用于液压冲孔的组合冲头的制作方法

时间:2019-04-16 00:54:56本文内容及图片来源于读者投稿,如有侵权请联系690542@qq.com

  用于液压冲孔的组合冲头的制作方法

专利名称:用于液压冲孔的组合冲头的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于在液压成形的金属构件中形成孔的沖头。更具体 地,本发明涉及一种用于形成具有两个或更多个废料片的孔的组合冲头。
背景技术
现在,液压成形广泛地用来形成用于汽车底盘等的重质和轻质金属构 件。在液压成形中,将管状金属坯件放置到模具中,然后通过向该坯件填 充加压流体一一通常是水一一对该坯件进行扩展以与模具相一致。作为液压成形过程之后的步骤,在对所形成的构件进行减压和^具 移开所述构件之前,已知的是利用冲头在该构件中冲压出任意所需要的 孔。这些沖头通常经由液压活塞来操作,并且除了因为压力4吏构件的壁抵 抗冲头的移动而使液压成形的构件中的流体压力去除了对模具的需要之 外,这些冲头与传统的冲头和模具^Mt非常类似。为了避免附加的制造步骤,通常由在冲头一侧上的特征将冲孔形成的 废料片存留在M成形的构件内,所述特征确保废料片的一侧部分保持附 连在该构件上。该废料片由于在冲孔操作期间冲头的移动而围绕这部分折 进到构件的内部,并被该部分留住,而不遮挡该孔的开口。然而,当希望冲压出相对大(与液压成形的构件的直径相比)的孔, 就很难或不可能形成这样的孔,因为在冲孑L操作期间废料片可能抵接构件 的内部部分。即使在可以冲压出大孔的情况下,可能也不能形成留存的废料片,因 为当废料片被折叠时它可能M构件的内部部分,从而阻止废料片^L折叠 得不碍事并因而至少部分地遮挡孔的开口部分。因此,为了冲压出这样相对大的孔,已知的是利用阶梯冲头来形成所 希望的具有两个较小废料片的孔。如果废料片得以留存,则每个废料片围 绕孔的不同部分得以留存并被折叠得地远离另一废料片。然而,常规的阶梯冲头系统需要非常高的冲孔压力和校准压力(M 成形的构件中的流体的压力)进行操作,并且因而用于这样的系统的工具 和作动器昂贵并且/或者用于形成和进行冲孔的操作的周期时间可能比其 它情况长。更重要地,阶梯冲头可能会阻止在液压成形期间将附加量的坯 件供应到模具中,而在液压成形期间将附加量的坯件供应到模具中通常是 期望的操作。发明内容本发明的目的是提供一种消除或减少现有技术的至少一个缺点的新 颖的组合冲头。根据本发明的第一方面,提供一种用于在液压成形的构件中形成孔的组合冲头,包括第一冲头部,其具有冲头表面、间隔开的作用面和突起 部,所述突起部大致平行于所述作用面从所述第一沖头部延伸;第二冲头 部,其具有冲头表面、间隔开的作用面和凹槽,所述凹槽沿所述第二冲头 部的与所述第二冲头部的作用面垂直的侧面的一部分延伸,所述凹槽接收所述突^^部并且限制第二冲头部相对于笫一冲头部的移动;以;s^作动器,其具有作动器作用面,以接合第一冲头部的作用面和第二冲头部的作用 面,所述作动器能够在初始位置和伸出位置之间移动,作动器作用面与第 一冲头部的作用面接合以交替性地在初始位置和伸出位置之间移动第一 沖头部,在初始位置处,在第二冲头部的作用面和作动器作用面之间提供 有间隙,使得当作动器向伸出位置移动时第一冲头部能够穿透液压成形的 构件而在间隙用完之前不移动笫二冲头部,在这之后第一冲头部和第二冲 头部与作动器一起向伸出位置移动,突^部与凹槽的端部掩^,以将第二冲头部和第一冲头部移动到初始位置并且重新建立间隙。一种用于在液压成形的构件中形成孔的组合冲头,该冲头包括第一冲头部,以从、;^a成形的构件冲压出第一废料片;第二冲头部,以从^成形的构件冲压出第二废料片;以及能够在初始位置和伸出位置之间移动的作动器,所述作动器具有作用面,在初始位置,第二冲头部的作用面和 作动器作用面之间提供有间隙,所述作动器在移动第二冲头部以沖压出第 二废料片之前移动第一冲头部以冲压出第一废料片。本发明提供一种新颖的组合冲头和系统,其允许在液压成形的构件中 形成孔,其中原本会形成的废料片被分成两个或更多个更小的废料片。这 些更小的废料片可以被冲压出或去除掉或者如果需要就被折进到液压成 形的构件中并祐^存留在所述液压成形的构件中。当沖头在其初始位置时, 组合冲头和系统在^a成形模具中提供齐平的表面,以允许容易地加栽和 卸栽模具并且如果需要就允许在液压成形操作期间将附加的坯件供应到 模具中。而且,与组合冲头一起使用的液压作动器比等价的现有阶梯冲头 需要产生更小的力。


