具有废料移除能力的冲孔装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有废料移除能力的冲孔装置。
【背景技术】
[0002]冲孔是涉及在诸如金属片的工件中冲孔的加工技术。冲孔装置通常包括冲孔冲头和冲孔模。工件载置于冲孔模的上台，冲孔模中具有冲孔中空部，将冲孔冲头的顶端压在工件上，使得通过冲压掉相应的块而在工件中形成孔。通过根据所需的形状选择冲孔冲头和冲孔中空部的截面形状，能够将孔的形状制成圆形、椭圆形、正方形、长方形、星形、三角形、六边形、多边形等。存在有多种冲孔操作，包括但不限于:打孔，其包括冲压大量间距紧密的孔；开槽，其从工件的边缘移除材料；步冲轮廓，其通过产生一系列重叠的孔、缝或槽来切掉具有轮廓的材料，这允许在工件中形成复杂的形状。这些冲掉的片为需要适当丢弃的废料。然而，在传统的冲孔过程中，经常出现如下情况:归因于磁化、静电或真空作用，这些废料附着于冲孔冲头的顶端，从而干扰随后的冲压操作，或者从顶端掉落并附着于新形成的孔附近，从而需要清理产品。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种冲孔装置，其包括:冲孔模，其包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有用于载置工件的上表面和包围竖直形成的第一中空部的内表面，所述第二部分载置于所述第一中空部内并且具有包围竖直形成的第二中空部的内侧表面；冲孔冲头，其具有用于冲压所述工件的顶端部，以切掉废料片而在所述工件中产生孔；以及废料移除单元，其形成为平面状并且水平固定在所述第一部分和所述第二部分之间，其中所述第一部分、所述第二部分和所述冲孔冲头以所述第一中空部的中心轴线、所述第二中空部的中心轴线和所述冲孔冲头的中心轴线重合的方式配置；以及所述废料移除单元被构造为在冲压之后附着有所述废料片的所述顶端部下降时所述顶端部移动通过所述废料移除单元，并且还被构造为在所述顶端部提升通过所述废料移动单元时从所述顶端部刮掉所述废料片。
[0004]本发明还提供了一种使用冲孔装置的冲孔方法，所述冲孔装置包括:冲孔模，其包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有用于载置工件的上表面和包围竖直形成的第一中空部的内表面，所述第二部分载置于所述第一中空部内并且具有包围竖直形成的第二中空部的内侧表面；冲孔冲头，其具有顶端部；以及废料移除单元，其形成为平面状并且水平固定在所述第一部分和所述第二部分之间，所述方法包括:将工件载置于所述第一部分的上表面；第一次下降所述冲孔冲头以通过所述顶端部向下压所述工件，以切掉废料片而在所述工件中产生孔；在第一次下降之后，第二次下降所述冲孔冲头以使附着有所述废料片的所述顶端部移动通过所述废料移除单元；以及在第二次下降之后，提升所述冲孔冲头，以通过所述废料移除单元从所述顶端部刮掉所述废料片。
【附图说明】
[0005]图1图示了使用传统冲孔装置的冲孔过程的示例。
[0006]图2A至图2D图示了根据一种实施方式的冲孔模以及安装于冲孔模的废料移除单元的示例。
[0007]图3图示了使用根据一种实施方式的冲孔装置的冲孔过程的示例。
[0008]图4A和图4B图示了图3中图示的冲孔过程中的步骤B和步骤C的放大视图。
[0009]图5图示了废料移除单元的形状的示例。
【具体实施方式】
[0010]图1图示了使用传统冲孔装置的冲孔过程A-B-C的示例。传统冲孔装置包括具有顶端部104的冲孔冲头100和冲孔模108。冲孔模108具有形成于冲孔模108内部的冲孔中空部112，顶端部104在冲孔操作期间向下移动到冲孔中空部112中。冲孔冲头100和冲孔模108以冲孔冲头100的水平截面的中心与冲孔中空部112的水平截面的中心重合并界定了沿竖直方向的中心轴线150的方式相对于彼此配置。即，冲孔冲头100和冲孔模108彼此同心地配置。通过关于包括中心轴线150的竖直平面的截面侧视图说明了冲孔过程的各步骤。顶端部104的水平截面的形状和冲孔中空部112的水平截面的形状能够根据待制作的孔所需的形状确定，诸如圆形、椭圆形、正方形、长方形、星形、三角形、六边形、多边形等。冲孔模108的上表面是用于载置工件120的台116。步骤A图示出工件120载置于冲孔模108的台116上，冲孔冲头100竖直下降到冲孔中空部112中以冲压工件120，从而通过顶端部104切掉废料片124(SCrappieCe)。在步骤B中，将冲孔冲头100升高到工件上方，在工件120中形成孔128。然而，在传统情况下，由于可能的磁化、静电或真空作用，在制作期望的具有孔128的产品之后，存在废料片124仍附着于顶端部104的端点的情况。此外，如步骤C所示，还有如下可能性:废金属124自身从顶端部104分离并且落在工件120上形成的孔128附近。因此，如果没有合适地丢弃废金属124，废金属124可能干扰随后的冲孔操作，在生产的产品中产生划痕，或者甚至损坏顶端部104。
[0011]鉴于与冲孔操作期间产生废料片相关联的上述问题，本文件说明了一种新型冲孔装置，其包括冲孔冲头、冲孔模和安装于冲孔模的废料移除单元。以下参照随后的【附图说明】根据本实施方式的冲孔装置的详细内容。
