模块式模具的制作方法

文档序号:3157439阅读:183来源:国知局

专利名称::模块式模具的制作方法
技术领域
:本发明涉及按照独立权利要求的前序部分的模具和方法。
背景技术
:新型汽车车型的研制可以众所周知地通过提前提供试制的零件和实现与之相关的按计划投放市场的机会来实现,与延迟产品供货相比,其投资回报明显提高。术语制造工艺的"试制"(Seriennaehe或接近制造)应表示原型或试批量生产型的制造工艺高度接近批量制造工艺。此尝试同时用于尽量使暂时可实现的低成本原型制造的优点与批量制造的质量能力和生产量能力联系起来。试制的原型模具和试批量生产模具的面向未来且灵活多变的研发的已知设定目标是其质量改善和模具成本降低及新研制车身零件的制备期缩短。此时,制造工艺的试制的特点是原型或试批量生产的制造任务和制造条件的主要特征与批量制造的对应特征的一致程度,如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表1:用于原型制造、试批量制造和批量制造的制造任务和制造条件的典型特征。目前,车身仍然是单独设计的,其制造所需的模具以高昂成本按变化形式制成。对于按壳罩结构设计的车辆来说,车身零件制造用冲压模具的成本按照本发明在75百万欧元至100百万欧元的数量级内波动。由此推算出的单车成本负担在大批量制造的前提下还是可接受的,可对于与个性化期望相应的件数相当少的填补空白制造,没有合理的成本份额。对于原型制造、试批量制造和小批量制造用的车身零件的成型,过去数十年已构建起一系列具有单侧形状造型和双侧形状造型的做法。深冲、拉伸、外侧高雅变形或者说主动的液压机械深冲、利用橡胶膜的流压室压制、利用橡胶垫的深冲和爆炸成型就属于此。双侧形状造型式的成型通过传统的深沖来实现,其包括固定不动的上模具、下模具和压边模。深沖对应于拉压变形过程,其中由扁平板坯制造出空心件,没有刻意改变板厚。工件、模具和机器的配合影响成型,其中模具几何形状是物件制造的主要参数。模具几何形状可以只考虑工程影响因素如板材质、板厚和摩檫学边界条件来定。因为该条件随每个工件结构变化,所以模具构建除了FEM模拟外还依赖专业工人的经验和相应模具改变下的复杂的尝试。在此方法中,材料变形主要发生在板被移入的模具带走的区域。此外,与冲杆平面区相邻的材料的二次流动受到板与模具的摩擦以及两个半模之间的多个区域的夹紧的阻挡。为了防止局部过高应力和进而零件损伤,成型过程一般分成多个中间步骤。每个中间步骤需要一组复杂并因而昂贵的上模具和下模具。每个成型步骤还需要自己的压力机,由此一来,投资需求和占地需求增大。制造件数越少,传统深冲的缺点越引人注意。除了深沖之外,拉伸变形加工时的拉延在板材加工中有着重要意义。它是用固定冲杆对板坯进行的冲压。板坯的边缘此时被夹紧,其中夹紧通过夹钳完成,但也在固定的或有效模具部分之间。该成型过程开始时,板坯不接触沖杆即没有摩擦作用的预拉伸(也称为切向拉伸),由此一来,获得强度提高以及形状和尺寸精确的工件形状。接着,夹钳下移,或者沖杆上移,板坯按照冲杆形状变形。深沖尤其适于钢铁和汽车行业在过去几年中为响应依据对车身结构的高价值区域采用轻金属而成功实现的轻型结构而研究出的高强度乃至超高强度钢材的成型,针对上述钢材已启动了不同计划(ULSAB,ULSAB-AVC,ATLAS,NSB,SLC)。利用这种钢及其它补充材料和轻型措施,可以在汽车结构中开发显著减轻重量、更高舒适性和安全性的潜力,这看起来在可以在不久的将来保证依据壳罩结构和为此存在的制造技术的富有成效的大批量制造的延续。EP1317973A1已公开一种深沖压力机,其包括被沖杆带动的模具上部件、同向运动的压力机侧压边模座和支承板边缘的模具下部,模具上部将板插入模具下部并造成成型。模具上部和模具下部可以换上形状不同的模具,但模具此时没有模块化。模具上部可换地配有仿照其轮廓的模具侧压边模,其与压制侧压边模相连。压制侧压边模在其端面具有面平齐加入的压边冲莫块,其可以沿一个共同轴线水平移动并且以其彼此相对的侧面适应于换上的模具中的形状。
