专利名称：机械冲压用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械冲压用模具(a die for machine press)。
背景技术：
对于机械冲压用模具提出了很多改良方案。例如，在专利文献I中，公开了将多个杆连结成网孔状而成的模具。该模具的网面本身形成外观面。该模具能够通过变更杆的连结角度来将网的形状即外观面变为各种形状。另外，在本说明书中所谓“外观面”意味着与工件板相接的面，且是形成为目的形状、用于将该目的形状转印到工件板上的面。下面，为了使说明简单，将机械冲压用模具简称为“模具”。
现有技术文献专利文献专利文献I :特开平6-210351号公报
发明内容
发明要解决的课题—般而言，模具成对使用。一个模具安装于冲压机械的垫板，另一个模具安装于滑块。在一对模具之间配置了工件板后，滑块下降向工件板施加载荷，将模具向工件板按压。工件板沿着模具的外观面变形，将目的形状转印于工件板。在冲压加工时，对模具施加有高载荷。因此，对模具要求高刚性。另一方面，由一对模具对工件进行成形时的一对模具彼此的对位也很重要。通常，在一对模具的各自之上，具备用于对位的导向销与导向轴套。在冲压时一个模具接近另一个模具，同时一个模具所具备的导向销嵌入另一个模具所具备的导向轴套，两者的位置正确地对合。即，模具具有有外观面的部分和用于对位的部分。在通过导向销与导向轴套使一对模具正确地对位了时，一对模具双方的外观面的位置也严密地确定。在这里，如果模具的刚性高，则外观面的位置被牢固地固定，所以载荷可能会集中于外观面的特定的一部分。载荷的集中可能会给外观面造成局部损伤。或者，由于载荷的集中，模具整体可能会倾斜、工件的加工精度可能会下降。相反地，如果模具的刚性低，则外观面其自身会变形，加工精度还会下降。例如专利文献I的技术将网孔状的杆设为外观面使用，所以不能对外观面期待高刚性，不适于比较坚固的工件板的冲压。本说明书提供一种确保外观面的刚性同时向模具整体赋予适度的柔性的技术。用于解决课题的技术方案本说明书公开的新的模具的一个方案具备骨架、外观块与对位块。骨架由多根棒状部件(rod或者straight rod)组成。骨架由多根棒状部件组成,使得具有框架结构、祐1架结构或者框架与桁架的混合结构。框架结构、桁架结构是结构力学或者建筑学领域的专用语。所谓“桁架结构”，意味着由棒状部件组成的构造物，在棒状部件上仅施加轴向载荷而没有施加弯曲力矩。所谓“框架结构”，意味着由棒状部件组成的构造物，在棒状部件上施加轴向载荷与弯曲力矩双方。棒状部件、外观块以及对位块都典型地由钢、铸造物、其他金属制作。外观块是具有用于将目的形状转印于工件板的外观面的块。对位块是用于进行与已安装于冲压机械的对象模具的对位的块，典型地为具有导向销的块或者具有导向轴套的块。请注意用于进行对位的部件并不限于销与轴套。外观块与对位块都固定于骨架，但外观块与对位块在互相分离的位置固定于骨架。换而言之，该模具具有外观块与对位块由多根棒状部件连结的形态，该多根棒状部件组装成框架结构、桁架结构或者框架与桁架混合存在的骨架结构。下面，为了使说明简单，将“由多根棒状部件构成的结构，即框架结构、桁架结构或者框架与桁架混合存在的结构”简称为“骨架结构(framework structure)”。S卩，上述模具具备具有骨架结构的骨架。外观面设置于外观块，所以具有高刚性。导向销或者导向轴套设置于对位块，对位块本身的刚性高。另一方面，外观块与对位块由棒状部件连结，所以外观块相对于对位块具 有适度的柔性。特别是，棒状部件组成骨架结构的骨架容易预想各部分的刚性，所以容易实现所希望的刚性。这是在对位块与外观块之间实现适当的刚性的较大的主要原因。如果从另外观点叙述该模具，则骨架具有比对位块的刚性低且比外观块的刚性低的刚性。