可互换成型模具的冲模装备和用于该冲模装备的标准模架的制作方法

专利名称：可互换成型模具的冲模装备和用于该冲模装备的标准模架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可互换成形模具的冲模装备和用于该冲模装备的标准模架。更特别地，本发明涉及一种通用于各种成形模具的冲模装备和用于该模装备的标准模架。
通常根据加工类型不同例如冲孔、弯曲、拉深或类似工序，而采用各式各样的冲模。
以下将参考图7对传统冲模予以描述。这种冲模包括由凸模板107、凹模板110、卸料板114和类似件构成的成形模具、在其上固定有成形模具的上模座100和下模座111、对上模座100和下模座111的滑动起导向作用的导向机构。
更具体地讲，凸模107被定位销102定位在上模座100上，随后上模座和凸模被螺栓103整体固定在一起。同样其内设有与凸模107形状相应的刃口110a的凹模板110被定位销113定位于下模座111上并被螺栓108固定在下模座上。
另外，卸料板114被卸料螺钉115固定在上模座100上，卸料板114受到力(例如弹力)的作用，从而经凸模107冲压后的工件可以在力的作用下与凸模107完全脱离。卸料板114在加工过程中还用于将工件固定在卸料板114和凹模板110之间。
标号112表示导柱，导柱下端嵌入下模座111中，导柱顶端以可在上模座100的导向孔100a中滑动的方式装入这些导向孔100a中。导柱112和导向孔100a配合工作，从而为冲模装备提供了一种导向机构。在冲模装备中设置多组这样的导向机构，由此对上模座100相对下模座111的运动进行导向。
在图7中，标号117表示模柄，116表示冲压后的工件落下所通过的孔。
以下将描述一种将构成成形模具的凸模107和凹模板110固定到上模座100和下模座111上的方法。
首先，在使上模座100和下模座111彼此分开的状态下，暂时用螺栓103将凸模107和上模座100紧固在一起，从而凸模107被暂时固定在上模座100上。同样地用螺栓108将凹模板110暂时固定在下模座111上。
随后将上模座100和下模座111合拢，此时使凸模107对准凹模板110的刃口110a，由此确保在凸模107和刃口110a之间形成具有均匀距离的环形缝，从而完成了冲模的组装。接着对应于上模座100和下模座111分别拧紧螺栓103和108。这可使凸模107和凹模板110在彼此对准的情况下被分别固定在上模座100和下模座111上。
接着在上模座100和凸模107、下模座111和凹模板110中分别开设多个通孔以便共同透过这些部件，随后扩孔。接着将定位销102和113压嵌入如此形成的公用通孔中，从而实现了上模座100和凸模107之间以及下模座111和凹模板110之间的定位。
于是，传统冲模装备中就有了将凸模107定位在上模座100上的定位销102和装入此装备中的螺栓103。在用螺栓103将凸模107固定在模座100上后，如此开设将定位销102强制插入其中的通孔，可以使这些孔同时穿过上模座100和凸模107。因此即使偶尔由于某种原因将凸模107从上模座100中取出，仍然可以在凸模和上模座已对准的情况下轻易地再将凸模定位在上模座上。
但是在传统冲模装备中，定位销插入其中的、上模座100和凸模107的公用通孔是这样加工出来的，即当使成形模具与模座对准时使该孔同时穿过上模座和凸模。这造成成形模具和模座之间的关系已被确定或不可改变，因此不可能使这种冲模装备通用于各种成形模具。