发明内容本发明的任务是,在由板件深沖(深模锻)制造零件时,所需模具组的数量减少以及一组模具的准备的成本和时间缩减。根据本发明,该任务通过独立权利要求的特征来完成。由从属权利要求中得到有利的实施方式。用于通过配属于压力机的模具上部和模具下部由板坯深冲制造零件的本发明模具的特点如下,模具上部和/或模具下部以模块化方式构成,其中,模具上部包括上部支座模块以及至少一个凹模模块,其可以与上部支座模块可拆分地相连,模具下部包括下部支座模块以及至少一个凸模模块和至少一个压边模模块,它们与该下部支座模块可拆分地相连,凹模模块和凸模模块设置在或者可设置在上部支座模块和下部支座模块之间。为了从专业上理解和从技术上加以界定,以下将定义与构建模块化试批量生产原型模具相关的术语模块模块是指从逻辑和功能角度看逻辑上可界定的能安装的单元,其可以是一个积木系统的一部分并且按照特定功能集成不同组成部分。模块具有规定的界面,界面尽可能与集成的总体功能性无关。它们由此在制造模具时具有高的应用灵活性和高的节约成本潜力,所述模具对于在相同时间周期内或随后要制造的车辆副产品来说是必需的。根据本发明,支座模块各包括尽量最多的无效的即不接触待制造工件的模具部分,其对于每个待衫成的工件组来说是统一的;凹模模块、凸模模块以及压边模模块包括对每个车身零件来说特殊制作的有效的模具部分,其具有同支座模块统一的界面。部段部段是指整体的一个部分,其为了可更换的目的可与总体或者与一个模具细节分开并且还能完成相同的或不同的单独功能。在此举例说明压边模部段的实施方式,其可选择地被设计成具有、不具有或者具有不同构造的拉深筋形状。模具模块化实现了划分为无效的即不接触待成型工件且对工件分组是标准的模具组成部分和有效的即对每个车身构件是专用制造的模具部分。按照本发明的一个优选实施方式,模具可用于深沖制造n组不同零件的系统,其中模具上部包括上部支座模块,其配有nl数量的凹模模块,该凹模模块与上部支座模块可拆分地相连,模具下部包括下部支座模块,其配有n2数量的凸模模块和n3数量的压边模模块,它们与UTGM(下部支座模块)可拆分地连接,凹模模块和凸模模块设置或可设置在上部支座模块和下部支座模块之间,每组待制造的零件对应于一个凹模模块加一个凸模模块和一个压边模模块的至少一种组合,并且nl大于3,n2大于3,n3大于3,n大于3。随着形成零件分组尤其是工件尺寸分组,模具结构的组成部分可以按照其要求统一确定尺寸并且反复使用。分组技术和模块化的结合实现了相同或相似的模具组成部分通过从用于相似工件形状的多个模具中求出改进模具而用于制造不同的零件。按照分组技术概念,多个零件按照其相似结构特征和制造技术特征(例如按照结构特征和尺寸特征)被划分成组并且对应于一个(部分或完全)标准的制造辅助结构。通过这种方式,能对所形成的工件分组中的工件实现工件灵活多变地(继续)使用所选的模具组成部分。7按照本发明的另一个实施方式,模具上部和模具下部由耐磨强度不小于铸铁的耐磨强度的材料制成。优选EN-几1004作为该材料。模具上部和/或模具下部有利地由灰口铸铁制成。此时优选车辆上部和车辆下部的重量的至少30%由硬化材料构成。上部支座才莫块和/或下部支座模块优选以框架且最好是方框的形式构成。这种模块在承载能力高时可以很简单地制造,并且允许凹模模块或者凸模模块的简单联接。这种模具材料具有以下有利的不同性能成型时提供低熔点,良好的模填充能力,较小的翘曲,较少的缩减量,光滑表面,-成型时获得足够的承载能力,摩擦值小,磨损少,-成型时改变较小的应力损耗和在加工及模具形状改变时简单涂上附加材料,-成型时消除模具材料的重复使用性,-成本较低地产生模具形状,通过使原件形状高度近似于成品形状,做法是建立模型,随后高速加工或者采用模具形状的精细铸造,无需随后着重加工表面。在另一个实施方式中,压边模模块和下部支座模块借助导向件可竖直和/或水平相对运动地相连,借此能实现相对精确的调整。