專利名稱：負(fù)角成形用沖壓金屬模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過負(fù)角成形而對(duì)汽車用板材進(jìn)行彎曲加工等的負(fù)角 成形用沖壓金屬模具。
背景技術(shù)：
汽車用板材中的車身側(cè)部外板，由于其截面形狀復(fù)雜，因而難以 跨前柱、車頂、后窗進(jìn)行負(fù)角成形加工。尤其是，從前柱到車頂側(cè)的 截面形狀，因?yàn)楸仨氁孕〉慕孛鎭肀３謴?qiáng)度，所以特別困難。作為 用來克服這樣的困難的沖壓成型金屬模具，現(xiàn)有技術(shù)中，例如已知日
本特開昭59- 197318號(hào)公報(bào)中公開的沖壓金屬模具。如圖8A所示， 該沖壓金屬模具是通過回轉(zhuǎn)凸輪17對(duì)柱(工件12)進(jìn)行復(fù)雜的彎曲 加工的圓柱凸輪方式的沖壓金屬模具，其在下模上具有圓柱狀的回轉(zhuǎn) 凸輪17，由吊掛凸輪和村墊構(gòu)成。該下模具有凸輪槽，該凸輪槽由用 來把坯料保持在下模上的固定沖頭16a的上部的保持部16b和與所述 保持部16b相連的圓弧面構(gòu)成，該回轉(zhuǎn)凸輪17轉(zhuǎn)動(dòng)自如地插入該凸輪 槽中并在其一端具有彎曲(寄曲(f)部17a;該吊掛凸輪在所述回轉(zhuǎn) 凸輪17的上方升降自如并在橫向上滑動(dòng)自如，在前端具有彎曲刃并使 坯料在進(jìn)行夾持的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，該襯墊升降自如地配置在該下模的保 持部16b的上方。
但是，近年來所要求的加工對(duì)象的截面形狀變得更加復(fù)雜，例如 從圖8A所示的形狀變成圖8B所示的形狀，即使釆用現(xiàn)有的負(fù)角成形 用沖壓金屬模具也難以進(jìn)行負(fù)角成形。即，如圖8B所示，形狀小、 彎曲程度深，因而作為保持部的固定用沖頭16a存在的寬度也無法設(shè) 定，設(shè)置用來取出板材的間隙18的話，其空隙變大，就不能由上模的 襯墊可靠地推壓坯料板材，會(huì)招致板材成形的質(zhì)量降低。這樣，如果 工件的曲面形狀的彎曲程度深，并且上下方向的高低差大的話，則固定用沖頭與回轉(zhuǎn)凸輪的分割線在各個(gè)斷面的高度不同，無法設(shè)計(jì)成一 個(gè)斷面，例如存在下述問題，即，必須將成形加工的工序分割開，如
圖9所示那樣，把上述圓柱凸輪方式的金屬模具20分割成前柱A、車 頂B、 C和后窗D等，沿各工件的傾斜進(jìn)行配置，通過多個(gè)工序進(jìn)行 成形加工。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)角成形用沖壓金屬模具，該負(fù)角成形 用沖壓金屬模具可用來解決上述現(xiàn)有的問題，可進(jìn)行彎曲程度深的負(fù) 角成形并可進(jìn)行高質(zhì)量的板材成形。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明涉及的負(fù)角成形用沖壓金屬模具，由 襯墊、滑動(dòng)凸輪、回轉(zhuǎn)凸輪、滑動(dòng)體、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成； 所述襯墊固定在上模上并且升降自如；所述滑動(dòng)凸輪支撐在所述上模 上或支撐在下模上，并在一端部形成彎曲刃，在上下兩側(cè)設(shè)有凸輪面， 沿所述兩凸輪面在橫向進(jìn)行滑動(dòng)地支撐著；所述回轉(zhuǎn)凸輪在一端具有 用來在工件上形成負(fù)角部的彎曲部，并具有與該滑動(dòng)凸輪的一個(gè)凸輪 面抵接的凸輪面，以轉(zhuǎn)動(dòng)中心為軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑動(dòng)體配置在該襯 墊的下方，把用來在上部進(jìn)行工件成形加工的構(gòu)成陽模形狀的一部分 的保持部設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)凸輪的彎曲部側(cè)，而且升降自如地保持著并 與該回轉(zhuǎn)凸輪一起進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述回轉(zhuǎn)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)到工 件加工位置；所述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述滑動(dòng)體在上下方向滑動(dòng)。