现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的优选实施方式,其中 图1示出现有技术的阶梯冲头;图2示出依据本发明的组合冲头和作动器的截面图,其中冲头处于初 始位置;图3示出图2的作动器得以部分伸出的截面图; 图4示出图2的作动器得以完全伸出的截面图;以及 图5示出图2的作动器得以部分缩回的截面图。
具体实施方式
在描述本发明之前,为了清楚,将参考图l描述现有技术的阶梯冲头 系统,其中阶梯冲头20示出为安*4液压成形的模具24的壁中。通过液压作动器28来操作冲头20,并且冲头20包括具有锐利边缘 36的台阶32,边缘36用于剪切正加工成形的坯件40的壁的材料。当冲头 20在坯件40的壁中形成孔时,通过边缘36将所产生的废料片剪切成两件, 每一废料片都折进到由坯件40形成的所得构件的内部并且被留住,而不遮 挡所产生的孔的开口。然而,这样的阶梯冲头系统具有一些缺点。具体地,开始在剪切边缘36处进行剪切所需要的、由作动器28产生的穿透压力以及校准压力(即, 液压成形的构件中的流体的最大压力)必须比利用非阶梯冲头所需要的相 应压力大许多。这些所需要的较大压力增加了加工模具24、作动器28及 其相关的泵、连接件和阀门的成本,也导致模具24的周期时间更长。更重要地,液压成形流体的所需要的高校准压力曲线44易于使坯件 40的在台阶32之上的壁材料变形,从而导致材料卡在边缘36处,使得在 成形操作中不能将附加长度的坯件40供应48到模具24中。因为通常需要 在液压成形期间将附加的坯件40供应到模具中,所以这是阶梯冲头系统的 很大的缺点。现在将参考图2至5描述本发明。如图所示,依据本发明的组合冲头 100包括第一冲头部104和第二冲头部108,第一冲头部104和第二冲头部 108各自都可以由作动器112驱动。在图2中,组合冲头100处于最初状态,其中作动器112是缩回的, 并且可以将坯件(未示出)加栽到模具114中(图中仅示出了下半部分的 模具114)或可以vM^具114移开成品部件。在所示的实施方式中,经由 冲孔插入件116将组合冲头100安^jt模具114中。如图所示,作动器112具有作用面120,该作用面120通过螺栓或任 何其它适合的装置(未示出)与第一冲头部104机械地配合,使得如下所 述当作动器112缩回时,第一沖头部104会与作动器112 —起缩回。第二冲头部108扳接止动件128——优选地形成为模具114的一部分, 该止动件128防止第二沖头部108缩回到齐平的位置以下。第一冲头部104上的突起部130位于第二冲头部108上的凹槽131中, 使得当作动器112缩回时,突起部130抵接凹槽131的一个端部,也使第 二冲头部108缩回。因而,如图2所示,当组合沖头100处于初始状态时,尽管在第二冲 头部108和作动器112的作用面120之间存在间隙132,但是第一冲头部 104和第二冲头部108的上表面设置为与冲孔插入件116基本齐平。在已加载坯件并且闭合模具114之后,可以在压力作用下将液压成形 流体注入到坯件中,以使坯件与模具114的形状一致从而获得成形的构件, 如本领^ 技术人员所已知的,该过程也可以包括在液压成形期间将附加长度的坯件供应到模具U4中。在所示的实施方式中,附加长度的坯件沿着 与iiX纸面或从纸面出来的方向对应的方向供应。在图2的初始位置中第一冲头部104和第二沖头部108的齐平布置允 许将附加长度的坯件按需JW应到114中。在完成液压成形过程时,当已 在模具114中形成所希望的成形构件时,可以开始沖孔过程。在图3中,冲孔过程已开始,其中作动器112已向前移动并且作用面 120遠z使第一冲头部104向上并i^到形成的部件中。第一冲头部104已 穿透液压成形的构件,而第二冲头部108由于作动器112占据间隙132而 保持不动。当作动器112已向前移动到图3中所示的位置时,间隙132已用完, 作动器112的进一步向前移动会导致作用面120与第二冲头部108的底部以使第二冲头部向前移动。间隙132的尺寸选择为使得在作动器112 的作用面120接触第二冲头部108之前,第一冲头部104至少已完成模具 114中的液压成形构件的初始穿透。