TWI817735B - 多沖程之長套筒成型方法 - Google Patents

Abstract

本發明多沖程之長套筒成型方法，其主要針對一金屬線材加工而成型一長套筒，即經由備料、進料及連續成型沖壓等步驟，俾使該備料步驟所備具之金屬線材，得以在該進料步驟所備具之成型機中，使該金屬線材在多次承受沖壓過程時，其每次沖壓時之部分線材便會產生直線且漸進式的向模外延伸，以呈部分模外成型型態方式，不但能維持加工精度與不受長度限制影響之外，同時所配合使用之生產設備不需過度規格限制，大幅降低生產設備成本的支出。

Description

多沖程之長套筒成型方法

本發明是有關於一種長套筒的成型製作，特別是指一種多沖程之長套筒成型方法。

查，傳統在套筒的製程上，係使用一剪裁好的金屬線材，利用一般車削方式進行車削，以達到該套筒的成型，惟，透過車削加工會有速度慢之缺失外，同時在車削成型過程中會產生大量的廢料，致使在套筒的製造成本提高，雖然車削過程中產生的大量廢料可回收再使用，但回收價格有限，以致於難以補貼製造成本偏高。

另有業者研發出一沖壓成型方法，即在一具有多模沖程的加工機具上採用冷鍛沖壓模式進行加工施作，以沖壓製造出一可受驅動工具驅動之套筒，參閱圖1至圖3，習知沖壓成型方法1其依序包含有一備料步驟11，一進料步驟12，一初步沖壓步驟13，一二次沖壓步驟14及一成型沖壓步驟15；其中，該備料步驟11備具一金屬線材a，且裁切成一預設長度；另，該進料步驟12中備具有一加工機2(圖中以簡圖表示)，分別呈間隔設於該加工機2上的第一、第二及第二成型模21、22、23，分別與該第一、第二及第二成型模21、22、23對應之第一、第二及第二沖模24、25、26，以及一設於該每一成型模21、22、23內之頂推件27，而前述該第二成型模22的內徑d2深度呈大於第一成型模21的內徑d1深度，並小於該第三成型模23的內徑d3深度設置，同時該第二沖模25的長度w2係呈大於該第一沖模24的長度w1，且小於該第三沖模26的長度w3；又，該初步沖壓步驟13係透過該第一成型模21與第一沖模24，以先對該金屬線材a進行初部的沖壓，使該金屬線材a於該第一成型模21內形成局部擴張並具有一淺凹槽後，並由該頂推件27將該金屬線材a頂推向該第一成型模21外移動，而後移動過模至該第二成型模22中；又另，該二次沖壓步驟14即由該第二沖模25對該第二成型模22內的該金屬線材a再次進行沖壓，在該第二沖模25完全伸入於該第二成型模22內後，便會使尚未受到沖壓之部分金屬線材a，經二次沖壓後而沿該第二成型模22的形態，而使該凹槽的深度與長度再被擴張延展後，該金屬線材a便會在該頂推件27的頂推下而往該第二成型模22外移動並凸伸，以便被移動過模至該第三成型模23中；至於，該最終沖壓步驟15亦即透過該第三沖模25，以對位於該第三型模23內之該金屬線材a的凹槽處進行最後的沖壓，直至該第三沖模26完全伸入於該第三成型模23內後，這時未受到沖壓的部分該金屬線材a在沖壓過程順沿該第三成型模23的形態，成型出一長套筒4的型態後，便會在該頂推件27頂推下退出該第三成型模23，進而完成所需之長套筒4的成品製作。

然而，實際使用發現，鑒於習知該沖壓成型方法1係通過每一沖模24、25、26以完全伸入對應該成型模21、22、23中的模內成型方式，其需通過足夠的沖程驅動力才能完成該套筒4的製造加工，然而成型的該套筒4的尺寸長度有多種，尺寸越長所需要的沖程便會需要進行到四道、五道等，不但每一道沖壓行程所需的驅動力會有因增加而導致加工速度慢，同時沖程越多所備具的加工機台3要夠長與夠大等限制要求，如此才能有足夠空間供長度與深度呈相對應之該等沖模24、25、26和成型模21、22、23設置於上，故配合不同長度之長套筒尺寸，就需要更換相匹配之加工設備，這將會造成加工設備之成本與每一加工件之加工成本等都會大幅提高，實有待改進。