優(yōu)選為，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置在所述回轉(zhuǎn)凸輪的下側(cè)，并在氣缸的 驅(qū)動(dòng)軸前端設(shè)有水平自由移動(dòng)的滑動(dòng)塊，該滑動(dòng)塊在前端側(cè)的上面具 有錐部，該錐部抵接在該回轉(zhuǎn)凸輪的下部并向上推壓，由此使該回轉(zhuǎn)
凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
優(yōu)選為，所述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由凸輪滑動(dòng)件、彈性機(jī)構(gòu)和上模驅(qū)動(dòng) 件構(gòu)成；該凸輪滑動(dòng)件在上側(cè)具有供該滑動(dòng)體自由滑動(dòng)的凸輪面，而 且下端可在橫向自由移動(dòng)地支撐在回轉(zhuǎn)凸輪的端部；所述彈性機(jī)構(gòu)在 使所述凸輪滑動(dòng)件從回轉(zhuǎn)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心離開的方向上施力；所述上 模驅(qū)動(dòng)件在側(cè)面下端部具有與形成在該凸輪滑動(dòng)件的側(cè)面上端部的凸輪面抵接而強(qiáng)制使所述凸輪滑動(dòng)件在橫向移動(dòng)的凸輪面，并且固定在 上模上。
按照本發(fā)明的負(fù)角成形用沖壓金屬模具，不僅使即便現(xiàn)有例所示 的基于回轉(zhuǎn)凸輪的圓柱凸輪方式的金屬模具也不可能實(shí)現(xiàn)的深度彎曲 負(fù)角成形成為可能，而且，不需要形成現(xiàn)有技術(shù)中用于取出物件的板 材取出用間隙，可以使板材質(zhì)量得到飛躍提高。
另外，可以把現(xiàn)有技術(shù)中不得不分割成很小的金屬模具的分割控 制在最小限度，能大幅削減成本。進(jìn)而，金屬模具的回轉(zhuǎn)中心的軸不 在側(cè)面方向上沿板材傾斜，可將該回轉(zhuǎn)中心的軸水平設(shè)定，有望降低 金屬模具的制作成本。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例涉及的負(fù)角成形用沖壓金屬模具的概要 結(jié)構(gòu)的縱截面圖。
圖2是表示圖1中的負(fù)角成形用沖壓金屬模具的工件彎曲加工中 的動(dòng)作的縱截面圖。
圖3是表示圖1中的負(fù)角成形用沖壓金屬模具的彎曲加工后返回 的動(dòng)作的縱截面圖。
圖4是表示圖1中的負(fù)角成形用沖壓金屬模具的彎曲加工終了后 的初始狀態(tài)的縱截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的負(fù)角成形用沖壓金屬模具 的概要結(jié)構(gòu)的縱截面圖。
圖6是表示本發(fā)明涉及的負(fù)角成形用沖壓金屬模具的使用例的俯 視圖。
圖7是表示同一負(fù)角成形用沖壓金屬模具中把回轉(zhuǎn)中心的軸相對(duì) 于曲面形狀的工件水平設(shè)定的狀態(tài)的正面圖。
圖8A是表示現(xiàn)有的沖壓成形金屬模具的使用狀態(tài)的主要部分的 截面圖，圖8B是表示沖壓成形金屬模具中工件彎曲加工進(jìn)一步加深 時(shí)的狀態(tài)的主要部分的截面圖。
圖9是表示現(xiàn)有的沖壓成形金屬模具分割成4部分進(jìn)行配置的使用例的正面圖。
具體實(shí)施例方式
圖l是表示本發(fā)明實(shí)施例涉及的負(fù)角成形用沖壓金屬模具1的概 要結(jié)構(gòu)的圖，該負(fù)角成形用沖壓金屬模具用于把汽車用板材等形成為
復(fù)雜的截面形狀，設(shè)有固定在上模2上的可上下自由升降的襯墊3、 起到作滑動(dòng)凸輪的作用并在橫向滑動(dòng)自如的吊掛凸輪4、以回轉(zhuǎn)中心 5c為軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)凸輪5、用于使該回轉(zhuǎn)凸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 6、具有工件用的保持部7a的滑動(dòng)自如的滑動(dòng)體7,和使該滑動(dòng)體7 滑動(dòng)的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8。起到滑動(dòng)凸輪作用的上述吊掛凸輪4不限于 吊掛形式的凸輪，也可以是自由滑動(dòng)地支撐在下模上的凸輪。