[0012]图2A至图2D图示了根据一种实施方式的冲孔模和安装于冲孔模的废料移除单元的示例。图2A示出了整个组件200。图2B至图2D分别单独图示了冲孔模的第一部分204、冲孔模的第二部分208以及废料移除单元212。在图2A和图2B中，下面的图示出了从底部看时的水平截面图，上面的图示出了从顶部看时的水平截面图，中间的图示出了沿包括线A-A’和B-B’的切割线的竖直截面图。在图2C和图2D中，下面的图示出了从底部看时的水平截面图，上面的图示出了沿包括线A-A’的切割线的竖直截面图，该示例中的俯视图与仰视图相同。
[0013]在图2A至图2D的示例中，第一部分204具有用于载置工件的台216，在第一部分204中沿着中心轴线250竖直地形成中空部，中空部提供第一内表面220和第二内表面224，第一内表面220和第二内表面224经由作为肩部内表面的第三内表面228连续地连接。第一内表面220连续地连接到台216，提供由水平截面220H界定的开口。虽然此处未示出，冲孔冲头以其中心轴线与中心轴线250重合的方式配置用于冲孔操作。使冲孔冲头下降通过开口 220H以对工件进行冲孔而产生孔。第一内表面220的水平截面220H在本示例中是圆形的，用于制造圆孔。然而，如上述提及的，第一内表面220的水平截面220H的形状以及冲孔冲头的顶端部的形状能够根据待制作的孔所需的形状被构造为圆形、椭圆形、正方形、长方形、星形、三角形、六边形、多边形等。即，第一内表面220包围的体积可以是圆柱形对称或围绕中心轴线250旋转对称的。第二内表面224包围的体积可以是圆柱体。
[0014]本示例中的冲孔模的第二部分208被构造为具有内侧表面232、外侧表面236、上表面240和下表面244，内侧表面232围绕竖直形成的中空部。上表面240的形状和下表面244的形状在本不例中相同，上表面240和下表面244中的每一个均由两个同心圆定界，这两个同心圆分别是内侧表面232和外侧表面236的水平截面232H和236H。第二部分208以抵靠第一部分204的第二内表面224的方式载置于第一部分204的中空部中。如上述提及的，冲孔冲头的顶端部的水平截面的形状能够根据待制作的孔所需的形状被构造为圆形、椭圆形、正方形、长方形、星形、三角形、六边形、多边形等。通常，所述形状是旋转对称的。相应地，可以将内侧表面232的水平截面232H构造为具有相应的形状。
[0015]如图2D所示，待安装于冲孔模的废料移除单元212是平面状(planar)单元。废料移除单元212包括基部214以及两个或更多个翼片(flap)215。本示例中示出具有四个长方形翼片的情况。基部214通过两个边界212H和213H定界，在本示例中的这两个边界是两个同心圆212H和213H。多个翼片215以指向圆213H的中心的方式放射状(radially)形成，每个翼片在一端连接到基部214。基部214被构造为插入第一部分204的第三内表面228与第二部分208的上表面240之间并且牢固地保持在第一部分204的第三内表面228与第二部分208的上表面240之间。本示例中内边界213H是圆形的，用于制作圆孔。然而，如上述提及的，冲孔冲头的顶端部的水平截面的形状能够根据待制作的孔所需的形状被构造为圆形、椭圆形、正方形、长方形、星形、三角形、六边形、多边形等。相应地，可以将内边界213H构造为具有相应的形状。
[0016]如图2A所示，根据本实施方式的具有废料移除能力的冲孔模的组件包括第一部分204、废料移除单元212和第二部分208，废料移除单元212水平地载置于作为第一部分204的肩部内表面的第三内表面228的下方，第二部分208被插入到并且装配到第一部分204的第二内表面224，以使废料移除单元212牢固地定位抵靠第三内表面228。因此，在图2A的装配中，水平截面224H、236H和212H大致彼此对应。
[0017]图3图示了使用根据本实施方式的冲孔装置的冲孔过程A-B-C的示例。冲孔装置包括具有顶端部304的冲孔冲头300和具有废料移除能力的冲孔模，冲孔模的一个示例在图2A至图2D中示出。即，本冲孔模包括第一部分308、第二部分309以及载置于第一部分308的肩部内表面下方的废料移除单元310，废料移除单元310的位置通过第二部分309固定。因而，废料移除单元310水平地固定在第一部分308与第二部分309之间。冲孔模中具有冲孔中空部312，用于使顶端部304在冲孔操作期间向下移动。冲孔冲头300和冲孔中空部312以冲孔冲头300的水平截面的中心与冲孔中空部312的水平截面的中心重合并界定沿着竖直方向的中心轴线350的方式相对于彼此配置。废料移除单元310包括多个翼片，诸如图2D的215，多个翼片以指向中心轴线350的方式放射状形成，每个翼片在一端被连接到诸如图2D的214的基部。通过关于包括中心轴线350的竖直平面的截面侧视图示出冲孔过程的各步骤。冲孔模的第一部分308的上表面316是用于载置工件320的台316。
[0018]步骤A图示了工件320被载置于台316上，将冲孔冲头300竖直下降到冲孔中空部312中