因此，本發明之目的，是在提供一種多沖程之長套筒成型方法，透過模外延伸成型加工，以快速精確沖壓成型出一套筒，不但能維持長度精度與不受長度加工限制影響外，更可有效提高生產效率與降低加工設備成本。

於是，本發明一種多沖程之長套筒成型方法，其依序包含有備料步驟、進料步驟及連續成型沖壓步驟；其中，該進料步驟備置有一供該備料步驟所備具之金屬線材進料的成型機，該成型機上具有複數成型模，複數與該等成型模呈對應設置且可產生沖壓位移之沖模，以及分設於該每一成型模內之頂掣件，而前述該其一成型模之該模穴可承接該金屬線材，以供該沖模進行沖壓，同時該頂掣件伸入位於該模穴之底端處，以對該金屬線材進行適當頂掣推移；因此，進行連續成型沖壓時，由對應之該等成型模、沖模對進料之該金屬線材進行沖壓，使該金屬線材在多次承受沖壓過程中，其每次沖壓時之部分線材便會順著該沖模之周緣，且沿該成型模之壁面往該成型模之開口向外產生直線且漸進式的向外延伸，以使該金屬線材在後續過模沖壓工序中，在無需整體完全伸入對應之成型模內的狀況下，便能承受到不同程度的沖壓作用，並使受沖壓之線材往該成型模外處呈模外成型的延伸，以與前次所延伸成型之部分銜接，最後在該頂掣件頂掣推移自該成型模退出，以成型出一具有深度槽孔的長套筒，是以，不但能維持加工精度與不受長度限制影響之外，同時所配合使用之生產設備不需過度規格限制，即能大幅提高生產效率，更能也效降低生產設備成本的支出。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。

參閱圖4，本發明之一較佳實施例，該多沖程之長套筒成型方法5包含有一備料步驟51，一進料步驟52及一連續成型沖壓步驟53；其中，該備料步驟51備具有一金屬線材b，且將該金屬線材b依據所欲成型之套筒8尺寸裁切成預設長度；特別是，在本實施例中，在該備料步驟51後加設有一初步加工步驟511，以對該金屬線材b之一側的端部予以先形加工出具有一內凹圓弧面b1(圖中未示)，如此可使該金屬線材b在後續沖壓過程所產生的擴張延伸得以更加順暢。

接續前述，該進料步驟52備置有一供該金屬線材b進料之成型機6，該成型機6上具有複數成型模61，複數與該等成型模61呈對應設置且可產生沖壓位移之沖模62，以及分設於該每一成型模61內之頂掣件63(圖5中之簡圖表示)；其中，該每一成型模61上形成有一開口61b，且該成型模61內形成有一可供該金屬線材b容置的模穴61a，以供該沖模62進行沖壓，另，該等沖模62的長度對應於該等成型模61之該模穴61a尺寸，在本實施例中，該等成型模61為至少三個間距設置的成型模61、 61’、61”設置，且該等模穴61a的深度D1、D2、D3亦呈相同設計，而該等沖模62亦也呈等同的對應數量設置，同時該等沖模62、62’、62”對應於該等模穴61a之深度D1、D2、D3的長度W1、W2、W3尺寸則可呈較大為之，並以由小至大的設置方式來與該等模穴61a對應，以下僅以該等模穴61a的深度D1、D2、D3為相同，及以該等沖模62、62’、62”的長度W1、W2、W3為由小至大之具較大尺寸設置為例說明，因此當該沖模62因沖壓過程而伸入至對應該成型模61內時，該沖模62不會完全伸入於該成型模61內中，而該頂掣件63伸入位於該模穴61a之底端處，以對該金屬線材b進行適當頂掣推移，使該金屬線材b得以凸設於外，而前述該成型機6上之該等成型模61與沖模62的設置，可根據所欲成型加工之套筒8的尺寸型而呈增減的設置。