該吊掛凸輪4通過凸輪面4b吊掛在上模2上，而且，在下側(cè)面上 設(shè)有凸輪面4a，在前端部形成有彎曲刃4c。該吊掛凸輪4隨著上模2 的升降沿該凸輪面4a、 4b在橫向滑動(dòng)地支撐在上模2上。
該回轉(zhuǎn)凸輪5以回轉(zhuǎn)中心5c為軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)地配置著，在上面?zhèn)染?有用來在作為彎曲加工對(duì)象物的工件上形成負(fù)角部的彎曲部5a,而 且，具有與該吊掛凸輪的凸輪面4a對(duì)應(yīng)的凸輪面5b，在下面的一端 側(cè)設(shè)有與該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6抵接的滑板5d,通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6而整體轉(zhuǎn)動(dòng)。 該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置在該回轉(zhuǎn)凸輪5的下面，在氣缸6a的驅(qū)動(dòng)軸前端設(shè)有 在上面前端側(cè)具有錐部6c的滑動(dòng)塊6b，該錐部6c與回轉(zhuǎn)凸輪5的滑 板5d抵接并將其向上推，從而使回轉(zhuǎn)凸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述滑動(dòng)體7配置在該襯墊3的下方，上部構(gòu)成加工工件用的陽 模形狀一部分的保持部7a被設(shè)置在該回轉(zhuǎn)凸輪5的彎曲部5a側(cè)，并 被保持成可以向斜上方自由滑動(dòng)。如圖1所示，該滑動(dòng)體7的保持部 7a上的端面于回轉(zhuǎn)凸輪5的彎曲部5a的端面滑動(dòng)自如地抵接著，與 該回轉(zhuǎn)凸輪5—起以回轉(zhuǎn)中心5c為軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，該保持部7a 的上面在向斜上方滑動(dòng)而與該彎曲部5a的上面一致的狀態(tài)下，形成用 來將工件12成形的凸條的加工面(陽模)。另一方面，該襯墊3的下 面形成與該加工面對(duì)應(yīng)的凹狀的加工面(陰才莫)。
上述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8在上側(cè)具有用來使滑動(dòng)體7向上方滑動(dòng)的凸輪面9a,由凸輪滑動(dòng)體9、彈性機(jī)構(gòu)即圏簧10和上模驅(qū)動(dòng)件11構(gòu)成， 該凸輪滑動(dòng)體9的下端可在橫向自由移動(dòng)地支撐在回轉(zhuǎn)凸輪5的端部， 該彈性機(jī)構(gòu)也就是圏簧10施加使該凸輪滑動(dòng)體9從回轉(zhuǎn)凸輪5的回轉(zhuǎn) 中心離開的方向的力，該上模驅(qū)動(dòng)件11在側(cè)面下端部具有與形成在該 凸輪滑動(dòng)體9的側(cè)面上端部的凸輪面9b抵接而強(qiáng)制地使其向橫向移動(dòng) 的凸輪面lla，并且被固定在上模2上。
如上那樣構(gòu)成的負(fù)角成形用沖壓金屬模具1，如圖1所示，在上 模2位于上止點(diǎn)位置，襯墊3、吊桂凸輪4和上模驅(qū)動(dòng)件11都處于上 止點(diǎn)位置的初期位置狀態(tài)下，車身側(cè)部外板等工件12被投入金屬模具 內(nèi)，首先驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)才幾構(gòu)6。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6被驅(qū)動(dòng)，氣缸桿伸出，前端的滑動(dòng)塊6b在板子13上 滑動(dòng)前進(jìn)。這樣，該滑動(dòng)塊6b的錐部6c與滑動(dòng)板5d抵接并將其上推， 然后回轉(zhuǎn)凸輪5以回轉(zhuǎn)中心5c為軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步前進(jìn)后， 滑動(dòng)板5d到達(dá)滑動(dòng)塊6b的水平上面，于是回轉(zhuǎn)凸輪5的轉(zhuǎn)動(dòng)停止。
隨著回轉(zhuǎn)凸輪5的上述轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐在該回轉(zhuǎn)凸輪5上的滑動(dòng)體7 和凸輪滑動(dòng)件9也一起轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪滑動(dòng)件9的側(cè)方端面9c與上模驅(qū)動(dòng) 件11的垂直側(cè)面lib平4亍。
