TWI737882B - 側向成形 - Google Patents

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Abstract

一種漸進式成形機，其具有一承板以及一朝向和遠離該承板往復運動的衝擊器，複數個橫越承板和衝擊器平均地間隔開的工作站，包括在承板和衝擊器上的對齊的工具固持器，在該承板上的工具固持器中的圓柱形模具殼體，以及在該衝擊器上的工具固持器中的圓柱形工具殼體，在所述工作站上的工具殼體為同軸，一側向成形機構設於所述工作站的其中一個工作站上，該機構包括凸輪和凸輪從動件，該凸輪從動件從相關聯的工具殼體的假想向外投影徑向地向外，該凸輪從動件佈置成通過該衝擊器朝向該承板的向前運動而被致動，該機構包括用於通過在坯件上施加橫向力而形成該坯件的工具。

Description

側向成形
本發明有關於漸進式成形機的改進，並且具體而言，有關於用於這種機器的工具配件。
例如在美國專利第5,829,302號和第5,848,547號中所示的漸進式成形機非常適合於高速製造複雜部件並且很少或沒有廢料。在所述機器中，通常藉由用在同一方向上在同一滑動件或衝擊器上往復運動的不同工具敲擊坯件，使坯件在連續工作站處冷成形。
需要橫向於衝擊器的運動路徑中移動的工具形成某些產品。這種產品的一個例子是具有穿過其側壁的一徑向孔或多個孔的管狀部件。
本發明提供了一種用於漸進式冷成型機的工具裝置，其能夠以橫向於機器的衝擊器的往復方向的成型吹氣或力形成工件或坯件。所揭露的裝置利用滑動凸輪表面，其將衝擊器運動轉換為用於工具元件的橫向或側向運動。凸輪表面位於工具殼體和模具殼體的前掠或軸向突出區域的外部，並因此能夠比一般實用的更堅固。在具體公開的配置中，協同作用的凸輪表面都配置在機器的固定模具側或承板側上並且通過安裝在衝擊器上的工具致動。
所揭露的側向運動工具被佈置成刺穿坯件的中空圓柱形壁的相 對側以通過剪切出圓形塊體而在壁中形成圓形孔。在實際刺穿動作之前，坯件被橫向夾緊以相對於穿刺銷和相關工具元件將其鎖定在適當位置。這種夾持動作減少了銷上的應力，否則這可能導致銷過早故障。
所揭露的側向成型機構特別適用於使用盒式工具的成型機器上。此種機器配置可以允許機構承載在工具盒上並且由此避免現有機器結構的重大改變。
10:漸進式冷成形機
11A:工作站
11B:工作站
11C:工作站
11D:工作站
11E:工作站
13:模具護胸板
15:模胸
16:衝擊器外殼
17:衝擊器
21:坯件
22:模塊
23:模具殼體
24:工具固持器
25:工具殼體
26:內壁
28:側向作用機構
29:凸輪
31:側向工具驅動器
33:坯件夾持楔塊
34:彈簧
36:穿刺銷
37:回縮套筒
38:回縮套筒凸緣
39:T形槽
41:主要驅動器
42:次要驅動器
43:主要驅動器蓋
44:周邊凹槽
46:坯件輸送套筒
50:楔形表面
51:平坦凸輪從動件表面
52:平坦凸輪從動件表面
53:推動器
54:楔形表面
56:管件
57:心軸
58:螺釘
59:鍵
61:頂出銷
圖1是採用了本發明的漸進式冷成形機的概略立體圖；圖2是實施本發明的工具元件的示意立體圖；圖3是圖2的工具元件的剖面圖；圖4是與坯件完全接合的工具元件的橫剖面圖；以及圖5是穿刺銷驅動器組件和致動凸輪的分解圖。
圖1示意性地示出了此產業中習知的漸進式冷成形機10。金屬坯件或工件在工作站11A至11E之間機械地轉移，且在工作站11A至11E逐漸成形為所需的形狀。在所示的配置中，單獨的模塊或固持器22可移除地安裝在固定於工作站11處的固定式承板或模具工作面15上的模具護胸板13上，並且單獨的工具固持器24可移除地安裝在外殼16上，外殼16在各個工作站11處固定至往復衝擊器或滑塊17。模塊22和工具固持器24分別地接收大體上為圓柱形的工作模具盒和工具箱，每個工作站的模具盒是同軸對齊的。衝擊器17朝向模具護胸板13的往復運動導致模具和工具箱中的工具在其各自的工作站上成形坯件。按照慣例，當衝擊器17遠離模具工作面時，一傳送裝置(圖中未顯示)將坯件水平地移動到連續的工作站並最終移動到卸載站。
在此配置中，本發明在最後的工作站11E處被利用，如圖1的前景所示。通常，坯件將從固體圓柱形塊料轉變成圖中所示的中空製品或坯件21。圖2顯示出當衝擊器位於距離模具護胸板13最遠的後死點(BDC)時的相對空間位置中實現本發明的加工工具。
該工具包括可移除地固定到模具護胸板13的一模塊22、容納在模塊中的一大體上圓柱形的模具殼體23、可移除地固定到衝擊器外殼16的工具固持器24，以及容納在衝擊器外殼16中的大體上圓柱形的工具殼體25。