图4示出已被作动器112的作用面120向前移动的第二冲头部108。 在该位置,在所形成的部件中进行冲孔形成两个废料片, 一个来自第一冲 头部104, 一个来自第二冲头部108,这两个废料片可以按需要被去除掉或 者可以祐^折回并留存在所形成的部件中。尽管在所示的实施方式中,第一冲头部104和第二冲头部108具有基 本类似的表面面积,但是很明显的是,这不是必须的,并且如果需要形成结构中,则可以按需要选择第一冲头部104和第二沖头部104的面积。图5示出在部分缩回位置的作动器112,其中第一冲头部104已缩回 到突起部130抵接第二冲头部108的凹槽131的端部的点处。从该点开始, 作动器112和第一冲头部104的进一步缩回也将经由突起部130和凹槽131 的端部之间的接触而使得第二冲头部108缩回。当作动器112缩回到图2所示的初始位置从而4吏第一冲头部104和第 二冲头部108缩回到也如图2中示出的齐平的初始位置时,该冲孔过程完 成。当冲孔过程完成时,从完成的已成形部件中缩回第一冲头部104和第二沖头部108,以允许M具114中移开完成的已成形部件,并开始用于 另一个坯件的形成和沖孔循环。如现在变得明显的是,组合冲头100相对于现有技术提供了许多优点。 具体地,因为作动器112在第二冲头部108开始对其第二废料片进行沖压 之前移动第一沖头部104来基本完成从要形成的孔沖压出第一废料片,所 以作动器112不需要产生如类似大小的阶梯冲头所需要的那么大的液压 力。因而,作动器112购买较便宜,并且需要较少的液压流体来循环。此 外,因为第一冲头部104和第二冲头部108处于齐平的初始位置,所以可 容易地实现在液压成形期间将附加的坯件加栽到模具114中。尽管图2至图5中所示的本发明的实施方式仅包括两个冲头部,但是 可预期的是,如果希望以将所生成的废料片分成多于两个的废料片的方式 来形成孔,则可以利用多于两个的冲头部。在这样的情况下,如果希望留 存所生成的废料片,则可以在每个冲头部中布置导致废料片被留存的特 征,以确保在冲孔操作期间所述废料片不彼此干扰。本发明提供一种新颖的组合沖头和系统,其允许在液压成形的构件中 形成孔,其中原本会形成的废料片被分成两个或更多个更小的废料片。这 些更小的废料片可以被折进到液压成形的构件中并被留存在其中,或可以 按需要被去除掉。当沖头在其初始位置时,该组合冲头和系统在M成形 模具中提供齐平的表面,以允许容易地加栽和卸栽模具并且如果需要时就 允许在液压成形操作期间将附加的坯件供应到模具中。而且,与组合冲头一起使用的液压作动器比等价的现有阶梯冲头需要产生更小的力。本发明的上述实施方式为本发明的示例,在不背离仅由所附权利要求 书限定的本发明范围的情况下,本领域技术人员可以对本发明进行改变和 修改。
权利要求
1.一种用于在液压成形的构件中形成孔的组合冲头,包括能够在缩回位置和伸出位置之间移动的第一冲头部,该第一冲头部具有凹槽和突起部之一;以及第二冲头部,其具有所述凹槽和突起部中的另一个,其中所述突起部位于所述凹槽内并且在所述突起部和所述凹槽之间具有间隙,以允许所述第二冲头部相对于第一冲头部移动预定量,在所述第二冲头部从所述缩回位置移动之前,所述第一冲头部能够向所述伸出位置移动而至少部分地穿过所述液压成形的构件。
2.根据权利要求l所述的组合冲头,其中所述第一冲头部和第二冲头 部包括远端表面,所述远端表面适于接触所述液压成形的构件,当所述第 一冲头部和第二沖头部位于其缩回位置时,所述远端基本沿共同的平面对 齐。
3.根据权利要求2所述的组合冲头,还包括止动件,用于限制所述第 二冲头部,使其不能离开所述液压成形构件比缩回位置更远。
4.根据权利要求3所述的组合冲头,还包括作动器,所述作动器固定 到所述第 一冲头部上并且能够相对于所述第二冲头部移动。
5.根据权利要求4所述的组合冲头,其中所述作动器能够操作为在接 触所述第二冲头部之前将所述第一冲头部移动地至少部分地穿过所述液 压成形的构件。
6. 根据权利要求5所述的组合冲头,其中,当所述作动器与所述第二 冲头部接触时,所述突起部从所述凹槽的侧面离开。
7. 根据权利要求6所述的组合沖头,其中所述作动器能够操作为从所述伸出位置向缩回位置驱动包括所述凹槽的沖头部。
