元件174、176以及接地元件178可以具有任何形状而不限于图2中图示说明的盘形状。
[0024]绝缘体180提供在压电致动器152和预加载螺栓162之间。绝缘体180还可以布置在压电致动器152和间隔件160和/或主体140之间。绝缘体180提供在压电致动器152和冲模部件116的对应金属部件之间的电气绝缘。
[0025]在示例性实施例中，在压电致动器152的操作期间，当电压施加至电气元件174、176时，压电元件170、172取决于施加至电气元件174、176的电压的极性而膨胀或收缩。电压极性以高频重复性地切换，引起压电元件170、172的振动。能够实现超声振动。在其他实施例中，能够实现在其他频率范围中的振动。电压跨过电气元件174、176和接地元件178处的电气连接而切换。绝缘体180提供在电气连接和压电元件170、172的侧部之间的绝缘。
[0026]绝缘体180提供在压电元件170、172之间的电气绝缘。绝缘体180为压电元件170、172提供与预加载螺栓162的电气绝缘。绝缘体180为压电元件170、172提供与由间隔件160和主体140限定的块(mass)的电气绝缘。
[0027]超声振动通过附接至压电致动器152的端部的主体140传输。间隔件160通过预加载螺栓162连接至主体140。间隔件160的振动可以通过预加载螺栓162传输至主体140。预加载螺栓162将挤压的载荷施加至压电致动器152，从而将部件保持在一起。在示例性实施例中，机械共振能够通过选择主体140和间隔件160的块相对于压电元件170、172的大小而被控制。例如，块的大小和形状可以经选择来实现压电元件170、172的目标振荡频率。可选地，主体140的形状能够经设计以朝向工件接合表面146集中超声振动。例如，第二端144相比第一端142可以具有较小的大小。压电元件170、172可以经设计(例如，定尺寸、成形、经配置)为使得系统获得机械共振。压电材料的特性影响对电流的响应。材料经选择为使得特性和尺寸取决于应用以特定的频率与块产生机械共振。
[0028]在示例性实施例中，工件接合表面146可以限定冲模部件116的切割面并且能够具有产生冲切轮廓所期望的任何形状。在所图示说明的实施例中，工件接合表面146是圆形的；然而，在替选实施例中其他形状是可能的。在示例性实施例中，主体140可以是第一端142和第二端144之间的单一的整块本体。工件接合表面146是主体140的整块结构的一部分。在替选的实施例中，工件接合表面146可以是附接至主体140的保持架结构的单独部件的一部分。单独部件可以是可替换的以改变工件接合表面146的形状并且因此改变由冲模部件116执行的冲切而不改变冲模部件116的其他部件。
[0029]图4图示说明根据示例性实施例形成的冲模部件216。冲模部件216类似于冲模部件116(图3中示出的)，然而冲模部件216包括具有保持架242和可移除的冲头244的主体240。可移除的冲头244限定冲模部件216的工件接合表面246。主体240是两件式结构。可移除的冲头244的替换允许由冲模部件216形成不同形状的坯件(blank)而不移除冲模部件216的其他部件或元件。当冲头244变磨损时，冲头244可以被替换。冲模部件216包括振动发生器250和间隔件260，振动发生器250可以类似于振动发生器150(图3中所示出的)，间隔件260可以类似于间隔件160(图3中所示出的)。
[0030]图5是图示说明操作按压设备的示例性方法的流程图。该方法包括将工件300布置在按压设备的基部组件和冲压组件之间。基部组件可以从下面支撑工件。冲压组件可以在按压期间朝向和远离基部组件被驱动。按压设备可以是顺序冲模系统的一部分，其中工件在连续馈送或卷绕中被馈送至按压设备处的位置。基部组件和冲压组件具有用于在按压操作期间形成工件的冲切轮廓。工件在按压操作期间可以被冲压、冲孔、剪切、切割、弯曲或以其他方式具有被改变的工件的形状或轮廓。
[0031]该方法包括在冲压组件处保持302冲压冲模部件并且在按压设备的按压操作期间按压304冲压冲模部件至工件中以形成工件。冲压冲模部件在按压操作期间被保持接合工件。冲压冲模部件可以通常抵靠对应的冲压组件部件(诸如冲压模座、冲压台座、耐磨板(wear plate)、冲模退料板等)而被固定就位，使得当冲压组件在按压操作的按压冲程期间朝向工件被按压时，冲压冲模部件接合并且压靠工件。
[0032]该方法包括在按压操作期间抵靠工件以高频振动306冲压冲模部件。振动可以由冲压冲模部件的振动发生器部分引起。例如，压电致动器可以附接至冲压冲模部件的本体。压电致动器具有电气元件和诸如陶瓷元件的压电元件。电压施加至电气元件以改变压电元件的形状。电压可以迅速地被切换接通/切断或正/负，使得压电元件振动。该振动传递至冲压冲模部件的本体。冲压冲模部件可以以超声频率振动。冲压冲模部件在按压操作期间抵靠工件振动和/或通过工件振动。
