专利名称：一种除去冲孔碎屑的方法和一种制造冲孔制品的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于除去冲孔碎屑的方法和利用冲孔法制造制品的方法。此种制作制品的方法包括上述用于除去冲孔碎屑的方法。本发明具体涉及一种除去冲孔碎屑的方法，该方法可以容易地在模具的上侧执行，并适合于用在超细冲杆的冲孔加工或冲孔间距小的冲孔加工。本发明还涉及一种利用冲孔法加工制品的方法，该方法包含上述除去冲孔碎屑的方法。
背景技术：
近年来，在应用冲杆和模具的冲孔加工中不断要求形成具有更小直径和更高密度冲孔。
例如，在安装电子元件的电路板情况下，需要高精度形成许多小的冲孔，使得可以形成具有更高密度的电路，同时在考虑到冷却作用时又可保持高可靠性。
当在冲孔的工件形成大量小的冲孔时，重要的是冲孔操作应这样进行，使得高精度的冲孔排列成具有均匀的间隔，但是同样重要的是要完全从使用冲杆和模具的冲压机上，特别是从工件的附近区域上除去冲孔碎屑，以防止这些冲孔碎屑堵塞该制品，这些冲孔碎屑起源于在工件上形成冲孔的位置，如果冲孔的碎屑没有完全除去，例如进入到冲孔工件的冲孔中，它便会生产出有缺陷的产品，降低生产率，这种缺点经常发生将会增加制造成本，最后导致失去竞争性。
图2(a)和图2(b)示出采用冲杆和模具的常规冲孔加工的例子。
如图2(a)所示，作为准备步骤，首先将要冲压的薄工件3放置在模具12上，随后如图2(b)所示，用冲杆10对工件3进行冲孔。通常保持在如图2(b)所示操作的状态下，在下一步除去冲孔碎屑，即在冲杆10已经对模具12上的工件进行冲孔后，在在冲杆10冲入到模具12的阶梯孔21中的状态下除去冲孔碎屑。
因为大部分的冲孔碎屑在用冲杆10形成冲孔时落入到模具的阶梯孔21一侧，可利用真空吸除法，或相反利用压缩空气吹除法，或使冲孔碎屑粘附在粘合介质上从模具的阶梯孔21一侧除去冲孔碎屑，所以使得冲孔碎屑不会留在工件3冲孔中。然而已经观察到，一部分冲孔碎屑有时仍粘附在冲杆10上，造成在拉出冲孔10时，该冲孔由进入到该冲孔的冲孔碎屑堵塞。
另外，如上所述的除去冲孔碎屑的方法适用于例如示于图2(a)和2(b)的冲孔机，这种冲孔机应用了较大直径的冲杆10和较大的冲孔间距，这种较大的冲孔间距使得相邻冲孔之间的距离变宽，因此在模具的阶梯孔21中具有相当大的空间。然而近年来，要求在工件3上形成具有较小直径和密度高的冲孔，因此不可避免地要采用超细的冲杆和较小的冲孔间距。对于采用较小直径冲杆10和较小冲孔间距的这种冲孔机，在相邻冲杆之间只有很短距离，便很难采用上述除去冲孔碎屑的方法。
例如随着越来越需要形成微型化程度增大的高密度冲孔，广泛采用这种冲孔机，这种冲孔机采用极细的冲杆头和极小的冲孔间距。例如用于图3(a)和3(b)所示冲孔工艺的冲孔机。在这种冲孔机和用于图2(a)和2(b)所示工艺的冲孔机之间的结构差别在于模具的阶梯孔21。在图2(a)和2(b)所示的结构中，模具的阶梯孔21具有足够大的容积，允许顺畅地除去冲孔碎屑，而在图3(a)和3(b)所示的结构中，阶梯孔21作得小得多，以防止模具12刚性降低。结果，便不能形成可以顺畅除去冲孔碎屑的足够大的容积。
具体是对于上述冲孔机，小直径冲杆10的前部分X从耐用性的观点出发不能作得太长。同时，因为需要使冲杆头伸入到模具的阶梯孔21中，以便于除去冲孔碎屑，所以在模具12上的开口的相应距离Y也不能作得很长。这样便减小了模具的阶梯孔21上侧的厚度，因而降低了模具12的刚性。
因此需要减小模具阶梯孔21的尺寸，以增加模具12的刚性。然而因为这种设计很难确保除去冲孔碎屑操作所要求的体积，所以不能充分地除去冲孔碎屑。
当采用较小的冲孔间距时，冲杆10将使较大的剪切力作用在工件3上，因此增加了模具12的负载。因为这样，为了增加模具12的强度，经常在模具的阶梯孔21中配置增强件，例如肋部件。然而这种增强件使得模具12的结构变得更为复杂，更进一步减小了模具阶梯孔21中可利用的空间。因而更难使用上述方法除去冲孔碎屑。这样便不能充分除去冲孔碎屑，使得冲孔碎屑停留在工件3的冲孔中，最后造成例如生产率的降低。
