专利名称：锻压冲头过负荷保护装置及具有其的锻压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种过负荷保护装置及具有过负荷保护装置的锻压装置，特别是涉及一种锻压冲头过负荷保护装置及具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置。
背景技术：
在现有锻压工艺过程中，例如精微锻造成形过程，会有尺寸效应产生，尤其在微密闭锻造工艺过程中，尺寸效应更为严重。其中，锻造的胚料体积在精微尺寸下，其加工公差相对于体积而言，相较于一般尺寸其公差值变大，此称为精微公差的尺寸效应。另外，微冲头本身的尺寸即相当微小，在密闭锻造的过程中很容易受到胚料体积公差的影响，使冲头承受过大的负荷而造成损坏。参考中国台湾专利公告第476702号，其揭示了能以高精度且低价地制造用于多点式的机械冲压机的过负荷防止装置，借由释出通路使滑体内的两个油压室，连通到过负荷防止阀，在各释出通路呈直排状配置单向阀及排出阀。其中，当其中一油压室的压力形成为设定过载压力以上时，上述过负荷防止阀开启作动，其油压室内的油压油，经由所对应排出阀的调节通路及合流部分及上述的过载防止阀流动到外部。借由通过该调节通路，其油压油的流动阻抗而降低合流部分的压力，切换上述两个排出阀，使上述油压室连通到排出为了防止在未过负荷的一般运转时，该阻闭抵接部会渗出油压油，故要求该阻闭抵接部须经精密的机械加工。然而，由于该阻闭抵接部是大口径的受压构件装置，处理上有困难且精密加工将耗工费时，因此，必须在机械冲压的点的多个受压构件上，形成该阻闭抵接部，所以需要长时间的机械加工，也因此该现有过负荷防止装置的制造成本相当高。另外，在该现有过负荷防止装置中，当冲压加工过程中某油压室作用超过负荷时， 其中一油压室即刻作动过负荷，其他的油压室由于借由释出阀及多条配管进行过负荷动作，所以作用较为迟缓。上述二个油压室的过负荷动作产生迟滞而倾斜滑体，会损伤到其滑体的导引部分或驱动系统。请参考中国台湾专利公告第M8182号，其目的在于提供一种应答性佳、可用简单的构造进行过负荷保护的冲压机的过负荷保护控制方法。该现有冲压机的过负荷保护控制方法利用伺服马达，通过机械式动力传达机构驱动滑块的往复运动，当加压过程中检测出滑块的过负荷时，利用伺服马达使滑块上升。其中，利用伺服马达的驱动控制的应答性及滑块上升速度比使用油压的控制快，故可利用上述伺服马达的驱动来进行过负荷保护。借此， 不需要油压式过负荷保护装置，使构成要素减少，可使冲压机小型化，并可以低成本制作。 另外，在滑块行程的任何位置发生过负荷异常，保护功能均立刻作用，以确实保护模具。然而，上述二专利的现有过负荷保护装置皆是用于冲压床的滑块保护，其体积较大，无法应用于精微尺寸下的精微锻造工艺过程或微密闭锻造工艺过程。并且，在通常情况下，模具中的冲头的强度远低于滑块保护的强度，以密闭锻造工艺过程为例，若冲头断裂， 会使模具制作成本提高，稼动率降低。
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因此，实有必要提供一种创新且具进步性的锻压冲头过负荷保护装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锻压冲头过负荷保护装置及具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置，以解决上述现有技术中的各种问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种锻压冲头过负荷保护装置，该锻压冲头过负荷保护装置连接一锻压装置，该锻压装置包括一模具、一流体压力腔体及一冲头。该模具具有一模穴，该模穴用以容设一胚料，该流体压力腔体设置于该模具，其具有一流体导接部，该流体导接部用以将一流体导入或导出该流体压力腔体。该冲头一包括一头端及一冲端，该头端连接该流体压力腔体，该冲端位于该模穴上方相对位置，该头端由该流体压力腔体内的流体压力顶推。其中，该锻压冲头过负荷保护装置包括一压力控制单元，该压力控制单元连接该流体导接部，用以控制该流体压力腔体内的流体压力在一设定负荷值范围内。为了实现上述目的，本发明另提供了一种具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置，该锻压装置包括一模具、一流体压力腔体、一冲头及一锻压冲头过负荷保护装置。该模具具有一模穴，该模穴用以容设一胚料。该流体压力腔体设置于该模具，其具有一流体导接部，该流体导接部用以将一流体导入或导出该流体压力腔体。