冲压成型装置及冲压成型方法

文档序号:10674288
冲压成型装置及冲压成型方法
【专利摘要】本发明以提供一种能够避免发生硬停止的冲压成型装置及冲压成型方法为课题。本发明的冲压成型装置(1)具备一对模具(2、2),并通过一对模具(2、2)将加热后的冲压成型片材(80)冲压成型为规定形状,该冲压成型装置(1)的特征在于,在一对模具(2、2)的至少一方上设有可动型芯(5~7),可动型芯(5~7)与型腔(S)的缘部相比配置在内侧,且在作用了规定值以上的压力的情况下,能够在型腔(S)的容量增加的方向上移动。
【专利说明】
冲压成型装置及冲压成型方法
技术领域
[0001]本发明涉及冲压成型装置及冲压成型方法。
【背景技术】
[0002]近年来,为了谋求车辆的轻量化,使用了使玻璃纤维和碳纤维等的强化纤维与热塑性树脂组合而成的冲压成型片材(stampable sheet)(纤维强化复合材料)来作为构成部件的材料。冲压成型片材是使热塑性树脂含浸到强化纤维中并制成板状的基材。
[0003]作为冲压成型片材的加工方法,举出有通过一对模具对加热软化后的冲压成型片材进行冲压的冲压成型。即,在该成型方法中,通过对配置在由下模及上模形成的型腔内的冲压成型片材进行冲压,使被冲压的部分扩散,或被冲压的部分拉拽其他部分等,使冲压成型片材在型腔内流动及填充,从而得到了所期望的厚度或形状的成型品。
[0004]在此,冲压成型片材通过加热而使约束强化纤维的树脂熔化,解放了强化纤维的约束从而发生回弹。因此,若不将回弹后的材料冲压至原始的板厚,则物性(机械特性)不会恢复。
[0005]但是,即使在冲压至原始的板厚后看起来成为跟模具一样的厚度,但因为如上所述地当冲压成型时冲压成型片材会在型腔内流动,所以每单位面积的重量(单位面积重量)会不足,会保持材料的回弹(内部残留有空隙且密度变小)的状态,强化树脂与纤维的连结等降低,从而有导致成型品的物性(机械特性)降低的担忧。
[0006]此外,作为成型品的单位面积重量不足的原因,还担心因成型前的冲压成型片材的单位面积重量的偏差而导致在成型品上发生同样的现象。
[0007]因这种情况,而在专利文献I中使用了加热前的冲压成型片材的厚度比成型品厚的片材,在型腔内的各处都不会造成热塑性树脂的容量不足。
[0008]另外,在专利文献I中,由于使多余的热塑性树脂从型腔的缘部侧向模具外溢出,所以在模具的开口部的端缘上形成有切口(溢流口、0verflow gate)。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献1:日本特开平9-267344号公报
[0011]然而,有时在模具中,与型腔的缘部相比在内侧形成有用于对成型品赋予形状的凹凸。而且,若通过这种模具进行冲压,则材料会以被凹凸影响的方式流动,有可能与模具的开口部相比在内侧大量滞留材料的一部分。
[0012]换言之,担心根据因具有凹凸或者面积的大小所决定的材料的流动阻力的大小,而导致多余的热塑性树脂(加工余量)无法到达至末端的排出部即模具的开口部。而且,多余的热塑性树脂不会经由溢流口向模具外流出,在凹凸附近滞留了过量的热塑性树脂(以下称为“过剩部”)。
[0013]其结果是,在一对模具被压紧之前,从过剩部承受到的模具内压力(反作用力)会超过冲压机的冲压力,则会发生一对模具未被压紧的所谓硬停止(hard stop)的情况。
[0014]此外,除了上述情况之外,还有可能在冲压成型片材上存在单位面积重量的偏差时等情况下,产生过剩部。

【发明内容】

[0015]于是,本发明是鉴于上述背景而做出的,以提供一种能够避免发生硬停止的冲压成型装置及冲压成型方法为课题。
[0016]作为用于解决上述课题的方式,本发明的冲压成型装置具备一对模具,并通过上述一对模具将加热后的冲压成型片材冲压成型为规定形状,该冲压成型装置的特征在于,在上述一对模具的至少一方上设有可动型芯,上述可动型芯与型腔的缘部相比配置在内侧,且在作用了规定值以上的压力的情况下,能够在上述型腔的容量增加的方向上移动。
[0017]另外,作为用于解决上述课题的方式,本发明的冲压成型方法是将加热后的冲压成型片材配置在一对模具之间,并通过上述一对模具将上述冲压成型片材冲压成型为规定形状的方法,其特征在于,在上述一对模具的至少一方上设有可动型芯,上述可动型芯与型腔的缘部相比配置在内侧,且在作用了规定值以上的压力的情况下,能够在上述型腔的容量增加的方向上移动。
