专利名称：用于将板机械连接起来的模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将板机械连接起来的模具，用来通过一根冲头和一个阴模来实现它们之间的相互连接(如穿透连接或者类似连接)，其类型如主权利要求所述。
背景技术：
在普通类型(DE-PS3710929)用于穿透连接的模具中，冲头具有一根直径较小的榫，通过后者来将需要进行连接的板深拉到一个阴模中的盲孔之中，并进行挤压，以便达到板之间的牢固连接。还有一些其他类型的方法，使用由冲头和阴模组成的模具，用于实现板的挤压、冲压等，也用于将构件连接于板上(DE-OS 199136695)。
另外还已知，在进行组装连接时，在冲头一侧和/或者阴模一侧对模具—即对冲头和阴模进行强力冷却，以便能够将那些至少部分地由高分子制成的板或者含有高分子的板连接起来(DE-OS 19752201)。这样，对滞弹性物质—如高分子、橡胶等—与诸如金属等其他材料制成的板进行加工时，可以达到类似的物理条件要求，使这样的连接得以完成。这样的多部件模具当然比较复杂，并且只有为达到特定的目的、或者相应的必要性条件下才会投入使用。
在另一种已知的这类方法中(DE-OS 10006789)，对于模具，即冲头或者阴模，在模具机的模具紧固器中的紧固予以特别关注，其目的是方便于更换模具，为此设计中使其能够相应地进行径向移动。
然而，在上述所有的现有技术中，从根本上讲，加工过程中发生直接接触的模具区段都有特殊要求。投入使用的模具的使用寿命，由投入使用的模具材料及其要求所决定，并且在很多场合下过低而不能令人满意。为了达到现行标准规定，模具制造成本非常高，原因是其工作区必须达到相应的硬度。另一方面，这样高的硬度又会导致模具断裂，尤其是经常需要该高硬度区沿着与加工方向垂直的方向上必需具有很长的伸展范围时。由于支承固定的缘故，此外还要求其在加工方向上达到必要的最低长度，即，由于这些特性要求，必需有高硬度来达到高使用寿命，这种情况下，冲头和阴模呈现出一定的断裂倾向，而这样的断裂会产生严重的后果。如果模具是用于进行汽车板的连接这样的批量生产，上述缺陷会产生特别严重的后果。因此，人们总是追求一种具有最佳使用寿命的模具，它具有极其优异的硬度，并且断裂危险非常低。
发明内容
本发明的模具，具有主权利要求的特征，其优点在于仅有一个构件，对于实际加工是必需的，即插入件具有所希望的硬度，并且因为其构造的缘故承受的可能导致断裂的应力作用很小或者为零；而另一个构件，即固定件，根据其使用目的可以用较软的弹性材料制成。尽管冲头和/或者阴模都分别是双构件式的，模具的制造费用并不高，尤其是平衡考虑上述危险性，比现有的可比技术更经济。此外，与对板实施加工的横截面相比，这里冲头和/或者阴模上承载加工应力的横截面较大。因此，本发明的优势在于采用了具有更好弹性材料的较大横截面来进行应力的传递，而具有相应硬度、完成板加工的横截面自身较小。
根据模具类型的不同，本发明可以在冲头侧、或者阴模侧、或者在双侧进行应用。
在本发明的一种优选构造中，冲头和/或者阴模沿着垂直于驱动方向(即加工方向)分割成两部分，目的是由此达到足够的形状配合连接以及因此达到需要的作用力连接。这里，设计置入构件与固定件上沿着加工方向彼此相对的表面面积大小时，保证不出现过载，尤其是固定件的表面，不会遇到任何障碍。
在本发明的另一种优选构造中，在固定件上朝向插入件的端面中，加工有一个空位，来实现与插入件的形状匹配连接。通常情况下这个空位为一个钻孔等，而相应的插入件以朝向它的一端插入或者放入该孔中。这里，插入件的边沿可以具有倒角或者圆倒角，以便容易送入其中。
在本发明的一个与此相关的优选构造中，插入件与固定件之间的形状配合连接为压接，即，在空位的内壁与插入件的外侧面之间存在径向挤压作用力。
本发明的另一种优选构造是插入件呈筒状，并且在其插入到空位中后形成其底面。本发明的这种构造首先应用于阴模，这样，其中的插入件不再从空位中伸出来，原因在于那里所给定的格外高的应力作用下，它仅需要构成底。
根据本发明的另一种优选构造，固定件与插入件之间形成旋转配合方式的连接。这种旋转连接性能够通过与空位为基础相配合的圆形横截面上简单的平台来实现。
根据本发明中的一种特殊优选构造，空位的侧壁与冲头的侧柱面之间存在径向距离。其中，空位在径向和轴向上为盲孔，其侧壁沿着冲头移动的方向伸展，并且类似于空位的底面，呈现刚性结构。冲头和阴模的这种构造和安置是已知的(EP 0215449)，不过，它具有开始时在现有技术中提到的不足。通过使用本发明的技术，可以获得明显的改进，原因是如同已知的那样，在对板件进行深冲和后续的挤压过程中，在加工方向上传递的应力非常高，而在径向上的阻力却可以明显降低。