该冲头包括一头端及一冲端， 该头端连接该流体压力腔体，该冲端位于该模穴上方相对位置，该头端由该流体压力腔体内的流体压力顶推。该锻压冲头过负荷保护装置包括一压力控制单元，该压力控制单元连接该流体导接部，用以控制该流体压力腔体内的流体压力在一设定负荷值范围内。在本发明的锻压冲头过负荷保护装置及具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置中，利用压力控制单元控制流体压力腔体内的流体压力，借此，本发明的锻压冲头过负荷保护装置及具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置具有以下优点1.防止冲头在锻压工艺过程中承受过大的负荷，以保护冲头。2.使锻压工艺过程中可加诸胚料最佳的锻压压力。3.提高锻压(如精微锻压)工艺过程的可量产性，避免经常停机。4.减低模具设计及制作时的公差要求，降低模具成本。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。图1显示本发明第一实施例锻压冲头过负荷保护装置的示意图；图2显示本发明第一实施例的另一态样锻压冲头过负荷保护装置的示意图；图3及4显示本发明具不同流体压力腔体结构(流体压缸)的第一实施例锻压冲头过负荷保护装置的示意图；图5显示本发明第一实施例的又一态样锻压冲头过负荷保护装置的示意图；图6显示本发明第二实施例锻压冲头过负荷保护装置的示意图；及图7显示本发明具有加压泵的第二实施例锻压冲头过负荷保护装置的示意图。主要元件标号说明1本发明第一实施例的锻压冲头过负荷保护装置
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2锻压装置3 胚料4本发明第二实施例的锻压冲头过负荷保护装置5 模具10压力控制单元11压力控制阀12压力显示装置21 模具22流体压力腔体23 冲头24顶冲件40压力控制单元41调压电磁阀42逆止输入端43容纳装置44手动控制压力钮45压力显示装置46加压泵51流体压力腔体211上模具212下模具213 模穴221流体导接部222 入口部223 出口部224止回阀225 缸体226 活塞227密闭空间228 凸部231 头端232 冲端511流体导接部
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照
本发明的具体实施方式
。参考图1，其显示本发明第一实施例锻压冲头过负荷保护装置的示意图。该锻压冲头过负荷保护装置1可应用于冲模或锻模上，更可应用于精微元件(例如尺寸为1 3mm的微型齿轮)制造的精微锻造工艺过程或微密闭锻造工艺过程。该锻压冲头过负荷保护装置1连接一锻压装置2，该锻压装置2包括一模具21、一流体压力腔体22及一冲头23。在本实施例中，该模具21具有一上模具211及一下模具212，该流体压力腔体22 设置于该上模具211，该下模具212具有一模穴213，该模穴213用以容设一胚料3。其中， 该模具21的上模具211及下模具212分别设有相对的该冲头23及一顶冲件M，其中该模穴213形成于该顶冲件M上方相对位置，该顶冲件M用以顶撑设置于该模穴213中的胚料3，以及将锻压成形后的胚料3顶推出该模穴213。要注意的是，在其他应用中，该下模具 212可仅具有该模穴213而不具顶冲件(如图2所示)。在本实施例中，该流体压力腔体22位于该模穴213上方相对位置，其具有一流体导接部221，该流体导接部221用以将一流体导入或导出该流体压力腔体22。在本实施例中，该流体导接部221包括一入口部222及一出口部223，该入口部222设有一止回阀224， 该流体由该入口部222经该止回阀2M导入该流体压力腔体22，且该流体由该出口部223 导出该流体压力腔体22。其中，该止回阀2M可防止该流体自该入口部222逆流出该流体压力腔体22。在不同应用中，该流体压力腔体22可为密闭腔体或流体压缸(如油压缸或气压缸)，该流体可为油或空气。参考图3，其中该流体压缸22(即该流体压力腔体22)由一缸体225及一活塞2 构成，其中流体导接部221连接该缸体225，该活塞2 设置于该缸体 225中且与该缸体225形成一密闭空间227，该密闭空间227容设该流体，该活塞226由该流体致动而顶推该冲头23。在图3中，该活塞2 接触该冲头23的表面是一平面，要注意的是，该活塞2 接触该冲头23的表面可具有一凸部2 (如图4所示)，该凸部2 相对于该冲头23的位置， 该活塞226由该流体致动后而以该凸部2 顶推该冲头23。