[0018]根据本申请发明的冲压成型装置及冲压成型方法,在通过冲压而使过剩部的模具内压力达到了规定压力的情况下,可动型芯能够移动而使型腔的容量增加。然后,过剩部的一部分会流动至所增加的型腔内,抑制了过剩部的模具内压力的上升。因此,过剩部的模具内压力被保持在规定压力,能够避免发生硬停止。
[0019]另外,在上述冲压成型装置及上述冲压成型方法中,优选为,上述规定值被设定为为了恢复到加热前的上述冲压成型片材的机械特性所需要的压力。
[0020]根据上述结构,在施加了使过剩部达到加热前的冲压成型片材的机械特性所需以上的压力之后,可动型芯能够移动。由此,过剩部具备加热前的冲压成型片材的机械特性。
[0021]另外,在上述冲压成型装置及冲压成型方法中,优选为,上述一对模具具有下模、和与上述下模相对的上模,上述下模的型腔面由包括第一面、和与上述第一面相比位于下方的第二面在内的多个面构成,上述可动型芯设于上述上模中与上述第二面相对的相对面和上述第二面的至少一方上。
[0022]根据上述结构,通过使上模中与第二面相对的相对面向着第二面推压热塑性树月旨,有时会将与第一面抵接的热塑性树脂向第二面侧拉近。因此,担心在第二面与相对面之间产生过剩部。
[0023]这种情况下,当在第二面与相对面之间被冲压的过剩部的模具内压力成为规定值时,设于第二面和相对面中的至少一方上的可动型芯能够移动。由此,抑制了模具内压力的上升,能够避免发生硬停止。
[0024]另外,在上述冲压成型装置及冲压成型方法中,优选为,上述冲压成型片材的厚度比成型品的厚度大,上述一对模具具有下模、和与上述下模相对的上模,上述下模的型腔面由包括第一面、和与上述第一面相比位于下方的第二面在内的多个面构成,上述第一面是供上述冲压成型片材载置的载置面,上述可动型芯设于上述上模中与上述载置面相对的相对面和上述载置面的至少一方上。
[0025]上述热塑性树脂的流出特别容易在载置面与相对面之间发生,但根据上述结构,由于使用了厚度大的冲压成型片材,所以在载置面与相对面之间会残留为了具备所期望的机械特性所需要的容量的冲压成型片材(也包含强化纤维的热塑性树脂)。因此,在载置面与相对面之间被冲压成型的部分具备所期望的机械特性。
[0026]另一方面,在热塑性树脂从载置面与相对面之间流出的容量少的情况下,在载置面与相对面之间会产生过剩部。
[0027]这种情况下,当在载置面与相对面之间被冲压的过剩部的模具内压力成为规定值时,设于载置面和相对面中的至少一方上的可动型芯能够移动。由此,抑制了模具内压力的上升,能够避免发生硬停止。
[0028]另外,在上述冲压成型装置及冲压成型方法中,优选为,上述冲压成型片材具备第一冲压成型片材、和与上述第一冲压成型片材重叠的第二冲压成型片材,上述第二冲压成型片材的端部中的至少一个配置在上述型腔内,上述可动型芯设于在冲压时推压上述第二冲压成型片材的端部的端部推压面或上述端部推压面的附近。
[0029]根据上述结构,通过第二冲压成型片材的错位,有时第二冲压成型片材的端部会超过规定位置地配置。因此,第二冲压成型片材的端部会成为过剩部。
[0030]这种情况下,当过剩部的模具内压力成为规定值时,配置在推压过剩部(第二冲压成型片材的端部)的端部推压面上或端部推压面附近的可动型芯能够移动。由此,抑制了模具内压力的上升,能够避免发生硬停止。
[0031]发明效果
[0032]根据本发明,能够提供一种能够避免发生硬停止的冲压成型装置及冲压成型方法。
【附图说明】
[0033]图1是剖视观察第一实施方式的冲压成型装置的剖视图。
[0034]图2是第一实施方式的冲压成型方法的工序图,图2的(a)是表示配置有冲压成型片材的状态的剖视图,图2的(b)是表示在冲压成型片材上抵接有上模的状态的剖视图,图2的(C)是表示通过冲压使热塑性树脂移动后的状态的剖视图。
[0035]图3是第一实施方式的冲压成型方法的工序图,图3的(a)是表示过剩部开始被压缩的状态的剖视图,图3的(b)是表示第一减少部及第二减少部开始被压缩的状态的剖视图,图3的(C)是表示合模后的状态的剖视图。
[0036]图4是剖视观察第一实施方式的冲压成型装置的变形例的剖视图。
[0037]图5是剖视观察第二实施方式的冲压成型装置的剖视图。
[0038]图6是仰视观察第二实施方式的冲压成型装置的上模的仰视图。
[0039]图7是第二实施方式的冲压成型方法的工序图,图7的(a)是表示配置有冲压成型片材的状态的剖视图,图7的(b)是表示在冲压成型片材上抵接有上模的状态的剖视图,图7的(C)是表示合模后的状态的剖视图。
