模穴具有一第一成型部以及環設於該第一成型部之第二成型部，且該第一成型部凹入於該第一模座之深度係大於該第二成型部凹入於該第一模座之深度，該重疊區域係位於該第二成型部。在更優選具體實施方案中，所述第一成型部係具有一拔模角。

在一優選具體實施方案中，所述第二模座之沖頭相對於該干涉部係設有讓位部。

在一優選具體實施方案中，所述彈性件係位於該第一模座與該壓板之間。在另一優選具體實施方案中，所述彈性件係位於該第二模座與該壓板之間。

在一優選具體實施方案中，所述干涉部朝該模穴處形成有突出於該壓板表面之凸出部。

依據本發明的第二方面，其提供一種使用上述模具的成型方法，至少依序包含下列步驟： 提供一金屬胚料，將該金屬胚料放置於該第一模座之模穴上； 進行合模，驅動該第二模座並壓抵該壓板，讓該沖頭擠壓該金屬胚料使其充填於該模穴，以成形對應出該模穴形狀之一工件；以及 進行開模及脫模，驅動該第二模座離開該第一模座，該彈性件之回復力帶動該壓板朝該第二模座移動，同時帶動該工件脫離該模穴，完成脫模。

在一優選具體實施方案中，所述干涉部朝向該模穴之一表面進一步施以一表面處理，增加該干涉部與該工件間之附著力。

除非另外說明，否則本申請說明書和申請專利範圍中所使用的下列用語具有下文給予的定義。請注意，本申請說明書和申請專利範圍中所使用的單數形用語「一」意欲涵蓋在一個以及一個以上的所載事項，例如至少一個、至少二個或至少三個，而非意味著僅僅具有單一個所載事項。此外，申請專利範圍中使用的「包含」、「具有」等開放式連接詞是表示請求項中所記載的元件或成分的組合中，不排除請求項未載明的其他組件或成分。亦應注意到用語「或」在意義上一般也包括「及/或」，除非內容另有清楚表明。本申請說明書和申請專利範圍中所使用的用語「約(about)」，是用以修飾任何可些微變化的誤差，但這種些微變化並不會改變其本質。

請參閱第1圖所示，本發明之模具至少包含：一第一模座10係設於一工作平台11上，該第一模組10之上表面係向內凹入形成一模穴12，該模穴係對應不同欲成型之工件外型所設置，在模穴欲成型薄型殼體工件的具體實施方案中，如第2圖及第3圖所示，該模穴12具有一第一成型部121以及環設於該第一成型部121之第二成型部122，且該第一成型部121凹入於該第一模座10之深度係大於該第二成型部122凹入於該第一模座10之深度。在一個優選具體實施方案中，該第一成型部121之邊側係具有一拔模角a，其拔模角a之角度可以為3度至7度之間，可讓成型後的工件更易於脫離模穴，但該拔模角a之角度亦可具有任何所屬技術領域中具有通常知識者已知的角度。

一壓板20係位於該第一模座10一側，該壓板20具有與該模穴12相對應之穿孔21以及至少一突出於該穿孔21之干涉部22。在一個優選具體實施方案中，該干涉部22係由該穿孔21之內表面側向朝內延伸而成，而該干涉部22於該模穴12之對應位置處形成一重疊區域123，請同時參閱第4圖所示，該重疊區域123係位於該第二成型部122。

一第二模座30係位於該壓板20相對於該第一模座10一側，亦即該壓板20位於該第一、第二模座10、30之間，該第二模座30可與該第一模座10搭配合模，該第二模座30具有與該穿孔21及模穴12相對應之沖頭31，請同時參閱第1圖及第5圖所示，而該第二模座之沖頭31相對於該干涉部22係設有讓位部32。雖然本說明書說明且圖式繪示第二模座30在第一模座10之下方，第一、第二模座10、30之相對位置亦可視實際需求改變；此外，模具可不僅僅包含第一、第二模座10、30，其可視實際需求改變其數量。

至少一彈性件40係與該壓板20連結，常態推抵該壓板20朝該第二模座30移動。在一個優選具體實施方案中，該彈性件40係為彈簧且位於該第一模座10與該壓板20之間，該彈性件40係使用壓縮彈簧。在另一個優選具體實施方案中，該彈性件40係位於該第二模座30與該壓板20之間，該彈性件40係使用拉伸彈簧。

本發明使用上述模具之成型方法中，係先提供一金屬胚料50，如第2圖所示，將該金屬胚料50放置於該第一模座10之模穴12上。進行合模，如第6圖，驅動該第二模座30朝該第一模座10移動並壓抵該壓板20，且沖頭31則通過壓板20之穿孔21對金屬胚料進行擠壓，讓金屬胚料充填於該模穴12內，以成形對應出該模穴12形狀之一工件60。如第6圖之合模狀態時，壓板20係被壓抵於該第一模座10上，此時彈性件40呈現壓縮狀態；其中，部分沖頭21對第一成型部121的金屬胚料進行擠壓，部分沖頭21對第一成型部121的金屬胚料進行擠壓，而壓板20之干涉部22穿過讓位部32對第二成型部122之重疊區域處的金屬胚料進行擠壓，以成形對應出該模穴12形狀之一工件。