同样有利的是,压边模和凸模模块借助导向件可水平和/或可竖直相对运动地相互连接。按照另一个实施方式,该零件可用于制造汽车车身。借此,可以将深冲的针对渐进多级的抽吸-传送-压制的在产量、零件质量、工艺安全、自动化和单件成本方面的优点用于汽车车身制造,不存在设备成本和模具成本高昂、准备时间长和加工成本高的缺点。依靠传送线的多级全自动化传统沖压件制造即便在不久的将来对于大批量制造来说仍是最有效的制造理念。因此在规定的车身零件(大)批量制造的准备当中,依据采用双侧造型方法的原型制造和试批量制造尽可能对应按照等批量生产方法采用和试批量生产模具采用的要求。因此,制造件数减少条件下的批量制造的成功延续以及越来越多的填补空白制造作为主要措施地要求研发过程加速和按照要求高的质量水准的车身零件制造的生产起动的加速。用于原型制造的模具概念的研发和实现被视为有助于满足此要求的手段,其能够以适中的成本并能提前获知批量制造的加速起动地实现质量得到改善的车身零件的制造。除了提前获知随后的批量制造之外,根据所示概念设计的模具还能产生以下作用提前提供新研发的车身零件,其具有试批量生产车所需的质量水准,提供按图设计的、从试批量生产模具中模具空缺的且能被用于试批量生产车的原型零件。本发明的另一方面涉及深冲制造零件的方法,包括以下步骤一种深冲制造零件的方法,包括以下步骤-提供至少一块板坯;-提供包括按照上述权利要求之一所述模具的压力机,其包括凹模模块、压边模模块和凸模模块的预定组合,-将板坯送入一莫具,-借助模具并通过使用压力机对模具上部和模具下部的压力来成型板坯,-卸出成型的^1坯。除了用于制造车身零件的设备技术方面的、用于长期按任务的零件制造的基础配备(冲压技术,操作技术和控制技术)外,利用零件专用提供的模具来实现要采用的制造方法。因此对于加速的批量生产起动,可以将试批量生产模具用于原型制造和试批量制造,这依靠等批量生产方法的采用。这种模具按照现有经验最佳满足了生产率、零件质量、制造成本和耐用能力的要求。表2提到对此典型的称呼和定义,并且简括地对应对车身零件的设计和制造的相关说明。编研发状态的称谓研发阶段(参见图3.1-1)车身零件的设计要求1概念车表明实际研发状态以便做进一步决定,可行但不能验证。所用材料不一定对应随后的批量生产状态。概念阶段车身零件的单件制造,很大一部分是手动(敲打模式)使用原型方法和功能合适的材料,但其不一定对应批量生产材料。2原型车表明全部能验证且能发挥作用的整车以保证研发能力(实验研究和行使研究验),所用材料必须对应随后的批量生产材料研发阶段第1步第2步按照规定的批量制造方法的车身零部件加工(一般深沖,按照成本最有利方式)原型模具可以人工精加工零件(再成形,裁切...)3试批量车在批量装置中由批量生产模具缺失零件构成车辆。用于批量生产模具和批量生产模具设备的重复鉴定。批量预备阶段第1步按批量生产模具的单件制造,或者在试批量生产模具中的质量保证的允许偏差,采用模具空缺的零件,无须人工精力口工40-批量车:用由批量生产设备的批量生产模具制造的单个零件构建车辆,以证明SOP前的所有制造装置的批量生产能力。批量预备阶段,第2步采用由按工艺安全方式运转的批量生产模具制造的车身零件表2:从车辆零部件和整车的研发状态中推导出对车身零件的设计和制造的要求从包括材料使用、方法使用和模具使用的车辆研发状态的对照中,可以识别存在的零件制造要求。于制造由试批量生产材料;勾成的零件。原型材料的^用导致研发过程中的零件概念的具体化,其用作直观模型/形状模型。因为这样的零件不是由试批量生产或等批量生产的材料制成,所以该零件只适用于有限的验证能力。而如果原型方法被用于制造由试批量生产材料构成的零件,则一般追寻一下目标,临时、不太复杂且尤其是模具投资成本低地获得试批量生产的、功能合适且尤其是适合验证的零件。如果在待成型板上的原型模具布置与随后的批量生产模具布置是相同的并且在用原型模具沖压时在板和模具之间的摩擦条件能套用到用批量生产模具沖压,则如此制造的原型零件具有与用后来的模具制造的零件一样的产品性能,这对原型验证来说是要求的。