因此当每次生产不同形状的产品时，传统冲模装备总是造成不希望地抛弃或处理掉包括成形模具和模座在内的整套冲模装备。这造成冲模装备成本的增高，从而极大地影响了生产成本。尤其是近年来多品种小批量的生产时，情况更是如此。
在考虑到现有技术的上述缺点后，形成了本发明。
因此，本发明的一个目的在于提供一种通用于各种成形模具的冲模装备，该装备在保证具有基本与传统冲模装备相同的精度和使用寿命的同时能显示出优越的经济性。
本发明的另一个目的是提供一种能用于表现上述目的的冲模装备的标准模架。
根据本发明的一个目的提供了一种可互换成形模具的冲模装备。该冲模装备包括一个具有在预定位置处各设有多个定位孔的上模座和下模座及相对下模座对上模座进行导向的导向机构的标准模架；一个在与上模座和下模座的定位孔的位置相应的位置上开有基准孔且可替换地固定在上模座和下模座上的成形模具；多个被插入上模座和下模座的定位孔和成形模具的基准孔中用于在成形模具固定在上模座和下模座上时对上模座和下模座和成形模具进行位置调节的定位销。
在本发明的一个优选实施例中，导向机构由设置在上模座和下模座中的一个模座上的导柱以及设置在上模座和下模座中的另一模座上的导向孔构成，其中上模座和下模座的定位孔或是根据导柱嵌入其中的固定孔或是根据导向孔加工出来的。
根据本发明的另一个目的提供一种标准模架。该标准模架包括一上模座和一下模座以及一导向机构。在上模座和下模座上的预定位置处分别开设多个定位孔，以便在其上固定成形模具时对成形模具进行定位。导向机构用于相对下模座对上模座进行导向。
当通过参考以下结合附图的具体描述而更好地理解了本发明时，所有本发明的目的和其带来的优点将变得显而易见，在附图中同一标号始终表示同一部件或相应部件。其中

图1(a)表示被装入根据本发明的可互换成形模具的冲模装备中的成形模具的一个例子的凸模的平面示意图；图1(b)是图1(a)所示凸模的主视图；图2表示被装入根据本发明的可互换成形模具的冲模装备中的凹模板和固定该凹模板的装置的立体示意图；图3(a)和3(b)表示用于给被装入根据本发明的可互换成形模具的冲模装备中的凹模板定位的装置的局部剖视图；图4(a)表示根据本发明的可互换成形模具的冲模装备的另一个实施例的剖视图，该实施例中的冲模装备属于双模座型冲模装备；图4(b)表示针对图4(a)所示冲模装备所作改进之处的剖面图；图5(a)表示根据本发明的可互换成形模具的冲模装备的另一实施例的剖面图，该实施例中的冲模装备属于双模座型冲模装备；图5(b)表示针对图5(a)所示冲模装备所作改进之处的剖面图；图6(a)表示根据本发明的可互换成形模具的冲模装备的另一个实施例的剖面图，该实施例中的冲模装备属于三模座型冲模装备；图6(b)是表示针对图6(a)所示冲模装备所作改进之处的剖面图；图7是传统冲模装备的剖面图。
以下将参考图1(a)-图6(b)来描述根据本发明的可互换成形模具的冲模装备或通用于各种成形模具的冲模装备。
首先描述根据本发明的可互换成形模具冲模装备的整体结构。本发明适用于在标准模架上可选替地固定各种成形模具。为达此目的，本发明是这样构成的，即使得当成形模具被固定在标准模架上时同时完成成形模具与标准模架的配合或对准。
另外定位机构相对标准模架精确地调整标准模架和各可互换的成形模具之间的位置。
此外，本发明的构成使得当成形模具被固定在标准模架上时可以精确地实现分别装在上模座和下模座上的成形模具件之间的配合或对准。
本发明还可以在标准模架上可选替地固定多种成形模具。
本发明还包括由设置在上模座和下模座中的一个模座上的导柱和设置在另一模座上的导套构成的导向机构，其中根据形成于导柱中的导向孔或安装孔来加工设在模座中的定位孔。
