专利名称：使用冲压机除去铸件的余料的方法及其所用的刀具的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用冲压机除去铸件的余料的方法以及该方法所用刀具。
背景技术：
在铸件上，有浇口、挡或者铸造毛刺等必须除去的余料，在精加工时除去。为了除去上述余料，现在，在油压机和机械冲压机上安装切断刀具，通过加压冲切。至于被称为余料的部分，包括铸造工艺中不得不产生的铸造毛刺和具有一定的设计目的而设的部分，尽管后者不一定称为余料，然而，在本发明，不问是不得不产生的还是设计上的原因，规定把事后应该去除的部分统称为铸件的余料。一般余料体积越大越难除掉。
关于用于除掉余料的先进技术，例如，有特开2004-17127号的毛刺消除装置及其所用的毛刺冲切工具的发明。该发明用于冲切去掉在作为组合模铸件的绝缘子盖的周边产生的环形飞边，使用刀头在冲切方向由具有高低差的高刀和低刀构成的环形冲切刀。其高刀离开规定间隔，在高刀之间配置低刀，因而，工件最初被高刀冲切形成虚线切口，接着用低刀冲切虚线切口之间，这样，目的是要减少为环状切断施加的最大切断负荷。
在用上述高刀和低刀进行毛刺切断的发明，不是一次切断全周，因而，与历来的具有环形刀具的冲断工具比较，期待能够减少约30％最大切断负荷的效果。但是，在该发明中，是用高刀进行先行切断，再用低刀进行续行切断的方式，在飞边的任何部位都仅受一次切断作用。因而，虽然对于如铸造毛刺那样的体积比较小的飞边有效，但是，不能保证对去掉因设计的必要而设置的体积比较大的余料有效。
另外，特开平11-197820号是关于切断除去铸件的不需要部分的方法的发明，该发明具有设于上下刀的相似形刀刃形成与铸件的切断部位相似形状的结构，通过上下刀向切断部位滑动接触移动和切入而切断不需要部位。因为上下刀具有相似形刀刃，与切断部位的外形形状吻合一致，因而，不会发生乱动，而可顺利切入进刀，由于在上下刀的刀尖上有单刃，因而，在切断部位不发生裂纹，期待能够整齐切断。此时，设于上下刀的相似形刀刃具有与铸件的切断部位形成相似形状的结构，因此，认为切断成与切断部位相似形，推测是与去掉飞边毛刺类似的操作。因而，关于去掉体积较大的余料的能力，完全未知。
针对上述发明，本发明以作为铸件加工的一环的去除多余部分、即去掉设计上必要的余料为主要对象。例如，图11-12所示的汽车用盘式制动器托架的情况，对于铸件1，需要配置制动块2的两端片3、3用的制动块导向器4。本发明的目的是通过实施去掉动块导向器4中的余料的方法而形成的发明。形成制动块导向器4的部分5，在铸模结构上不能够形成凹状铸模，是作为具有图11所示的拔模斜度的铸件1的多余料，不得不残留的部分。另外，6表示圆盘。为了形成制动块导向器4，必须把多余部分5加工成凹状，这与把凸状的根基部只切断一边就行的目前的切断相比，因为必须遍及三个边切断，所以，即使简单考虑也要受三倍的阻力，实际上，需要比想像还大的切断力。因此，刀具承受负荷过大，认为用冲压机进行切断困难。因此，对于制动块导向器那样的凹部的加工不能用切断进行，一般使用机床进行切削加工，然而，费工时，加工成本高。另外，为了进行铸件的精加工，另外使用机床需要过大的设备投资。
特开2004-17127号[专利文件2]特开平11-197820号发明内容本发明基于上述情况，其课题是提供通过冲压机除掉铸件余料的方法和装置以及刀具。特别是能够把铸件的余料冲切成凹形的方法。另外，本发明的另一课题是要用低成本对铸件进行精加工。
为了解决上述课题，本发明是使用冲压机除掉铸件余料的方法。其中，在构成成套冲模的固定模和可动模的任何一方安装刀具，在另一方上安装工件，在通过可动模相对固定模的冲切动作，冲切工件的余料形成凹状时，使用由从较小型的最初刀型到较大型且凸形的最终刀型的多个刀型组成的切断装置，采用由可动模进行的一次冲切动作，把工件的余料冲切成凹形。