如上所述，除去冲孔碎屑是一个重要的步骤，该步骤显著影响冲孔加工的生产率，特别是在需要形成微型化程度增加和冲孔密度增大的冲孔加工中，越来越难于应用一种方法来除去模具下面阶梯孔部分的冲孔碎屑。虽然上面已暗示需要一种方法来完全除去冲孔机上的冲孔碎屑，使得在冲孔工件的冲孔中不停留任何冲孔碎屑，但是迄今还没有提出一种适用的方法。
根据上述问题提出本发明，本发明的目的是解决先有技术相关的问题。具体是，本发明的目的是提供一种除去冲孔加工中冲孔碎屑的方法，以及一种包括上述除去冲孔碎屑方法的制造冲孔制品的方法，该方法即使在模具被增强，使得模具的阶梯孔的空间变小的情况下也很容易执行。尤其是，该方法可以确保冲孔碎屑完全不留在由冲孔加工形成的冲孔中，因此可以提高冲孔加工制造制品的生产率。本发明的另一目的是，在制造现有产品例如制造其上具有许多小尺寸冲孔的电路板等时，通过本发明作用改进安装工业元件主要包括电子器件的安装工艺。
发明公开本发明人在充分研究和检验冲孔加工中所用的除去冲孔碎屑的方法以后，得到以下结论模具冲孔法可采用冲杆和模具在要冲孔的工件上形成冲孔，在应用模具冲孔法是可以采用下述方法达到上述目的，即在工件上形成冲孔之后，使紧贴脱膜板的冲杆没有从冲孔抽出的工件升高，然后回抽冲杆，使其稍微突出于冲孔的最下端，最后在此种状态下，执行除去冲孔碎屑的操作。
具体是，本发明提供一种除去冲孔碎屑的方法，该方法适用于采用冲杆和模具的冲孔加工，上述方法的特征在于，用冲杆对工件冲孔，在要冲孔的工件上形成冲孔；紧贴脱膜板地，不从冲孔中抽出冲杆地升高工件，离开模具；然后在上抽冲杆使冲杆的头部分稍微突出于冲孔最下端的状态下除去冲孔碎屑。
在本发明的除去冲孔碎屑的方法中，最好采用吹气法或粘接法除去模具上的冲孔碎屑，该吹气法采用压缩空气流除去冲孔碎屑，而该粘接法利用将冲孔碎屑粘合在粘合介质上的方法除去冲孔碎屑。
本发明用于除去冲孔碎屑的方法适用于形成微小冲孔的冲孔加工，在这种微小冲孔中，冲孔的孔直径或者从冲孔的一个边缘到相对边缘的最短距离约为100μm或更小。该方法也适合用于在工件上形成高密度冲孔的冲孔加工，该冲孔密度高到使得相邻冲孔之间的间距为100μm或更小。
本发明提供一种应用冲杆和模具制造冲孔制品的方法，该方法的特征在于包括步骤A，利用冲杆冲压待冲孔的第一工件，在该第一工件上形成第一冲孔；步骤B，在冲杆不抽出第一冲孔的状态下，使紧贴脱膜板的第一工件升高，离开模具；步骤C，向上拉冲杆，使得冲杆头部稍微突出于第一冲孔的最下端；步骤D，除去冲孔碎屑；步骤E，用冲杆冲压待冲孔的第二工件，在第二工件上形成第二冲孔；步骤F，在冲杆不抽出第二冲孔的状态下，使第二工件与第一工件一起升高；步骤G，向上拉冲杆，使得该冲杆的头部分稍微伸出第二冲孔的最下端；步骤H，除去上述冲压碎屑，然后重复步骤E~H，使许多冲孔工件叠合。
在本发明的利用冲孔法制造制品的方法中，最好在步骤D的除去冲孔碎屑之后，向上拉冲杆，使得冲杆的头部分稍微从第一冲孔的最下端凹进去，并且在步骤H的除去冲孔碎屑之后也向上拉冲杆，使其冲杆的头部分从第二冲孔的最下端稍微凹进去。另外，最好采用吹气法或粘合法除去模具上面的冲孔碎屑。该吹气法采用压缩空气流除去冲孔碎屑，而粘合法则使冲孔碎屑粘合在粘合介质上而除去冲孔碎屑。
另外，最好在步骤A和E中用冲杆形成冲孔时，在模具和脱膜板之间插入垫片，这种垫片的厚度最好使它比位于模具和脱膜板之间工件的总厚度约大5~15mm，换言之，比已经重叠在冲杆5上的工件厚度和装在模具上要形成新冲孔的工件厚度之和大5~15μm。
本发明的制造冲孔制品的方法适用于形成微小冲孔的冲孔加工，这种微小冲孔的孔径或从冲孔的一个边缘到相对边缘的最短距离约为100μm或更小。本方法也适用于在工件上形成高密度冲孔的冲孔加工，该密度高到相邻冲孔之间的间隔为100μm或更小。
