复合式冲裁装置及其方法与流程

本发明涉及一种复合式冲裁装置及其方法，且特别涉及一种应用于制作汽车门框的复合式冲裁装置及其方法。

背景技术：

对汽车门框而言，一般是先将直线金属长条经辊压定形后，再经由弯曲机拉弯形成具流线形的弯曲金属长条，并依需求在侧边上利用冲孔机进行冲孔。之后，先经由裁切机进行第一次的裁切，将弯曲金属长条裁切成需要的长度后，再进行第二次的裁切，以修正弯曲金属长条的角度，后续再将弯曲金属长条进行焊接组装。

由于上述的工艺需经过不同的机台，而容易产生人力耗费及工艺时间增加等问题。

有鉴于此，如何开发复合式装置以减少汽车门框的工艺时间，遂成相关业者努力的目标。

技术实现要素：

本发明提供一种复合式冲裁装置及其方法，通过下模座、冲头及刀具机构的配置，复合式冲裁装置可完成冲孔及裁切工艺。

依据本发明的一实施方式提供一种复合式冲裁装置，用以冲裁一汽车门框材料，汽车门框材料包含多个待冲孔部及一待裁切部，复合式冲裁装置包含一基座、多个下模座、多个冲头及一刀具机构，前述多个下模座供放置汽车门框材料，前述多个下模座沿汽车门框材料的一弯曲弧度间隔排列于基座，各下模座包含至少一穿孔，多个冲头对应穿孔，刀具机构设置于基座。其中，当汽车门框材料放置于下模座上时，冲头分别对应待冲孔部，且各冲头的一中心线与对应的待冲孔部的一法线重叠，刀具机构对应待裁切部，且刀具机构的一裁刀位于汽车门框材料的一第一侧边，裁刀自第一侧边进刀并朝相反于第一侧边的一第二侧边进行裁切，其中第一侧边较第二侧边邻近待冲孔部。

因此，由于各冲头的中心线与对应的待冲孔部的法线重叠，复合式冲裁装置可完成所有的冲孔，再搭配刀具机构的配置，可完成裁切，进而缩短工艺时间。此外，由第一侧边朝第二侧边裁切的方式，可使裁切后的汽车门框材料产生最小的变形量，而有助于后续工艺的良率提升。

依据前述的复合式冲裁装置的多个实施例，可还包含一裁切定位机构，其设置于基座且包含二夹块，二夹块分别可位移地位于裁刀的二侧，且二夹块用以定位汽车门框材料。或者，裁切定位机构可还包含一枢摆组，其可枢摆地设置于基座，其中，二夹块连接于枢摆组，当枢摆组枢摆时，带动二夹块压抵定位汽车门框材料。或者，枢摆组可包含一贯穿槽，二夹块分别连接于贯穿槽的二侧，且贯穿槽对应裁刀。或者，裁切定位机构可还包含一废料导盖，其遮盖贯穿槽。或者，裁切定位机构可位于第二侧边。

依据前述的复合式冲裁装置的多个实施例，可还包含一端料裁切机构，其设置于基座的一端，其中，当汽车门框材料放置于复合式冲裁装置时，端料裁切机构对应汽车门框材料的一端部。或者，各冲头包含一大径段、一小径段及一渐缩段，渐缩段连接于大径段与小径段之间。

依据前述的复合式冲裁装置的多个实施例，可还包含一夹持机构，其设置于基座且用以定位汽车门框材料。或者，前述复合式冲裁装置可还包含一退料机构，其设置于基座且用以推动汽车门框材料离开下模座。

依据本发明的另一实施方式提供一种复合式冲裁方法，其包含一放置步骤、一冲孔步骤、一裁切定位步骤及一裁切步骤。放置步骤提供多个下模座及多个冲头，各下模座包含至少一穿孔，将一汽车门框材料放置于下模座上，穿孔分别对应汽车门框材料的多个待冲孔部，并使冲头分别对应待冲孔部，且各冲头的一中心线与对应的待冲孔部的一法线重叠。冲孔步骤是使各冲头对其对应的待冲孔部进行冲孔。裁切定位步骤是移动一裁切定位机构，以定位汽车门框材料的一待裁切部。裁切步骤是使一刀具机构的一裁刀自汽车门框材料的一第一侧边进刀，并朝相反于第一侧边的一第二侧边对待裁切部进行裁切，其中第一侧边较第二侧边邻近待冲孔部。