根据本发明的另一种特殊构造，模具的作用是完成构件—即榫、螺母等—与板的连接，其中，在模具冲头的前面安置一个松脱的冲头，后者在完成加工后留在板上(DE-OS 19913695)。
本发明的其他优点和具有优势的构造，在下面的描述、附图和权利要求中给出。
本发明物体的一个实施例在附图中给出，并且在下面予以详细说明。附图中图1为分解图，显示冲头、阴模和模具支架的纵截面，其中部分地对应图2中I-I线，以及图2为对应图1中[II-II]线的横截面。
具体实施例方式
在图例中，给出了本发明的模具的分解图，但是不包含其在模具机中的固定器。其中，在一个冲头1和阴模2之间安置着两块需要彼此连接起来的板3。为了将板互相连接起来，冲头1和其尾端上安置的榫4一起将被压下，从而将板3上相应的被压区域压入到阴模2中的空位5中去，以便在加工行程继续时将这个被深拉进来的板区在径向上也受到挤压，从而在受到深拉并被挤压的板区中形成相互啮合，这样，通过穿透连接在板3之间形成固定连接。
冲头1安置于此处未示出的模具机的模具支架6的上方，并且由两个部件组成，即一个固定件7和具有一个榫4的插入件8。由于较高的作用应力，插入件8与榫4具有较高的硬度，但由于固定件7和模具支架6的较大的横截面承受较低的应力，所以它们的硬度要求可以明显降低。固定件7和插入件8通过压接9彼此连接在一起，其中插入件8的上端头插入到固定件7的空位10中，形成形状配合连接，并且适合于承受高应力作用。插入件8与固定件7之间的旋转固定器为一个平台11，后者加工于插入到空位10中去的插入件8的尾段上。
阴模2同样被安置于模具支架6内，也是两部件式的，即由一个具有空位10的固定件12和一个被挤压到空位5中去的挡头13组成。为了更容易地插入到空为5中去，该挡头13在其底端具有倒角14。在其上端也可以设计倒角15，以便最终形成一个有利于加工工艺的卷边16。空位5的剩余部分的作用如已知的那样，是作为阴模2的深拉孔17。该深拉孔17的底面由挡头13构成，它的材料硬度也明显高于该阴模2的固定件12。
模具支架6分别具有一个与模具机相连接的管座件18，其中安放着冲头1或阴模2，并且通过锁紧螺母19或弹簧挡板20及弹簧21来固定于其工作位置上。
所有在上述说明的、后面的权利要求和图例中所给出的特征，既可以是单独的，也可以进行任意互相组合，都属于本发明的范围。
附图标记代号表1.冲头2.阴模3.板4.榫5.空位6.模具7.固定件8.插入件9.压接
10.空位11.平台12.固定件13.挡头14.倒角15.倒角16.卷边17.阴模孔18.管座件19.锁紧螺母20.弹簧挡板21.弹簧
权利要求
1.对板(3)类材料进行机械加工的模具，用于对其进行彼此连接(穿透连接等)、挤压、冲压等，具有一个冲头(1)和一个阴模(2)，它们分别以其远离板(3)的尾端被支承固定于模具机的模具固定器中，其特征为--冲头(1)和/或阴模(2)都是组合式的，包括一个直接对板(3)进行加工的插入件(8，13)和一个起到支承固定作用的固定件(7，12)；--在插入件(8，13)和固定件(7，12)之间形成形状配合连接；并且--插入件(8，13)由比固定件(7，12)硬度更高的材料制成。
2.如权利要求1所述的模具，其特征为冲头(1)和/或阴模(2)在垂直于驱动方向(垂直于加工方向)上分割开。
3.如权利要求1或2所述的模具，其特征为在其朝向插入件(8，13)的端面上，固定件(7，12)具有一个留位(5，10)，用来与插入件(8，13)实现形状配合连接。
4.如权利要求3所述的模具，其特征为固定件(7，12)与插入件(8，13)之间的形状配合连接为压接。
5.如权利要求3或4所述的模具，其特征为插入件(13)呈筒状，并且插入到空位(5)中构成后者的底。
6.如上述权利要求之一所述的模具，其特征为固定件(7)与插入件(8)之间的连接为旋转连接。
7.如权利要求3或至6所述的模具，其特征为--空位(5)的侧壁与定型冲头(4)的侧柱面之间存在一定的径向距离，并且--阴模(2)中的空位(5)在径向和轴向上为盲孔，其侧壁沿着冲头(1)的移动方向伸展，并且类似于空位(5)的底面，呈现刚性结构。
8.如上述权利要求之一所述的模具，其特征为用于对板、栓柱、螺母等构件与板之间进行铆接类型的连接，其中使用一个可以挤压到板中、并留在其中的冲头，而后者受到模具冲头的驱使完成挤入。
全文摘要
提供了一种机械模具，尤其用于进行穿透连接加工，具有一个冲头(1)和一个阴模(2)，其中，冲头和阴模都是两部件组合式的，其中的一个部件(8，13)直接进行加工，因此由硬度较高的材料制成，而另一个部件(7，12)起到支承固定模具的作用。
文档编号B21D39/00GK1505548SQ02809083
公开日2004年6月16日 申请日期2002年5月13日 优先权日2001年5月11日
发明者尤金·亚布, 尤金 亚布 申请人:托克斯冲压技术两合公司