當坯件或工件21被傳送到最後的工作站11E時，如圖所示的情況，其是具有內壁26的中空圓柱形物品。以本技術領域已知的方式，坯件21通過傳送機構的指狀構件立即地固持在模具殼體23的前方。
該模具殼體23，顯示於圖1和圖2中的最前面的位置，可在模塊22中軸向滑動一小段距離。本發明的一側向作用機構28組裝在工具的模具工作側上。該機構28包含一凸輪29，其形成為平面雙側楔形且固定在模塊22的下側。機構28亦包含一個裝載於模具殼體23上的側向工具驅動器31。如下文所述，當工具殼體25接觸模具殼體23朝向衝擊器17的衝程的末端時，模具殼體23和模塊22之間的相對軸向運動係通過凸輪29轉換成側向作用機構28中的橫向或徑向側向運動。
圖3的剖面圖繪示出模塊22、模具殼體23和側向作用機構28的細節。模具殼體23藉由模具殼體的中央區域中的氣體彈簧(圖中未顯示)彈性地保持在圖示的相對於模塊22的延伸位置。位於模具殼體23的口部或入口處的相對的坯件夾持楔塊33通過與模具殼體23的軸線同軸的彈簧34被偏壓地開啟。
在所示實施例中，側向作用機構28被佈置成在徑向相對側上刺穿工件或坯件21。穿刺銷或工具36，如圖4更清楚地顯示，其被接收在楔形件33的 徑向引導孔中。穿刺銷36較佳地通過牢固的壓入配合固定在相應的回縮套筒37中。在回縮套筒37的徑向外端處的凸緣38被固持在側向工具驅動器31的主要部分41和次要部分42的T形槽39(圖5)中。主要驅動器部分41(主驅動器)是倒置的矩形U形體，而次要驅動器部分42(次要驅動器)是介於主要驅動器的腿部之間的板形體。次要驅動器42在相對側上具有舌片，所述舌片容納在主要驅動器腿部中的相對凹槽中，用於在主要驅動器41的平面中的有限運動。蓋43(圖5)被螺栓連接到主要驅動器41的腿部上。圖2、圖3和圖4顯示出模具殼體23具有一周邊凹槽44，主要驅動器41和次要驅動器42被接收於其中。隨著模具殼體23在模塊22中的軸向運動，該驅動器或滑動件41、42在凹槽44中彼此一致地朝向彼此或遠離彼此平移。
當衝擊器17將工具殼體25推向模具護胸板13時，位於工具殼體中心並且引導工具殼體的一坯件輸送套筒將坯件21推入介於坯件夾持楔塊33之間的模具殼體23中。此後，工具殼體25的突出中央區域將夾持楔塊33推入模具殼體23中的一錐形槽中。該錐形槽使楔塊33緊緊地、徑向地夾緊在坯件21上，並防止坯件在刺穿負載下移動。
衝擊器17的前進使得工具殼體25接觸模具殼體23然後將模具殼體23驅動到模塊22中。圖3和圖4顯示模具殼體23進入模塊22的運動伴隨著驅動器或滑動件41、42的徑向向內運動。這些驅動器的徑向運動藉由凸輪29和分別在主要驅動器蓋43和次要驅動器42上的平坦凸輪從動件表面51、52產生。該凸輪29和從動件表面51、52的接觸平坦表面的角度是互補的，因此高度力分佈在相對較大的區域上。這些條件允許在長的使用壽命期間中可靠地產生高度側向力。
剛性地螺栓連接到工具殼體25的一推動器53接合主要驅動器41和次要驅動器42的下部以確保這些元件在其側向行程期間保持與模具殼體溝槽 44對準。
由夾緊楔形件33中的相關孔洞引導的穿刺銷36從坯件21的壁上剪切圓形或其它形狀的塊料。夾緊楔形件33和驅動器41、42之間的相對軸向運動通過T形槽39容納在組裝有回縮套筒凸緣38的驅動器中。從坯件輸送套筒46突出的一心軸57在穿刺步驟期間支撐坯件21的內部。工具殼體25中的螺釘58提供心軸57的軸向調整，使得心軸中的孔洞與穿刺銷36成一直線。由穿刺銷36形成的塊料係藉由施加到管件56的真空從心軸57被清除。
當工具殼體25和推動器53與衝擊器17縮回時，氣體彈簧將模具殼體23從模塊22推出到圖1和2中所示的位置。平坦凸輪從動件表面51、52通過相應的C形橫截面的鍵59鍵合到相關聯的楔形表面50、54上。鍵59裝配在從動件和凸輪表面51、52和50、54中的對準槽中，以在這些元件之間提供雙作用驅動。隨著驅動器41、42與模具殼體23一起軸向移動，它們被楔形件或凸輪29向外推動。這種向外移動將穿刺銷36從坯件21拉動，從而允許頂出銷61將坯件推出模具殼體23。
所揭露的側向作用機構28的就其尺寸而言強度非常足夠。如文中所揭露，機構28被承載在工具上，從而避免修改機器10的基本部件。因此，該機構基本上可以在任何工作站使用，並且可以用於之前已經製造並且處於現場服務的機器。
應瞭解的是，本揭露內容僅為範例，並且可以通過添加、修改或消除細節而進行各種改變而不脫離本揭露內容所包含的教示的合理範圍。因此，本發明不限於本揭露內容的特定細節，除非以下申請專利範圍必須如此限制。
21:坯件
22:模塊
23:模具殼體
25:工具殼體
28:側向作用機構
29:凸輪
31:側向工具驅動器
33:坯件夾持楔塊
34:彈簧
43:主要驅動器蓋
46:坯件輸送套筒
53:推動器