依据前述的复合式冲裁方法的多个实施例，其中，可于裁切定位步骤中，移动裁切定位机构，使裁切定位机构的二夹块分别位于裁刀的二侧，并抵压待裁切部。或者，于冲孔步骤中，是依序使各冲头对其对应的待冲孔部进行冲孔。此外，于冲孔步骤中，各冲头于其对应的待冲孔部上形成一沉头孔。

附图说明

图1示出依照本发明一实施例的一种复合式冲裁装置的立体示意图；

图2示出图1的复合式冲裁装置的正视示意图；

图3示出图1的复合式冲裁装置的部分立体示意图；

图4示出图3的复合式冲裁装置的部分剖视示意图；

图5示出图1的复合式冲裁装置的多个冲头与一汽车门框材料的关系图；

图6示出图1的复合式冲裁装置的冲头于汽车门框材料形成一沉头孔的剖视示意图；

图7示出图1的复合式冲裁装置的一裁刀与汽车门框材料的裁切示意图；

图8示出依照本发明另一实施例的一种复合式冲裁装置的立体示意图；

图9示出图8的复合式冲裁装置的正视示意图；

图10示出图8的复合式冲裁装置的部分立体示意图；

图11示出图10的复合式冲裁装置的部分剖视示意图；以及

图12示出依照本发明又一实施例的一种复合式冲裁方法的步骤流程图。

附图标记说明：

100复合式冲裁装置

101基座

110退料机构

111推抵件

112承载杆

121、122、123下模座

124、125、126下模座

127下矩形模座

131、132、133冲头

134、135、136冲头

137、138矩形冲头

1311大径段

1312小径段

1313渐缩段

140裁切定位机构

141枢摆组

1411设置块

1412摆臂

1413贯穿槽

143废料导盖

144夹块

150刀具机构

151裁刀

160端料裁切机构

171、172压料块

173压料块

174、175油缸

176、177油缸

180初始定位机构

190夹持机构

191气缸

192夹头

200复合式冲裁装置

210退料机构

240裁切定位机构

241枢摆组

2411设置块

2412摆臂

2413贯穿槽

243废料导盖

251裁刀

260端料裁切机构

280初始定位机构

290夹持机构

300复合式冲裁方法

310放置步骤

320冲孔步骤

330裁切定位步骤

340裁切步骤

c1待裁切部

f1汽车门框材料

h1沉头孔

n1、n2、n3法线

n4、n5、n6法线

w1、w2、w3待冲孔部

w4、w5、w6待冲孔部

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，阅读者应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出；并且重复的元件将可能使用相同的编号或类似的编号表示。

此外，本文中当某一元件(或机构或模块等)“连接”、“设置”或“耦合”于另一元件，可指所述元件是直接连接、直接设置或直接耦合于另一元件，亦可指某一元件是间接连接、间接设置或间接耦合于另一元件，意即，有其他元件介于所述元件及另一元件之间。而当有明示某一元件是“直接连接”、“直接设置”或“直接耦合”于另一元件时，才表示没有其他元件介于所述元件及另一元件之间。而第一、第二、第三等用语只是用来描述不同元件或成分，而对元件/成分本身并无限制，因此，第一元件/成分亦可改称为第二元件/成分。且本文中的元件/成分/机构/模块的组合非此领域中的一般周知、常规或现有的组合，不能以元件/成分/机构/模块本身是否为现有，来判定其组合关系是否容易被技术领域中的通常知识者轻易完成。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6及图7，其中图1示出依照本发明一实施例的一种复合式冲裁装置100的立体示意图，图2示出图1的复合式冲裁装置100的正视示意图，图3示出图1的复合式冲裁装置100的部分立体示意图，图4示出图3的复合式冲裁装置100的部分剖视示意图，图5示出图1的复合式冲裁装置100的多个冲头131、132、133、134、135、136与一汽车门框材料f1的关系图，图6示出图1的复合式冲裁装置100的冲头131于汽车门框f1材料形成一沉头孔h1的剖视示意图，图7示出图1的复合式冲裁装置100的一裁刀151与汽车门框材料f1的裁切示意图。复合式冲裁装置100用以冲裁汽车门框材料f1，汽车门框材料f1包含多个待冲孔部w1、w2、w3、w4、w5、w6及一待裁切部c1。