至於，在該連續成型沖壓步驟53中，由對應該等成型模61、沖模62對進料之該金屬線材b進行沖壓，而該本實施例中，該連續成型步驟53進一步包括有一初鍛沖壓工序531、一再鍛造沖壓工序532及一成型沖壓工序533，而在該初鍛沖壓工序531中由該其一沖模62對進料至該其一成型模61內的金屬線材b進行沖壓，使受沖壓之部分線材因而沿該成型模61之壁面往該開口61b外凸伸，且被沖壓處因而下凹成形為一凹槽部b3(即如圖6中所示)，在該沖模62退出後，該頂掣件63會對該金屬線材b進行頂掣，使該金屬線材b往該開口61b處移動，以便由一夾持件(圖中未標號，即以箭頭表示)將退出之該金屬線材b夾持下，移動過模至該另一成型模61’中，以利進行下一工序，另，在該再鍛造沖壓工序532中，由該另一沖模62’對位於該另一成型模61’內之金屬線材b再次進行沖壓，使受沖壓之另部分線材因而接續前一步驟所成型的筒身b2，且順沿該成型模61’之壁面往該開口61b外處呈延長凸伸，同時使該凹槽部b3再下凹成型為一有別於該凹槽部b3形態的凹部，且完成沖壓後該金屬線材b會在該頂掣件63頂掣推移下向該開口61b外移動，以利被夾持過模至該又一成型模61”中，至於，在該成型沖壓工序533中，即通過該又一沖模62”來對該又一成型模61’內之金屬線材b進行沖壓，使剩餘線材在承受沖壓過程中因而往該開口61b外呈擴張延伸，並與上一工序所沖壓成型的筒身b2呈銜接型態設置，同時使該凹部會呈再下凹形態以增加深度後，使該金屬線材b在最後成型沖壓作業中，於該沖模62”與成型模61”間成型出具有深度凹部的長套筒8成品，並在該頂掣件63頂掣的推移後自又一該成型模61”退出。

參閱圖4至圖6，進行成型製程時，該初步加工步驟511係將該備料步驟51所備具裁切為適當尺寸的該金屬線材b，先行對該金屬線材b一側的端部加工出具有內凹圓弧面b1後，便可進料至該其一成型模61內，使該金屬線材b穩定置於該模穴61a中且位於該頂掣件63上，這時該其一沖模62便會對該金屬線材b之內凹圓弧面b1處進行沖壓，當該金屬線材b受沖壓後其局部線材會因該沖模62的沖壓作用而呈下沉內凹態樣，且被擠入於該沖模62與該成型模61兩者間所形成的縫隙中，並隨沖壓的力道而往該開口61b外呈延伸，且在其該沖模62退出沖壓之該金屬線材b後，該金屬線材b上之被沖壓處便會立即顯現出為一下凹的凹槽部b3的形態設置，而後該金屬線材b便會在該頂掣件63的頂掣下，使該金屬線材b未受到沖壓之處呈部分向該開口61b外移動，這時便可透過一夾持件(圖中未標號，即以箭頭表示)將該金屬線材b予夾持，以過模至於該另一成型模61’中，以便進入下一道工序的進行。

接續前述，當該金屬線材b過模至該另一成型模61’後，該另一沖模62’便會對該金屬線材b於前一工序中所產生之凹槽部b3處，對該金屬線材b未受到沖壓之部分接續沖壓，鑒於該另一沖模62’長度W2尺寸大於該另一成型模61’之模穴深度D2，因此在該沖模62’對該金屬線材的沖壓過程中，該沖模62’整體可以在無需完全伸入對應之成型模61’內，與增加沖壓之移動行程的狀況下，即能對該金屬線材b產生有效的沖壓，使受被沖壓後之部分線材得以順著前次向外延伸之筒身b2與該沖模62’長度的型態呈接續延伸，同時該凹槽部b3也會在沖壓作用下，而再下凹成型為一有別於該凹槽部b3形態的槽孔(此為該再鍛造沖壓工序532)，而在該另一沖模62’退出後，該金屬線材b便會在該頂掣件63頂掣推移下向該開口61b外移動，使的該金屬線材b得以在夾持件(圖中未標號，即以箭頭表示)的夾持下移動過模至該又一成型模61”中。