首先参见图1(a)和1(b)，图中示出了构成根据本发明的可互换成形模具的冲模装备的成形模具一部分的凸模。在图1(a)和1(b)中，标号60、61、62分别表示凸模板、作为基准孔的定位孔和凸模。根据凸模板60上的X轴和Y轴设计和加工凸模62和定位孔61，从而使凸模和定位孔相互垂直。定位孔61位于X轴或Y轴上的两点上。在所示实施例中，孔61位于X轴上。
可以通过任何理想方式确定定位孔61的分布及其数目，因此定位孔的分布和数目不受图1(a)和1(b)所示限制。只要作为成形部件的凸模62和这些定位孔61按照预定位置关系彼此相对应分布就可以了。
可以在预定位置关系下以提高的精度加工出定位孔61和凸模62，这种加工可利用一台设备同时机加工出定位孔61和凸模62，或者先加工定位孔61，然后根据定位孔61再加工凸模62。
通过对单一原料的机加工可以加工出凸模62和凸模板60。或者用不同材质的坯料加工出凸模和定位孔后，再组装起来。在这种情况下，在其上固定凸模板60的凸模62的那部分可以通过线切割放电式加工或类似方法与定位孔61的加工同时进行。凸模62本身也可以用线切割放电式加工。
现在将参考图2说明在根据本发明的可互换成形模具的冲模装备的凹模板内的成形部分和定位孔之间的位置关系以及标准模架的下模座上的凹模板的定位和固定。在图2的实例中，标准模架包括在其上固定成形模具的上模座和下模座以及对上模座和下模座之间的相对运动进行导向的导向机构。
在图2中，凹模板1开有定位孔3，每个定位孔3象图1所示的凸模62中的定位孔那样作为定位基准孔。限定定位孔3处于凹模板1的X轴或Y轴上的两个预定位置上。此外凹模板1上的根据定位孔3而预定的位置加工出成形部分4。
在图2中，两个这样的定位孔3在X轴上加工出。但是定位孔的数目及其分布不受图2所示限制。
定位孔3和成形部分4的加工也可以同时由一台合适的加工设备进行，例如一台线切割放电式加工设备，坐标磨床或类似设备，由此确保高的位置精度。或者可以先加工凹模板的定位孔3，再根据定位孔3加工成形部分4。这同样保证了定位孔3和成形部分4之间的精确位置关系。
构成标准模架一部分的下模座2开有导向孔5，在每个导向孔5中装入一根构成导向机构一部分的导柱。在下模座2上与定位孔3位置相应的位置处也开有直径与凹模板1的定位孔3直径相同的一对定位孔3′。
于是在相对于模座2的导向孔5的预定位置上加工出定位孔3′，随后根据定位孔3′用下述定位销将凹模板1定位，从而可以相对于下模座2的导向孔5确定成形部分4。
以下将参考图3(a)和3(b)来描述根据下模座2对凹模板1进行定位和固定的装置。
在图3(a)中，定位装置和固定装置被设置在彼此不同的位置上。定位销6被加工出一种足以使定位销6可拆卸地装入凹模板1的定位孔3中的外径和形状。于是当孔3和3′被对准时，各定位销6被同时插入定位孔3和3′中，从而可以相对于下模座2使凹模1定位。
图3(b)所示是利用其内部带有内螺纹的定位销7对凹模板1进行定位和固定的情况。图3(b)所示结构可以在同一位置上完成定位和固定，由此增大了凹模板1成形部分4的结构空间。
而且这种结构不需要考虑设置任何附加固定装置的位置，从而可以在自由位置如凹模板1的角部开设定位孔3。这可以使不带任何成形部分而带有定位孔的模板如凹模板1作为任何合适的部件使用。这还防止了定位销7的移动。
在图3(b)的实例中，下模座2的定位孔3′各具有一个插入段和一个支承段，其中定位销7插入该插入段中，而在该支承段中支承被螺旋拧入定位销7中的螺钉。与定位销7的凸缘部分相应地，凹模板1的定位孔3还各有一个沉头孔。