[0040]图8是剖视观察第二实施方式的冲压成型装置的变形例的剖视图。
[0041]图9是剖视观察产生皱褶部(过剩部)的冲压成型片材的剖视图。附图标记说明
[0042]UlA冲压成型装置
[0043]2、102、202 模具
[0044]3、103 下模
[0045]4、104 上模
[0046]5?8可动型芯(第一可动型芯?第四可动型芯)
[0047]30上表面
[0048]32、32A第一载置面(载置面、第一面)
[0049]34底面(第二面)
[0050]36、36A第二载置面(载置面、第一面)
[0051]40下表面
[0052]42第一相对面(相对面)
[0053]44底面用相对面(相对面)
[0054]46第二相对面(相对面)
[0055]60 销
[0056]80、180、280冲压成型片材
[0057]81第一减少部
[0058]82第二减少部
[0059]83、187 过剩部
[0060]281皱褶部(过剩部)
[0061 ]141 第一平面
[0062]142 第二平面
[0063]143上下面
[0064]144端部推压面
[0065]185延伸部
[0066]186重叠部
[0067]S 型腔
【具体实施方式】
[0068]接着,参照附图来说明本发明的第一实施方式及第二实施方式。首先,对成为加工对象的冲压成型片材80、180进行说明。
[0069](冲压成型片材)
[0070]冲压成型片材80、180(参照图2、图7等)是通过将内部包含玻璃纤维或碳纤维(未图示)的热塑性树脂加热,并以规定压力进行冲压(压缩)而成型为板状的成型物。
[0071]另外,冲压成型片材80、180由于是由热塑性树脂形成的,所以在常温下保持硬化。而且,当加热到规定温度时会软化,且压缩压力被解除,从而沿厚度方向膨胀。
[0072](第一实施方式)
[0073]如图1所示,第一实施方式的冲压成型装置I具备一对模具2、2和冲压机(未图示)。冲压成型装置I是通过由一对模具2将加热后的冲压成型片材80冲压成型为规定形状来制造成型品的装置。
[0074]—对模具2、2具有固定在未图示的固定台上的下模3、和支承在冲压机上且与下模3相对的上模4。
[0075]下模3的上表面30是供冲压成型片材80的下表面成型的型腔面。在下模3上形成有凹凸。由此,下模3的上表面30由包括供冲压成型片材80载置的载置面(第一载置面32、第二载置面36)、和与载置面相比位于下方的底面34在内的多个面构成。
[0076]此外,第一实施方式的载置面(第一载置面32、第二载置面36)是相当于技术方案所记载的“载置面”的结构。本实施方式的底面34是相当于技术方案所记载的“第二面”的结构。
[0077]另外,本发明的“载置面”并不限定于从下模3的下表面30的上方降低冲压成型片材80使冲压成型片材80最先抵接的面,换言之,并不限定于下模3的上表面30中位于最上方的最上面。例如,还包括载置于最上面的冲压成型片材80因自重而下垂变形且因该变形而被载置的面(在被上模4冲压前抵接的面)。
[0078]具体地说,在下模3上形成有第一凸部3a和第二凸部3b。该第一凸部3a和第二凸部3b彼此左右分离,且从下模3的上部向上方突出。由此,下模3的上表面30从左侧朝向右侧依次由倾斜的第一斜面31、平坦的第一载置面32、倾斜的第二斜面33、平坦的底面34、倾斜的第三斜面35、平坦的第二载置面36、和倾斜的第四斜面37排列构成。
[0079]上模4的下表面40是供冲压成型片材80的上表面成型的型腔面。在下模4上形成有与下模3的第一凸部3a及第二凸部3b对应的第一凹部4a和第二凹部4b。由此,下表面40由包括与载置面(第一载置面32、第二载置面36)相对的载置面用相对面(第一相对面42、第二相对面46)、和与底面34相对的底面用相对面44在内的多个面构成。
[0080]具体地说,第一凹部4a和第二凹部4b彼此左右分离,且从上模4的下部向上方凹陷。由此,上模4的下表面40从左侧朝向右侧依次由倾斜的第五斜面41、平坦的第一相对面42、倾斜的第六斜面43、平坦的底面用相对面44、倾斜的第七斜面45、平坦的第二相对面46、和倾斜的第八斜面47排列构成。
[0081]在下模3与上模4合模后的情况下,形成于上表面30与下表面40之间的型腔S(参照图1的虚线)的上下方向上的长度LI是均等的,成型品的厚度均等地形成。
[0082]在上模4的下表面40的左侧,形成有向下方突出的第一凸块50。
