专利名称：冲孔装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及穿透管件的相对壁的孔的沖制，而此时所述管件位于液 压成形模具腔中。
背景技术：
已知晓在汽车制造中，为了通过用模具腔固定管件来制造诸如车 顶纵梁及车架纵梁的管状结构，把管件的端部密封住，并且引导压力液 体把管件扩张成由模具腔限定的形状。在制造的经济利益方面，希望在 液压成形零件上完成诸如冲孔的附加作业，而此时所述零件被固定在模 具内并受到来自压力流体的内压力。希望的是提供新的及改进的装置，它应用单一冲制来在管件的一个 壁上沖出第一孔，并且使同一冲制具有穿越管件内部并在管件的另一个 壁上冲出第二孔。发明内容提供了一种装置，用于冲制穿透液压成形管件的相对的第一及第二 管壁的孔，而此时所述管件位于由一对液压成形模具构成的模具腔中。 冲头安装在与模具腔相交的冲头孔内。冲头致动器推动冲头前进，以在 第一管壁上冲制第一孔，而后穿越模具腔并在第二管壁上冲制第二孔。 用于支承管件的第二壁以防止由液压成形压力引起破裂的支承机构含 有弹簧，弹簧偏压支承杆的支承面与第二壁结合，并且在沖制第二孔期 间屈服。在第二孔沖制成之后，支承杆致动器抽回支承杆以带动支承面 离开第二壁。此处的详细描述及特定例子以及本发明的指示性示例实施例，仅用 于解释的目的而不用于限制本发明的范围。
通过详细描述及各附图，本发明将会被更充分地理解，其中 图1是剖视图，是穿过固定于液压成形模具中的管件而截取的，所述液压成形模具具有根据本发明的冲孔装置；图2是类似于图1的视图，但显示了被压力流体扩张的管件；图3是类似于图1的视图，但显示了沖头已被推向前以沖制一个管件壁上的孔；图4是类似于图1的视图，但显示了冲头已被进一步推向前以冲制 管件第二壁上的孔；和图5是类似于图1的视图，但显示的是被抛弃的冲下废料。
具体实施方式
某些示例性实施例的下列描述，在性质上仅是示例性的，而不是用 来限制本发明、其应用或用途。参考图1,整体标示为10的液压成形模具含有下模具12及上模具 13，它们配合构成其内方文置管件16的空腔14。如同通常的液压成形过 程那样，管件16的端部被密封，而后管件16将被填充以流体。所述流 体将是带压力的，而管件16的壁被向外地挤压至由^^莫具腔14形状所限 定的形状。同样如同图1中所见，冲头20可在设置于下才莫具12中的沖头孔22 内滑动。冲头孔22在空腔14的左壁26处与空腔14相交，并且还在空 腔14的另一侧上延伸并进入空腔14的右腔壁28,使得冲头20将能一 直穿越空腔14,因此能在管件16的左管壁30和管件16的右管壁32中 冲制孔。冲头20连接于液压缸36或其它的致动器。液压缸36通常将 在图1所示位置处支承冲头20,在图1所示位置处冲头端面38与空腔 14的左壁26对齐，以便克服流体压力来支承左管壁30。冲头端面38 具有沉孔40,沉孔40与设置在沖头20中的排出孔42连通，如下文将 讨论的那样。 一整体标示为46的支承机构设置在下模具12内邻接于空腔14的右 腔壁28。下模具12具有大孔50,大孔50与沖头孔22连通并容纳支承 机构46。套筒52坐落在下模具12的大孔50内。套筒52具有套筒孔 54，而轴56可与套筒孔54—起滑动。轴56连接于液压缸58或其它的 致动器。支承杆62安装在轴56上并包含支承部分64，支承部分64在套 筒54内滑动；柄部66,它在轴56的轴孔68内滑动；和支承部分70，它在冲头孔22内滑动。支承杆62的支承部分70具有支承面72，支承 面72紧密地装配在冲头孔22内。柄部66在轴孔68内的滑动一皮止动垫 圈76限制，止动垫圏76利用螺钉80安装在柄部66的端部。止动垫圏 76将与轴孔68的台肩82结合，使得如同下文将讨论的，轴56可抽回 支承杆62至右边。如同图1中所看到的，腔室84被支承杆62的支承部分64与驱动 轴56的端面88之间的空间所限定。