進行開模及脫模，驅動該第二模座30離開該第一模座10，該彈性件40之回復力帶動該壓板20朝該第二模座30移動，如第7圖所示，因干涉部22與部分工件60接觸，故壓板20移動之同時可帶動該工件60脫離該模穴12，完成脫模。

在一個優選具體實施方案中，干涉部22朝向該模穴12之一表面進一步施以一表面處理，增加該干涉部22與該工件30間之附著力，讓彈性件40回復力帶動該壓板20朝該第二模座30移動時，可順利由干涉部22將工件60脫離該模穴12。例如施以物理手段之表面處理，提高干涉部表面之粗糙度，讓干涉部表面形成有複數微結構。或者施以化學手段之表面處理，以乾式或濕式方式蝕刻干涉部表面形成複數微結構，提高干涉部表面之粗糙度。或者直接於該干涉部表面附加一附著力較大之結構層(例如雙面膠)，以增加該干涉部22與該工件60間之附著力，但增加附著力之表面處理之方式亦可具有任何所屬技術領域中具有通常知識者已知的方式。

在另一個優選具體實施方案中，如第8圖所示，該干涉部22朝該模穴12處形成有突出於該壓板20表面之凸出部23，藉以增加干涉部22與工件之接觸面積，以增加該干涉部22與該工件間之附著力。

本發明不需要頂出機構，利用壓板取代部分沖頭對金屬胚料進行擠壓，再利用第一、第二模座之開模動作，讓壓板自動賦歸時，即可完成脫模工序，可與高速往返之合、開模作動作時序搭配，以達到大幅提高生產效率之目的。

以上諸實施例僅供說明本發明之用，而並非對本發明的限制，相關領域的技術人員，在不脫離本發明的技術範圍做出的各種變換或變化也應屬於本發明的保護範疇。

a‧‧‧拔模角

10‧‧‧第一模座

11‧‧‧工作平台

12‧‧‧模穴

121‧‧‧第一成型部

122‧‧‧第二成型部

123‧‧‧重疊區域

20‧‧‧壓板

21‧‧‧穿孔

22‧‧‧干涉部

23‧‧‧凸出部

30‧‧‧第二模座

31‧‧‧沖頭

32‧‧‧讓位部

40‧‧‧彈性件

50‧‧‧金屬胚料

60‧‧‧工件

第1圖所示為本發明中模具之立體圖； 第2圖所示為本發明中模具之示意圖； 第3圖所示為本發明中第一模座與壓板之立體圖； 第4圖所示為本發明中第一模座與壓板之示意圖； 第5圖所示為本發明中第二模座之立體圖； 第6圖所示為本發明中第一、第二模座合模之示意圖； 第7圖所示為本發明中第一、第二模座開模之示意圖；以及 第8圖所示為本發明中第一模座與壓板之另一示意圖。

Claims (9)

1. 一種模具，其至少包含： 一第一模座，具有至少一模穴； 一壓板，係位於該第一模座一側，該壓板具有與該模穴相對應之穿孔以及至少一突出於該穿孔之干涉部，而該干涉部於該模穴之對應位置處形成一重疊區域； 一第二模座，係位於該壓板相對於該第一模座一側，可與該第一模座搭配合模，該第二模座具有與該穿孔及模穴相對應之沖頭；以及 至少一彈性件，係與該壓板連結，常態推抵該壓板朝該第二模座移動。
2. 如請求項1所述之模具，其中，該模穴具有一第一成型部以及環設於該第一成型部之第二成型部，且該第一成型部凹入於該第一模座之深度係大於該第二成型部凹入於該第一模座之深度，該重疊區域係位於該第二成型部。
3. 如請求項2所述之模具，其中，該第一成型部係具有一拔模角。
4. 如請求項1所述之模具，其中，該第二模座之沖頭相對於該干涉部係設有讓位部。
5. 如請求項1至4任一項所述之模具，其中，該彈性件係位於該第一模座與該壓板之間。
6. 如請求項1至4任一項所述之模具，其中，該彈性件係位於該第二模座與該壓板之間。
7. 如請求項1至4任一項所述之模具，其中，該干涉部朝該模穴處形成有突出於該壓板表面之凸出部。
8. 一種使用如請求項1至7任一項之模具的成型方法，至少依序包含下列步驟： 提供一金屬胚料，將該金屬胚料放置於該第一模座之模穴上； 進行合模，驅動該第二模座並壓抵該壓板，讓該沖頭擠壓該金屬胚料使其充填於該模穴，以成形對應出該模穴形狀之一工件；以及 進行開模及脫模，驅動該第二模座離開該第一模座，該彈性件之回復力帶動該壓板朝該第二模座移動，同時帶動該工件脫離該模穴，完成脫模。
9. 如請求項8之成型方法，其中，該干涉部朝向該模穴之一表面進一步施以一表面處理，增加該干涉部與該工件間之附著力。