复合式冲裁装置100包含一基座101、多个下模座121、122、123、124、125、126、多个冲头131、132、133、134、135、136及一刀具机构150，下模座121～126供放置汽车门框材料f1，下模座121～126沿汽车门框材料f1的一弯曲弧度间隔排列于基座101，各下模座121～126包含至少一穿孔，冲头131～136对应穿孔，刀具机构150设置于基座101。其中，当汽车门框材料f1放置于下模座121～126上时，冲头131～136分别对应待冲孔部w1～w6，且各冲头131～136的一中心线与对应的待冲孔部w1～w6的一法线n1、n2、n3、n4、n5、n6重叠，刀具机构150对应待裁切部c1，且刀具机构150的一裁刀151位于汽车门框材料f1的一第一侧边，裁刀151自第一侧边进刀并朝相反于第一侧边的一第二侧边进行裁切，其中第一侧边较第二侧边邻近待冲孔部w1～w6。

因此，由于各冲头131～136的中心线与对应的待冲孔部w1～w6的法线n1～n6重叠，复合式冲裁装置100可完成所有的冲孔，再搭配刀具机构150的配置，可完成裁切，进而缩短工艺时间。此外，由第一侧边朝第二侧边裁切的方式，可使裁切后的汽车门框材料f1产生最小的变形量，而有助于后续工艺的良率提升。后面将更仔细地描述复合式冲裁装置100的细节。

下模座121～126可通过多个支架螺接或焊接于基座101，于图1的实施例中，下模座121～126各包含一穿孔，而下模座123可还包含一矩形穿孔，但在其他实施例中，亦可以是一个下模座包含二以上的穿孔，或是包含不同形状的穿孔，其可依实际需求配置，不以此为限。

冲头131～136的位置和穿孔对应，且冲头131～136可于待冲孔部w1～w6上进行冲孔。由于冲孔时冲头131～136需与待冲孔部w1～w6垂直，才能进行准确的冲孔，因此，在配置上是让下模座121～126沿汽车门框材料f1的弯曲弧度间隔排列，而可如图5所示，让各冲头131～136的中心线与对应的待冲孔部w1～w6的法线n1、n2、n3、n4、n5、n6重叠，换句话说，即是让冲头131～136与待冲孔部w1～w6垂直。

复合式冲裁装置100可还包含多个油缸174、175、176、177及多个压料块171、172、173，通过油缸174～177的活塞杆作动，可以使压料块171～173压抵定位汽车门框材料f1，且让冲头131～136朝向下模座121～126的穿孔移动以完成冲孔。由于待冲孔部w1～w3彼此相邻且法线n1～n3彼此平行，故可使用同一油缸174控制冲头131～133的作动，而由于待冲孔部w4～w6的法线n4～n6并不平行，因此可由油缸175～177分别控制冲头134、135、136的作动。此外，为配合空间，可以是冲头131～133共同对应压料块171、冲头134对应压料块172以及冲头135、136对应压料块173。但在其他实施例中，亦可以是一个油缸单独控制一个冲头，一个冲头对应一个压料块，其可依实际需求配置，不以此为限。

优选地，如图6所示，冲头131可包含一大径段1311、一小径段1312及一渐缩段1313，渐缩段1313连接于大径段1311与小径段1312之间，而能于待冲孔部w1上形成一沉头孔h1。其余的冲头132～136的结构和冲头131相同，不再赘述。

