TWI759979B - 複動化成形裝置 - Google Patents

Abstract

一種複動化成形裝置，包含一主體單元、一鍛壓單元、複數模仁，及複數連桿機構。該主體單元包括一下模座及一上模座。該鍛壓單元包括一設置於該上模座下方的上沖頭。該等模仁可沿一合模方向移動地設置於該下模座上。每一連桿機構包括至少一個下端樞接該下模座的下桿件，及至少一個上端樞接該上模座的上桿件，該至少一下桿件的上端及該至少一上桿件的下端與相對應的模仁樞接，當該上模座向下朝該下模座移動時，該等連桿機構會帶動該等模仁沿該合模方向彼此靠近以進行合模，達成複動化成形，且不需透過頂出工法便可輕易脫模，大幅降低機構複雜度。

Description

複動化成形裝置

本發明是有關於一種成形裝置，特別是指一種複動化成形裝置。

一般製造具有特徵的零組件，是透過機械切削加工的方式製得，但此種加工方式屬於減法加工，亦即在加工的過程中會減去多餘的料件，這些多餘的料件難以回收往往只能作為廢料棄置，導致成本提升，加上切削過程中容易造成刀具的損壞以及成品強度的下降，因此促使了近年來複動化成形技術的發展。複動化成形技術是透過模具的設計，由垂直或水平等不同方向個別或同時擠壓胚料，使胚料在模穴中成形，此種加工方式除了大幅提高材料利用率及成品精度等鍛造固有的優點外，還能成形出特徵較為複雜的成品，並減少所需的加工道次。但複動化成形模具需要在合模過程中連動模座進行多方向的運動，加上需額外設計頂出脫模的方式及路徑，導致複動化成形模具的機構極為複雜及龐大，因此尚有很大的改善空間。

因此，本發明之目的，即在提供一種透過機構設計使配置大幅簡化的複動化成形裝置。

於是，本發明複動化成形裝置，包含一主體單元、一設置於該主體單元上的鍛壓單元、複數設置於該主體單元上的模仁，及複數分別樞接該等模仁的連桿機構。該主體單元包括一下模座，及一位於該下模座上方的上模座。該鍛壓單元包括一設置於該上模座下方的上沖頭。該等模仁可相對該下模座沿一合模方向移動地設置於該下模座上，且彼此相配合界定出一位於該上沖頭下方的模穴。每一連桿機構包括至少一個下端樞接該下模座的下桿件，及至少一個上端樞接該上模座的上桿件，該至少一下桿件的上端及該至少一上桿件的下端與相對應的模仁樞接，當該上模座向下朝該下模座移動時，該等連桿機構會帶動該等模仁沿該合模方向彼此靠近以進行合模。

本發明之功效在於：當該上模座向下移動而與該下模座合模時，會帶動該等連桿機構而驅使該等模仁沿該合模方向靠近，從而沿水平方向對該模穴中的胚料進行擠壓，接著該上沖頭向下深入該模穴中，接續對胚料進行鍛壓，從而達到複動成形之功效。鍛壓完成後，該上模座向上遠離該下模座，並帶動該等連桿機構驅使該等模仁沿該合模方向遠離彼此，從而開啟該模穴而完成脫模，本發明可進行複動化成形，且不需透過頂出工法便可輕易脫模，大幅降低機構複雜度。

參閱圖1、圖2，及圖3，本發明複動化成形裝置之一實施例，包含一主體單元1、一設置於該主體單元1上的鍛壓單元2、二可沿一合模方向A移動地設置於該主體單元1上的模仁3、二分別樞接該主體單元1及該等模仁3的連桿機構4，及二分別沿該合模方向A設置於該等模仁3外側的緩衝單元5。該主體單元1包括一下模座11、一凸設於該下模座11頂面且呈鳩尾榫狀(請參見圖3)的導軌12、四個底端插設於該下模座11的導套13、一位於該下模座11上方的上模座14，及四個底端分別插設於該等導套13中且頂端固定於該上模座14的導柱15。該下模座11界定出兩個由頂面向下凹陷且沿該合模方向A彼此相間隔的設置空間111，每一設置空間111沿該合模方向A延伸。該等設置空間111分別沿該合模方向A位於該等模仁3外側。該上模座14可受驅動而靠近或遠離該下模座11，此時該等導柱15是在該等導套13內伸縮。