[0083]第一凸块50在合模后的情况下与下模3的第一斜面31相比向下方突出,将多余的冲压成型片材80和成型品的左端侧截断。
[0084]另外,第一凸块50的右侧面50a在合模后的情况下与下模3的第一斜面31相连。由此,型腔S的左侧被封闭。
[0085]在上模4的下表面40的右侧,形成有向下方突出的第二凸块51。
[0086]第二凸块51在合模后的情况下与下模3的第四斜面37相比向下方突出,将多余的冲压成型片材80和成型品的右端侧截断。
[0087]另外,第二凸块51的左侧面51a在合模后的情况下与下模3的第四斜面37相连。由此,型腔S的右侧被封闭。
[0088]此外,技术方案所记载的“型腔的缘部”是指在合模后的情况下,下模3的上表面30与上模4的下表面40相连的部分P、Q。
[0089]在下模3上设有第一可动型芯5。在上模4上设有第二可动型芯6和第三可动型芯7。
[0090]此外,第一可动型芯5、第二可动型芯6和第三可动型芯7分别是相同的结构。因此,作为代表对第一可动型芯5进行说明,而关于第二可动型芯6和第三可动型芯7,则仅说明与第一可动型芯5的区别。
[0091]第一可动型芯5呈中心轴沿上下方向延伸的圆柱形,且收纳在下模3的圆筒孔3c内。第一可动型芯5的上表面5a构成下模3的底面34的一部分。也就是说,第一可动型芯5与型腔S的缘部P、Q相比配置在内侧。
[0092]此外,第二可动型芯6的下表面6a构成上模4的第一相对面42的一部分。第三可动型芯7的下表面7a构成上模4的第二相对面46的一部分。因此,第二可动型芯6及第三可动型芯7也与型腔S的缘部P、Q相比配置在内侧。
[0093]第一可动型芯5以能够移动的方式被以规定值以上的压力收缩的第一螺旋弹簧10支承。由此,在对第一可动型芯5的上表面5a作用了规定值以上的压力的情况下,第一螺旋弹簧10收缩且第一可动型芯5向下方移动。换言之,第一可动型芯5在作用了规定值以上的压力的情况下能够向型腔S的容量增加的方向移动。
[0094]另外,规定值被设定为为了恢复到加热前的上述冲压成型片材80的机械特性所需要的压力(以下称为“物性恢复压力”)。
[0095]冲压机中,使上模4移动时的冲压力设定位比物性恢复压力更高。而且,冲压机构成为,在从成型对象受到的模具内压力(反作用力)变得比冲压力更高的情况下停止冲压。
[0096](冲压成型方法)
[0097]接着,参照图2、图3对使用冲压成型装置的冲压成型片材80的冲压成型方法进行说明。
[0098]冲压成型方法具备:将加热后的冲压成型片材80配置到一对模具2、2(下模3和上模4)之间的配置工序;以及通过一对模具2、2(下模3和上模4)将冲压成型片材80冲压成型为规定形状的冲压工序。
[0099]配置工序中,将冲压成型片材80载置到下模3的第一载置面32及第二载置面36上(参照图2的(a))。
[0100]另外,本实施方式中使用的冲压成型片材80使用了与要制造的成型品的厚度LI相比更厚的片材。
[0101]进一步地,冲压成型片材80被加热至规定温度。由此,冲压成型片材80软化且沿厚度方向膨胀。
[0102]在冲压工序中,驱动冲压机将上模4向下方移动,从而进行下模3与上模4的合模。
[0103]具体地说,在上模4向下方移动的过程中,首先,上模4的底面用相对面44、第一凸块50和第二凸块51分别与热塑性树脂(冲压成型片材80)的上表面抵接。
[0104]当上模4进一步向下方移动时,底面用相对面44、第一凸块50和第二凸块51分别将相抵接的部分向下方推压(参照图2的(b)、图2的(C))。
[0105]由此,在热塑性树脂中,分别由底面用相对面44、第一凸块50和第二凸块51推压的部分向下方移动。
[0106]另一方面,在热塑性树脂中,未被下模3推压的部分被向下方移动的部分拉拽,从而容量减少。
[0107]也就是说,配置在第一载置面32与第一相对面42之间的热塑性树脂的一部分向左右两侧流出(参照图2的(c)的箭头A1、A2)。以下,将在第一载置面32与第一相对面42之间的热塑性树脂的剩余部分称为第一减少部81。
[0108]另外,在热塑性树脂中,配置在第二载置面36与第二相对面46之间的部分的一部分向左右两侧流出(参照图2的(c)的箭头A3、A4)。以下,将在第二载置面36与第二相对面46之间的热塑性树脂的剩余部分称为第二减少部82。
[0109]其结果是,在底面34与底面用相对面44之间流入热塑性树脂,且大量的热塑性树脂滞留。以下,将配置在底面34与底面用相对面44之间的热塑性树脂称为过剩部83。