在本实施例中，如图4所示，复合式冲裁装置100可还包含下矩形模座127及二矩形冲头137、138，下矩形模座127位于下模座122及下模座123之间且包含一矩形穿孔，其中一矩形冲头137对应下矩形模座127的矩形穿孔，另一矩形冲头138对应下模座123的矩形穿孔，且矩形冲头137、138的作动亦由油缸174控制。在其他的实施例中，亦可以不配置矩形冲头，或依实际需求配置不同形状的冲头。

优选地，各个下模座121～126及下矩形模座127均包含承放汽车门框材料f1的表面，至少部分下模座121～126及下矩形模座127的表面被配置成对应汽车门框材料f1的形状，可以有利于汽车门框材料f1的定位，且每一表面中可以仅有局部区域被配置成对应汽车门框材料f1的形状，不以上述公开为限。

裁刀151是可伸缩地位于下矩形模座127与下模座123之间，因此，冲头131～136中的至少一冲头131、132位于裁刀151的一侧，且冲头131～136中其他冲头133～136位于裁刀151的另一侧。通过如此配置，可以先将汽车门框材料f1上所有需要冲孔的位置都先进行冲孔，接着再由裁刀151将汽车门框材料f1分成二部分，而有利于缩短工艺时间。

优选地，复合式冲裁装置100可还包含一裁切定位机构140，其设置于基座101且包含二夹块144，二夹块144分别可位移地位于裁刀151的二侧，且二夹块144用以定位汽车门框材料f1。裁切定位机构140可还包含一枢摆组141，其可枢摆地设置于基座101，其中，二夹块144连接于枢摆组141，当枢摆组141枢摆时，带动二夹块144压抵定位汽车门框材料f1。

更仔细地说，枢摆组141包含一摆臂1412及一设置块1411，摆臂1412枢设于基座101，而可相对基座101摆动，设置块1411锁接于摆臂1412朝向裁刀151的一侧且具有矩块结构，二夹块144间隔螺锁于设置块1411上。

如图4所示，其中一夹块144位于裁刀151的一侧，另一夹块144位于裁刀151的另一侧，因此，当摆臂1412朝裁刀151方向枢摆时，夹块144可将汽车门框材料f1压抵定位于下模座123及下矩形模座127，如此一来，汽车门框材料f1可被稳固地定位，而能有利于裁刀151裁切时的稳定度及精准度。优选地，枢摆组141可位于第二侧边，枢摆组141朝向第一侧边枢摆，以使夹块144的压抵力量方向由第二侧边朝向第一侧边，而能抵抗裁切时的力量。

枢摆组141可还包含一贯穿槽1413，二夹块144分别连接于贯穿槽1413的二侧，且贯穿槽1413对应裁刀151。裁切定位机构140可还包含一废料导盖143，其遮盖贯穿槽1413。当裁刀151由第一侧边往第二侧边进行裁切时，其会往贯穿槽1413的方向移动，此时裁切的废料可经由贯穿槽1413出去，再被废料导盖143导引至废料区。本实施例中，贯穿槽1413仅位于设置块1411上，但在其他实施例中，贯穿槽可以贯穿设置块及摆臂，依其设置位置而定，不以上述公开为限。

在图2的实施例中，复合式冲裁装置100可还包含一端料裁切机构160，其设置于基座101的一端，其中，当汽车门框材料f1放置于复合式冲裁装置100时，端料裁切机构160会对应汽车门框材料f1的一端部。端料裁切机构160可包含一端刀，通过端刀可将端部上的端料切除。

复合式冲裁装置100可还包含一初始定位机构180，汽车门框材料f1可先预成型一定位孔，当汽车门框材料f1放置于下模座121～126上时，可先让初始定位机构180的定位销穿过定位孔，以完成汽车门框材料f1的初步定位，让穿孔及冲头131～136对应待冲孔部w1～w6。

复合式冲裁装置100还可还包含一夹持机构190，其设置于基座101且用以定位汽车门框材料f1。夹持机构190包含气缸191及夹头192，气缸191驱动夹头192将汽车门框材料f1压抵于下模座125，以定位汽车门框材料f1，而能有助于后续的冲孔工艺。