除了模具布置相同外,对于暂时从试批量制造过渡到批量制造来说,其它的与工件、模具、设备和工艺相关的对成型过程结果的影响因素也要加以考虑。在工件方面要保持板材料、板厚、板形以及表面质量的一致性。在模具方面,为了调整出可套用的摩擦条件,除了模具形状外,也用相似的性能曲线来设计模具材料和模具表面。在工艺方面,除了控制压力外,还可以根据用于调整摩擦力的润滑剂及其改良体的种类、量和分布来影响成型结果。此外,由所用成型设备的行为(例如静态性能、动态性能和热学性能,运动过程)导致的影响参量也对成型结果有影响。在汽车制造中,模块是可分界且能组装的单元。其集成有各种不同的组成原件和系统并且最好用少量紧固件在总装时被安装在车上。模块化允许产品结构相互无关联并且能实现零件的不同处理,以便标准化/统一化和区分化/个性化设计。一种在最大程度上有意义的变型体成形可以通过将模块分解为子模块来实现。可以实现模块结构中的可选的区分化元件的采用,当前是车辆组装中的变型体形成,看起来与模具制造时的变型体形成相似。模具制造合理化的一个可行方式也可以在于,将有效模具组成部分的形状分解成一个始终可反复使用的分组统一的基础形状体和一个安置于其11上的依据工件的剩余形状体。剩余形状体可以匹配于站数要求地由塑料/特殊金属合金以接近形状的方式铸浇成,或者利用快速制模方法制造,随后进行HSC精加工。试批量生产模具因流动性能而要求采用试批量生产材料。按照本发明,一种减少用于提供沖压模具的投资成本和减少提供车身制造个性化的重要前提条件的解决方案着眼于模块化模具机构的研发和实际应用。着眼于组成零件可再用和进而获得节约效果的模块化策略的根本对应于分组4支术。利用分组技术,也追求设定以下目标,一个制造计划的工件从节约角度出发布置在构建和/或制造区。来自标准分组模具(组)和分组装置的相同制造机构的可使用性作为众多工件聚集至工件组的重要规则。具体说,分组装置由分组统一的即可再用于整个工件组的占投资成本主要部分的装置基础结构、和用于确定位置且夹固工件组所包含的各工件的工件专用补充件组成。因此例如出现了,完成只按照各种车身零件(例如门,折板,外部分/内部分)的相似外部尺寸的第一零件分组形成,其目的是确定可重复使用的沖压零件范围的尺寸。除了尺寸相似外,继续形成分组可以包括用于类似零件的零件专用有效模具部分的设计相似性(例如用于不同等级车辆的前右车门的外罩板),其能够只以较小的要求损失来适应不同的零件设计。在原型构建中所选的模具材料例如锡-铋合金、精锌合金和铸模树脂涂覆成分尽管具有较低制造成本、足够的冲压件质量、短生产时间和良好的回收性能(除了铸模树脂),除了与铁材制造的有效模具部分相比有差异的摩擦状况外,主要还具有不足以应对规定的应用范围的耐用性能。在PKW(轿车)生产领域,对于接在原型制造和试批量制造之后的批量制造来说,按照本发明,在以总生产时间为4年和每年250个工作曰的前提下,遵照以下制造件数小批量制造总件数达10000件,产率达10件/天。中批量制造总件数达300000件,产率达300件/天。大批量制造总件数超过300000件,产率超过300件/天。本发明的其他方面和优势与其在权利要求书中的组合无关地从以下结合附图对实施例的说明中得到。图l表示按照现有技术的、处于初始位置和深冲终点位置的深冲压力机,图2表示本发明模具的分解图,图3表示本发明模具的下部支座模块,图4表示本发明模具的包括压边模和冲杆的下部框架模块,图5示意表示包括压边模和沖杆的下部支座模块。具体实施例方式图1以非常示意性的视图表示按照现有技术的压力机,其中在沖杆2和沖压台3之间设有凹模4、凸模5和压边模6。凹模4和凸模5相互对应。在凹模4和凸模5之间送入板7,板在沖杆和冲压台相继移动时接受拉压变形过程。图2表示按照本发明的模具,其包括模具上部和模具下部。模具上部包括上部支座模块10和凹模模块14、15,其可以与上部支座模块10可拆分地连接。