再参考图1，在本实施例中，该冲头23—包括一头端231及一冲端232，该头端231 连接该流体压力腔体22，该冲端232位于该模穴213上方相对位置，该头端231由该流体压力腔体22内的流体压力直接顶推，当该上模具211朝向该下模具212合模时，致使该冲端 232以锻压该胚料3。其中，若该流体压力腔体22为流体压缸，则该流体压力腔体22内的流体是通过活塞2 而间接顶推该冲端232 (参考图3及图4)。配合参考图1及图5，该锻压冲头过负荷保护装置1包括一压力控制单元10，该压力控制单元10连接该流体导接部221，用以控制该流体压力腔体22内的流体压力在一设定负荷值范围内，以防止该冲头23在密闭锻压工艺过程中承受过大的负荷，以保护该冲头23。该压力控制单元10可仅包括一压力控制阀11，其中该压力控制阀11连接该出口部223 (图1)；或者，该压力控制单元10可包括一压力控制阀11及一压力显示装置12 (图 5)，其中该压力控制阀11及该压力显示装置12皆连接该出口部223，通过该压力显示装置 12的压力显示可随时掌握该流体压力腔体22内的流体压力状况，以进一步控制该流体的压力于该设定负荷值范围内。再配合参考图1及图5，于实际应用上，首先应依该冲头23及该胚料3的尺寸、材质等条件决定该设定负荷值，并借由该压力控制单元10控制该流体压力腔体22内的流体的压力在该设定负荷值范围内，再进行密闭锻压工艺步骤。进行密闭锻压工艺步骤时，该流体的压力可直接或间接顶推该冲头23的头端231，并提供足够的力量来锻压该胚料3，当该冲头23在密闭锻压工艺过程中所承受的负荷超过该设定负荷值时，即该胚料3施加于该冲头23的力量大于该流体顶推该冲头23的力量，迫使部份流体自连接该出口部223的该压力控制阀11流出，而使该冲头23朝向该流体压力腔体22运动，借此保护该冲头23。参考图6，其显示本发明第二实施例锻压冲头过负荷保护装置的示意图。与上述图1中本发明第一实施例锻压冲头过负荷保护装置1不同之处在于，该第二实施例锻压冲头过负荷保护装置4的该压力控制单元40包括一调压电磁阀41、一逆止输入端42及一容纳装置43，且设置于模具5的流体压力腔体51的流体导接部511仅包括一通道(流体进出该流体压力腔体51的出入路径)。该调压电磁阀41连接该流体导接部511，该逆止输入端 42及该容纳装置43连接该调压电磁阀41。其中，当该流体压力腔体51内的流体不足时，该调压电磁阀41控制连通该逆止输入端42及该流体导接部511，使流体由该逆止输入端42经该调压电磁阀41导入该流体压力腔体51 ；当该流体压力腔体51内的流体压力大于该设定负荷值，该调压电磁阀41控制连通该容纳装置43及该流体导接部511，使该流体由该流体导接部511导出该流体压力腔体51且经该调压电磁阀41至该容纳装置43。另外，该压力控制单元40较佳另包括一手动控制压力钮44，用以调整该流体压力腔体51内的流体压力。同样地，该压力控制单元40可另包括一压力显示装置45，连接该流体导接部511，以随时掌握该流体压力腔体51内的流体压力状况。配合参考图6及图7，在其他应用中，该压力控制单元40可另包括一加压泵46，该加压泵46连接该逆止输入端42及该容纳装置43 (图7)。其中，当该流体压力腔体51内的流体不足时，该加压泵46加压流体，并且该调压电磁阀41控制连通该逆止输入端42及该流体导接部511，使该流体由该逆止输入端42经该调压电磁阀41导入该流体压力腔体51 ； 当该流体压力腔体51内的流体压力大于该设定负荷值，该调压电磁阀41控制连通该容纳装置43及该流体导接部511，使该流体传送至该容纳装置43中，其中该容纳装置43中的该流体可再传送至该加压泵46并加压再循环利用。本发明另提供了一种具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置，本发明的具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置可包括如图1至图5任一图中所示的锻压冲头过负荷保护装置1及锻压装置2的组合，或者可包括如图6至图7任一图中所示的锻压冲头过负荷保护装置4及锻压装置5的组合。以图1所示的锻压冲头过负荷保护装置1及锻压装置2所组成的具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置为例说明，该具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置包括一模具21、一流体压力腔体22、一冲头23及一锻压冲头过负荷保护装置1。该模具21具有一模穴213，该模穴213用以容设一胚料3。该流体压力腔体22设置于该模具21，其具有一流体导接部221，该流体导接部221用以将一流体导入或导出该流体压力腔体22。该冲头23 包括一头端231及一冲端232，该头端231连接该流体压力腔体22，该冲端232位于该模穴 213上方相对位置，该头端231由该流体压力腔体22内的流体压力顶推。该锻压冲头过负荷保护装置1包括一压力控制单元10，该压力控制单元10连接该流体导接部221，用以控制该流体压力腔体22内的流体压力在一设定负荷值范围内。关于该模具21、该流体压力腔体22、该冲头23及该锻压冲头过负荷保护装置1的结构、运作及其相应关系，请参考上述图1及其相关叙述，在此不再加以赘述。