然后，上模2朝下模14下降，則首先上模驅(qū)動(dòng)件11的凸輪面lla 與凸輪滑動(dòng)件9的凸輪面9b抵接，把該凸輪滑動(dòng)件9抵抗著圏簧10 的彈力向右方移動(dòng)。通過移動(dòng)所迷凸輪滑動(dòng)件9使滑動(dòng)體7的下端面 在凸輪面9a上滑動(dòng)而將滑動(dòng)體7向斜上方上推，保持部7a的上面與 彎曲部5a的上面對(duì)齊，成為使這二者在工件12的下面抵接的狀態(tài)。
然后，彈簧15 (參照?qǐng)D1)等支撐著的襯墊3從上壓接工件12。 上模2進(jìn)一步下降，上模驅(qū)動(dòng)件11的垂直側(cè)面lib與凸輪滑動(dòng)件9 的側(cè)方端面9c滑動(dòng)接觸，維持使凸輪滑動(dòng)件9向右方移動(dòng)的狀態(tài)。另 一方面，吊掛凸輪4的凸輪面4a與回轉(zhuǎn)凸輪5的凸輪面5b抵接，隨 著上模2進(jìn)一步下降，朝向斜向左方的彎曲部5a在凸輪面5b上移動(dòng)。 上模驅(qū)動(dòng)件11的垂直側(cè)面lib與凸輪滑動(dòng)件9的側(cè)方端面9c以謀求 上下方向的時(shí)間同步(夕4 ^ ^夕')的方式形成并配置著。這樣，吊掛凸輪4的彎曲刃4c與回轉(zhuǎn)凸輪5的彎曲部5a之間夾 著工件12進(jìn)行擠壓，完成深的彎曲加工(參照?qǐng)D2)。
然后，如圖3所示，上模2上升，同時(shí)，吊掛凸輪4與上模驅(qū)動(dòng) 件11也移動(dòng)，彎曲刃4c從彎曲部5a離開，凸輪滑動(dòng)件9與上模驅(qū)動(dòng) 件11的接觸位置從垂直側(cè)面llb和側(cè)方端面9c之間向凸輪面lla和 凸輪面9b之間移動(dòng)，于是該凸輪滑動(dòng)件9受到圏簧10的彈力而向左 橫向移動(dòng)。由此，滑動(dòng)體7在凸輪面9a上向斜下方滑動(dòng)下降。因此， 保持部7a從工件12的下面離開。襯墊3通過彈簧15等被向上拉起。
接著，如圖4所示，上模2進(jìn)一步向上升，上模驅(qū)動(dòng)件ll和吊掛 凸輪4向上移動(dòng)。而且，通過驅(qū)動(dòng);f幾構(gòu)6的氣缸6a^f吏滑動(dòng)塊6b向右 方后退。由此，回轉(zhuǎn)凸輪5以回轉(zhuǎn)中心5c為中心向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)， 彎曲部5a從工件12的內(nèi)側(cè)離開。結(jié)果，如圖4所示，確保了工件12 的下面具有用來取出板材的充足的空間。因此，可以進(jìn)行這樣深的彎 曲負(fù)角成形。
彎曲加工后的工件12從金屬模具l取出之后，回到圖1所示的初 期狀態(tài)。這樣，本發(fā)明涉及的負(fù)角成形用沖壓金屬模具1,把設(shè)有構(gòu) 成用來將工件成形加工的陽模形狀的一部分的保持部7a和在上下方 向進(jìn)行滑動(dòng)的滑動(dòng)體7設(shè)于該回轉(zhuǎn)凸輪5，由此，將工件12彎曲成形 之后，使該保持部7a分離到最初狀態(tài)，使彎曲部5a轉(zhuǎn)動(dòng)分離到由該 保持部7a分離而形成的空間中。
圖5是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的圖，相對(duì)于工件12a,由固定 沖頭16、具有保持部7a并向斜向自由升降滑動(dòng)的滑動(dòng)體7、具有彎曲 部5a的回轉(zhuǎn)凸輪5，和支撐在下模上在回轉(zhuǎn)凸輪5的上面在橫向自由 滑動(dòng)的滑動(dòng)凸輪4d構(gòu)成，構(gòu)成把回轉(zhuǎn)中心5c設(shè)定在適當(dāng)位置的負(fù)角 成形用沖壓金屬模具la。通過該構(gòu)成，與上述實(shí)施例同樣地，使回轉(zhuǎn) 凸輪5向逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，使彎曲部5a從工件12a的下面離開，可以 確保板材取出用的間隙。
權(quán)利要求