模具下部包括下部支座模块12和凸模模块16和压边模模块18,它们与下部支座模块12可拆分地连接。在上部支座模块10和下部支座模块12上,作为导向件地设有导柱11和导套13。图3表示根据本发明的框架状的下部支座模块12,包括支座底部20和框件22和23。图4表示下部支座模块,其又成框架形式并且具有凸模模块6和压边模模块18。支座底部20用作压边模和/或凸模模块的支承并且提高框架12的刚性。图5非常示意性地表示框架12、凸模模块16和压边模模块18,其中框架和压边模模块借助导向件23相互连接。压边模模块18和凸模模块16同样通过导向件24相互连接。导向件23和24起到各模块之间分界的作用。图5表示,在框架12的与模块间隔开的投影面内有压边模模块18。压边模模块18还在该投影面内具有凸模模块16。通过这种方式,这些模块可像积木那样相互组合。以下将详细介绍构建中出现的对支撑和传力有利的杠杆方式。本发明模具是用于深沖制造不同的n组零件的系统的组成部分。上部支座模块10此时配有nl个凹模模块,它们与上部支座模块10可拆分地连接。相似地,下部支座模块12配有n2个凸模模块和n3个压边模模块,它们与下部支座^t块12可拆分地相互连接。按照本发明,可借此深冲制造出n组不同零件,其中每组待制造的零件对应于一个凹模模块加一个凸模模块和一个压边模模块的至少一种组合。在这里,nl、n2、n3和n优选大于3,尤其优选大于IO、IOO或者IOOO。本发明模具最好用在依据本发明的深冲或拉延制造零件的方法中,其中有以下步骤-提供至少一个板坯,-提供包括按照以上任何一个权利要求的模具的压力机,该模具包括凹模模块、压边模模块和凸模模块的规定组合,-将板坯送入模具,-借助模具并通过使用压力机对模具上部和模具下部的压力来成型板坯,-卸出成型的+反坯。由支座(框架下部)、压边模和凸模构成的模具下部分成三个部分的模具结构依据了有建设性地将各组成部分的任务划分开的构想。这样的模具结构允许将最少被特殊化的构件-支座也用于其它模具,随后在该模具中可以借助更换的压边模和凸模来加工出其他的工件形状。框架上部是通用零件,其作用是接纳模具上部中所需的所有的模具零部件。另外,其用于可靠连接模具上部和冲杆。加入模具支座中的导柱用于无间隙且不会混淆地相对引导模具上部和模具下部。模具结构非常简单地实现了模块化所需的分界面的确定。此时,这些界面包括和考虑用于部件的规定尺寸和公差,功能件通过导向面在结构上的关联性。在原型制造条件下,模具配置按照周边设备和附件的最小所需程度来界定。因此,例如通过手动操作,可以省略在将板加入模具时使用指示器和位置控制传感器。原型模具结构中,模具结构的模块化为不同零件带来重要优点,尤其是原型模具只有有限的使用时间,而且用其制造的零件遇到取决于研发的变化。对此,可用寿命是清楚的,尤其是可用寿命的末期对重复使用模具组成部分来说有意义。在6至12个月后(在特例情况下更长),试批量原型模具的已制得且经过验证的组成部分又可供使用,它们随后可被用于其他制造任务。二次使用更易于失败,因为存在以模块形式制造的模具部分的登记造册,因此例如用于继续构建的所有接口规格是已知的。了解随后应采用模具的压力机对支座二次使用很重要。此时,存在不仅技术上而且尺寸上不同的可能性,即模具被装夹在沖压台和沖杆上。道槽导向机构由一棱柱销构成,其由两个才莫具部分之一直接铣成,并且插入在其对应模具部分中加工出的凹槽中。为简单制造,这些零件直接设置在模具边缘。因为无法调整导向,所以每个道槽只能获得0.2-0.3mm。轮廓导向机构由通过铣削产生的形状要素构成,其中在轮廓上环绕存在的面支撑在其它面上。这种导向的重现精度较低,其可能只用于需要最低重现精度或者通过附加措施达到精度的加工。板导向机构是一对导板,它们由加有固体润滑剂的青铜制成,因此具有所需的支承性能。板安装在铣制平面(镜面)上。在安装模具组成部分时,首先过厚的板按照0.01-0.04mm的轴承游隙被磨削。