上述结构明确本发明要使用冲压机。由于能够使用冲压机，不需要再置备新的精加工机械，可以减少设备投资。所用冲压机必须有由固定模和可动模组成的成套冲模，其中一方安装刀具、另一方安装工件。用于安装工件的结构与现有结构相同就可以。
本发明是把工件余料冲切成凹形的装置，为此，使用由从较小型的最初刀型到较大型且凸状的最终刀型的多个刀型组成的切断装置。因为冲切工件的余料成凹状，由一次完成负荷过大是不可能完成，因此作为减该负荷的装置，本发明采取从比最终应该形成的凹状小的形态进行冲切，逐渐扩大冲切的深度和宽度这样的切断方法。(参照图4)余料应该冲切成凹状的深度，例如图4所示是5.7mm，当其能够用9阶段刀型切断加工时，每一阶段在深度方向的切断量为0.63mm。该切断量不是绝对的，例如，通过实验取得每一阶段的切断量最大值为2.0mm，另外，最小量从与切削的匀衡考虑以0.3mm以上为理想。于是，本发明中的每一阶段的切断量以约0.3mm-2.0mm为宜。另一方面由机床切削加工的每一次的切削量不过百分之几毫米的量，因此，根据本发明，能够以切削加工的约10倍的高效率进行切断加工。该数值所示的切断量是本发明的效果之一，本发明的特征在于通过冲压机的一个行程动作能够完成上述切断量。
本发明的除去余料的方法的切断装置，具有阶段排列多个刀型的刀列，其具有从比应该冲切的余料的最终形状小的最初刀型到与最终形状相同的最终刀型的形态变化。其设置成较小型的最初刀型先行，且使用从最初刀型到最终刀型向冲切动作方向依次排列设置的切断刀。但是，把从最小型的最初刀型到较大型且凸状的最终刀型的由多个刀型组成的切断刀形成为何种结构形态是自由的，例如，可以在基板上安装只由刀头的尖端组成的部分。与此相反，如图1所示，当然也可以使用在一块板的左右两侧边形成以较小型的最初的刀型到较大型且凸状的最终刀型的多个刀型列，即直接把在由工具钢制成的基板上形成的刀型列作为切断装置。
本发明的第二方面所述的刀具，包括全部具有阶段排列多个刀型的刀列，该多个刀列具有从比应该冲切的余料的最终形状小的最初刀型到与最终形状相同的最终刀型的形态变化。例如，一块板构成的刀具采取如图5所示的形态，左右两半分开结构的刀具采取如图6所示的形态。把如图6所示的左右两半分开的刀具再上下(前后)分成两半、成为4块的结构是如图1～3所示的刀具，其便于更换一部分，分割数越多，破损时修复的成本越低，因而，有利于节省费用。
本发明如上述构成，从而可把通过使用冲压机由多个刀具组成的切断装置冲切时施加的负荷分为多个阶段，且把从最初刀型到最终刀型的切断通过可动模的一次冲切动作把工件的余料冲切成凹状。这样，用本发明的的切除余料的方法，把切削的10倍以上的量切断。用几个阶段进行，从而能够切断深达几毫米大的深度，能够容易进行由三边组成的凹形、由两边组成的钩形的凹形或者U字形等的冲切。
发明的效果因而，根据本发明，即使不置备机床、通过冲压机也能够进行铸件的余料的切除，特别能够冲切形成各种各样形状的凹形的工件的余料，因而，实现铸件精加工的低成本化，并且，有能够比使用机床切削除去高速精加工处理的效果。
图1表示实施本发明的使用冲压机除去铸件余料方法的装置的一例，A是主视图，B是图1A的IB-IB线剖视图；图2是表示本发明的方法所使用的刀具的一例的主视图；图3是图2的侧视图；
图4表示图2所示的刀具的切断刀的细部，A是主视图，B是俯视图，C是侧视图，D是表示各段刀型的凸出量和形状的说明图；图5是表示刀具的切断刀的另一例的主视图；图6是表示刀具的切断刀的又一例的主视图；图7是表示在本发明的除去余料的方法中安装工件的状态的说明图；图8是表示图7之后完成工件安装的状态的说明图；图9是表示与图7对应的状态的俯视图；图10是表示与图8对应的状态的俯视图；图11是表示铸件的余料部分和应去掉的凹状的说明图；图12是表示作为铸件的制动块导向器和其他零件的组合状态的说明图。