附图的简要说明
图1(a)~(c)是工艺示意图，示出本发明的采用冲杆和模具进行冲孔加工的例子，其中图1(a)示出预备步骤，在该预备步骤中，将冲孔的薄工件装在模具上，图2(b)示出冲孔步骤，在此步骤中，用冲杆对该部件冲孔，而图1(c)示出除去冲孔碎屑的步骤，在该步骤中，使脱膜板与工件一起升高，以便除去冲孔碎屑。
图2(a)和(b)是工艺示意图，示出先有技术的用冲杆和模具进行冲孔加工的例子，其中图2(a)示出预备步骤，在该步骤中，将要冲孔的薄工件装在模具上，而图2(b)示出冲孔步骤，在此步骤中工件被冲孔。
图3(a)和(b)是工艺示意图，示出先有技术的用冲杆和模具进行冲孔加工的另一个例子，图3(a)示出预备步骤，在此步骤中，将薄的冲孔工件装在模具上，而图3(b)示出冲孔步骤，在此步骤中用冲杆在工件上形成冲孔。
图4(a)~(f)是工艺示意图，示出本发明的用冲杆和模具进行冲孔加工的例子，其中图4(a)示出第一薄片的预备步骤，在该步骤中，将薄的要进行第一冲孔加工的工件装在模具上，图4(b)示出第一冲孔步骤，在该步骤中，用冲杆对第一薄片工件进行冲孔，图4(c)示出第二薄片的预备步骤，图4(d)示出第二冲孔步骤，图4(e)示出第三薄片的预备步骤，而图4(f)示出薄片冲孔的完成步骤，在此步骤中，在完成冲孔加工和薄片叠合形成整个叠层之后，从脱膜板上除去叠合工件的叠层件。
图5(a)~(f)是工艺示意图，示出本发明的采用冲杆和模具进行冲孔加工的例子，其中图5(a)示出第一薄片的预备步骤，在此步骤中，将要进行第一冲孔加工的薄的工件装在模具上，图5(b)示出第一冲孔步骤，在此步骤中，冲孔第一工件薄片，图5(c)示出第二薄片的预备步骤，图5(d)示出第二冲孔步骤，图5(e)示出第三薄片的预备步骤，而图5(f)示出冲孔薄片的完成步骤，在此步骤中，在完成冲孔加工和薄片叠合为整个叠置件之后，从脱膜板上取下已冲孔的叠合工件的叠置件。
图6(a)~(f)是工艺示意图，示出本发明的采用冲杆和模具进行冲孔加工的例子，其中图6(a)示出第一薄片的预备步骤，在该步骤中，将薄的要进行第一冲孔加工的工件装在模具上，图6(b)示出第一冲孔步骤，在此步骤中，用冲杆对第一薄片工件进行冲孔，图6(c)示出第二薄片的预备步骤，图6(d)示出第二冲孔步骤，图6(e)示出第三薄片的预备步骤，而图6(f)示出薄片冲孔的完成步骤，在此步骤中，在完成冲孔操作和薄片叠合为整个叠置件之后，从脱膜板上取下已冲孔的叠合工件的叠置件。
图7是横截面图，示出隔片的升降机构的一个例子，该隔片用作本发明的垫片。
图8是透视图，示出冲孔操作中用的插入隔片，这种冲孔操作工艺示于图4(a)~(f)。
实施本发明的最好模式下面详细说明本发明的用于除去冲孔碎屑方法的优选实施例和本发明的用冲孔法制造制品方法的优选实施例。然而本发明不能解释为限于这些实施例；技术人员可以看出，可以进行各种变化、改型和改进，而不超出本发明的精神和范围。
本发明涉及一种除去冲孔碎屑的方法，该方法的特征在于，在一种状态下从模具的上侧除去冲孔碎屑，即在冲孔加工之后不从冲孔的工件上抽出冲杆，同时使紧贴脱膜板上的工件升高，使得工件移离模具的状态下除去冲孔屑。
因为在模具的上侧除去冲孔碎屑，所以可以容易地除去冲孔碎屑，而不受到模具结构的影响。在采用小尺寸冲杆和较小冲孔间距的冲孔机的情况下，虽然因为有增强件等，经常很难在模具阶梯孔部分保持足够大的空间，但对本发明的除去冲孔碎屑的操作却不会造成任何困难。相反，在模具上侧除去冲孔碎屑改进了操作性，这种操作性由于可以充分除去冲孔碎屑，从而可增加生产量以及提高生产效率。
另外，因为在冲杆不从工件中抽出的情况下除去冲孔碎屑，并且在冲杆头部稍微突出于冲孔最下端状态下除去碎屑，所以任何冲孔碎屑不可能进入到工件的冲孔中。即使有些冲孔碎屑保留在冲杆的尖头上，但是这种冲孔碎屑也容易除去。因此这种方法进一步降低了废品率，导致制造成本降低。