同样以如下方式将凸模板60固定在上模座上，即上模座开有用于导向机构的导向孔以及在根据导向孔而预定的位置处开设有定位孔，从而使设置在凸模板60上的凸模62的位置与凹模板的成形部分4的位置相对应。
于是上模座的导向孔被套在插入下模座2的导向孔5中的导柱上，结果上模座和下模座可连成整体。这可以在高精度下完成带模座的成形模具的配合，从而保证加工工件时加工设备的精度完全反映在工件上。
如上所述，如此构成本发明，即在上模座和下模座中开设有导向机构的导向孔和用于成形模具的定位孔以及与所述用于成形模具的定位孔相应的成形部分。
这种结构允许当各部件装配成冲模装备时根据用于各模座中的导向机构的导向孔彼此相应调整各成形模具部件的成形部分的位置，从而冲模装备不需要在成形模具和模座之间配合。
可以在所有模座中共同确定定位孔相对于导向孔的位置。也可以通过对各个模座分别确定的方式确定上述位置，只要成形模具的各部件的成形部分位于根据模座导向孔而预定的位置上即可。对这两个模座而言，还可以将定位孔加工成不同的内径。
在这种情况下，成形模具的各定位孔的位置及其尺寸可以由各模座的各定位孔的位置及其形状确定，而各模座的各定位孔的位置及其形状是根据导向孔确定的。
另外，可以彼此独立地设置用于调整模座和成形模具位置的定位销，从而可以根据成形模具、各模座以及类似件的各部分的厚度确定具有一最佳值的定位销长度。
以下将描述根据本发明的冲模装备。
本发明的标准模架至少包括在其上固定成形模具的上模座和下模座、对这两个模座之间的相对运动进行导向的导向机构。
但通常根据压制或类似工序将成形模具制成不同的结构，因此经常需要根据成形模具类型准备多种标准模架。
因此将结合三种标准模架描述本发明的可互换成形模具的冲模装备，其中包括双模座型标准模架、上卸料板-三模座型标准模架和下卸料板-三模座型标准模架。在这种情况下，可以将相对各模座的成形模具的定位和固定的机构制成如图1和2所示的结构。
分别参考图4(a)和4(b)，图中示出了包括双模座型标准模架和装在该标准模架内的成形模具的冲模装备。
具体而言，图4(a)示出了在其上安装有固定卸料板-下落料式成形模具的冲模装备。在图4(a)中，标准模架包括上模座25和下模座26。下模座26中有导向孔，构成导向机构一部分的导柱16的末端分别嵌入该导向孔中。在上模座25中也开设了构成导向机构另一部分的导向孔，导柱16的端头分别可滑动地插入这些导向孔中。
成形模具包括垫板20、固定在上模座25上的凸模板21和凸模22、以及固定在下模座26上的凹模板24和固定卸料板23。通过如上述结构的定位和固定机构将这些构成成形模具的部件固定在上模座25和下模座26上，同时对这些部件进行相对位置调整。
通过将冲模装备从压力机中取出并将上模座和下模座25、26相互分开来将成形模具固定在模座25和26上。接着在从模座中松开定位和固定机构后，从模座中取出原先装在模座25和26上的成形模具，再利用定位和固定机构将另一套成形模具替换地装在模座上。事先在与模座25和26的定位孔的位置相应的位置处给如此装在模座25和26上的成形模具加工出定位孔。
在下模座26中固定有镶块27，该镶块开有作为排出加工后的工件用的落料孔的通孔28。镶块27带有凸缘以承受施加给凹模板2的压力。落料孔28的形状基本与已有技术中的落料孔形状相同。落料孔尺寸也可以稍大于已有技术中的落料孔尺寸。落料孔28的加工尺寸过大不利地减弱了用于支承凹模板24的力。因此落料孔28形状通常需要与从该落料孔28排出的加工后的工序件的形状一致，从而镶块27可拆卸地支承在下模座26内。