在本说明书公开的模具的另一个方案中，优选在俯视模具时，外观块被多根棒状部件包围，对位块配置于模具的外周(骨架的外周)。在这里，所谓“俯视模具”，相当于“从外观面的正面观察时”。为了正确地确定在骨架的中心附近配置的外观块的位置，优选，对位块配置于模具的外周侧。另外，外观块与夹着工件板而对置的模具(对象模具)的外观面相对，承受载荷。优选，在受到载荷时，外观块的外观面与对象模具的外观面变得平行。为此，只要外观块的四方分别由棒状部件均匀地支撑即可。在本说明书公开的模具的其他优选方案中，骨架具有支撑模具背面的垂直棒状部件。这是因为，为了承受冲压时的载荷，优选支撑模具背面。在骨架上不仅固定有外观块，也可以固定有对用于对工件板进行加工的工具进行支撑的块。有时在机械冲压的模具上，安装利用冲压载荷的各种工具。例如有将冲压载荷转换为与冲压方向正交的方向并在工件板开孔的工具。或者有将冲压载荷转换为与冲压方向正交的方向并弯曲工件板的工具。支撑这样的工具的块，也优选与外观块同样地，具备块本身的高刚性和相对于对位块的相对柔性。因此，优选，支撑工具的块从外观块和对位块离开地固定于骨架。本说明书公开的新的模具适于通过铸造成形制作。特别是，适于使用消失模的全模法。换而言之，本说明书公开的模具的另一其他方案中，外观块、对位块与多根棒状部件通过使用消失模的全模法而铸造为一体。本说明书公开的模具适于使用消失模的全模法的优点将在实施例中说明。
图I表示实施例的模具的俯视图。图2表示冲压机械的示意性的侧视图。图3表示利用了冲压载荷的工具的一例。
具体实施例方式图I的上侧的图示出了实施例的模具2的俯视图，下侧的图示出了模具2的侧视图。假想线示出了对置的模具102。下面将对置的模具102称为对象模具102。模具2、102是机械冲压用模具，如图2所示，安装于冲压机械50而使用。模具2固定于垫板51，对象模具102固定于滑块52。滑块52由支柱53导向，同时通过致动器55而上下移动。模具2具有外观块20、对位块24以及支撑块30。外观块20具有用于将目的形状向工件板转印的外观面20a。该例子的模具2是用于对汽车的挡泥板进行冲压形成的模具。外观面20a形成为挡泥板的形状。另外，对位块24位于模具2的4角。请注意仅对一个对位块标注符号24，对其他对位块省略了符号。若用模具2的外观块20与对象模具102的外观块20夹着工件板W，致动器55使滑块52下降向工件板W施加载荷，则工件板W变形为外观面20a的形状。即，外观面20a的形状被转印于工件板W。
在将模具2与对象模具102对起来时，模具2的导向销25嵌合于对象模具102的导向轴套125，模具2与对象模具102的位置对合。S卩，模具2的外观面20a与对象模具102的外观面120a的位置对合。导向销25设置于对位块24。如图I所示，对位块24以包围外观块20的方式配置于模具2的4角。通过在外观块20的4角配置对位块24，能够正确地确定模具2的外观面20a与对象模具102的外观面120a的相对位置。支撑块30是用于安装利用冲压载荷的各种工具的块。对于支撑块30将在后面进行说明。外观块20、对位块24以及支撑块30通过多个杆12互相连结。杆彼此由接头14连结。多个杆12纵、横、倾斜地组合而形成框架10。构成框架10的多个杆12分类为几个类型。即，多个杆12分类为纵列杆12a、横列杆12b、倾斜杆12c以及垂直杆12d。纵列杆12a与横列杆12b组合起来而在水平面内形成网格。垂直杆12d配置于垂直面内。几个纵列杆12a、横列杆12b以及垂直杆12c构成长方体(平行六面体)。倾斜杆12c配置成网格的对角线。骨架10整体也形成长方体。另外，请注意在图中对于一部分杆省略了符号。网格孔为矩形的部分构成框架结构。包含倾斜杆12c的网格为三角形的部分构成桁架结构(而且，杆彼此铰接的情况)。即，骨架10具有上述的骨架结构。