TWI751014B - 沖壓加工模具 - Google Patents

Abstract

一種沖壓加工模具，其包含：胚料限制模組、母模模組、沖頭模組及阻尼模組，胚料限制模組的盛料構件具有貫穿的容置槽，母模模組設置於盛料構件的底部，具有貫穿的模穴，模穴連通容置槽，沖頭模組包括朝向容置槽的一沖頭，阻尼模組包括支撐構件及阻尼單元，支撐構件環設於盛料構件的外圍，阻尼單元設置於盛料構件及支撐構件之間，於盛料構件受到來自一胚料的作用力時，阻尼單元提供反向的作用力於盛料構件以抵銷胚料的作用力。本發明的沖壓加工模具藉由可活動的盛料構件之設計，解決先前技術中盛料構件容易損毀的問題。

Description

沖壓加工模具

本發明係關於一種沖壓加工模具，更特別的是關於一種延長模具使用壽命的沖壓加工模具。

金屬沖壓成形技術在現今金屬製造產業上佔有極其重要之地位，其應用範圍廣泛，舉凡日常生活中所使用之各式五金工具，乃至高科技產業中相關設備或製程技術均大幅運用。沖壓加工依成形方式可分沖與壓兩類，前者為剪切、彎曲、沖孔等，後者為引伸、擠壓、成形等，其中若必須將材料包覆後進行沖壓動作如擠製工法等，則必須設置盛料裝置，以保持胚料定位。

如圖4所示，傳統的擠製模具包含沖頭A(Punch)、母模D(Die)、盛料筒C(Container)，胚料B(Work-piece)設於盛料筒C中；又如圖5所示，擠切成形模具包含沖頭A、槽型母模D’(Trough-form die)、盛料筒C’。在上述的先前技術中，盛料筒C、C’的設置是將胚料B包覆形成一個封閉區域，該區域可維持胚料B在成形過程產生的靜水壓力(Hydrostatic pressure)效果。然而，胚料B在受到沖頭A及/或壓料板E的擠壓之下，盛料筒C、C’需足以承胚料B膨脹產生的外推力量，其對模具的負荷甚大，嚴重時會造成盛料筒C、C’損壞。因此傳統的盛料筒C、C’無法承受多次沖壓，造成沖壓加工的成本上升。

因此，為解決習知的沖壓加工模具的種種問題，本發明提出一種延長模具使用壽命的沖壓加工模具。

為達上述目的及其他目的，本發明提出一種沖壓加工模具，其包含：一胚料限制模組，包括一盛料構件，該盛料構件具有一貫穿的容置槽；一母模模組，設置於該盛料構件的底部，該母模模組具有一貫穿的模穴，該模穴連通該容置槽；一沖頭模組，設置於該胚料限制模組的上方，該沖頭模組包括朝向該容置槽的一沖頭；以及一阻尼模組，包括一支撐構件及一阻尼單元，該支撐構件環設於該盛料構件的外圍，該阻尼單元設置於該盛料構件及該支撐構件之間，於該盛料構件受到來自一胚料的作用力時，該阻尼單元提供一反向的作用力於該盛料構件以抵銷該胚料的作用力。

於本發明之一實施例中，該胚料限制模組更包括一壓料構件，至少部分設置於該容置槽中，該壓料構件具有一貫穿的第一通道，該第一通道位於該模穴的正上方，該第一通道的橫截面匹配於該沖頭。

於本發明之一實施例中，該沖頭模組更包括一止檔構件，設置於該沖頭的反向於該盛料構件的一端，該止檔構件的橫截面大於該第一通道的橫截面。

於本發明之一實施例中，更包括一上模增墊板，設置於該壓料構件的上方，該上模增墊板具有延續該第一通道的一第二通道，該第一通道、該第二通道、該容置槽及該模穴連通形成一沖頭通道。

於本發明之一實施例中，該壓料構件具有一固定部，該固定部的橫截面大於該容置槽的頂端的橫截面。

於本發明之一實施例中，更包括一盛料蓋板，設置於該盛料構件的上方並環繞該固定部。

於本發明之一實施例中，該阻尼單元為複數彈簧，該等彈簧的一端連接於該支撐構件，該等彈簧的另一端連接於該盛料構件。

於本發明之一實施例中，該阻尼單元為流體阻尼，填充於該支撐構件及該盛料構件之間。

於本發明之一實施例中，該阻尼單元為高頻震波單元。

於本發明之一實施例中，更包括一失效感應元件，設置於該阻尼單元。

藉此，本發明的沖壓加工模具藉由可活動的盛料構件之設計，保護盛料構件避免因受力過大而損壞，同時維持胚料受到沖壓時的靜水壓力(Hydrostatic pressure)，達到高品質的沖壓胚料之成品，並延長盛料構件的使用壽命。另一方面，本發明的沖壓加工模具亦可應用於任何將胚料封閉之沖壓加工方法，以保護模具及提高成品品質。