因为冲孔的工件没有放置在模具上，所以可以容易地清扫模具的上侧以及模具的孔。然而为了达到更完全的效果，也可以使先有技术中从模具阶梯孔一侧除去冲孔碎屑的方法，与本发明的除去冲孔碎屑的方法相连用。
至于本发明用的清除冲孔碎屑方法本身可以采用与常规技术相同的技术。为此，可从各种现有方法中选择至少一种恰当的方法，例如采用压缩空气吹除冲孔碎屑的方法，该方法在现有方法中只需要很简单的装置，或者采用真空吸除法收集冲孔碎屑，或者采用使冲孔碎屑粘接在粘合介质上的方法。
电子电路的电路板上要求的尺寸极小的高密度冲孔可以定义为例如冲孔的孔径和两个相邻冲孔之间间距均在约几十μm数量级的冲孔。虽然近年来已要求在冲孔制品上准确形成直径为100μm或更小和孔距为100μm或更小的冲孔，但是，本发明的除去冲孔碎屑的方法以及用冲孔加工制造制品的方法能够充分满足这种要求。
本发明的除去冲孔碎屑的方法和用冲孔操作制造制品的方法中，对要冲孔的工件没有特别的限制。例如当对杨氏模量小于3000千克力/mm2的软材料进行冲孔时，因为不是所有的冲孔碎屑均能进入到模具的阶梯孔一侧，而且还容易粘附在冲杆上，所以经常遇到残留冲压碎屑的问题，因为在先有技术中不能充分除去冲孔碎屑。然而按照本发明，因为在冲孔加工时产生的冲孔碎屑随后不会保留在工件上形成的冲孔中，而且留在模具上侧的或其它地方的冲孔碎屑可以容易除去，所以本发明适合用于例如上述软材料的冲孔。具体是，当对一些材料例如聚乙烯(其杨氏模量为310千克力/mm2)、聚酰亚胺(其杨氏模量为430千克力/mm2)、增强塑料(其杨氏模量为2500千克力/mm2)、半制品薄板(其杨氏模量为4千克力/mm2)等进行冲孔加工时，本发明特别适用。本发明可以用在任何材料上，即使杨氏模量超过3000千克力/mm2，只要它们需要除去冲孔碎屑的操作。
下面说明本发明的除去冲孔碎屑的方法例子以及用冲孔法制造制品工艺的例子。
图1(a)~(c)是示意图，示出除去冲孔加工中冲孔碎屑的步骤。
图中所示冲孔机作为主要构成部件包括冲杆10、模具12和脱膜板11，要冲孔的工件3放置在模具上，然后用冲杆10进行冲孔。尽管对工件3的材料、尺寸和厚度没有特别限制，但是例如薄片材料适用于作冲孔的工件，或者更具体是，可以采用40μm的半成品薄片。
图1(a)示出冲孔加工之前的预备步骤，在该步骤中，将工件3放置在模具12上。如图1(b)所示，随后用冲杆10对工件3进行冲孔。在此时，在工件3上形成的冲孔位置产生冲孔碎屑。虽然大部分的冲孔碎屑落到模具的阶梯孔21内，但是一部分冲孔碎屑仍保留在模具的上侧，或者粘附在冲杆10或工件3上，在此阶段，如图1(c)所示，可使工件3与脱膜板11一起上升，使得工件3移离模具12，在这种情况下除去冲孔碎屑，同时使冲杆10的头部突出于工件3的下侧一个小距离Z。
和先有技术的方法不同，本发明的方法不是在工件3进行冲孔加工后停留在模具12顶部上时进行除去冲孔碎屑的操作。重要的是，要在工件3紧贴于脱膜板11并冲杆10留在冲孔中时，将该工件移到上面。至于使工件3紧贴于脱膜板11的方法，例如可以在脱膜板11上形成抽吸通孔(在示意图中未示出)来达到，使得可以通过该通孔加上真空抽吸力，或者在工件3的表面上涂上粘合剂，使工件3粘附在脱膜板11上。
因为冲杆10此时还没有从工件3上由冲孔加工形成的冲孔中抽出，所以冲孔碎屑实际上不会停留在工件3的冲孔中，因此在图1(c)所示的状态下，只要除去粘附在模具12上表面上的以及粘附在冲杆10上面的，或者位于工件3下侧的冲孔碎屑便足够了。因此，除容易进行除去冲孔碎屑的操作而外，本发明还可以防止冲孔碎屑进入到工件3的冲孔并保留在该冲孔中，所以进一步提高了生产率。
本发明还可以同时采用先有技术的除去冲孔碎屑的方法，例如在模具阶梯孔21一侧加上的真空抽吸装置。这种操作可以在图1(b)或1(c)所示的状态下进行，因此能够进一步减小冲孔碎屑残留在模具12孔中的相关问题。