柱导向机构由导柱和导套构成。在待研发的试批量原型模具中,导柱和导套在模具侧面上平行于延伸方向地安设在上部和下部中。选择靠边布置是为了不妨碍输送工件经过模具。出于相同的理由,最好导柱在上,导套在下。其原因在于以下条件,压边模构成力的主要作用点。如果压边模只在凸模上被导向,则造成压边模轨迹改变的杠杆作用大于支撑它的杠杆作用,这对有力设计的导向不利。而如果压边模在外侧在框架上被引导,则导向点比力传入更远离假定的转动中心。在导向机构中的这种支撑反作用因出现更好的杠杆比sfss而明显有利,将获得更精确的模具部分的相对导向,如图5所示。对试批量生产模具的概念研发、构造设计和制造技术的实现来说有利的是,关注待制造零件的一系列基本要求。表3列出了现代汽车车身零件的概览。上述要求最好在初次和所有随后的相似任务提出时针对与分组相关的模具组成部分和零件专用的模具组成部分来加以考虑。以下属于一般要求1)应为此研发出模块化的试批量原型模具的所选车身零件的设计和尺寸选择应该在以下范围内,其可对应于其他的具体的车身零件。通过满足这个要求,应保证完整模具中的分组统一的模块化模具组成部分能被用于其他的车身零件。2)通过选择车身零件来验证试批量原型模具,同时谋求将车身结构的不同构件加入研究当中。按照根据罩壳构造形式的车身结构,针对模具构造的研究首先确定包括内部分和外部分的次要结构的零件。3)在选择用于待验证的模具概念的零件时,应考虑问题零件的替代品,即考虑其模具研发按照本发明牵涉到更多的磨削变化、加工操作和耗费时间的零件。4)从待压出的车身零件数量推算出模具设计结果对于不同模具组成部分的材料选择和尺寸设定,存在不同要求。可重复使用的分组统一的模具模块应该按照与可潜在配属于模具的零件组的不同要求相协调的方式来设计(包括估算的站数)。零件专用的模具组成部分应该只满足确定零件的实际要求(尤其是与站数相关的模具材料的耐磨性)。5)件数更少地压出的零件因经常更换模具而要求短暂转换时间。与之相应,应可以在模具设计中快速更换零件专用的模具组成部分。6)套用至模具构造的模块化概念的首次验证和计算应该从技术和经规定质量要求来完成。7)选择用于概念论证的零件应该就设定模具尺寸而言首先具有典型的板厚、典型的材料性能和典型的成形操作。作为此设定目标的替代目标,也可以完成该要求,即模块化模具在极限应力下进行试验(厚壁高强度板件的极限变形程度)。对于零件专用的模具组成部分,存在以下可能性,将内部分和外部分的轮廓要素划分开。在内部分上能容忍因模具划分而出现的标记,在表3:按照罩壳结构形式的车身结构并且主要通过车身满足的条件图2所示模具的原理结构在构造方面与相应的批量生产模具基本相同。这样就做到了尤其是深冲方法的试批量性能的转换。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>为了一方面获得和保证在确定的车身零件组中的零件专用模具组成部分的可换性且另一方面在压力机中接纳整个深冲模具,作为附加模具零件地相对一个批量生产模具各设置一个框架下部和一个框架上部。以下将介绍框架下部和框架上部的在制造技术上的实现方式和结构转换以及举例极少前罩外板的相关模具组成部分的结构转换和实现方式。模具支座下部用于借助加工好的平面(镜面)接纳导板,其造成压边模和凸模及其他模具的规定定位。此时,由质量为5710kg的铸铁坯件通过铣削加工制造出质量为4650kg的成品。通过加工至模具体中的导套,同时产生与模具上部的紧公差连接。框架下部同时实现在被用在沖压台上时整个模具下部的固定。在此试批量原型模具中,压边模在支座内侧被导向。借词保证与支座上的柱导向机构相关地总在缝隙中出现相同状况。因此,可以^[艮精确地调整模具,并且由该模具制造的板件在其尺寸方面具有稳定不变的质量。因为内板和外板都将在同一个支座中制造,所以不需要两个只在其几何形状上略有区別的压边模。深沖模具的下部结构将通过成型用凸模而得以完善。凸模以其底侧安放在框架下部的底面上并与之螺紋紧固在一起。