再者，在該成型沖壓工序533中，與該又一成型模61”對應之該又一沖模62”，便會對該金屬線材b剩餘未沖壓的線材予以沖壓，此時更鑒於該槽孔之端部因歷經多次沖壓工序後已呈現出厚度漸縮狀態，所以在剩餘線材數量相對降低的狀況下，在成型沖壓作業上更能輕易使該槽孔再往下凹沉以增加深度，甚至形成貫穿型態呈現(圖中係以貫穿形態呈現)，更使得剩餘線材受到沖壓而往該開口61b外順著該沖模62”長度的型態呈延伸，以與上一工序所成型的筒身b2呈銜接而往模外伸長設置，使該金屬線材b於該沖模62”與成型模61”間成型出具有深度槽孔的長套筒8成品，最後在該頂掣件63頂掣的推移下自該又一成型模61”退出，即完成該套筒8的成型作業；是以，藉由備料、進料及連續成型沖壓等一貫式連續製程步驟所進行的製造工序上，在無需增加驅動力的狀況下，便能使金屬線材b受到不同程度的沖壓作用，並在每一次所進行的沖壓作業過程中，其每次沖壓時之部分線材便會產生直線且漸進式的向模外延伸，以呈部分模外成型型態方式，不但能維持加工精度與不受長度限制影響之外，同時所配合使用之生產設備不需過度規格限制，係有別於習知需因應配合不同長度之長套筒尺寸，就需要更換相匹配之加工設備之模內成型方式，得以快速精準加工成型出一具有深度槽孔的長套筒8，不但能有效提高生產效率，更能大幅效降低生產設備成本的支出。

歸納前述，本發明多沖程之長套筒成型方法，其包含有備料步驟、進料步驟及連續成型沖壓步驟等，利用該進料步驟之成型機上具有供進金屬線材進料之複數成型模設置，以及與該等成型模對應之沖模的配合設置，俾利在將金屬線材加工製造成型為長套筒的過程中，能以有別習知需增加沖壓行程驅動力之模內成型方式，使該金屬線材在連續成型沖壓作業中，其每次沖壓時之部分線材便會產生直線且漸進式的向模外延伸，以呈部分模外成型型態方式，不但能維持加工精度與不受長度限制影響之外，同時所配合使用之生產設備不需過度規格限制，藉此可使該金屬線材快速被精準加工成型出一具有深度槽孔的長套筒，不但能有效提高生產效率，更能大幅降低生產設備成本的支出。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

(習知)

1:沖壓成型方法

11:備料步驟

12:進料步驟

13:初步沖壓步驟

14:二次沖壓步驟

15:成型沖壓步驟

2:加工機

21:第一成型模

22:第二成型模

23:第三成型模

24:第一沖模

25:第二沖模

26:第三沖模

27:頂推件

4:套筒

a:金屬線材

d1:第一成型模內徑

d2:第二成型模內徑

d3:第三成型模內徑

w1:第一沖模長度

w2:第二沖模長度

w3:第三沖模長度

(本發明)

5:多沖程長套筒成型方法

51:備料步驟

511:初步加工步驟

52:進料步驟

53:連續成型沖壓步驟

531:初鍛沖壓工序

532:再鍛造沖壓工序

533:成型沖壓工序

6:成型機

61、61’、61”:成型模

62、62’、62”:沖模

63:頂掣件

61a:模穴

61b:開口

8:套筒

b:金屬線材

b1:內凹圓弧面

b2:筒身

b3:凹槽部

D1、D2、D3:模穴深度

W1、W2、W3:沖模長度

圖1是習知沖壓成型方法之流程圖。

圖2是該習知成型機之該等成型模與沖模構件示意圖。

圖3是習知長套筒成型過程示意圖。

圖4是本發明之一較佳實施例之流程圖。

圖5是該較佳實施例成型機之該等成型模與沖模構件示意圖。

圖6是該較佳實施例之長套筒成型過程示意圖。

5:多沖程之長套筒成型方法

51:備料步驟

511:初步加工步驟

52:備料步驟

53:連續成型沖壓步驟

531:初鍛沖壓工序

532:再鍛造沖壓工序

533:成型沖壓工序

6:成型機

8:套筒

b:金屬線材

Claims (5)