另外，桁架结构意味着在杆上仅作用轴力而没有作用力矩的骨架结构，框架结构意味着在杆上作用轴力与力矩双方的骨架构造。框架构造、桁架构造都仅由杆构成，所以具有高强度，同时整体也具有适度的柔性。如图I所示，外观块20在俯视时由杆12 (纵列杆12a与横列杆12b)从四方支撑。另外，外观块20也由垂直杆12d从背面支撑。外观块20由杆12在四方与背面支撑，所以虽然微小，但在受到载荷时能够柔性地移动。即，在施加较偏的冲压载荷时，外观块20稍稍移动使得冲压载荷的分布变得均匀。通过这样的稍稍移动消除冲压载荷的不均。模具2整体通过四角的对位块24正确地确定与对象模具102的相对位置。另一方面，外观块20，其四方与背面由杆12支撑，所以稍稍移动以消除冲压载荷的不均。在外观块20上不会集中不均的冲压载荷，所以抑制了模具的磨损，并且维持高工件成形精度。外观块20的刚性比由棒状部件12组装而成的骨架10的刚性高。另外，对位块24的刚性也比骨架10的刚性高。因此，在施加冲压载荷时，如果与骨架10的变形量相比较，则外观块20与对位块24的变形量是很微小的。即，骨架10整体变形，但抑制了外观块20的变形与对位块24的变形。抑制了外观块20自身的变形，所以能够维持高工件成形精度。关于支撑块30以及利用冲压载荷的工具进行说明。图3是对用于在エ件板W的侧面开孔的工具60进行说明的图。支撑块30的上表面是平坦的，在其上表面安装有工具60。在工具60的侧方安装有冲头60a。工具60的上表面傾斜。在工具60的上方，在对象模具102上安装有对象工具160。对象工具160的下表面与工具60的倾斜的上表面平行。当对象工具160下降吋，工具60的倾斜的上表面与对 象工具160的倾斜下表面接触。当对象工具160进ー步下降时，利用施加于倾斜的上表面的冲压载荷，工具60向图3的右侧(水平方向)移动。即，冲压载荷被转换为与冲压方向正交的方向。工具60移动，其顶端的冲头60a在エ件板W的侧面开孔。这样工具60利用冲压机械的冲压载荷向水平方向移动，在エ件板W的侧面开孔。在工具60上也施加冲压载荷。此时，支撑工具60的支撑块30，由杆12a、12d在四方与背面支撑，与外观块20同样地，稍稍移动以消除冲压载荷的不均。如果总结模具2的优点，则如下所述。模具2中，外观块20、对位块24以及支撑块30由多根杆连结。通过对位块24，正确地调整与对象模具102的相对位置。另ー方面，夕卜观块20和支撑块30由杆12从背面以及水平面内的四方支撑，所以稍稍移动以分散不均的冲压载荷。冲压载荷的集中被缓和，所以外观面不会局部磨损，另外，能够实现エ件的高成形精度。另外，由多个棒状部件组装而成的骨架10具有多个网格孔，所以通风良好。因此，还具有灰尘等难以附着的优点。具有上述骨架结构的模具2适于通过使用消失模的全模法而一体鋳造。其原因如下所述。第一，由杆包围的网格孔大，所以具有容易密实地填砂的优点。另外，鋳造エ艺在冷却时铸造品因热而收缩，尺寸会变化，但杆的热收缩容易预测，所以骨架的尺寸控制容易。另外，由多个棒状部件组装起来的骨架在鋳造后在比较短的时间内冷却。例如，汽车车身用的模具巨大。为了铸造巨大的模具，冷却需要很长时间。即使是巨大的模具，由多个棒状部件组装起来的骨架也能够迅速冷却，所以能够缩短制造时间。接下来，叙述本说明书公开的技术的注意点。由杆围成的网格并不限定四边形与三角形。由杆围成的网格也可以是梯形和/或多边形。即，骨架也可以是不规则地配置杆而组装起来的。另外，棒状部件的截面形状可以是圆、矩形、其他多边形。另外，在骨架上安装有名称板和/或防尘板等板材的骨架也包含于本说明书公开的技术的范围内。原因在于名称板和/或防尘板不是对骨架的強度有贡献的部件。实施例的模具2在其4角具有对位块24。模具具有的对位块的个数并不限于4个。本说明书公开的技术也能够适用于例如具有2个对位块的模具。