凸模可以在水平面里略微移动,这样得到了凹模和凸模的良好相对定位。为了防止该运动导致压边模夹死,压边模和凸模在其接触面在周边被引导。在模具中,凹模构成凸模的配合件。凹模和凹模环能被视为一个单元,因为它们在许多情况下是按照一个零件的形式制造的。它们通过螺紋件与框架上部拧固在一起。相对模具下部的相对定位通过导柱来实现。为了制造发动机罩的外盖和内盖,需要两个不同的实施方式,其能被安装在同一框架上部中。模具的加工和安装可以按以下阶段完成阶段l:打磨有效模具组成部分的、所有接触待成型板的铣制表面部分;阶段2:安装整个模具;阶段3:产生并加工符合要求的压力阶段4:对于拉延成份少的深冲零件调整深沖巻边以保证板均匀移入深沖空间(如门内板)对于拉延成份高的深冲零件深沖巻边调整不适用(如内外板)阶段5:将构成轮廓的模具形状加工至这样的状态,可按此状态用模具制造完整的/无开裂的板件。加工的第一目标是,用模具无开裂地制造出深冲件。尤其是在制造工艺开始时,由于还没有做到半模具的调整,所以无法消除在待用轮廓的某些部位开裂。以下将结合加工门模具的例子来说明各阶段的实际实施方式。因为已经存在用于上部和下部的两个框架件并且被重复使用,所以只是用于零件专用模具组成部分凹模、压边模和凸模的铸件接受铣削。这些模具部件按照在铣制铸件的特特性尺寸质量和表面孩子量方面的不同模具面的要求被送入加工过程。在加工过程的第一阶段,所有有效的模具面即接触板的所有模具面通过磨刀石被打磨,或者根据需要,在出现较大不平度和附着残余时,还用手控打磨工具来加工。模具安装以把凹模装入框架上部开始,其中通过铣出的镜面来实现零件的相对导向。凹模随后用螺紋件与框架上部拧固在一起,无须复杂的定^i和定向。模具下部的安装以将压边模压入框架开始。为保证压边模能无间隙地在框架下部中运动,板导向机构首先通过打磨加工按照所需尺寸调整。在凸模和压边模同框架下部用螺紋柠固在一起之前,这两个零件按照相同的环形间隙彼此对准,其中凸模仍能在XY平面中略微运动。以下将此状况用于使模具下部准确对准模具上部。为此目的,预装模具被装入压力机并且送入板。当模具合模且板成型时,所出现的横向力相对凹模定位凸模。在定位和定向之后,模具下部可以拆下,凸模被销固住以确保所得到的对准状态。通过模具的柱导向机构和板导向机构来长期保证对准状态的重现,从而真正的加工过程可以在才莫具下部纟皮装入压力才几后开始。为了获得模具空隙中的明确初始状况,需要通过研磨来调整压边模距离的平行度,从而模具空隙对应于待成型板的厚度。因而在采用研磨色的情况下,首先产生一个压痕图形,其可以识别凹模、板和压边模之间的接触状况。压痕图形显露在相关模具中成型或部分成型的板的,凹模和压边模在任何情况下都已经以预定力作用于该板。为了能看见传力部分的接触面,板先在两面涂上研磨色。在不出现接触的位置,颜色保持不变。在模具接触板的位置,从接触区将以代表力大小的一定程度显现出颜色。模具工由此掌握的模具中压力状态的图像。结合该图像,模具工利用打磨工具、砂纸和磨刀石二次加工压边模,该加工过程的结果就是,所施加的压力均匀分散于整个板表面,这又通过压痕图形来检验。为了能同时加工多个模具,采用多个垫块来尽量限制压边模和凹模之间的压迫作用。垫块的作用是使压边模总以相同方式压迫凹模。压边模距离实现了板厚。其尺寸在模具加工中用铅板或塑料片求出。柔软的中间层在空隙中按照那里存在的尺寸被压缩并可以在模具打开后被取出和测量。通过使用垫块,可以尽量减少对深沖条件的影响,例如冲压头的摆动或者向上压压边模的气动销的磨损。如果模具已知被加工至此阶段,就可以按照批量级深冲第一板。此时,深沖以分级且中间有暂停的方式完成,在暂停期间,模具被打开,以便检查板是否受力破裂。