螺旋压缩弹簧92位于腔室84内并 坐靠支承部分64及轴端面88，以建立这种关系支承杆62相对于轴 56的延伸位置由止动垫圈76与轴孔68的台肩82的结合来决定。如同在图4中最佳地看到的，下模具12具有废弃斜槽96，废弃斜 槽96由与冲头孔22相交的孔98和套筒孔54构成。装置操作参考图1,管件16^f皮固定在^t具腔14内。冲头20的沖头端面38 通过液压缸36的作用而^皮定位得与左腔壁对齐。支承杆62的支承面72 通过螺旋压缩弹簧92的作用而被定位得与右腔壁28对齐。参考图2,流体压力^皮施加在管件16的内部，而通常范围为 5000-25000 p.s丄(磅/吋2)的这个流体压力4皮显示成使得左管壁30向 外隆起进入沖头20的沉孔40。还有，当螺旋压缩弹簧92稍微变形时， 流体压力使右管壁32隆起并允许支承杆62被推至右边。然而，螺旋压 缩弹簧92在支承杆62上保持足够的力使支承面72将支承住右管壁32, 使得流体压力不能破坏冲头孔22处的右管壁32上的孔。参考图3，液压缸36已^^皮致动以驱动冲头20进入冲头孔22，使得 冲头端面38穿透左管壁30而形成了孔100及废料102。排出孔42与大 气压力连通，由此生成跨过废料102的的差压，使得冲下废料102被保 持到位，并且当沖头20前进时被沖头20承载。此外，图3显示右管壁 32继续因螺旋压缩弹簧92的弹簧力导致被支承杆62的支承面72所支 承。图4显示沖头20已前进穿越管件16的内部，并驱使冲下废料102 贯穿孔104而通过右管壁32,由此生成沖下废料106。当沖头继续前进， 由于允许螺旋压缩弹簧92进一步变形及压缩而使支承杆62能进一步移 动至右边，所述进一步变形及压缩是由于螺旋压缩弹簧29的弹力不能抵抗由液压缸36施加在冲头20上的更大的力引起的。冲下废料102及 106仍保持在冲头20的冲头端面38与支承杆62的支承面72之间，并 被推入沖头孔22之中。参考图5,可看到液压缸58已被致动以允许螺旋压缩弹簧92伸 长，同时轴56的台肩82挡住止动垫圈76,并抽回支承杆62的支承面 72而离开冲头孔22和离开冲下废料102及106, 4吏得冲下废料4皮释开， 而后跌落通过废弃斜槽而被处理。在某些情况下冲下废料102可能粘在 冲头端面38上。但是，如同在图5中所见到的，排出孔42变成与管件 16的内部连通，《吏得流体压力通过沖头沉孔40而一皮连通，并4巴沖下废 料102弹射离开沖头端面38。较好的是，管件16内的流体压力的释放 与穿孔操作相协调，使管件16中仍有充足的流体压力以有效地弹射冲 下废料。这之后，液压缸36及58将被致动而使冲头20及支承杆62返回至 其图1的位置，使得模具能被打开和从模具腔14中取出管件16。螺旋压缩弹簧92的弹簧刚度选择得对支承杆62提供所希望的支承 水平，并且当沖头20开始贯穿右管壁32时还提供所需的屈服度及支承 杆62的位移。如此，弹簧刚度将根据诸如要被贯穿的孔的尺寸、管壁 厚度的各因素来确定和改变。本发明的前面描述在性质上仅是示例性的，而因此其变化是在本发 明的范围内。虽然附图显示的是容纳在腔室84中的螺旋压缩弹簧92, 但将会理解可以使用其它的力变形装置。例如诸如尿烷的粘弹性材料； 或诸如氮化处理弹簧的液压或气压装置；都可以被用来提供对支承杆62 的可变形支承。
权利要求
1.一种用于通过液压成形管件的相对的第一及第二管壁穿孔的装置，在穿孔时管件位于由一对液压成形模具构成的模具腔内，所述装置包括位于一个液压成形模具中的冲头孔，它与模具腔相交；冲头，安装在冲头孔中邻接于管件的第一壁；冲头致动器，用于使冲头前进以在第一壁中制成第一孔和然后穿越模具腔并在管件的第二壁中制成第二孔；和支承机构，用于支承管件的第二壁并具有对支承杆的支承面实施偏压的弹簧，使支承面与第二壁结合以支承第二壁，并且在冲制第二孔期间弹簧屈服；和支承杆致动器，用于在已冲出第二孔之后抽回支承杆以携带支承面离开第二壁。