100:沖壓加工模具

1:沖頭模組

11:沖頭

12:止檔構件

2:胚料限制模組

21:盛料構件

211:容置槽

22:壓料構件

221:第一通道

23:固定部

3:母模模組

31:模穴

4:阻尼模組

41:支撐構件

42:阻尼單元

5:上模增墊板

51:第二通道

6:下模座

61:第三通道

7:盛料蓋板

9:失效感應元件

A:沖頭

B:胚料

C:盛料筒

C’:盛料筒

D:母模

D’:母模

d:沖壓方向

E:壓料板

圖1係為根據本發明實施例之沖壓加工模具之立體剖面示意圖。

圖2係為根據本發明實施例之沖壓加工模具之部份橫剖面示意圖。

圖3係為根據本發明實施例之沖壓加工模具之爆炸示意圖。

圖4係為先前技術之擠製模具示意圖。

圖5係為先前技術之擠切成形模具示意圖。

為充分瞭解本發明，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明。本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的目的、特徵及功效。須注意的是，本發明可透過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的申請專利範圍。說明如後：如圖1至圖3所示，本發明實施例之沖壓加工模具100，其包含：一沖頭模組1、一胚料限制模組2、一母模模組3及一阻尼模組4。

胚料限制模組2包括一盛料構件21，盛料構件21沿沖壓方向d具有一貫穿的容置槽211。在本實施例中，容置槽211為圓柱狀，其橫截面為上下一致，以容納圓柱形胚料B。然而本發明不限於此，容置槽211的形狀可以不限定，例如為其他形狀的角柱，甚至為橫截面上下不一致的錐狀空間。較佳地，容置槽211的形狀為匹配胚料B的初始形狀。

母模模組3設置於盛料構件21的底部。母模模組3同樣具有一貫穿的模穴31，模穴31連通容置槽211。也就是說，胚料B置入容置槽211的底部時會被母模模組3的頂部承接。在本實施例中，模穴31為圓柱狀，胚料B沿沖壓方向d受到沖壓時，模穴31形塑胚料B而產生凸起的圓柱。然而本發明不限於此，模穴31的橫截面可以為其他形狀，例如多邊形以將胚料B形塑成角柱；模穴31的橫截面也可具有多個齒的鋸齒狀，以將胚料B形塑成齒輪。

沖頭模組1設置於胚料限制模組2的上方，沖頭模組1包括朝向容置槽211的一沖頭11。沖頭11用以沖壓胚料B以將胚料B擠壓或沖出容置槽211而被模穴31形塑。在本實施例中，沖頭11為匹配模穴31的圓柱狀，然而本發明不限於此，沖頭11的形狀可選擇性地配合模穴31的形狀。

阻尼模組4包括一支撐構件41及一阻尼單元42。如圖2所示，支撐構件41環設於盛料構件21的外圍。阻尼單元42設置於盛料構件21及支撐構件41之間，於盛料構件21受到來自胚料B因膨脹而產生的作用力時，阻尼單元42提供一反向的作用力於盛料構件21以抵銷胚料B施加的作用力。抵銷可以是部分抵銷也可以是完全抵銷。

也就是說，當胚料B受到來自沖頭11的擠壓力(較長時間持續)或衝擊力(短時間、快速)，胚料B因膨脹而施加作用力於盛料構件21，阻尼單元42則提供反向的作用力於盛料構件21以抵銷來自胚料B的作用力，並將盛料構件21推回復位。

在本實施例中，阻尼單元42為複數彈簧，彈簧分散地圍繞在盛料構件21外圍。這些彈簧的一端連接於支撐構件41(作為固定的用途)，彈簧的另一端則連接於盛料構件21。在本實施例中，可利用模擬軟體根據胚料B膨脹所施的力計算所需的反向的作用力，再以此搭配符合的彈簧或彈力構件。並且彈簧或彈力構件為可更換。然而本發明不限於此，在另一個例子中，阻尼單元42為流體阻尼，例如油壓阻尼器、氣壓阻尼器。流體阻尼填充於支撐構件41及盛料構件21之間，支撐構件41可直接作為包覆流體阻尼的外殼體。在這個例子中，流體阻尼所提供的作用力為可調整。在其他例子中，阻尼單元42還可以 為高頻震波單元(例如超音波)，利用發出的反向的震波抵銷來自胚料B的作用力。

綜上所述，本發明的沖壓加工模具，藉由可活動的盛料構件21之設計，保護盛料構件21避免因受力過大而損壞，同時維持胚料B受到沖壓時的靜水壓力(Hydrostatic pressure)，達到高品質的沖壓胚料之成品。另一方面，本發明的沖壓加工模具亦可應用於任何將胚料封閉之沖壓加工方法，以保護模具及提高成品品質。

進一步地，如圖1至圖3所示，胚料限制模組2更包括一壓料構件22，至少部分設置於容置槽211中。壓料構件22具有一貫穿的第一通道221，第一通道221位於模穴31的正上方，第一通道221的橫截面匹配於沖頭11。壓料構件22除了從胚料B上方壓制胚料，也可視為盛料構件21與沖頭11之間的填充，藉由第一通道221導引沖頭11對準模穴31執行沖壓加工。