[0033]冲模部件以高频振动从而增强按压操作和工件的形成。冲模部件可以在按压操作的每个按压冲程期间振动多次。可选地，冲模部件仅在按压冲程期间振动，而不在按压操作的返回冲程期间振动。替选地，冲模部件可以在返回冲程的至少一部分振动。冲模部件的振动可以使得通过工件进行剪切或切割更加容易。冲模部件的振动可以减少工件的边缘上的毛边。冲模部件的振动可以增强工件的边缘的边缘质量。冲模部件的振动可以在冲模部件上引起更低的应力。冲模部件的振动可以降低冲模部件上的磨损。当冲模部件在按压操作期间振动时，冲模部件的振动可以允许较薄材料的冲切，因为冲模间隙不需要被维持在这种精确位置处。
[0034]将理解，上述描述意在示例性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其各方面)可以互相结合使用。此外，在不背离本发明主题的教导的范围下，可以对本发明主题的教导做出许多更改以适于具体情况或材料。本文描述的尺寸、材料的类型、各个部件的取向以及各个部件的数量和位置意在限制某些实施例的参数，而非意味着限制并且其仅是示例性实施例。在查看了上述说明之后，在权利要求的精神和范围内的许多其他实施例和更改对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，本发明主题的范围参考所附权利要求以及这些权利要求赋予的等同物的全部范围而确定。在所附权利要求中，术语“包括(including) ”和“其中(in which) ”用作对应术语“包含(comprising) ”和“其中(wherein)”的通俗英语的等同物。此外，在如下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用于标号而不意在对它们的对象强加数字要求。
【主权项】
1.一种按压设备(100)，其包括: 基部组件(110)，其具有经配置为形成工件(102)的基部冲模部件(116);以及 冲压组件(112)，其在按压操作期间相对于所述基部组件可移动，所述冲压组件具有按压所述工件以形成所述工件的至少一个冲压冲模部件(116)，所述冲压冲模部件包括主体(140)，所述主体具有工件接合表面(146)，所述工件接合表面经配置为接合由所述基部组件和所述冲压组件形成的工件，并且所述冲压冲模部件具有可操作地联接至所述主体的振动发生器(150)，所述振动发生器使得所述冲模部件的所述主体在所述按压操作期间以高频率振动。2.根据权利要求1所述的按压设备(100)，其中所述振动发生器(150)包括压电致动器(152)。3.根据权利要求1所述的按压设备(100)，其中所述振动发生器(150)包括电气元件(174,176)以及压电元件(170、172)，所述压电元件被配置为当电压被施加至所述电气元件时改变形状。4.根据权利要求1所述的按压设备(100)，其中所述振动发生器(150)引起所述主体(140)的超声振动。5.根据权利要求1所述的按压设备(100)，进一步包括联接至所述主体的间隔件(160)，其中所述振动发生器(150)夹在所述间隔件和所述主体(140)之间。6.根据权利要求5所述的按压设备(100)，进一步包括联接在所述间隔件(160)和所述主体(140)之间的预加载螺栓(162)，所述预加载螺栓将所述间隔件连接至所述主体，所述预加载螺栓挤压在所述间隔件和所述主体之间的振动发生器(150)，所述振动发生器的振动被传输至所述主体。7.根据权利要求5所述的按压设备(100)，其中所述间隔件(160)相对于所述冲压组件(112)固定，所述振动发生器(150)的振动使得所述主体(140)相对于所述间隔件移动。8.根据权利要求1所述的按压设备(100)，其中所述工件接合表面(146)经配置为在所述按压操作期间抵靠所述工件振动。9.根据权利要求1所述的按压设备(100)，其中所述冲压组件(112)在所述按压操作期间沿着按压冲程和返回冲程移动，所述振动发生器(150)使得所述主体(140)在所述按压冲程期间抵靠所述工件振动多次。10.根据权利要求1所述的按压设备(100)，其中所述工件接合表面(146)直接接合所述工件(102)。
【专利摘要】按压设备包括具有经配置为形成工件的基部冲模部件(116)的基部组件、和在按压操作期间相对于基部组件可移动的冲压组件。冲压组件具有按压工件以形成工件的冲压冲模部件(116)。冲压冲模部件包括主体(140)，该主体具有经配置为接合由基部组件和冲压组件形成的工件的工件接合表面(146)。冲压冲模部件具有可操作地联接至主体的振动发生器(150)。振动发生器使得该冲模部件的主体在按压操作期间以高频率振动。
【IPC分类】B21D28/34, B21D35/00
【公开号】CN105324193
【申请号】CN201480035322
【发明人】S.P.科尔曼, B.D.埃哈蒂克, S.D.罗伊斯
【申请人】泰科电子公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年4月22日
【公告号】DE112014002260T5, US20140326116, WO2014179099A1