[0110]此外,在实施方式中,作为产生过剩部的例子,举出了通过模具2的推压而使构成冲压成型片材80的热塑性树脂移动从而产生过剩部83的情况,但过剩部的产生并不限定于此。
[0111]例如,如图9所示,还可以举出通过模具202的推压被挤压靠拢(参照图9的箭头)而在冲压成型片材280上产生了皱褶部281的情况,换言之,也就是强化纤维282与热塑性树脂一起移动,且冲压成型片材280的一部分呈波浪状的情况。
[0112]当上模4进一步向下方移动时,容量比第一减少部81和第二减少部82大的过剩部83开始被冲压(压缩)(参照图3的(a))。其结果是,气体从过剩部83排出而使密度提高,过剩部83的厚度逐渐变小。
[0113]此外,第一减少部81和第二减少部82由于容量小,所以在过剩部83的冲压开始时并不受到冲压(参照图3的(a))。
[0114]当上模4进一步向下方移动时,在从过剩部83对下模3及上模4作用的模具内压力成为物性恢复压力的情况下,过剩部83具备加热前的冲压成型片材80的机械特性。
[0115]然后,在过剩部83具备了加热前的冲压成型片材80的机械特性之后,当上模4进一步向下方移动时,过剩部83的模具内压力会超过规定值,第一可动型芯5能够移动。然后,过剩部83的一部分流入至圆筒孔3c内(参照图3的(b)),使过剩部83的模具内压力维持在物性恢复压力。
[0116]其结果是,冲压机不会因过剩部83的模具内压力而硬停止,上模4会继续向下方移动,并进行第一减少部81和第二减少部82的冲压(压缩)。
[0117]此外,在进行第一减少部81和第二减少部82的冲压(压缩)时,通过第一凸块50和第二凸块51截断热塑性树脂(冲压成型片材80),从而型腔S被封闭。由此,热塑性树脂不会从型腔S的缘部P、Q向模具外流出。
[0118]第一减少部81和第二减少部82分别使用了容量减少了的片材(参照图2的(C)的箭头Al?A4)、和比成型品的厚度LI厚的片材。由此,在合模时至少确保了用于具备加热前的冲压成型片材80的机械特性的容量。
[0119]因此,在上模4向下方移动的过程中,第一减少部81和第二减少部82分别具备加热前的冲压成型片材80的机械特性。
[0120]然后,在第一减少部81和第二减少部82分别具备了加热前的冲压成型片材80的机械特性之后,当上模4进一步向下方移动时,第一减少部81和第二减少部82各自的模具内压力会超过规定值,第二可动型芯6和第三可动型芯7能够移动。
[0121]然后,第一减少部81的一部分流入至圆筒孔4c内,使第一减少部81的模具内压力维持在物性恢复压力。
[0122]同样地,第二减少部82的一部分流入至圆筒孔4d内,使第二减少部82的模具内压力维持在物性恢复压力。
[0123]其结果是,冲压机不会因第一减少部81和第二减少部82的模具内压力而硬停止,上模4会继续向下方移动,并确实地合模(参照图3的(c))。
[0124]然后,在开模后进行模切,切削成型品的突起(流入至圆筒孔3c、4c、4d内而成型的部位),从而制造成型品。此外,若成型品是在外部无法视觉辨认的部件的话,则不需要突起的切削作业。
[0125]根据以上第一实施方式的冲压成型装置I及冲压成型方法,能够避免发生硬停止。另外,能够制造具备加热前的冲压成型片材80的机械特性的成型品。
[0126]以上,对第一实施方式的冲压成型装置I及冲压成型方法进行了说明,但本发明并不限定于实施方式所说明的例子。
[0127]例如,在对过剩部83进行冲压的底面(第二面)34及底面用相对面44中,在底面(第二面)34上设有第一可动型芯5,但也可以在底面用相对面44上设置第一可动型芯5。也就是说,只要在底面(第二面)34与底面用相对面44的至少一方上设有第一可动型芯5,就能够抑制过剩部83的模具内压力的上升。
[0128]另外,在对第一减少部81进行冲压的第一载置面(载置面)32及第一相对面42中,虽然第一相对面42上设有第二可动型芯6,但也可以在第一载置面(载置面)32上设置第二可动型芯6。也就是说,只要在第一载置面(载置面)32和第一相对面42的至少一方上设有第二可动型芯6,就能够抑制第一减少部81的模具内压力的上升。
[0129]另外,在实施方式中,在下模3和上模4的双方上均设有可动型芯(第一可动型芯5?第三可动型芯7),但本发明的可动型芯只要设在一对模具2、2的至少一方上即可,并不限定于实施方式的例子。