該鍛壓單元2包括一設置於該上模座14底面的保持件21、一設置該保持件21下方的上沖頭22，及一設置於該保持件21內且兩端分別頂抵該上模座14及該上沖頭22的彈性件23。每一模仁3包括一形成一導槽311及一滑槽312的塊體部31，及一由該塊體部31內表面凸伸而出且具有負拔模角的特徵部32。該導槽311形成於該塊體部31底面且為供該導軌12嵌設的鳩尾槽，這使得該塊體部31被限位而僅可沿該導軌12朝該合模方向A移動。該塊體部31之滑槽312沿一垂直該合模方向A的橫向方向B延伸且呈貫穿狀。該等模仁3合模時，該等塊體部31的內表面相互配合而圍繞界定出一模穴33，該等特徵部32凸設於該模穴33中且構成凸環狀。需要特別說明的是，該等模仁3的數量及結構可視所欲成形的成品7而調整，不應以上述的結構界定為限，例如該等模仁3也可以是四個，且每個模仁3為四分之一圓柱的外型。

參閱圖2、圖3，及圖4，每一連桿機構4包括兩個沿該橫向方向B位於相對應模仁3兩側的下桿件41、四個兩兩一組地沿該橫向方向B分別位於該模仁3兩側的上桿件42，及一穿設該滑槽312且樞接該等下桿件41及該上桿件42的樞軸43。每一組上桿件42沿該橫向方向B位於相對應的其中一個下桿件41之相反兩側。需要特別說明的是，該滑槽312的形狀設計為可讓該樞軸43在其中沿上下方向滑移，但不以此為限。每一緩衝單元5包括一位於其中一個設置空間111中且可沿該合模方向A滑移的擋塊51，及一設置於該設置空間111內且兩端分別頂抵該擋塊51外側及該下模座11的緩衝件52。

參閱圖2、圖4，及圖5，本實施例使用時，是先將金屬胚料6置於該導軌12上且位於該等滑塊之間，接著驅動設備帶動該上模座14向下移動，在該等上桿件42及該等下桿件41的連桿連動下，會推動該等模仁3沿該合模方向A朝彼此移動，而該上沖頭22也會伸置於該模穴33中並向下擠壓胚料6。需要說明的是，隨著該上模座14由上死點下移至下死點，該上沖頭22是先被該彈性件23的彈力推頂而預壓胚料6，接著被該上模座14頂抵而繼續向下擠壓胚料6，藉此可增加胚料6的成形性。透過該等模仁3及該上沖頭22多方向擠壓胚料6，可使胚料6均勻充填於該模穴33中，並成形出對應該特徵部32的特徵，從而鍛壓出軸狀外形的成品7，該成品7可為長軸件，並具有負拔模角特徵，例如：具有雙頭特徵的長軸件。在一實施例中，該成品7為齒輪軸之類的長軸件。在鍛壓結束後，該上模座14向上移動而遠離該下模座11，該等連桿機構4也反向帶動該等模仁3遠離彼此，從而開啟該模穴33並完成脫模，如此可不需透過頂出工法便可輕易使成品7脫模。在該等模仁3開模時，該等擋塊51可透過該等緩衝件52的彈力緩衝該等模仁3向外開啟的力道，達到緩衝慣性力以保護結構的功效，除了透過彈簧作為該等緩衝件52外，當然也可以使用油壓裝置配合該等擋塊51來緩衝該等模仁3的開啟後的慣性力，且不以此為限。

綜上所述，本發明透過該等連桿機構4可帶動該等模仁3沿該合模方向A擠壓胚料6，再透過該上沖頭22的鍛壓，達到複動化成形之功效，提升可成形性並能成形出特徵複雜(例如具負拔模角)的長軸件，且該等模仁3開啟後能直接使成品7脫模，不需依靠頂出工法而可減少空間的浪費及免除繁複的機構設計，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。