附图标记一览表1-压力机;2-冲杆;3-沖压台;4-凹模;5-凸模;6-压边才莫;7-板;8-传力销;9-拉紧机构;lO-上部支座;ll-导杆;12-下部支座模块;13-导套;14-凹模;15-凹模环;16-凸模;18-压边模;20-支座底部;22-支座件;23-支座件;权利要求1、一种用于由板坯深冲制造零件的模具,包括配属于压力机的模具上部和模具下部,其特征在于,模具上部和/或模具下部按照模块方式构成,其中,模具上部包括上部支座模块以及至少一个凹模模块,该凹模模块与上部支座模块可拆分地相连,模具下部包括下部支座模块以及至少一个凸模模块和至少一个压边模模块,它们与该下部支座模块可拆分地相连,凹模模块和凸模模块设置在或者可设置在上部支座模块和下部支座模块之间。2、根据权利要求1所述的模具,其特征在于,该模具可以被用于一个用于深沖制造n组不同零件的系统,其中模具上部包括上部支座模块,其配有nl数量的凹模模块,它们可以与上部支座模块可拆分地相连,模具下部包括下部支座模块,其配有n2数量的凸模模块和n3数量压边模模块,它们可拆分地与UTGM相连,凹模模块和凸模模块设置或可设置在上部支座模块和下部支座模块之间,每组要制造的零件对应于一个凹模模块和一个凸模模块以及压边模模块的至少一种组合,并且nl>3,n2>3和n3>3和n>3。3、根据权利要求1或2所述的模具,其特征在于,模具上部和/或模具下部由耐磨强度不低于铸铁的耐磨强度的材料制成。4、根据权利要求1至3之一所述的模具,其特征在于,模具上部和/或模具下部由灰口铸铁制成。5、根据权利要求1至4之一所述的模具,其特征在于,模具上部和/或模具下部的重量的最多30%由硬化材料制成。6、根据权利要求1至5之一所述的模具,其特征在于,模具上部和模具下部具有相互对应的导向件。7、根据权利要求1至6之一所述的模具,其特征在于,压边模模块设置在或可设置在下部支座模块和凸模模块之间。8、根据权利要求1至7之一所述的模具,其特征在于,上部支座模块和/或下部支座模块以框架形式构成。9、根据权利要求1至8之一所述的模具,其特征在于,压边模模块和下部支座模块借助导向件可竖直和/或可水平相对运动地相互连接。10、根据权利要求1至9之一所述的模具,其特征在于,压边模模块和凸模模块借助导向件可水平和/或可竖直相对运动地相互连接。11、根据权利要求1至10之一所迷的模具,其特征在于,凹模模块包括凹模和凹才莫环。12、根据权利要求11所述的模具,其特征在于,凹模环设置在凹模和上部支座模块之间。13、根据权利要求11或12所述的模具,其特征在于,凹模和凹模环一体制成。14、根据权利要求1至13之一所述的模具,其特征在于,该零件可用于制造汽车车身。15、根据权利要求14所述的模具,其特征在于,该零件是原型的零件或试批量的零件。16、根据权利要求1至15之一所述的模具,其特征在于,模具被设计用于制造至少100个零件。17、一种深冲制造零件的方法,包括以下步骤-提供至少一块板坯;-提供包括按照前述权利要求中之一所述模具的压力机,其包括凹模模块、压边模模块和凸模模块的预定组合,-将板坯送入模具,-借助模具并通过使用压力机对模具上部和模具下部的压力来成型板坯,-卸出成型的板坯。全文摘要本发明涉及模块式模具。在用于由板坯深冲制造零件的且包括属于压力机的模具上部和模具下部的模具中规定,模具上部和/或模具下部按照模块方式构成,模具上部包括上部支座模块和至少一个凹模模块,凹模模块与上部支座模块可拆分地相连,模具下部包括下部支座模块和至少一个凸模模块和至少一个压边模模块,它们与下部支座模块可拆分地相连,凹模模块和凸模模块设置在或者可设置在上部支座模块和下部支座模块之间。深冲制造零件的方法的步骤提供至少一块板坯;提供包括上述模具的压力机,其包括凹模模块、压边模模块和凸模模块的预定组合,将板坯送入模具,借助模具并通过使用压力机对模具上部和模具下部的压力来成型板坯,卸出成型的板坯。文档编号B21D37/01GK101524734SQ20091011829公开日2009年9月9日申请日期2009年3月3日优先权日2008年3月3日发明者W·迈耶申请人:大众汽车有限公司
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