参照上面，重复上述图1(a)~(c)的步骤，制造具有许多相互叠合(在图中未示出)工件3的冲孔制品。因为冲杆10起上述方法中叠合轴的作用，所以许多工件3可以叠合在一起，不会造成在冲孔位置的滑移。另外，因为冲杆10在整个冲压步骤期间停留在冲孔中，所以可以防止冲杆10使冲孔发生形变。
因为上述原因，本发明可以在包含许多叠合工件3的冲孔制品中准确形成通孔，该通孔由彼此叠合的冲孔构成，因为这些冲孔是对一片一片工件进行冲孔操作时在各个工件3上形成的，即使工件3具有很长和很窄的形状，即该工件3具有很高的长宽比也是这样。
当冲孔加工后叠合工件时，在先有技术中的一般做法是在冲压加工后将工件从模具的上表面上转移到另一个位置。然而，按照本发明，这种工件一直层叠在冲杆10上，即层叠在冲孔机上，因此可以去掉转移工件3的夹具，或者可以省去叠放该制品的空间，由此减小了附加的制造步骤数目，并可以进一步减小冲孔制品的生产成本。
尽管可以采用简单重复上述图1(a)~(c)中的步骤，获得由许多叠合工件构成的冲孔制品，但是在除去冲孔碎屑之后准备下一个冲孔加工时，在本发明中，最好从与冲杆10一起升高的工件3的冲孔最下端稍微拉入冲杆10。这样便能确保先前的工件3在总是在下一个冲孔步骤时比冲杆10更先接触下一个工件3，使得下一个要冲孔的工件3可以被前一个工件3压住，由此可以以更高的准确度形成冲孔。
在这种情况下，重要的是不要使冲杆10的头部太进入到冲孔。如果冲杆10过分地退出冲孔或完全位于脱膜板11内，则在用软材料作工件3时，可能会使冲孔发生形变，由此降低了在冲孔制品中形成的通孔的精度，该通孔由一个位于一个顶上叠置的冲孔组成，因为这些冲孔是在对一片接一片的工件进行冲孔操作时在各个工件3上形成的。另外，在用软材料作冲孔的工件时，应该特别小心。即，当采用叠合冲孔工件的方法制造冲压制品时，在冲孔时，该脱膜板将冲击在模具上的工件，然后冲杆才接触工件，形成通孔，造成工件被加夹压在脱膜板和模具之间。结果，已经冲孔的叠合在脱膜板上的工件以及为进行下一次冲孔操作放置在模具上的工件将受到压缩力的作用。在应用容易形变的软材料情况下，这种压缩力可以使叠放在脱膜板上的工件受到压缩和形变。如果发生这种形变，则会引起叠合工件的相对错位，因为起叠放轴作用的冲杆是刚性固定的，由此降低已成形冲孔的几何精确度。因为为下一次冲孔操作放在模具上的工件是在受到脱膜板压力的压缩状态下由冲杆冲孔，所以在冲孔加工操作后发生的弹性形变引起的形状复原将降低冲孔的位置精度和几何精度。
下面参考图4(a)~(f)、图5(a)~(f)、图6(a)~(f)以及图8，说明在用软材料时，进行高准确度冲孔加工的方法。图4(a)~(f)、图5(a)~(f)以及图6(a)~(f)是工艺示意图，示出本发明制造冲孔制品方法的例子，并示出在模具和脱膜板之间插入垫片的方法。
当在软材料上高精度形成冲孔时，最好在模具和脱膜板之间插入垫片进行冲孔加工，如图4(a)~(f)、图5(a)~(f)以及图6(a)~(f)所示。采用插入垫片的方法可以防止脱膜板直接冲击要冲孔的工件，因而可以防止工件受到压缩力的作用。
图4(a)~(f)示出采用例如插入隔片作垫片的制造步骤。
图4(a)示出一种状态，在这种状态中，作为冲孔加工第一薄片的薄工件3被放置在模具12上，准备冲孔操作。另外，在模具12上还放置插入隔片6，该隔片6的形状例如示于图8，该插入隔片的厚度最好设定为比模具12上工件3的厚度约大5~15μm。随后，用冲杆10对作为冲孔加工的第一薄片的工件3进行冲孔，如图4(b)所示。脱膜板11不直接冲击工件3，而是冲击其厚度稍大于工件3的插入隔片6。因此，即使工件3包含极软的材料，在冲孔时也不会发生形变。因此，可以在工件3上形成精度极高的冲孔。随后开始第二薄片的准备步骤，如图4(c)所示。在此步骤中，将作为进行冲压加工的第一薄片的已冲孔工件3向上移，同时使工件紧贴着脱膜板11，并保持冲杆10穿过形成的冲孔中。然后将另一插入隔片6放置在模具12上。该插入隔片的厚度最好设定为比已经穿孔的冲杆10留在形成冲孔中的工件3的厚度与为进行下一次冲孔加工装在模具12上的工件3的厚度之和约大5~15μm。