复合式冲裁装置100还可包含至少一退料机构110(本实施例中包含二退料机构110)，其设置于基座101且用以推动汽车门框材料f1离开下模座121～126。退料机构110可包含一推抵件111及一承载杆112，推抵件111由一气缸驱动，推抵件111可由第一侧边推动汽车门框材料f1，使汽车门框材料f1脱离下模座121～126后掉落于承载杆112，以完成退料。优选地，推抵件111的形状及承载杆112的形状均呈l型。

请参阅图8、图9、图10及图11，其中图8示出依照本发明另一实施例的一种复合式冲裁装200置的立体示意图，图9示出图8的复合式冲裁装置200的正视示意图，图10示出图8的复合式冲裁装置200的部分立体示意图，图11示出图10的复合式冲裁装置200的部分剖视示意图。复合式冲裁装置200和复合式冲裁装置100类似，由于复合式冲裁装置200是应用于后门、复合式冲裁装置100是应用于前门，其对应的汽车门框材料f1的弯度方向及冲孔位置与数量不同，故油缸、下模座及冲头的数量及位置略有不同，复合式冲裁装置200亦包含二退料机构210、一裁切定位机构240、一端料裁切机构260、一初始定位机构280及一夹持机构290，与复合式冲裁装置100类似的细节处不再赘述。

此外，复合式冲裁装置200中，枢摆组241的贯穿槽2413是贯穿设置块2411及摆臂2412，废料导盖243直接是设置于摆臂2412上以遮盖贯穿槽2413，是以裁刀251裁切产生的废料可经由贯穿槽2413出去，再被废料导盖243导引至废料区。

请参阅图12，并请一并参阅图1至图7，其中图12示出依照本发明又一实施例的一种复合式冲裁方法300的步骤流程图。复合式冲裁方法300可应用于复合式冲裁装置100且包含一放置步骤310、一冲孔步骤320、一裁切定位步骤330及一裁切步骤340。

放置步骤310是提供多个下模座121～126及多个冲头131～136，各下模座121～126包含至少一穿孔，将一汽车门框材料f1放置于下模座121～126上，穿孔分别对应汽车门框材料f1的多个待冲孔部w1～w6，并使冲头131～136分别对应待冲孔部w1～w6，且各冲头131～136的一中心线与对应的待冲孔部w1～w6的一法线n1～n6重叠。

冲孔步骤320是使各冲头131～136对其对应的待冲孔部w1～w6进行冲孔。

裁切定位步骤330是移动一裁切定位机构140，以定位汽车门框材料f1的一待裁切部c1。

裁切步骤340是使一刀具机构150的一裁刀151自汽车门框材料f1的一第一侧边进刀，并朝相反于第一侧边的一第二侧边对待裁切部c1进行裁切，其中第一侧边较第二侧边邻近待冲孔部w1～w6。

更仔细地说，于放置步骤310中，所提供的下模座121～126是事先沿汽车门框材料f1的一弯曲弧度间隔排列于基座101，故当汽车门框材料f1置于下模座121～126上时，各待冲孔部w1～w6的法线n1～n6会自动与冲头131～136的中心线重叠。优选地，可利用初步定位机构180进行初步定位，而有助于冲头131～136与待冲孔部w1～w6的对位。

于冲孔步骤320中，是依序使各冲头131～136对其对应的待冲孔部w1～w6进行冲孔，其是让各油缸174～177控制各压料块171～173压抵汽车门框材料f1，并让各冲头131～136位移作动以进行冲孔。冲孔顺序可以例如是依油缸174、油缸175、油缸176及油缸177的顺序排列，不以此为限，借此可避免造成冲孔时的相互冲撞及干扰。

于裁切定位步骤330中，先驱动油缸174～177控制压料块171～173及冲头131～136退开，并可移动裁切定位机构140，使裁切定位机构140的二夹块144分别位于裁刀151的二侧，并抵压待裁切部c1。由于裁切定位机构140包含枢摆组141及二夹块144，枢摆组141可相对基座101摆动，故驱动枢摆组141使其由第二侧边朝第一侧边枢摆，可以带动二夹块144压抵裁刀151二侧的汽车门框材料f1，最后再进行裁切步骤340。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。