[0130]另外,在实施方式中,将可动型芯(第一可动型芯5?第三可动型芯7)能够移动时的规定值设定成了物性恢复压力,但本发明并不限定于此。
[0131]在本发明中,可动型芯能够移动时的规定压力只要设定为不足硬停止时的界限压力即可。因此,还可以将可动型芯能够移动时的规定压力设定为不足物性恢复压力。但是,这种设定的情况下,成型品不具备加热前的冲压成型片材80的机械特性。
[0132]此外,在本发明中,可动型芯能够移动时的规定压力不足硬停止时的界限压力,优选设定为该界限压力附近的值。由此,可动型芯难以移动,而过剩部83的树脂变得容易返回至第一减少部81或第二减少部82。其结果是,热塑性树脂变得难以进入至圆筒孔3c等内,换言之,难以生成由圆筒孔3c等成型的突起,能够避免在模切后进行切削的作业。
[0133]另外,在实施方式中,作为用于能够移动地支承可动型芯(第一可动型芯5?第三可动型芯7)的零件,使用了螺旋弹簧(第一螺旋弹簧10?第三螺旋弹簧12),但也可以用缸体(汽缸、液压缸)来代替。
[0134]此外,在螺旋弹簧和缸体中,从结构的简易性来看,优选使用螺旋弹簧。
[0135]另外,在实施方式中,作为相当于本发明的载置面的结构,举出了形成在平坦面上且与冲压成型片材80的抵接面积大的载置面(第一载置面32、第二载置面36),但本发明并不限定于此。例如,加强筋(bead)和凸台(boss)等突起状部件的顶面等的与冲压成型片材80的抵接面积极小的面,也包括在本发明的载置面内。
[0136]另外,实施方式的载置面(第一载置面32、第二载置面36)在配置工序的阶段与冲压成型片材80抵接,但本发明并不限定于此。在下模3的上表面30中在冲压工序的初始阶段冲压成型片材80所抵接的抵接面也包括在本发明的“载置面”内。
[0137]此外,作为在冲压工序的初始阶段冲压成型片材80所抵接的抵接面,可以举出图4所示的变形例。
[0138]如图4所示,变形例的下模3具备与上表面30的抵接面(第一抵接面32A、第二抵接面36A)相比向上方突出的多个销60、和使销60上下移动的多个驱动部61。
[0139]另外,在变形例的下模3中,当开始冲压工序而使上模4开始向下方移动时,通过驱动部61使各销60向下方移动(参照图4的箭头)。然后,在上模4的下表面40即将靠近冲压成型片材80之前,销60被收纳到下模3内,使冲压成型片材80载置到下模3的抵接面(第一载置面32、第二载置面36)上。
[0140]根据这种变形例,冲压成型片材80与下模3的抵接延迟,从而能够使冲压成型片材80的冷却延迟。
[0141]另外,在实施方式中,在平坦的面(第一相对面42、底面34、第二相对面46)上设有可动型芯(第一可动型芯5?第三可动型芯7),但也可以在第一斜面31等斜面上设置可动型芯。但是,若考虑模切,则优选以能够向模切方向移动的方式设置可动型芯。
[0142]此外,关于设置可动型芯的位置,如本实施方式的底面34那样,优选设置在载置面(第一载置面32、第二载置面36)之间的面上。
[0143]理由是,如实施方式中所说明的那样,在容易使热塑性树脂从载置面向底面34流出的部位设于第一载置面32、第二载置面36之间的情况下,更多的热塑性树脂会朝向底面34流出(参照图2的(c)的箭头A2、A3)。由此,若在实施方式的底面34上设置可动型芯,则能够有效地避免硬停止。而且,更优选地,在整个外周由载置面包围的底面上设置可动型芯。
[0144]除此之外,在本实施方式中,举出了对因构成冲压成型片材80的热塑性树脂的移动而产生的过剩部83适用的例子。但本发明还能适用于通过强化纤维282与热塑性树脂一起被拉拽靠近地移动而产生的皱褶部(过剩部)281(参照图9)。
[0145](第二实施方式)
[0146]接着,对第二实施方式进行说明。
[0147]如图5所示,在第二实施方式的冲压成型中,第二实施方式的冲压成型装置101具备一对模具102、102和未图不的冲压机。
[0148]另外,通过冲压成型装置101加工的冲压成型片材180具备第一冲压成型片材181、和与第一冲压成型片材181重叠的第二冲压成型片材182(参照图7)。
[0149]此外,在第二实施方式的冲压成型装置101的说明中,限于对作为与第一实施方式的冲压成型装置I的区别的一对模具102、102来说明。
[0150]—对模具102、102具有固定在未图示的固定台上的下模103、和支承在冲压机上且与下模103相对的上模104。
[0151]下模103的上表面130形成为平坦面。
