专利名称：具重复使用效益的金属薄板成型用下模装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属薄板成型下模装置，特别是一种具重复使用效益的金属薄板成型下模装置。
采用模具成型加工制作金属簿板装饰工件的技术，已广为金属加工业者所运用，例如一些用金属板制成的扣环、凹饰片、凸饰片、…等等，均利用成型加工技术所制成。
截至目前为止，工厂在实施金属薄板的凹凸纹成型加工时，皆必须使用分形模具，即是包含一上模与另一下模，该上模是被架设于冲锻机的下压滑座上，而下模则被设置于冲锻机的底座工作台上，且上模的底面及下模的顶面是须配合所欲加工的金属薄板的饰纹，事先挖设好成型工件型体的上(凹)、下(凸)模腔，才能在下压上模时将金属薄板加工制成上、下模腔结合轮廓的成品工件型体。
然而，该分形模具的上模及下模制作，是具有相当高度的困难性，特别是在成型0.3mm厚度以下的金属薄板时，不但加工费时、成本高昂，且必须具有极高的精准度，使得模腔的雕刻以及研磨打亮作业更显困难重重，虽说现今的制模技术己进步到可采用电脑数值控制的综合切削加工机，或称加工中心(MACHINE CENTER)进行自动挖制模腔作业，惟精度上与控制上的苛求及仰赖，仍须靠电火花加工及手工研磨精修等手续来达成，因此，导致制模成本至今仍高居不下，特别是合模精度需求在0.5mm以下的凹凸饰纹的成形模具，更为凸显。
换言之，以当今的制模技术，若仅须挖制单面模腔形体的模具时(如仅制上(凹)模腔)，即可方便不少，相对于制模成本亦较低。
再者，工厂用以成型加工金属薄板凹凸饰纹的专用模具，除了精度要求极高之外，尚会在裁板的刀刃部位使用高碳钢或钨钢等具高硬度的钢材来制作刀刃，但往往在使用时，因冲锻机械运作时的震动影响，该上、下模间的嵌合精度会逐渐降低，进而造成刀刃变钝甚至崩毁等品质及寿命的经济效益不佳的困扰。
本实用新型的目的在于针对上述常用成型模具的现有缺失，而提出一种具重复使用效益的金属薄板成型用下模装置。该下模装置备具有制作简易、保护刀刃以及重复使用的效益。
本实用新型的上述目的是由下述技术方案来实现的。
一种具重复使用效益的金属薄板成型用下模装置，主要是在一具定格转动能力的转台上规划设置出成型加工区、热烘区以及急冷区，成型加工区内的转台上方设有成型用上模及裁切用上模，成型用上模底部具工件轮廓的成型模腔，且裁切用上模底部设有刀刃，其特征为该转台上开设多个平凹状的模槽，并在模糟内载入一底层垫材及另一顶层垫材，该等模槽皆具有相同的定格转动路径，模槽中的底层垫材是使用低熔合金制成，并配合使用热熔胶作为模槽中的顶层垫材；除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充以下技术内容该底层垫材所使用的低熔合金，是以选用铋(Bi)、铅(Pb)、锡(Sn)、镉(Cd)、及铱(In)等元素混制而成的低熔合金为较佳。
该底层垫材亦可使用冰，并搭配使用腊作为顶层垫材。
底层垫材及顶层垫材皆具有热熔及冷固特性，底层垫材的比重及硬度必须高于顶层垫材。
成型加工后顶层垫材与挤凸料间形成有缺口，底层垫材上形成有裁痕槽口，能接受热烘区及急冷区的热熔与固结作业，使缺口与裁痕槽口迅速的愈合并固化成原状。