例如，模具也可以仅在I条对角线上的2角具有对位块。模具也可以具有比4多的位置对位块。另外，对位块的位置并不限于模具的角。本说明书公开的技术也能够适用于例如在模具的一对对边上分别具有对位块的模具。对位块也有的在俯视模具时配置于骨架外周的内側。本说明书公开的技术也能够适用于这样的模具。棒状部件彼此或者棒状部件与块也可以由销、螺栓、铆钉等紧固部件接合。也可以代替于此，通过焊接将棒状部件彼此或者棒状部件与块接合。也可以如上所述那样将多个棒状部件与块一体鋳造。另外，杆彼此的连结也可以是铰接与刚接的任意ー种。另外，以使网格孔成为三角形的方式组装起棒状部件，各棒状部件铰接的情况下，成为桁架结构。在所有外观块、对位块与棒状部件铸造为一体的情况下，棒状部件的接合部为刚接，所以骨架10具有框架结构。冲压加工吋，也可以在模具2上组合缓冲环而使用。缓冲环是用于对エ件板进行按压的部件，配置成包围外观块。以上，详细说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，并不限定技术方案。在技术方案所记载的技术中，包含对上面例示的具体例进行了各种变形、变更后的技术。本说明书或者附图中说明的技术要素単独或者通过各种组合而发挥技术有用性，并不限定于申请时技术方案记载的组合。另外，本说明书或者附图中例示的技术能够同时达成多个目的，以达成其中ー个目的自身而具有技术有用性。·符号说明2 :模具10 :骨架12 :杆12a :纵列杆12b :横列杆12c :垂直杆12d :垂直杆20 :外观块20a:外观面24 :对位块25:导向销30 :支撑块50 :冲压机械51 :垫板52 :滑块53 :支柱55 :致动器60 :工具60a :冲头102 :对象模具
权利要求
1.一种机械冲压用模具，用于在该机械冲压用模具与对置的模具之间对工件板进行冲压以成形为目的形状，其特征在于，具备 外观块，其具有用于将目的形状转印于工件板的外观面；和 对位块，其用于使所述机械冲压用模具与对置的模具对位， 外观块与对位块由多根棒状部件连接。
2.根据权利要求I所述的模具，其特征在于 多根棒状部件构成框架结构、桁架结构或者组合框架结构与桁架结构而成的结构的骨架，外观块和对位块互相离开地固定于该骨架。
3.根据权利要求2所述的模具，其特征在于 在俯视模具时，外观块被多根棒状部件包围，对位块位于模具的外周。
4.根据权利要求2或3的任意一项所述的模具，其特征在于 在俯视模具时外观块的四方分别由棒状部件支撑。
5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的模具，其特征在于 骨架包含支撑模具背面的垂直棒状部件。
6.根据权利要求2至5中的任意一项所述的模具，其特征在于 还具备工具支撑块，其是对用于利用冲压载荷对工件板进行加工的工具进行支撑的支撑块，从外观块和对位块离开地固定于骨架。
7.根据权利要求I至5中的任意一项所述的模具，其特征在于 外观块、对位块与多根棒状部件铸造为一体。
8.根据权利要求7所述的模具，其特征在于 外观块、对位块与多根棒状部件通过全模法而铸造为一体。
全文摘要
提供确保外观面的刚性同时模具整体具有适度的柔性的模具。模具2是机械冲压用模具。模具2是用于在对置的模具102之间对工件板W进行冲压以成形为目的形状的模具。模具2具备外观块20、对位块24以及多根杆12。外观块20具有用于将目的形状转印于工件板的外观面。对位块24用于使模具2与对置的模具对位。外观块与对位块由多根棒状部件连接。
文档编号B21D37/10GK102844129SQ201080066229
公开日2012年12月26日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者难波刚志, 今川博司, 野尻勋 申请人:丰田自动车株式会社