在本发明的锻压冲头过负荷保护装置及具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置中，利用压力控制单元控制流体压力腔体内的流体压力，借此，本发明的锻压冲头过负荷保护装置及具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置具有以下优点1.防止冲头在锻压工艺过程中承受过大的负荷，以保护冲头。2.使锻压工艺过程中可加诸胚料最佳的锻压压力。3.提高锻压(如精微锻压)工艺过程的可量产性，避免经常停机。4.减低模具设计及制作时的公差要求，降低模具成本。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，对熟悉本行技艺的人士而言为一广泛的揭示，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的各种变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
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权利要求
1.一种锻压冲头过负荷保护装置，连接一锻压装置，该锻压装置包括一模具、一流体压力腔体及一冲头，该模具具有一模穴，该模穴用以容设一胚料，该流体压力腔体设置于该模具，其具有一流体导接部，该流体导接部用以将一流体导入或导出该流体压力腔体，该冲头一包括一头端及一冲端，该头端连接该流体压力腔体，该冲端位于该模穴上方相对位置， 该头端由该流体压力腔体内的流体压力顶推，其特征在于，该锻压冲头过负荷保护装置包括一压力控制单元，该压力控制单元连接该流体导接部，用以控制该流体压力腔体内的流体压力在一设定负荷值范围内。
2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，该流体压力腔体为密闭腔体或流体压缸。
3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，该流体压缸包括一缸体及一活塞，该活塞于该缸体中形成一密闭空间，该密闭空间容设该流体，该活塞由该流体致动而顶推该冲头。
4.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一调压电磁阀、一逆止输入端及一容纳装置，该调压电磁阀连接该流体导接部，该逆止输入端及该容纳装置连接该调压电磁阀，当该流体压力腔体内的流体压力小于该设定负荷值，该调压电磁阀控制连通该逆止输入端及该流体导接部，使该流体由该逆止输入端经该调压电磁阀导入该流体压力腔体，当该流体压力腔体内的流体压力大于该设定负荷值，该调压电磁阀控制连通该容纳装置及该流体导接部，使该流体由该流体导接部导出该流体压力腔体且经该调压电磁阀至该容纳装置。
5.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一手动控制压力钮，用以调整该流体压力腔体内的流体压力。
6.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一压力显示装置，连接该流体导接部。
7.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一加压泵，连接该逆止输入端及该容纳装置，该加压泵加压该流体并使其由该逆止输入端经该调压电磁阀导入该流体压力腔体，该容纳装置中的流体传送至该加压泵并加压再利用。
8.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一压力控制阀，连接该流体导接部。
9.根据权利要求8所述的保护装置，其特征在于，该流体导接部包括一入口部及一出口部，该流体分别由该入口部及该出口部导入及导出该流体压力腔体，该压力控制单元连接该出口部。