图4(d)示出作为冲压加工第二薄片的工件3的冲孔步骤。和示于图4(b)的第一薄片情况一样，脱膜板11不直接冲击工件3，而是冲击插入隔片6，由此可以防止工件3发生形变。因为与上述操作步骤相同的原因，在工件3上形成的冲孔具有很高的精度。随后，进行第三薄片的准备步骤，如图4(e)所示。和先前的步骤一样，将另一个插入隔片6放置在模具12上，该隔片的厚度最好比已经冲孔的、升高的、冲杆10位于形成冲孔中的工件3的厚度与为进行下一次冲孔操作固定在模具12上的工件3的厚度之和约大5~15μm。由此可防止脱膜板11直接冲击在工件3上。重复上述步骤，便可以在冲孔机中一个接一个地叠放许多工件3。在对所有工件3的薄片冲孔和叠合后，如图4(f)所示，可将叠合的工件3从脱膜板11上取下来。由此完成整个冲孔加工。
在用工件10冲孔工件3时，放置在模具12上的插入隔片6的厚度设定为总是比位于上述模具12和脱膜板11之间的工件3的总厚度约大5~15μm，即设定为比已经冲孔的、升高的、冲杆10留在冲孔中的工件3的厚度和为进行下一次冲孔加工放置在模具12上的工件3的厚度之和大得多的厚度，设置这种厚度的原因是确保在冲孔期间不管是工件3厚度的波动还是脱膜板11和模具12发生形变的情况下，脱膜板11不会冲击工件3。如果插入隔片6的厚度小于已经升高的冲杆10仍留在冲孔中的工件3的厚度和装在模具12上的工件3的厚度之和，或者即使前一厚度只比后一厚度和小于约5mm的下限，则不是令人满意的。因为这样便存在脱膜板11冲击工件3的可能性。相反，如果实际上限大于约15μm，这也是不希望的，因为这种差别便很难适当地控制工件3的偏移。
只要满足上述条件，当工件3的叠合数目增加时，每次插入隔片6所要求的厚度也随之增加。可以依次采用具有各种要求厚度的不同插入隔片6，或者一个一个地将同样的隔片6叠置起来。
采用插入隔片6作上述垫片的例子是一种装置，在冲压加工时该装置放置在模具和脱膜板之间，该装置能够防止脱膜板直接冲击工件，使工件免受压缩力的作用。这种垫片的厚度只需要比已经升高的由冲杆10贯穿的工件的厚度与为下一次冲压加工放在模具上的工件厚度之和约大5~15μm，对其形状没有特别的限制。例如，上述插入隔片6其形状可以为长方形的杆，或者加在工件3之间的平板，或者是放置在工件3的四个角外边的许多薄圆盘或长方形短柱外面。然而，为了便于将工件制造成具有均匀的高度(厚度)，也为了方便地制止模具12和脱膜板11的倾斜，该隔片最好形成为如图8所示的框架形状。
图5(a)~(f)示出用升高隔片作另一种垫片例子的制造工艺。
如图5(a)~(f)所示的升高隔片5成形为可以在模具内上下活动，以调节该隔片突出于模具12上表面的高度，从而在操作冲杆10时，可以在模具12和脱膜板11之间形成一个空间，由此可以防止脱膜板11直接冲击正要冲孔的工件3，使工件3免受压缩力的作用。
图5(a)示出一种状态，在这种状态中，作为待冲孔加工的第一薄片的薄工件3放置在模具12上，以便进行冲孔。在此时，可使升高隔片5向上移动，使得它突出于模具12上的工件3，比工件3的高度高凸出约5~15μm。随后，用冲杆10对作为待冲孔加工第一薄片的工件3进行冲孔，如图5(b)所示。脱膜板11不直接冲击工件3，而冲击稍微突出于工件3的升高隔片5。因此即使工件3包括很软的材料，在冲孔操作期间，该工件也不会发生形变，从而可以在工件3上形成高精度的冲孔。接着，开始第二薄片的预备步骤，如图5(c)所示，在此步骤中，使作为第一薄片的已冲孔工件3向上移动，同时使该工件紧贴着脱膜板11，并使该冲杆10贯穿该冲孔。随后，再调节突出于模具12上表面的升高隔片的高度，使得它比已经穿孔和升高的仍由冲杆10贯穿的工件3的厚度与为下一次冲孔操作放置在模具12上的工件3的厚度之和约大5~15μm。