[0152]上模104的下表面140具备:第一平面141;与第一平面141相比位于上方的第二平面142;以及沿上下方向延伸且使第一平面141与第二平面142连续的上下面143。
[0153]在形成于上表面130与下表面140之间的型腔S(参照图5的虚线)内,通过上表面130和第一平面141进行压缩的上下方向上的长度设定为L2。
[0154]进一步地,在型腔S内,从通过上表面130和第二平面142进行压缩的上下方向上的长度中减去L2所得的长度设定为L3。
[0155]如图5、图6所示,在上模104中设有多个第四可动型芯8。该第四可动型芯8是与第一实施方式中所说明的相同的结构。此外,关于设有多个第四可动型芯8的位置,详见后述。
[0156](冲压成型方法)
[0157]接着,参照图7对使用冲压成型装置101的冲压成型方法进行说明。使用冲压成型装置101的冲压成型方法具备配置工序、和冲压工序。
[0158]如图7的(a)所示,配置工序将加热后的第一冲压成型片材181载置到下模103的上表面130上。然后,将加热后的第二冲压成型片材182重叠到第一冲压成型片材181上。
[0159]此外,加热前的第一冲压成型片材181的厚度使用了与L2(参照图5)相同的厚度。另外,加热前的第二冲压成型片材182的厚度使用了与L3(参照图5)相同的厚度。
[0160]另外,将第二冲压成型片材182的左端部185配置到型腔S内。而且,第二冲压成型片材182的左端182a以超过第一平面141的右端141a且位于左侧的方式对位(参照图7的(a)的直线H)。
[0161]由此,冲压时,能够将热塑性树脂(第二冲压成型片材182)确实地填充至上下面143。也就是说,在合模后的情况下,成型品与上下面143之间不会产生间隙。
[0162]此外,在第一冲压成型片材181上,将与左端部185沿上下方向重叠的部分称为重叠部186。
[0163]另外,将左端部185与重叠部186合称为过剩部187。
[0164]在第一平面141上,将推压左端部185的部位称为端部推压面144。
[0165]第四可动型芯8设置在推压左端部185的端部推压面144上(尤其参照图6)。
[0166]在冲压工序中,使冲压机驱动并将上模104向下方移动,从而进行下模103与上模104的合模。
[0167]具体地说,在上模104向下方移动的过程中,首先,端部推压面144与左端部185抵接(参照图7的(b))。
[0168]当上模104进一步向下方移动时,只有过剩部187受到冲压。其结果是,在过剩部187的一部分向周边流出的同时,气体被排出,过剩部187的厚度逐渐变小。
[0169]上模104的移动进一步进行,在从过剩部187对下模103及上模104作用的模具内压力成为物性恢复压力的情况下,过剩部187具备加热前的冲压成型片材180的机械特性。
[0170]另外,在过剩部187具备了加热前的冲压成型片材180的机械特性之后,若上模104进一步向下方移动,则过剩部187的模具内压力上升,且多个第四可动型芯8被向上方推压。由此,过剩部187的一部分流入至形成在第一平面141上的圆筒孔104a内,且过剩部187的模具内压力维持在物性恢复压力。其结果是,上模104会继续向下方移动,并确实地进行其他部位的冲压(压缩)。
[0171]另外,在其他部位中,从过剩部187流出的片材的左端部185的容量本身为少量,由此模具内压力不会大幅超过物性恢复压力。其结果是,上模104继续向下方移动,并确实地合模(参照图7的(C))。
[0172]然后,在开模后进行模切,切削成型品的突起(流入至圆筒孔104a内而成型的部位),从而制造成型品。
[0173]根据以上第二实施方式的冲压成型装置101及冲压成型方法,能够避免发生硬停止。另外,能够制造出各部位具备加热前的冲压成型片材180的机械特性的成型品。进一步地,能够对上下面143无间隙地填充热塑性树脂,从而制造出所期望的形状的成型品。
[0174]以上,对第二实施方式的冲压成型装置101及冲压成型方法进行了说明,但本发明并不限定于实施方式所说明的例子。
[0175]例如,在配置工序中,第二冲压成型片材182的左端182a还可以设为与上下面143沿上下方向重叠。
[0176]对于这种情况,在因第二冲压成型片材182的错位而导致第二冲压成型片材182的左端182a超过第一平面141的右端141a而产生了左端部185的情况下是有效的。