具体实施例方式
以下通过图示的实施方式，更具体地说明本发明。
<装置的结构>
图1表示用于实施使用本发明的冲压机除去铸件的余料方法的铸件余料去除装置10的一例，符号11是位于下部的固定模(下模)，12是位于上部的可动模(上模)。通过安装于固定模上的导向柱13、13，可动模12相对固定模11在必要的行程升降。14、14表示设于可动模侧的导向衬套。作为铸件的工件W，通过位于下模中部的支承夹具15、左右的推入式夹具16、16和位于前面的按压夹具17，安装在下模上。
推入式夹具16、16，参照图7～图10容易理解，与设于下模上的向前后方向移动的移动体18连动，设置成能向左右方向开闭。即，移动体18具有向前的轴承19，从而通过支承轴16c能转动地轴支承推入式夹具16的后端部16b。在推入式夹具16上，左右对称地设置具有纵向(前后)部分和左右方向的部分的凸轮槽16d，通过与设置于下模侧的凸轮销16e的接合，形成由移动体18的前进而打开左右两夹具的开闭端16a、由移动体18后退关闭开闭端16a的结构。
在上述移动体18上安装气缸装置21的伸缩部22。在移动体18上还安装向前方延伸的导杆23、23。在该杆23、23上，用左右导向部24、24，设置能够滑动的支承夹具15，还在前端安装上述的按压夹具17。另外，支承夹具15具有作为工件安装基准的基准面15a和按压工件W的上部的上部按压部15b、15b。从而，在固定模11，支承夹具15和按压夹具17之间通过气缸装置21的动作在安装工件时能够开闭，推入式夹具16、16与上述动作连动向左右开闭，具有夹持工件W的一部分能牢固固定的结构。
在与上述结构相对的可动模12侧设置刀具25。例示的刀具25悬吊安装于可动模12的下部，由设于刀具安装基板26的、左右和上下分开的切断装置，即切断刀29构成。切断刀29具有把多个刀型27-1～27-n按大小顺序阶段排列的刀列，该刀列具有从比应该冲切余料的最终形状小的最初刀型27-1到与最终形状同型的最终刀型27-n的形态变化，最初刀型27-1先行，且从最初刀型27-1到最终刀型27-n，间隔适当的间隔28-1～28-(n-1)，向冲切方向排列地设置。参照图2、图3和图4。
各刀型27-1…的形态的一例，如图4具体表示，到最终刀型27-n的级数为9个阶段(n＝9)，凸状的最终刀型27-9的大小，从基准面凸出量为5.7mm，宽度为17.3mm。该尺寸与作为目的的切除余料的形状相同。每一刀在深度方向的切断量为0.63mm。如图4所示，该刀具25，在各级的每一刀型分别切断最终深度的九分之一，在宽度上最初刀型27-1最狭窄，到最终刀型27-9逐渐扩大宽度。这样，由按大小顺序排列的刀型27-1…的列组成的切断刀29，具有向前端阶梯式的锥形。与此相对，切断量不分成若干分之一，也可以按初期、中期、后期变化大小。
以图1为代表的本发明的装置结构所用的刀具25，如上所述表示为分成左右和上下4块的刀具，然而，已经说过，这只不过是一例，还有如图5、图6所示的。图5的例表示具有左右刀列成一体的刀具25’，图6表示把刀列左右分成两部的刀具25”。图5、图6各例的刀型27-1…的数量都相同处理，说明了采用一体型刀具、分割型刀具都相同的刀具25、25’、25”。另外，无论采用哪一种刀具25、25’、25”，都能够安装于刀具安装基板26上使用。另外，31是确定刀具位置的定位销、32表示刀具安装螺栓。
<方法的发明>