图5(d)示出作为第二薄片的工件3的冲孔步骤，和图5(b)所示的第一薄片情况一样，脱膜板11不直接冲击工件3，而冲击升高隔片5，由此可防止工件3变形，因为和上述步骤相同的原因，在工件3上形成的冲孔具有很高的精度。接着，进行第三薄片的预备步骤，如图5(e)所示。和前面步骤一样，调节突出于模具12上表面的升高隔片5的高度，使得它比已经冲孔和升高的同时由冲杆10贯穿的薄片3的厚度与为下一次冲孔操作放置在模具12上的工件3的厚度之和约大5~15μm，由此可以防止脱膜板11直接冲击工件3。重复上述步骤，便可以将许多工件3一个接一个地叠置在冲孔机内。在将工件3的所有薄片冲孔和叠置后，如图5(f)所示，将叠置的工件3从脱膜板11上取下来，从而结束整个冲孔步骤。
如前面部分已经提到的，对垫片的形状没有任何特殊限制，因此当采用升高隔片5作垫片时，虽然在示意图中未示出，但是升高隔片5在水平方向的横截面形状例如可以是夹合工件3的长方形形状，或者是放在工件3四个角上的圆形或方形块形状，或者是包围工件3的框架形状。
用作垫片3的升高隔片类型不限于如图5(a)~(f)所示的可以在模具12内上下运动的升高隔片5。该隔片还可以是如图6(a)~(f)所示的可以在脱膜板11内上下运动的升高隔片4，图6(a)~(f)示出用升高隔片4制造工艺例子。
如图6(a)~(f)所示的升高隔片4被成形为可以在脱膜板11内上下运动，从而可以调节该隔片突出于脱膜板11下表面的高度，因此在冲杆10运行期间，在模具12和脱膜板11之间形成一个空间，由此可防止脱膜板11直接冲击在冲孔的工件3上，使工件3免受压缩力的作用。
作为垫片的升高隔片4的功能细节以及采用隔片4的制造工艺不再说明，因为这些功能和制造工艺类似于前面图5(a)~(f)所示的功能和采用升高隔片5的制造工艺。
一般地讲，冲孔机下部模具的部件数目比上部模具少，所以容易形成一个空间来安装升高隔片和隔片的升降机构，采用升高隔片5比采用升高隔片4更有利。另外，升高隔片4和5与图4(a)~(f)所示的插入隔片6相比，由于需要初始投资以及在冲孔加工工件厚度变化时需要改装机械的投资，所以插入隔片6具有优点，虽然如此，但是可以作成自动化操作的升高隔片4和5可以提供较高的加工速度，这有助于提高生产量，降低制造冲孔制品的成本。
图7示出上下移动隔片的升降机构的例子，该图是示意图，示出在模具12内上下移动的升高隔片5和连接于该隔片的升降机构32。该升降机构32包括伺服马达33和连杆机构，由高精密伺服马达33产生的转动可以采用例如连杆机构转换成线性运动，该连杆机构包括由伺服马达驱动的阳螺纹螺杆34和啮合该螺杆的阴螺纹35。这样便可精确地使升高隔片5上下移动。
举例进行冲孔操作，形成100个冲孔，各个冲孔的孔宽度为90μm，长度为3μm，孔距为170μm，即两个相邻冲孔之间的间隔为80μm。采用半成品陶瓷薄片作冲孔材料，其厚度为50μm。
在用模具冲孔装置冲孔陶瓷半成品后，该装置包括形成预定冲孔的冲杆和模具，用真空吸盘将半成品陶瓷薄片固定在脱膜板上从模具上升高。该冲杆不完全从冲孔中退出，使冲杆的头部突出于冲孔的最下侧表面，突出约1mm。
已观测到，在冲孔期间产生的冲孔碎屑中，虽然一部分可以通过加上真空抽吸力从模具的阶梯孔侧除去，而其另一部分可能粘附在冲杆上。然而后者采用粘合辊可以容易除去。
在重复如上所述的冲孔步骤8次之后，在叠合的半成品陶瓷薄片上形成孔宽度为90μm，长度为3μm，深度为0.4μm的冲孔，这些冲孔具有很高的精确度和很高的长宽比。
工业应用如上所述，按照本发明，即使在模具的阶梯孔部分可利用空间有限的状态下，也可以容易除去采用冲杆和模具的冲孔操作期间产生的冲孔碎屑。具体是，在冲孔加工形成冲孔之后，在冲孔内实际上不存在冲孔碎屑。因此，在工件上形成高精度和高密度微型冲孔时，即使采用冲孔碎屑容易粘附在冲杆上的软材料，本发明也毫无问题地可以除去残留的冲孔碎屑等。从而可以提高用冲孔加工制造制品的生产率。另外，可以采用本发明来制造制品例如具有冲孔的电路板，该冲孔的大小约为几十个微米，由此，本发明改进了安装工业部件主要包括安装电子器件的安装工艺，并获得了极好的效果。例如可以提供更小型和更方便的产品。