2. 如权利要求1的装置，还包括弹簧具有足够的偏压力来防止 液压成形流体压力破坏管件的第二管壁，并且在冲制第二孔期间仍可充 分地屈服以便被冲头施加在管件第二壁上的力克服。
3. 如权利要求1的装置，还包括偏压支承面的所述弹簧是螺旋 压缩弹簧。
4. 如权利要求1的装置，还包括偏压支承杆的所述弹簧是粘弹 性材料块。
5. 如权利要求1的装置，还包括所述冲头致动器及所述支承杆 致动器是液压缸。
6. 用于通过液压成形管件的相对的第一及第二管壁穿孔的装置， 在穿孔的同时管件位于由一对液压成形模具构成的模具腔内，该装置包 括沖头孔，位于液压成形模具之一上，所述冲头孔延伸进入在模具腔 的相对的侧面上的模具中并邻接于第 一及第二管壁； 冲头，安装于冲头孔中邻接于管件的第一壁；沖头致动器，用于使沖头前进而通过从第一壁冲下第一冲下废料来 制成第一孔，然后穿越模具腔和通过从管件第二壁沖下第二冲下废料来 制成第二孔，而后推动冲下废料进入冲头孔；和支承机构，包括支承杆，支承杆安装于沖头孔中邻接于管件第 二壁并具有支承面，用于支承第二壁来防止由液压成形压力引起的破裂；弹簧，它可屈服地支承支承杆，并在冲制第二孔期间因前进的冲头 的力而屈服；和支承杆致动器，用于通过弹簧撤回支承杆的支承，并在 沖出第二孔之后带着支承面离开冲下废料，使得冲下废料掉落以便处理。
7. 如权利要求6的装置，其中冲下废料处理斜槽与冲头孔连通来 容纳第一及第二冲下废料，以便处理它们。
8. 如权利要求6的装置，还包括所述弹簧是螺旋压缩弹簧。
9. 如权利要求6的装置，还包括所述弹簧是弹性体的弹簧。
10. 如权利要求6的装置，还包括所述弹簧是流体压力弹簧装置。
11. 如权利要求6的装置，还包括所述冲头致动器是液压缸。
12. 如权利要求6的装置，还包括所述支承杆致动器是液压缸。
13. 用于通过液压成形管件的相对的第一及笫二管壁穿孔的装置， 在穿孔的同时管件位于由一对液压成形模具构成的模具腔内，包括冲头孔，位于液压成形模具之一中并与模具腔相交；冲头，安装在冲头孔中邻接于管件的第一壁，并具有沖头端面，所述冲头端面与第一管壁结合以支承第一管壁来防止由液压成形压力引起的破裂；第 一液压缸，用于推动冲头前进以沖制穿过第 一壁的第 一孔然后穿 越模具腔及在管件的第二壁上冲制第二孔；支承杆，安装在冲头孔中邻接管件的第二壁并具有支承面，所述支 承面用于与第二管壁结合以支承第二管壁来防止由液压成形压力引起 的破裂；弹簧，迫使支承杆与第二管壁进入结合，并在冲头前进及在第二壁 上冲制第二孔时产生变形；和第二液压缸，用于在沖出第二孔后抽回支承杆，以使支承杆抽离第二壁和允许冲头穿过第二孔及进一步进入冲头孔。
14. 如权利要求13的装置，还包括所述弹簧是螺旋压缩弹簧。
15. 如权利要求13的装置，还包括所述弹簧是粘弹性材料块。
16. 如权利要求13的装置，还包括所述弹簧是氮化处理弹簧。
全文摘要
本发明涉及冲孔装置，具体而言提供的装置用于冲制穿过液压成形管件的相对的第一及第二管壁孔，而此时管件位于由一对液压成形模具构成的模具腔中。冲头安装在与模具腔相交的冲头孔内。冲头致动器推动冲头前进，以在第一管壁上冲出第一孔并然后穿越模具腔和在第二管壁上制作第二孔。支承机构用于支承管件的第二壁以防止由液压成形压力引起的破裂，支承机构包括弹簧，弹簧偏压支承杆的支承面进入与第二壁的结合并在冲制第二孔期间产生变形。在冲制第二孔之后，支承杆致动器抽回支承杆以携带支承面离开第二壁。
文档编号B21D28/28GK101259503SQ20081000566
公开日2008年9月10日 申请日期2008年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者K·R·马克斯, M·M·吉兰 申请人:通用汽车环球科技运作公司