本实用新型在实施上，是使用一具定格转动能力的转台，作为本实用新型设置下模装置的基础，并在此转台上设置多个平凹形的模槽，并在各模槽内载入一底层垫材及另一顶层垫材，该等模槽具有相同的转动路径；并在转动路径的转台上方规划设置出成型加工区、热烘区以及急冷区；顶层垫材在成型用上模下压加工金属薄板时，能在模腔内形成挤凸料，用以挤胀作用金属薄板上形成模腔轮廓型体的坯部，供剪切用上模的刀刃下压裁切该坯部周边，使坯部能与金属薄板分离成模腔轮廓型体的金属薄板成品；成型加工后顶层垫材与挤凸料间形成有缺口，底层垫材上形成有裁痕槽口，通过热烘区及急冷区的热熔与固结作业，使缺口与裁痕槽口迅速的愈合并固化成原状，以利重复使用；同时利用该二种垫材亦可达到保护并延长刀刃使用寿命之效，因此极具实用性与方便性。
本实用新型的优点在于本实用新型所提供的具重复使用效益的金属薄板成型下模装置，特别是针对使用上模及下模进行成型加工金薄板的使用环境提供仅须将所要成型工件轮廓的凹模型腔挖设于上模，而无须在下模雕设对应工件轮廓凸模的设计，并在下模装设易于重复使用的垫材，该垫材具有保护刀刃复原刀口与刀痕的效用，固此具有提增上模及下模等模具使用寿命及降低下模制作成本等利用价值。
为进一步阐述本实用新型，请配合附图及实施例详加说明如后
图1是本实用新型的俯视配置示意图。
图2是本实用新型的正视局部剖示图。
图3是本实用新型下模装置在接受成型用上模冲制金属薄板前的放大剖示图。
图4是本实用新型下模装置在接受成型用上模冲制金属薄板时的放大剖示图。
图5是本实用新型下模装置在退离成型用上模时的放大剖示图。
图6是本实用新型下模装置在接受裁板用上模下压裁板前的放大剖示图。
图7是本实用新型下模装置在接受裁板用上模下压裁板时放大剖示图。
图8是本实用新型下模装置在退离裁板用上模并取出工件成品时的放大剖示图。
图9是本实用新型下模装置经成型加工后恢复原状的剖示图。
图1所示，本实用新型提供的一种具重复使用效益的金属薄板成型用下模装置，可使用一具定格转动能力的转台1，作为本实用新型设置下模装置的基础，并在此转台1上设置多个平凹形的模槽11，该等模槽11皆具有相同的转动路径，且在转动路径上方规划设置出成型加工区4、热烘区5以及急冷区6；其中，在成型加工区4内必须能容纳至少二个定格转动而至的模槽11，成型加工区4是由转台1上方组置一可下压冲制的成型用上模42及另一裁切用上模44所构成(如图1所示)；成型用上模42底部具成型模腔43(如图2所示)，裁切用上模44底部具裁板用刀刃45(如图6所示)。
该下模装置是由转台1上各个模槽11内设置底层垫材2及顶层垫材3所构成(如图3所示)；底层垫材2及顶层垫材3皆具有热熔及冷固特性，且底层垫材2的比重及硬度必须高于顶层垫材3。
在使用时，转台1上的各模槽11皆能载负底层垫材2及顶层垫材3，并陆续定格转动至成型加工区4内的成型用上模42底部以及裁切用上模44的底部，且必须先在成型用上模42底端所对应的模槽11内摆置金属薄板7，使金属薄板7正好摆置于顶层垫材3上(如图3所示)，再驱动成型用上模42下压加工金属薄板7(如图4所示)，使金属薄板7上被加工形成模腔43型体的坯部71，随后退回成型用上模42(如图5所示)，并将该载负有坯部71的模槽11及其受压的底层垫材2与顶层垫材3定格转动至裁切用上模44的底部(如图6所示)，使驱动裁切用上模44及其刀刃45下压裁切金属薄板7上的坯部71周边，使坯部71被刀刃45裁切分离后成型为所需轮廓形体的金属簿板成品72(如图7所示)，然后退回裁切用上模44，并取出废料73及具有成型模腔43轮廓的金属薄板成品72(如图8所示)，完成成型加工区4的加工作业。其中，该成型模腔43的外围周壁是制成具斜倾度α(如图3所示)，使成型用上模42下压加工金属薄板7时(如图4所示)，较软质的顶层垫材3得以籍由能量不灭原理，均等的由外向内(成型模腔方向，即如图4中箭头方向所示)挤胀作用金属簿板7，使顶层垫材3能在模腔43内形成挤凸料30，挤胀作用金属薄板7上形成模腔轮廓型体的坯部71(如图4及图5所示)。