1:主體單元 11:下模座 111:設置空間 12:導軌 13:導套 14:上模座 15:導柱 2:鍛壓單元 21:保持件 22:上沖頭 23:彈性件 3:模仁 31:塊體部 311:導槽 312:滑槽 32:特徵部 33:模穴 4:連桿機構 41:下桿件 42:上桿件 43:樞軸 5:緩衝單元 51:擋塊 52:緩衝件 6:胚料 7:成品 A:合模方向 B:橫向方向

本發明之其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一正視圖，說明本發明複動化成形裝置之一實施例； 圖2是一正視剖面圖，說明圖1的剖視態樣； 圖3是一側視剖面圖，說明本實施例的側視剖面態樣； 圖4是一側視圖，說明本實施例的側視態樣；及 圖5是一示意圖，說明本實施例的成形過程。

1:主體單元

11:下模座

111:設置空間

12:導軌

13:導套

14:上模座

15:導柱

2:鍛壓單元

21:保持件

22:上沖頭

23:彈性件

3:模仁

31:塊體部

312:滑槽

32:特徵部

33:模穴

4:連桿機構

41:下桿件

42:上桿件

43:樞軸

5:緩衝單元

51:擋塊

52:緩衝件

A:合模方向

Claims (9)

1. 一種複動化成形裝置，包含： 一主體單元，包括一下模座，及一位於該下模座上方的上模座； 一鍛壓單元，包括一設置於該上模座下方的上沖頭； 複數模仁，可相對該下模座沿一合模方向移動地設置於該下模座上，該等模仁彼此相配合界定出一位於該上沖頭下方的模穴；及 複數連桿機構，分別樞接該等模仁，每一連桿機構包括至少一個下端樞接該下模座的下桿件，及至少一個上端樞接該上模座的上桿件，該至少一下桿件的上端及該至少一上桿件的下端與相對應的模仁樞接，當該上模座向下朝該下模座移動時，該等連桿機構會帶動該等模仁沿該合模方向彼此靠近以進行合模。
2. 如請求項1所述的複動化成形裝置，包含兩個模仁及兩個連桿機構，每一連桿機構包括兩個沿一垂直該合模方向的橫向方向位於相對應模仁兩側的下桿件，及四個兩兩一組地沿該橫向方向分別位於該模仁兩側的上桿件，每一組上桿件沿該橫向方向位於其中一個下桿件之相反兩側。
3. 如請求項2所述的複動化成形裝置，其中，每一模仁具有一形成一沿該橫向方向延伸之滑槽的塊體部，每一連桿機構還包括一穿設該滑槽且樞接該等下桿件及該等上桿件的樞軸。
4. 如請求項3所述的複動化成形裝置，其中，該等模仁之塊體部內表面圍繞界定出該模穴，每一模仁還具有一由該塊體部內表面凸伸而出且具有負拔模角的特徵部。
5. 如請求項1所述的複動化成形裝置，其中，該主體單元包括一由該下模座向上凸伸且沿該合模方向延伸的導軌，每一模仁底面還形成一供該導軌嵌設的導槽，該等模仁可被該等連桿機構帶動而沿該導軌移動。
6. 如請求項1所述的複動化成形裝置，還包含複數分別沿該合模方向設置於該等模仁外側的緩衝單元，當該等模仁被該等連桿機構帶動而遠離彼此時，該等緩衝單元分別擋抵並緩衝該等模仁。
7. 如請求項6所述的複動化成形裝置，其中，該下模座由頂面凹陷形成複數分別位於該等模仁外側的設置空間，每一緩衝單元包括一位於相對應設置空間中且可沿該合模方向滑移的擋塊，及一設置於該設置空間內且一端頂抵該擋塊外側的緩衝件。
8. 如請求項1所述的複動化成形裝置，其中，該鍛壓單元還包括一設置於該上模座底面並供該上沖頭設置的保持件，及一設置於該保持件內且兩端分別頂抵該上模座及該上沖頭的彈性件。
9. 如請求項1所述的複動化成形裝置，其中，該主體單元還包括複數插置於該下模座上的導套，及複數頂端固定於該上模座且底端分別插設於該等導套中的導柱。

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