Claims (7)

  1. 一種漸進式成形機，其具有一承板以及一朝向和遠離該承板往復運動的衝擊器，複數個沿該承板和該衝擊器均勻分佈的工作站，其包括在該承板和該衝擊器上的對齊的工具殼體固持器，一設於該等工作站的其中一個工作站處的側向成形機構，該側向形成機構包括包括一滑動件，該滑動件被引導成垂直於所述一個工作站處的該等工具殼體固持器之間的一假想線移動，該滑動件被佈置成通過該衝擊器朝向該承板的向前運動而被致動，該側向成形機構包括用於通過與該滑動件一起在一坯件上施加一橫向運動而形成該坯件的一工具。
  2. 一種漸進式成形機，其具有一承板以及一朝向和遠離該承板往復運動的衝擊器，複數個沿該承板和該衝擊器均勻分佈的工作站，其包括在該承板和該衝擊器上的對齊的工具殼體固持器，在該承板上的該等工具固持器中的圓柱形模具殼體，以及在該衝擊器上的該等工具固持器中的圓柱形工具殼體，在該等工作站處的該圓柱形模具殼體以及圓柱形工具殼體為同軸，一設於該等工作站的其中一個工作站處的側向成形機構，該側向成形機構包括在相關的圓柱形工具殼體或圓柱形模具殼體的徑向外側的凸輪和凸輪從動件，該凸輪從動件佈置成通過該衝擊器朝向該承板的向前運動而被致動，該側向成形機構包括用於通過在一坯件上施加一橫向力而形成該坯件的一工具。
  3. 一種漸進式成形機，其具有一承板和一衝擊器，該衝擊器朝向和遠離該承板往復運動，複數個沿著該承板和該衝擊器均勻地分佈的工作站，其包括在該承板上的數個模塊和在該衝擊器上的工具固持器，在該承板上的該等模塊中的模具殼體以及在該衝擊器上的該等工具固持器中的圓柱形工具殼體，該等工作站處的該等圓柱形工具殼體和該等模具殼體為同軸，一側向成形機構設在該等工作站中的其中一個工作站處，在所述一個工作站處的該模具殼體可 縮回到該模塊中並且承載該側向成形機構的一滑動件，一凸輪可運作以當響應於該衝擊器接近前部死點使該模具殼體縮回進入該模塊時引導該滑動件朝向該一個工作站的一軸線，該滑動件承載一穿刺工具，其有效將一塊料從位於所述一個工作站處的一坯件的一壁部位移。
  4. 如申請專利範圍第3項之漸進式成形機，其中該凸輪被承載於該模塊上。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的漸進式成形機，其中，該滑動件承載一次要滑動件，並且該凸輪是一雙面元件，一第一面被配置成使該滑塊位移，且一第二面被配置成使該次要滑塊沿一方向位移，該方向與該第一次提及的滑動件被引導的方向相反。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的漸進式成形機，其中，當該衝擊器接近前部死點時，坯件夾持元件被配置成將該模具殼體中的該坯件夾持住。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的漸進式成形機，包括由該工具殼體在該其中一個工作站處承載的一心軸，該心軸可容納在一管狀坯件內，以在坯件的一圓柱形壁被所述穿刺工具刺穿時支撐該圓柱形壁。
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