8. 根据权利要求l所述的组合冲头,其中所述包括凹槽的冲头部还包 括被存留在凹部中的径向向外延伸的指状物,该凹部将具有所述凹槽的冲 头部的行程限制在一个末端处的缩回位置和在另一个末端处的伸出位置 之间。
9. 一种用于在液压成形的构件中形成孔的组合冲头,该冲头包括 笫一冲头部,以从所述液压成形的构件冲压出第一废料片; 第二冲头部,以从所述M成形的构件冲压出第二废料片;以及能够在初始位置和伸出位置之间移动的作动器,其中在所述初始位 置,在所述第二冲头部和所述作动器之间提供有间隙,从而所述作动器在 移动所述第二冲头部以冲压出所述第二废料片之前移动所述第一冲头部 以冲压出所述第一废料片。
10. 根据权利要求9所述的组合冲头,其中所述第一冲头部和第二冲 头部能够相对于彼此移动。
11. 根据权利要求10所述的组合沖头,其中所述第一冲头部和第二沖 头部i殳置为彼此相邻。
12. 根据权利要求11所述的组合冲头,其中所述第二冲头部包括凹槽, 用于容纳从所述第 一冲头部延伸的突起部。
13.根据权利要求12所述的组合冲头,其中,当所述作动器与所述第 二冲头部接触时,所述突起部与所述第二冲头部脱离。
14.根据权利要求13所述的组合冲头,其中所述突起部驱动地接合所述第二冲头部,以当所述作动器将所述第 一冲头部从所述伸出位置向所述 初始位置移动时将所述第二冲头部从所述伸出位置向所述初始位置移动。
15. 根据权利要求9所述的组合冲头,其中所述第一冲头部和第二冲 头部各自包括远端表面,当各个冲头部处于所述初始位置时所述远端表面沿共同的平面对齐。
16. 根据权利要求15所述的组合沖头,还包括与所述第一冲头部间隔 开的止动件,所述止动件限制所述第二沖头部在所述初始位置处的移动。
17. 根据权利要求9所述的组合冲头,其中所述作动器固定到所述第 一冲头部上。
18. —种用于在液压成形的构件中形成孔的组合冲头,包括第一沖头部,其具有冲头表面、间隔开的作用面和突起部,所述突起 部大致平行于所述作用面从所述沖头部ll伸;第二沖头部,其具有冲头表面、间隔开的作用面和凹槽,所述凹槽沿 所述沖头部的与所述作用面垂直的侧面的一部分延伸,所述凹槽接收所述 突起部并且限制所述第二冲头部相对于所述第一冲头部的移动;以及作动器,其具有作动器作用面,以掩^所述第一冲头部的作用面和第 二冲头部的作用面,所述作动器能够在初始位置和伸出位置之间移动,其中所述作动器作用面与所述第一沖头部的作用面掩^,以交替地在所述 初始位置和伸出位置之间移动所述第一冲头部;在所述初始位置,在所述第二沖头部的作用面和所述作动器作用面之 间提供有间隙,使得当所述作动器向所述伸出位置移动时所述第一冲头部 能够穿透所述液压成形的构件而在所述间隙用完之前不移动所述第二冲 头部,在这之后所述第一冲头部和第二冲头部与所述作动器一起向所述伸 出位置移动;并且所述突起部与所述凹槽的端部掩^,以将所述第二冲头部和第一沖头 部移动到所述初始位置并且重新建立所述间隙。
19. 根据权利要求18所述的组合冲头,其中,当所述第一冲头部和第 二冲头部各自位于所述初始位置时,所述第一冲头部和第二冲头部的冲头表面沿共同的平面对齐。
20. 根据权利要求19所述的组合沖头,其中所述第二冲头部包括大致 平行于第二冲头作用面延伸的指状物,以限制第二冲头部在初始位置的移动。
全文摘要
一种新颖的组合冲头和系统,其允许在液压成形的构件中形成孔,其中原本会形成的废料片被分成两个或更多个更小的废料片。这些更小的废料片可以被折进到液压成形的构件中并被留存在其中或者如果需要时就可以被去除掉。当冲头在其初始位置时,该组合冲头和系统在液压成形模具中提供齐平的表面,以便于容易加载和卸载模具并且如果需要时就允许在液压成形操作期间将附加的坯件供应到模具中。而且,与组合冲头一起使用的液压作动器比等价的现有阶梯冲头需要产生更小的力。
文档编号B21D28/32GK101326022SQ200680043278
公开日2008年12月17日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年10月20日
发明者帕斯卡尔·P·查尔斯特, 理查德·J·维尔克斯 申请人:麦格纳国际公司


购买说明
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