10.根据权利要求9所述的保护装置，其特征在于，该流体导接部另包括一止回阀，连接该入口部。
11.根据权利要求9所述的保护装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一压力显示装置，连接该出口部。
12.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置应用于冲模或锻模上。
13.根据权利要求12所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置应用于精微锻造工艺过程或微密闭锻造工艺过程。
14.一种具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置，其特征在于，该锻压装置包括一模具，具有一模穴，该模穴用以容设一胚料；一流体压力腔体，设置于该模具，其具有一流体导接部，该流体导接部用以将一流体导入或导出该流体压力腔体；一冲头，包括一头端及一冲端，该头端连接该流体压力腔体，该冲端位于该模穴上方相对位置，该头端由该流体压力腔体内的流体压力顶推；及一锻压冲头过负荷保护装置，包括一压力控制单元，该压力控制单元连接该流体导接部，用以控制该流体压力腔体内的流体压力在一设定负荷值范围内。
15.根据权利要求14所述的锻压装置，其特征在于，该流体压力腔体为密闭腔体或流体压缸。
16.根据权利要求15所述的锻压装置，其特征在于，该流体压缸包括一缸体及一活塞， 该活塞于该缸体中形成一密闭空间，该密闭空间容设该流体，该活塞由该流体致动而顶推该冲头。
17.根据权利要求14所述的锻压装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一调压电磁阀、一逆止输入端及一容纳装置，该调压电磁阀连接该流体导接部，该逆止输入端及该容纳装置连接该调压电磁阀，当该流体压力腔体内的流体压力小于该设定负荷值，该调压电磁阀控制连通该逆止输入端及该流体导接部，使该流体由该逆止输入端经该调压电磁阀导入该流体压力腔体，当该流体压力腔体内的流体压力大于该设定负荷值，该调压电磁阀控制连通该容纳装置及该流体导接部，使该流体由该流体导接部导出该流体压力腔体且经该调压电磁阀至该容纳装置。
18.根据权利要求17所述的锻压装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一手动控制压力钮，用以调整该流体压力腔体内的流体压力。
19.根据权利要求17所述的锻压装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一压力显示装置，连接该流体导接部。
20.根据权利要求17所述的锻压装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一加压泵， 连接该逆止输入端及该容纳装置，该加压泵加压该流体并使其由该逆止输入端经该调压电磁阀导入该流体压力腔体，该容纳装置中的流体传送至该加压泵并加压再利用。
21.根据权利要求14所述的锻压装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一压力控制阀，连接该流体导接部。
22.根据权利要求21所述的锻压装置，其特征在于，该流体导接部包括一入口部及一出口部，该流体分别由该入口部及该出口部导入及导出该流体压力腔体，该压力控制单元连接该出口部。
23.根据权利要求22所述的锻压装置，其特征在于，该流体导接部另包括一止回阀，连接该入口部。
24.根据权利要求22所述的锻压装置，其特征在于，该压力控制单元另包括一压力显示装置，连接该出口部。
25.根据权利要求14所述的锻压装置，其特征在于，所述锻压装置应用于冲模或锻模上。
全文摘要
本发明公开了一种锻压冲头过负荷保护装置及具有锻压冲头过负荷保护装置的锻压装置。该锻压冲头过负荷保护装置连接一锻压装置，其中，利用该锻压冲头过负荷保护装置控制一流体压力腔体内的流体压力在一设定负荷值范围内，借由该流体压力致动一冲头以锻压设置于一模穴的胚料。借此，本发明的锻压冲头过负荷保护装置具有以下优点防止冲头在锻压工艺流程中承受过大的负荷，以保护冲头；使锻压工艺流程中可加诸胚料最佳的锻压压力；提高锻压工艺过程的可量产性，避免经常停机；及减低模具设计及制作时的公差要求，降低模具成本。
文档编号B21J13/00GK102211132SQ20101015655
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者杜国印, 蔡行知 申请人:财团法人金属工业研究发展中心