另当在裁切用上模44上的刀刃45下压裁切，以分离坯部71周边的废料73并形成成品72时(如图6至图7所示)，是同时让刀刃45裁切顶层垫材3，使挤凸料30与轧形后的顶层垫材3分离，而后刀刃45会下压触及底层垫材2，因底层垫材2的硬度大于顶层垫材3并小于刀刃45硬度，因此下压的刀刃45仅在底层垫材2上辗压出裁痕槽口21(如图8所示)，因此各模槽11内的顶层垫材3及底层垫材2是作为保护刀刃45的护垫使用，具有延长刀刃使用寿命的效果。
在经过成型加工区4运作后，定格转出的各模槽11内的顶层垫材3与挤形料30之间具有被刀刃45裁切分离的缺口31，且底层垫材2上具有裁痕糟口21，这些缺口31与裁痕槽口21(如图8所示)在未复合前是不利于再次供给作为成型加工区4的护垫使用，因此必须再逐步的定格转动至热烘区5接受热温熔融及后续急冷区6接受低温固结等愈合缺口31与裁切口21的作业(如图9所示)，藉使底模装置具有重复使用的效益；然而此愈合技术能否被完美实行，是与顶层垫材3及底层垫材2所选用的材料内容息息相关，陈如该底层垫材2是可使用低熔合金或冰制成；该顶层垫材3是可使用热熔胶或腊制成；当底层垫材2使用低熔合金时，顶层垫材3是以使用热熔胶为较佳；因为低熔合金及热熔胶的硬度是小于一般的钢制刀刃45的硬度，且低熔合金的硬度是高于热熔胶的硬度，因此在裁切用上模44上的刀刃45下压顶层垫材3的热熔胶后，极易的顺势续压该底层垫材2的低熔合金，并以底层垫材2的低熔合金作为刀刃护垫使用，具有保护暨延长刀刃45使用寿命的效果；且知，底层垫材2用的低熔合金，是可选用如下列表1所示配比元素的合金熔液合金熔点温度 混合物百分比(％)(Alloys)(Melting Temperature) 鉍 铅 锡 镉℃ °F(Bi) (Pb) (Sn) (Cd) 其他A 47 11744.70 22.00 8.30 5.30 19.10铱(In)B 58 13649.00 18.00 12.00 ... 21.00铱(In)C 70 15850.00 26.70 13.30 10.00...D 91.5 19751.60 40.20 ...8.20 ...E 95 20352.50 32.00 15.50 ... ...[表1〕资料来源ASM lnternational，Metals of handbook，U.S.A.1990
从表一中可知，经由铋(Bi)、铅(Pb)、锡(Sn)、镉(Cd)及铱(In)等相异配比成份所混合成的低熔合金，其熔点温度可达到如A种合金所示的47℃，或为B种合金所示的58℃低温，亦或是E种合金所示的95℃，这显示这些低熔合金的熔温，皆可在一般设有上百度加热设备的热烘区5内迅速被熔融；而顶层垫材3使用的热熔胶，其熔点亦在100℃以下，因此亦极容易在热烘区5内被烘至熔融状态；因此，使得顶层垫材3上缺口31以及底层垫材2上裁痕槽口21均能在热烘区5内被迅速愈合。此愈合作用，尚需仰赖二层垫材2及3间具有相异比重的关系，才能被完美的实行，亦即底层垫材2使用的低熔合金的比重是高于顶层垫材3使用的热熔胶，因此在熔融后，较高比重的低熔合金是不会和热熔胶相聚合的，也因此顶层垫材3上的缺口31以及底层垫材2上裁痕槽口21才会互不干扰，各自愈合，恢复原状。这种使用低熔合金作为底层垫材2以及使用热熔胶作为顶层垫材3的实施方式，特别适合用在以不锈钢或铝合金制成的较硬质金属薄板7的成型加工上被利用。