1. 一種負(fù)角成形用沖壓金屬模具，其特征在于，由襯墊、滑動(dòng)凸輪、回轉(zhuǎn)凸輪、滑動(dòng)體、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成；所述襯墊固定在上模上并且升降自如；所述滑動(dòng)凸輪支撐在所述上模上或支撐在下模上，并在一端部形成彎曲刃，在上下兩側(cè)設(shè)有凸輪面，沿所述兩凸輪面在橫向進(jìn)行滑動(dòng)地支撐著；所述回轉(zhuǎn)凸輪在一端具有用來在工件上形成負(fù)角部的彎曲部，并具有與該滑動(dòng)凸輪的一個(gè)凸輪面抵接的凸輪面，以轉(zhuǎn)動(dòng)中心為軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑動(dòng)體配置在該襯墊的下方，把用來在上部進(jìn)行工件成形加工的構(gòu)成陽模形狀的一部分的保持部設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)凸輪的彎曲部側(cè)，而且升降自如地保持著并與該回轉(zhuǎn)凸輪一起進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述回轉(zhuǎn)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)到工件加工位置；所述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述滑動(dòng)體在上下方向滑動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求l所述的負(fù)角成形用沖壓金屬模具，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置在所述回轉(zhuǎn)凸輪的下側(cè)，并在氣缸的驅(qū)動(dòng)軸前端設(shè) 有水平自由移動(dòng)的滑動(dòng)塊，該滑動(dòng)塊在前端側(cè)的上面具有錐部，該錐 部抵接在該回轉(zhuǎn)凸輪的下部并向上推壓，由此使該回轉(zhuǎn)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的負(fù)角成形用沖壓金屬模具，其特征在 于，所述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由凸輪滑動(dòng)件、彈性機(jī)構(gòu)和上模驅(qū)動(dòng)件構(gòu)成；該凸輪滑動(dòng)件在上側(cè)具有供該滑動(dòng)體自由滑動(dòng)的凸輪面，而且下 端可在橫向自由移動(dòng)地支撐在回轉(zhuǎn)凸輪的端部；所述彈性機(jī)構(gòu)在使所述凸輪滑動(dòng)件從回轉(zhuǎn)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心離開的 方向上施力；所述上模驅(qū)動(dòng)件在側(cè)面下端部具有與形成在該凸輪滑動(dòng)件的側(cè)面 上端部的凸輪面抵接而強(qiáng)制使所述凸輪滑動(dòng)件在橫向移動(dòng)的凸輪面， 并且固定在上模上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種負(fù)角成形用沖壓金屬模具，其可進(jìn)行彎曲程度深的負(fù)角成形并可進(jìn)行高質(zhì)量的板材成形，由襯墊、滑動(dòng)凸輪、回轉(zhuǎn)凸輪、滑動(dòng)體、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成；襯墊固定在上模上并且升降自如；滑動(dòng)凸輪支撐在上模或下模上，并在一端部形成彎曲刃，在橫向自由滑動(dòng)；回轉(zhuǎn)凸輪在一端具有用來在工件上形成負(fù)角部的彎曲部，并具有與該滑動(dòng)凸輪的一個(gè)凸輪面抵接的凸輪面，以轉(zhuǎn)動(dòng)中心為軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；滑動(dòng)體配置在該襯墊的下方，把用來在上部進(jìn)行工件成形加工的構(gòu)成陽模形狀的一部分的保持部設(shè)置在回轉(zhuǎn)凸輪的彎曲部側(cè)，而且升降自如地保持著并與該回轉(zhuǎn)凸輪一起進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使回轉(zhuǎn)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)到工件加工位置；滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使滑動(dòng)體在上下方向滑動(dòng)。
文檔編號(hào)B21D19/08GK101428315SQ20081013796
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者木下忠俊 申請(qǐng)人:優(yōu)爾商業(yè)株式會(huì)社