1. 一種多沖程之長套筒成型方法，其包含有：一備料步驟，其備具有一金屬線材；一進料步驟，其備置有一供該金屬線材進料之成型機，該成型機上具有複數成型模，複數與該等成型模呈對應設置且可產生沖壓位移之沖模，分設於每一該成型模內之頂掣件，以及於任二該成型模間設有一夾持件，其中，該每一成型模上形成有一開口，且該成型模內形成有一可供該金屬線材容置且與該開口連通之模穴，同時該其一成型模之該模穴可承接該金屬線材，以供該沖模進行沖壓，另，該等沖模長度對應於該等成型模之該模穴尺寸，而該頂掣件伸入位於該模穴之底端處，即在該沖模沖壓退出後，以對該金屬線材進行頂掣推移，使該金屬線材往該開口處移動，以便由該夾持件將退出之該金屬線材夾持，移動過模再次進行沖壓；以及連續成型沖壓步驟，由對應該等成型模、沖模對進料之該金屬線材進行沖壓，使該金屬線材在每一受沖壓過程中，其部分線材便會順著該沖模之周緣且沿該成型模之壁面往該開口向外凸伸，並在該頂掣件的頂掣下由該夾持件將該金屬線材夾持進行過模沖壓，且每次沖壓時之部分線材便會產生直線且漸進式的向模外延伸，直至成型出一具有深度槽孔的長套筒。
2. 根據請求項1所述多沖程之長套筒成型方法，其中，該備料步驟後加設有一初步加工步驟，以對該金屬線材之一側的端部予以先行加工出具有一內凹圓弧面。
3. 根據請求項1或2所述多沖程之長套筒成型方法，其中，該等成型模為至少三個間距設置的成型模設置，且該等模穴的深度亦呈相同，而該等沖模亦也呈等同的對應數量設置。
4. 根據請求項1或2所述多沖程之長套筒成型方法，其中，該連續成型沖壓步驟進一步包括有一初鍛沖壓工序、一再鍛造沖壓工序及一成型沖壓工序；其中，在該初鍛沖壓工序中由該其一沖模針對進料至該其一成型模內之金屬線材進行沖壓，使部分線材受沖壓而順著該沖模周緣，且沿該成型模之壁面往該開口向外凸伸，且被沖壓處因而下凹成形為一凹槽部，而該頂掣件會頂掣該金屬線材往該成型模外處推移，以便移動過模至該另一成型模中；另，在該再鍛造沖壓工序中由該另一沖模對該另一成型模內之金屬線材進行沖壓，使另部分線材受沖壓而接續前一工序所成型的筒身，而沿該成型模之壁面往該成型模之開口外呈凸伸，同時使該凹槽部再下凹成型為一有別於該凹槽部形態的槽孔，並在該頂掣件的頂掣推移下使該金屬線材向該開口外移動，以利過模至該又一成型模中；至於，該成型沖壓工序中由該又一沖模以對該又一成型模內之金屬線材進行沖壓，使剩餘線材受到沖壓而往該成型模之開口外呈擴張延伸，以與上一工序所成型的該筒身銜接，同時使該槽孔再下凹以增加深度後，並由該頂掣件頂掣推移自該又一成型模退出，以成型出一具有深度槽孔的長套筒。
5. 根據請求項3所述多沖程之長套筒成型方法，其中，該連續成型沖壓步驟為具有一初鍛沖壓工序、一再鍛造沖壓工序及一成型沖壓工序；其中，在該初鍛沖壓工序中由該其一沖模針對進料至該其一成型模內之金屬線材進行沖壓，使部分線材受沖壓而順著該沖模周緣，且沿該成型模之壁面往該開口向外凸伸，且被沖壓處因而下凹成形為一 凹槽部，而該頂掣件會頂掣該金屬線材往該成型模外處推移，以便移動過模至該另一成型模中；另，在該再鍛造沖壓工序中由該另一沖模對該另一成型模內之金屬線材進行沖壓，使另部分線材受沖壓而接續前一工序所成型的筒身，而沿該成型模之壁面往該成型模之開口外呈凸伸，同時使該凹槽部再下凹成型為一有別於該凹槽部形態的槽孔，並在該頂掣件的頂掣推移下使該金屬線材向該開口外移動，以利過模至該又一成型模中；至於，該成型沖壓工序中由該又一沖模以對該又一成型模內之金屬線材進行沖壓，使剩餘線材受到沖壓而往該成型模之開口外呈擴張延伸，以與上一工序所成型的該筒身銜接，同時使該槽孔再下凹以增加深度後，並由該頂掣件頂掣推移自該又一成型模退出，以成型出一具有深度槽孔的長套筒。

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