進一步地，如圖1及圖3所示，沖頭模組1更包括一止檔構件12，設置於沖頭11的反向於盛料構件21的一端。止檔構件12的橫截面大於第一通道221的橫截面，也就是說，沖頭11沿沖壓方向d移動的最大深度受限於止檔構件12。然而在其他實施例中，止檔構件12為非必要。

進一步地，如圖1及圖3所示，沖壓加工模具100還可增設一上模增墊板5以調整沖頭11沿沖壓方向d移動的最大深度，並且可分散沖頭11的壓力，防止下方的元件損壞。上模增墊板5設置於壓料構件22的上方，上模增墊板5具有延續第一通道221的一第二通道51，第一通道221、第二通道51及容置槽211及模穴31連通形成一沖頭通道，其為沖頭11沿沖壓方向d移動的最大範 圍。而藉由調整上模增墊板5的厚度可調整沖頭11沿沖壓方向d移動的最大深度。

相似地，如圖1所示，沖壓加工模具100還可增設一下模座6，設置於母模模組3的底部。下模座6對應於模穴31的位置具有一第三通道61，主要作用為替變形的胚料B留置出一段預留空間並分散壓力。

進一步地，如圖1及圖3所示，壓料構件22具有一固定部23，用於固定於上模增墊板5。在本實施例中係以鎖固的方式將固定部23固定於上模增墊板5使壓料構件22保持於固定位置而不受沖頭11的帶動而在容置槽211中下滑。

進一步地，如圖1及圖3所示，更包括一盛料蓋板7，設置於盛料構件21的上方並環繞固定部23。盛料蓋板7壓制並保護盛料構件21及阻尼單元42。

進一步地，如圖1所示，更包括一失效感應元件9，設置於阻尼單元42。失效感應元件9可感應阻尼單元42是否失效，並藉由一通訊單元(圖未示)發出一警示訊號。失效感應元件9可以例如是感測彈簧或彈性元件是否喪失彈力。在另一個例子中，若阻尼單元42為流體阻尼，失效感應元件9可設置於阻尼單元42中以感測是否失效。除此之外，失效感應元件9也可設置於鄰近盛料構件21，藉由感測盛料構件21的形變而判斷阻尼單元42是否失效。

本發明在上文中已以實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100:沖壓加工模具

1:沖頭模組

11:沖頭

12:止檔構件

2:胚料限制模組

21:盛料構件

22:壓料構件

23:固定部

3:母模模組

4:阻尼模組

41:支撐構件

42:阻尼單元

5:上模增墊板

51:第二通道

6:下模座

61:第三通道

7:盛料蓋板

9:失效感應元件

B:胚料

d:沖壓方向

Claims (10)

1. 一種沖壓加工模具，其包含：一胚料限制模組，包括寬度固定的一盛料構件，該盛料構件具有一貫穿的容置槽；一母模模組，設置於該盛料構件的底部，該母模模組具有一貫穿的模穴，該模穴連通該容置槽；一沖頭模組，設置於該胚料限制模組的上方，該沖頭模組包括朝向該容置槽的一沖頭；以及一阻尼模組，包括一支撐構件及一阻尼單元，該支撐構件環設於該盛料構件的外圍，該阻尼單元設置於該盛料構件及該支撐構件之間而環繞該盛料構件，於該盛料構件受到來自一胚料的作用力時，該阻尼單元提供一反向的作用力於該盛料構件以抵銷該胚料的作用力。
2. 如請求項1所述之沖壓加工模具，其中該胚料限制模組更包括一壓料構件，至少部分設置於該容置槽中，該壓料構件具有一貫穿的第一通道，該第一通道位於該模穴的正上方，該第一通道的橫截面匹配於該沖頭。
3. 如請求項2所述之沖壓加工模具，其中該沖頭模組更包括一止檔構件，設置於該沖頭的反向於該盛料構件的一端，該止檔構件的橫截面大於該第一通道的橫截面。
4. 如請求項2所述之沖壓加工模具，更包括一上模增墊板，設置於該壓料構件的上方，該上模增墊板具有延續該第一通道的一第 二通道，該第一通道、該第二通道、該容置槽及該模穴連通形成一沖頭通道。
5. 如請求項2所述之沖壓加工模具，其中該壓料構件具有一固定部，該固定部的橫截面大於該容置槽的頂端的橫截面。
6. 如請求項5所述之沖壓加工模具，更包括一盛料蓋板，設置於該盛料構件的上方並環繞該固定部。
7. 如請求項1所述之沖壓加工模具，其中該阻尼單元為複數彈簧，該等彈簧的一端連接於該支撐構件，該等彈簧的另一端連接於該盛料構件。
8. 如請求項1所述之沖壓加工模具，其中該阻尼單元為流體阻尼，填充於該支撐構件及該盛料構件之間。
9. 如請求項1所述之沖壓加工模具，其中該阻尼單元為高頻震波單元。
10. 如請求項1所述之沖壓加工模具，更包括一失效感應元件，設置於該阻尼單元。

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