图4(b)示出了弯曲型或翻边型成形模具。这种成形模具包括凸模板29、固定在凸模板29上的弯曲凸模30和凹模板32。凸模板29固定在上模座25上，凹模板32固定在下模座26上。
当使用此种构造的成形模具时，在标准模架中装入不带任何落料用落料孔的镶块。
分别参考图5(a)和5(b)，图中示出了由另一种双模座型标准模架构成的冲模装备，其中它带有打料机构以便将工件推出模具外。
具体而言，在图5(a)中，冲模装备被制成用于修整拉深所得工件的边部的切边型结构。在这种情况下，打料杆40活动地插在柄部41的中心孔内以便使加工后的工件43从模具42中落下。因此，利用压力机横杆敲击打料杆40末端可以使加工后的工件43从模具42中落下。
图5(b)所示冲模装备除了有上述打料机构外，还有冲模缓冲器。该冲模装备的成形模具被制成所谓的圆柱形件拉深结构。因此，它包括固定在上模座25上的凹模板52、固定在下模座26上的凸模板53、凸模54和抗皱压料板51。
冲模缓冲器主要由镶块27构成，冲模缓冲器的构成使得可以通过多个缓冲杆49将弹簧50的弹力传递给抗皱压料板51。除弹簧50外还可以通过压缩空气产生上述力，或者由液压产生上述力。
另外，力的大小可以根据所需的弹簧类型变化。根据加工的需要可以更换镶块27拿走冲模缓冲器。
现在参考图6(a)，图中示出了包括上卸料-三模座型标准模架的冲模装备。该冲模装备具有活动卸料板-落料槽排料型的成形模具。标准模架包括上模座25、下模座26、构成导向机构一部分、并且其上端嵌入上模座25的导向孔中的导柱16、带有导柱16滑动装入其中的导向孔的卸料架48。在下模座26中开设构成导向机构另一部分的、导柱16滑动装入其中的导向孔。
卸料架48通过卸料螺钉46固定在上模架25上并由弹簧机构47向下压向下模座26。
成形模具包括垫板20、其上设有凸模的凸模板21、卸料板49、固定在下模座26上的凹模板24。可以通过与上述基本相同的方式构成相对于标准模架的模座对成形模具进行定位和固定的机构。
现在参考图6(b)，图中示出了带有上卸料-三模座型标准模架的冲模装备。
图6(b)所示冲模装备包括适用于同时使同外侧落料的、全落料型成形模具。
冲模装备的标准模架以基本与图6(a)所示相同的方式构成，不同之处在于卸料架48从下模座26一侧被向上顶以及导柱16被嵌在下模座26内。可以通过与上述基本相同的方式构成相对于标准模架的模座对成形模具进行定位和固定的机构。
如图6(a)和6(b)所示，在卸料架48上设置用于固定或提升卸料架48的卸料螺钉46或弹簧47，因此不再需要在卸料板49上加工出固定部件如卸料螺钉46或弹簧47。
而且只需要更换构成成形模具一部分的卸料板49，这样可以反复使用卸料螺钉46和弹簧47，而无论此时用的是何种成形模具。
另外在图6(a)和6(b)所示的、其中包括三模座型标准模架的冲模装备中，去掉卸料架48、卸料螺钉46和弹簧47就可以使标准模架变为双模座型标准模架。
在上述各实施例中，构成导向机构一部分的、导柱滑动装入其中的导向孔是在标准模架的模座上直接制成的。或者本发明还可以制成这样的结构，即在导套中加工出导向孔，接着将该导套固定在模座中的一个上。
当导套被用作导向机构的一部分时，导套固定后，可以根据导套的导向孔对在其上固定有导套的模座上的定位孔进行加工。这显著提高了定位孔和导向孔的位置精度。
在这种情况下，开设于模座内的、在模座上固定导套用的固定孔可用作开设定位孔的基准。尽管这样作有损于位置精度，但是在不降低精度的情况下可大致确定导向孔和定位孔之间的位置关系。