权利要求
1.一种采用冲杆和模具的用于除去冲孔碎屑的方法，该方法的特征在于用冲杆冲孔工件，在待冲孔工件上形成冲孔；从模具上升高该工件，同时使该工件贴着脱膜板，并不从冲孔中抽出该冲杆；将冲杆向上拉，使得该冲杆的头部稍微突出于冲孔最下端，在此状态下除去冲孔碎屑。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，或者用吹气法，或者用粘着法除去模具上的冲孔碎屑，该吹气法采用压缩空气流除去冲孔碎屑，而粘着法使冲孔碎屑粘着在粘合剂介质上而除去冲孔碎屑。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，冲孔的孔径或者从冲孔的一个边缘到相对边缘的最短距离为100μm或更小。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，相邻冲孔之间的间隔为100μm或更小。
5.一种用冲杆和模具制造冲孔制品的方法，该方法的特征在于包括以下步骤步骤A，用冲杆对第一冲孔工件冲孔，在第一工件上形成第一冲孔；步骤B，从模具上升高紧贴着脱膜板的第一工件，而冲杆不从第一冲孔抽出；步骤C，将冲杆向上拉，使得该冲杆的头部稍微突出于第一冲孔的最下端；步骤D，除去冲孔碎屑；步骤E，用冲杆对第二冲孔工件进行冲孔，在第二工件上形成第二冲孔；步骤F，使第二工件与第一工件一起升高，而冲杆不从第二冲孔中抽出；步骤G，向上拉冲杆，使得冲杆的头部稍微突出于第二冲孔的最下端；步骤H，除去冲孔碎屑，随后重复步骤E-H，使许多冲孔的工件叠置在一起。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于在步骤D除去冲孔碎屑之后，将冲杆向上拉，使得冲杆的头部稍微从第一冲孔的最下端凹进去；在步骤H除去冲孔碎屑之后，向上拉冲杆，使得冲杆的头部稍微从第二冲孔的最下端凹进去。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，或者采用吹气法，或者采用粘着法除去模具上的冲孔碎屑，该吹气法利用压缩空气流除去冲孔碎屑，而粘着法使冲孔碎屑粘着在粘合剂介质上而除去冲孔碎屑。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤A和步骤E中用冲杆在工件上形成冲孔时，将垫片插入到模具和脱膜板之间。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该垫片的厚度比位于模具和脱膜板之间的工件厚度之和约大5至15μm。
10.如权利要求5至9中任一项所述的方法，其特征在于，冲孔的孔径或者从冲孔的一个边到相对边的最短距离为100μm或更小。
11.如权利要求5至10中任一项所述的方法，其特征在于，在相邻冲孔之间的间隔为100μm或更小。
全文摘要
一种除去金属模冲压中冲孔碎屑的方法(该金属模冲压通过使用冲杆(10)和模具(12)在被冲压材料(3)上开孔)和一种包括该除去冲孔碎屑方法的制造冲压制品的方法，该除去冲孔碎屑的方法包括下述步骤在通过冲杆(10)在冲压材料(3)上开孔之后，在不从孔中卸下冲杆(10)的情况下提升靠近脱模板(11)安装的冲压材料(3)，返回从模具(12)提升的冲杆(10)以便从冲孔的最低部分稍微突出，在此状态下，进行除去碎屑的操作，从而，即使模具的阶梯孔部分的空间很狭小，也能够容易地执行冲孔操作，并且没有任何冲孔碎屑残留在这些冲孔的内部，因此可以提高由冲孔操作制造的产品的生产率。
文档编号B26F1/00GK1462227SQ02801413
公开日2003年12月17日 申请日期2002年4月23日 优先权日2001年4月27日
发明者武内幸久, 辻裕之, 北村和正, 山口良则 申请人:日本碍子株式会社