[0177]另外,设置第四可动型芯8的位置并不限定于推压左端部185的端部推压面144。例如,如图8所示,还可以在端部推压面144的附近即第二平面142的左端部142a上设置第四可动型芯8。或者,虽未特别图示,但还可以在下模103的上表面130上与重叠部186抵接的部位上设置第四可动型芯,只要是端部推压面144的附近即可,并未特别限定。
[0178]此外,第一实施方式及第二实施方式的可动型芯(第一可动型芯5?第四可动型芯8)是圆柱形,但在本发明中,并未对可动型芯的形状进行特别限定。例如,还可以是沿着型腔面延伸的长方体状(块状)的可动型芯。
【主权项】
1.一种冲压成型装置,其具备一对模具,并通过所述一对模具将加热后的冲压成型片材冲压成型为规定形状,该冲压成型装置的特征在于, 在所述一对模具的至少一方上设有可动型芯, 所述可动型芯与型腔的缘部相比配置在内侧,且在作用了规定值以上的压力的情况下,能够在所述型腔的容量增加的方向上移动。2.根据权利要求1所述的冲压成型装置,其特征在于,所述规定值被设定为为了恢复到加热前的所述冲压成型片材的机械特性所需要的压力。3.根据权利要求1或2所述的冲压成型装置,其特征在于,所述一对模具具有下模和与所述下模相对的上模, 所述下模的型腔面由包括第一面和与所述第一面相比位于下方的第二面在内的多个面构成, 所述可动型芯设于所述上模中与所述第二面相对的相对面和所述第二面的至少一方上。4.根据权利要求1?3中任一项所述的冲压成型装置,其特征在于,所述冲压成型片材的厚度比成型品的厚度大, 所述一对模具具有下模和与所述下模相对的上模, 所述下模的型腔面由包括第一面和与所述第一面相比位于下方的第二面在内的多个面构成, 所述第一面是供所述冲压成型片材载置的载置面, 所述可动型芯设于所述上模中与所述载置面相对的相对面和所述载置面的至少一方上。5.根据权利要求1?4中任一项所述的冲压成型装置,其特征在于,所述冲压成型片材具备第一冲压成型片材和与所述第一冲压成型片材重叠的第二冲压成型片材, 所述第二冲压成型片材的端部中的至少一个配置在所述型腔内, 所述可动型芯设于在冲压时推压所述第二冲压成型片材的端部的端部推压面或所述端部推压面的附近。6.—种冲压成型方法,将加热后的冲压成型片材配置在一对模具之间,并通过所述一对模具将所述冲压成型片材冲压成型为规定形状,其特征在于, 在所述一对模具的至少一方上设有可动型芯, 所述可动型芯与型腔的缘部相比配置在内侧,且在作用了规定值以上的压力的情况下,能够在所述型腔的容量增加的方向上移动。7.根据权利要求6所述的冲压成型方法,其特征在于,所述规定值被设定为为了恢复到加热前的所述冲压成型片材的机械特性所需要的压力。8.根据权利要求6或7所述的冲压成型方法,其特征在于,所述一对模具具有下模和与所述下模相对的上模, 所述下模的型腔面由包括第一面和与所述第一面相比位于下方的第二面在内的多个面构成, 所述可动型芯设于所述上模中与所述第二面相对的相对面和所述第二面的至少一方上。9.根据权利要求6?8中任一项所述的冲压成型方法,其特征在于,所述冲压成型片材的厚度比成型品的厚度大, 所述一对模具具有下模和与所述下模相对的上模, 所述下模的型腔面由包括第一面和与所述第一面相比位于下方的第二面在内的多个面构成, 所述第一面是供所述冲压成型片材载置的载置面, 所述可动型芯设于所述上模中与所述载置面相对的相对面和所述载置面的至少一方上。10.根据权利要求6?9中任一项所述的冲压成型方法,其特征在于,所述冲压成型片材具备第一冲压成型片材和与所述第一冲压成型片材重叠的第二冲压成型片材, 所述第二冲压成型片材的端部中的至少一个配置在所述型腔内, 所述可动型芯设于在冲压时推压所述第二冲压成型片材的端部的端部推压面或所述端部推压面的附近。
【文档编号】B29C70/54GK106042419SQ201610214443
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月7日 公开号201610214443.X, CN 106042419 A, CN 106042419A, CN 201610214443, CN-A-106042419, CN106042419 A, CN106042419A, CN201610214443, CN201610214443.X
【发明人】北山贤一
【申请人】本田技研工业株式会社
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