另外，当底层垫材2使用冰时，顶层垫材3是以使用腊为较佳；因为冰及腊的硬度皆小于一般的钢制刀刃45，且冰的硬度又高于腊，因此在裁切用上模44的刀刃45下压顶层垫材3的腊后，极易的顺势续压该底层垫材2的冰，并以底层垫材的的冰作为刀刃45的护垫使用，具有保护暨延长刀刃45使用的寿命的效果；且知，底层垫材2使用的冰，处在常温下一段时间即可熔化，因此配合上述转台1在急冷区6运作后，将其迅速的定格转移至成型加工区4供给使用，是可被实践达成的，且该顶层垫材3使用的腊，其熔点仅略高于常温一点点，因此在接受刀刃45裁压后，形成于顶层垫材3上的缺口31，以及形成于底层垫材2上的裁痕槽口21，均易被热烘区5内的热源烘至熔融状态，使缺口31及裁痕槽口21迅速的愈合；此愈合作用，同需仰赖二层垫材2及3间具有相异比重的关系，才能被完美的实行，亦即底层垫材的使用的冰的比重是高于顶层垫材3使用的腊，因此在熔融后，比重较低的腊是会悬浮于冰上，而不会相聚合，也因此顶层垫材3上的缺口31以及底层垫材2上的裁痕槽口21才会互不干扰，各自愈合，恢复原状。这种使用冰为底层垫材2以及使用腊作为顶层垫材3的实施方式，特别适合用在以铝薄片或纸雕用厚纸板制成的硬度较低的薄板进行成型加工时被利用。
综上所述，本实用新型提供的一种具重复使用效益的金属板成型用下模装置，特别是运用该下模装置中所设置的底层垫材2与顶层垫材3，促使在经过重复循环式的成型加工过程中，仍具有重复使用并保护刀刃的效用，因此在作为成型加工薄板用的下模时，备具有提增使用寿命及降低下模挖制成本等利用价值。
权利要求1.一种具重复使用效益的金属薄板成型用下模装置，主要是在一具定格转动能力的转台上规划设置出成型加工区、热烘区以及急冷区，成型加工区内的转台上方设有成型用上模及裁切用上模，成型用上模底部具工件轮廓的成型模腔，且裁切用上模底部设有刀刃，其特征为该转台上开设多个平凹状的模槽，并在模糟内载入一底层垫材及另一顶层垫材，该等模槽皆具有相同的定格转动路径，模槽中的底层垫材是使用低熔合金制成，并配合使用热熔胶作为模槽中的顶层垫材。
2.依据权利要求1中所述的具重复使用效益的金属薄板成型用下模装置，其特征在于该底层垫材所使用的低熔合金，是以选用铋(Bi)、铅(Pb)、锡(Sn)、镉(Cd)、及铱(In)等元素混制而成的低熔合金为较佳。
3.依据权利要求1中所述的具重复使用效益的金属薄板成型用下模装置，其特征在于该底层垫材亦可使用冰，并搭配使用腊作为顶层垫材。
4.依据权利要求1中所述的具重复使用效益的金属薄板成型用下模装置，其特征在于底层垫材及顶层垫材皆具有热熔及冷固特性，底层垫材的比重及硬度必须高于顶层垫材。
专利摘要金属薄板成型用下模装置,在一具定格转动的转台上开设多个下模槽,各模槽内载入底层及顶层垫材,转台上方设有成型加工、热烘及急冷等区,成型加工区内设有成型上模及裁切上模;成型上模下压饰纹时,顶层垫材受压形成挤凸料,挤胀薄板成型,在裁切上模下压裁板时,刀刃先裁断顶层垫材作缓冲,再以底层垫材来制动保护刀刃,延长刀刃寿命,二垫材在成型加工后,受热烘及急冷作业,使缺口及裁痕槽口愈合固化,使具重复使用效益。
文档编号B21D37/00GK2393665SQ9921723
公开日2000年8月30日 申请日期1999年7月28日 优先权日1999年7月28日
发明者曾绍谦 申请人:曾绍谦