以下，说明使用具有上述装置结构的本发明的冲压机除去铸件余料的方法。首先，使构成成套冲模的下模11的气缸装置21动作，使支承夹具15后退，打开与按压夹具17之间的间隔，使推入式夹具16、16左右后退(图7、图9)，以规定的姿势安装工件W。然后，使气缸装置21动作，使支承夹具15前进，在与按压夹具17之间夹住工件W，且关闭推入式夹具16、16，形成牢固固定工件W的状态。(图8、图10)此后，进行可动模12相对固定模11的冲切动作，进入把工件W的余料部分5冲切成凹状的除去工序。即，当可动模12开始下降时，安装于可动模12的刀具25，从最初刀型27-1接近余料部分5，每一刀只切断相当于n分之一(例示的场合n＝9)的量(如图4D的最下边所示)。伴随可动模12的下降度，第二、第三刀型27-2、27-3…一个接一个连续切断相当于n分之一的分量，这样进行从较小型的刀具向较大型且凸状的最终刀型27-9切断，当可动模12完成一次冲切动作时，余料部分5完全被冲切成最终的凹形(如图4D的最上边所示)。
分析使用图示的冲压机对工件W的冲切加工，负荷增大是对固定模11的下模进行冲切动作的可动模12的上模。在本发明，把进行该冲切的刀具25的全冲切量分为9阶段或者9阶段以外的多阶段、以几分之一作为一个阶段的切断量，因而，每一刀的负荷显著减少，即使冲切成凹状，用可动模12的单行程动作也能够冲切。这样，如果完成由本发明进行的凹状冲切加工工序，使可动模12上升，同时使夹具承板15后退，并且还左右打开推入式夹具16、16，取出加工完的工件W，再安装下一个工件W，重复进行与上述相同的余料去除加工方法。
根据本发明的方法、装置和刀具，具有增加铸件的加工的自由度的特征。另外，因为能够残留适当的精加工量、除去余料，所以容易精加工。于是，本发明的方法和装置，能够适宜进行现在说明的圆盘制动块导向器的大体C字型的凹部等的加工，当然也能够顺利地进行L字型(钩型)和U字型等凹部的加工。
产业上利用的可能性不止于由可动模相对固定模的上下一方向的加工，也可以进行前后、左右、上下三个方向(X、Y、Z各轴向)的加工。
权利要求
1.一种使用冲压机去除铸件的余料的方法，其特征在于，在构成成套冲模的固定模和可动模的任何一方安装刀具，在另一方上安装工件，在通过可动模相对固定模的冲切动作，冲切工件余料形成凹状时，使用由从较小型的最初刀型到较大型且凸状的最终刀型的多个刀型组成的切断装置，由可动模进行的一次冲切动作，把工件的余料冲切成凹形。
2.一种用于使用冲压机去除铸件的余料的方法的刀具，其特征在于，具有阶段排列多个刀型的刀列，其具有从比应该冲切的余料的最终形状小的最初刀型到与最终形状相同的最终刀型的形态变化，设置成使较小型的最初刀型先行，且从最初刀型到最终刀型向冲切动作方向依次排列。
3.如权利要求2所述的用于使用冲压机去除铸件的余料的方法的刀具，其特征在于，切断装置具有把从较小型的最初刀型到大型的最终刀型的多个刀型列直接形成于工具钢制的基板上的结构。
全文摘要
一种铸件的精加工的方法和刀具。其通过冲压机去除铸件余料，特别能够把铸件的余料冲切成凹状且能够低成本实施。为使用冲压机除去铸件的余料，在构成成套冲模的固定模和可动模的一方上安装刀具，在另一方上安装工件，在通过可动模相对固定模的冲切动作冲切工件W的余料形成凹状时，使用由从较小型的最初刀型到较大型且凸状的最终刀型的多个刀型组成的切断装置，由可动模进行的一次冲切动作冲切工件的余料成凹形。刀具具有，把具有从比应该冲切的余料的最终形状小的最初刀型到与最终形状同型的最终刀型的状态变化的多个刀型阶段排列的刀列；使设置成较小型的最初刀型先行，且从最初刀型到最终刀型向冲切动作方向依次排列。
文档编号B21D22/02GK1883851SQ20051011354
公开日2006年12月27日 申请日期2005年10月17日 优先权日2005年6月24日
发明者仁科捷哉 申请人:株式会社真冈制作所