从上述中可以看出，本发明的冲模装备基本包括两部分或者说包括标准模架和成形模具，其中相对标准模架对成形模具进行定位是根据孔实现的。而且标准模架的定位孔和成形模具的定位孔被用来相对确定标准模架和成形模具之间的位置，从而轻易地完成了成形模具和标准模架的装配而且不需要特定的冲模组装工序。
因此可以在标准模架上如此固定成形模具，即由要加工的最终产品的理想形状使成形模具可替换。这使得标准模架可通用很长一段时间而无论要加工的最终产品是何种形状。
冲模装备的加工精度和装配精度还随机床加工或制造精度的变化而变化。关于这方面，本发明可以使成形模具以较高精度固定在标准模架上而不需要既费时又要求高技巧的、专门的冲模配合和对准工序，从而以高精度和高效率制造出冲模装备。因此，本发明的冲模装备极大地提高了经济性，降低了生产成本，从而降低了最终产品的生产成本。
此外，本发明可以轻易地实现在标准模架上可拆卸地固定成形模具，由此保证了成形模具的快速维护和修理。
还有，无论要加工的产品的外形如何变化，本发明可以使标准模架通用，从而只需要存储成形模具，由此减少了存储区。
将成形模具可替换地固定在标准模架上也可以使被选替固定的成形模具标准化，由此提高了冲模装备的标准化，从而产生了显示出令人满意的实用性的、紧凑的CAD/CAM系统。
另外，用于将成形模具定位于模座上的模座上的定位孔的加工是根据构成标准模架的导向机构一部分的导柱的固定孔进行的，或者是根据构成导向机构另一部分的导向孔进行的。这可以精确地确定在各模座内的导向孔或固定孔与定位孔之间的位置关系，因此即使通过导向机构将模座装入冲模装备，也可以使定位孔的位置保持高精度。
权利要求
1.一种可互换成形模具的冲模装备，包括一个具有在预定位置处各设有多个定位孔的上模座和下模座及相对所述下模座对所述上模座进行导向的导向机构的标准模架；一个在与所述上模座和下模座的所述定位孔的位置相应的位置上开有基准孔且可替换地固定在所述上模座和下模座上的成形模具；多个被插入所述上模座和下模座的所述定位孔和所述成形模具的所述基准孔中用于在所述成形模具固定在所述上模座和下模座上时对所述上模座和下模座和成形模具进行位置调节的定位销。
2.如权利要求1所限定的可互换成形模具的冲模装备，其中，所述导向机构由设置在所述上模座和下模座中的一个模座上的导柱以及设置在所述上模座和下模座中的另一模座上的导向孔构成；所述上模座和下模座的定位孔或是根据所述导柱嵌入其中的固定孔或是根据所述导向孔加工出来的。
3.一种标准模架，包括一个上模座和一个下模座，在所述上模座和下模座上的预定位置处分别开设多个定位孔，以便在其上固定成形模具时对成形模具进行定位；一个相对所述下模座对所述上模座进行导向的导向机构。
4.如权利要求3限定的标准模架，其中，所述导向机构由设置在所述上模座和下模座中的一个模座上的多根导柱以及开设在所述上模座和下模座中的另一个模座上的多个导向孔构成；所述上模座和下模座的所述定位孔或是根据所述导柱嵌入其中的固定孔或是根据所述导向孔加工出来的。
全文摘要
一种可互换成型模具的冲模装备和用于该装备的能够提高经济性标准模架的。下模座设有导向孔，在其X轴的两点上开设了定位孔。凹模板在其X轴上的两点处设有定位孔，其上有成型部分。定位销被分别紧密地插入彼此对准的下模座和凹模板的定位孔中，从而凹模板被螺栓固定在下模座上，保证了凹模板的替换。
文档编号B30B15/02GK1161257SQ9612394
公开日1997年10月8日 申请日期1996年12月28日 优先权日1995年12月28日
发明者井伊谷育典, 佐藤裕行, 中村 申请人:双叶电子工业株式会社