用于制造冲压件的模具和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于制造冲压件，尤其是片状件的模具和方法，具有上部部分和下部部分，所述上部部分和下部部分形成了至少一个冲压或精冲裁级以及至少一个起纹-和精压级，其中，起纹-和精压级分为上模和下模。本发明的任务由此达成，即，上模包括冲压罩、刮削环和内模压部，以及下模包括冲压砧，所述冲压砧在其冲压面上具有波纹廓形，其中，冲压罩和内模压部分别设有冲压肩，所述冲压肩相对于刮削环的波纹廓形沿升降方向如此布置，使得在制成波纹状之后才能抓住冲裁毛刺，从而在毛刺整修之前制成波纹状而外轮廓和内轮廓在制成波纹状之后不能改变其位置却能改变其在毛刺侧上的形状。
【专利说明】用于制造冲压件的模具和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于制造冲压件，尤其是片状件的模具，其具有上部部分和下部 部分，所述上部部分和下部部分形成至少一个用于冲裁片状件毛坯的外轮廓和内轮廓的冲 压或精冲裁级以及至少一个用于将片状件毛坯制成波纹状和用于对在冲裁时在片状件毛 坯上产生的毛刺进行精压的起纹-和精压级，其中，起纹-和精压级分为上模和下模。
[0002] 本发明还涉及一种用于制造冲压件、尤其是片状件的方法，其中，在第一方法步骤 中，在包括上部部分和下部部分的模具中在冲压或精冲裁级中由带材冲裁出片状件毛坯的 外轮廓和内轮廓，经精冲裁的片状件毛坯通过横滑板/横滑闸在模具打开之后被置于起 纹-和精压级，在第二方法步骤中，在模具闭合后片状件毛坯在该起纹-和精压级中通过在 上模和下模处的成形加工获得波纹廓形以及在精冲裁时在片状件上产生的毛刺被精压，其 中，在一个行程（Hub)中进行第一和第二方法步骤。
【背景技术】
[0003] 由DE 10 2010 028 280 Al已知了一种用于在两个方法步骤中制造波纹状的片状 件的方法和装置，其中，工件在第一方法步骤中被冲压或精冲裁，在第一和第二方法步骤之 间被输送以及在第二方法步骤中被制成波纹状且同时被去毛刺。所述方法借助于两级式的 模具实施，其第一级设计为精冲裁级以及其第二级设计为精压-和起纹级。
[0004] 典型地，在精冲裁时产生收缩（Einzug)，该收缩尤其随着刀尖半径的减小和板材 厚度的增大而增大。收缩深度可能为板材厚度的约20%以及收缩宽度可能为板材厚度的约 30%或更多（参见DIN 3345,精冲裁，1980年8月），从而片状件的外齿部处缺乏尖角性会 导致零件功能受限。
[0005] 此外，在起纹级中的薄且平的片状件毛坯的成形加工导致扭曲，该扭曲损害了外 轮廓和内轮廓的形状可靠性，主要是片状件的外齿部的形状精度和尺寸精度，因此对装 配-和功能特性产生不利影响。则导致了耗费的再加工。
[0006] 此外，在德国专利申请DE 196 08 551 Al中描述了一种用于制造冲压件、尤其是 平的片状件的方法，其中在第一方法步骤中在一装置中由原材料冲裁出工件，且在冲裁之 后借助于同样也安置在装置中的转送钳被置于精压级中，在该冲压级中片状件上的毛刺被 精压。
[0007] 该现有技术的缺点是，经毛刺整修的片状件在额外的加工级中一例如在EP 1 128 081 Bl中描述的一必须被制成波纹状，这明显增大了制造中的花费和成本。
【发明内容】
[0008] 鉴于该现有技术，本发明的任务在于，提供一种用于制造波纹状的片状件的模具 和方法，借助于所述模具和方法能够在降低成本的同时提高波纹状的片状件的外齿部的尖 角性以及形状精度和尺寸精度。
[0009] 该任务通过具有权利要求1所述特征的、前述类型的模具以及通过具有权利要求 14所述特征的方法完成。
[0010] 由从属权利要求能得到所述模具和方法的有利的设计方案。
[0011] 根据本发明的解决方案基于这样的认知：制成波纹状相对于对冲裁毛刺的精压不 是同时进行，而是在时间上提前进行，以便在制成波纹状期间为了保证形状-和尺寸可靠 性而固定且不影响片状件的外轮廓和内轮廓。
[0012] 这一点如此实现，即，上模包括冲压罩（PrSgeglocke )、设有冲压面的刮削环 和内模压部（ Innenformprager )，所述刮削环在冲压面上具有波纹廓形，以及下模包 括冲压砧，所述冲压砧在其冲压面上具有波纹廓形，其中，冲压罩和内模压部分别设有冲压 肩，所述冲压肩相对于刮削环的波纹廓形沿升降方向如此布置，使得在制成波纹状之后才 能作用到或够到冲裁毛刺，因此制成波纹状在毛刺整修之前进行，而片状件的外轮廓和内 轮廓在制成波纹状之后不会改变其位置却能改变其在毛刺侧上的形状。
[0013] 特别有利的是：为了固定片状件毛坯的外轮廓，冲压罩设计为环状并且完全包围 外轮廓；以及内模压部相对于内轮廓以支承方式布置。因此，外轮廓和内轮廓像夹紧那样被 固定，从而片状件毛坯的外轮廓和内轮廓不会由于成形加工操作而被影响。
[0014] 按照根据本发明的模具的一种优选实施变型，刮削环坚直地支承在冲压罩的内壁 上和内模压部的外壁上，从而刮削环的冲压面可靠地被引导至相对于片状件毛坯的限定/ 规定的位置中。
[0015] 在根据本发明的模具的另一种设计方案中，冲压罩在其内壁上具有廓形，该廓形 尤其是片状件毛坯的外轮廓的齿部的廓形匹配。这样实现了对刮削环的坚直导引并同时在 成形加工操作时相对于片状件毛坯的旋转径向地固定外轮廓。
[0016] 在本发明的改进方案中，内模压部在其外壁上与片状件毛坯的内轮廓匹配或相适 应，使得片状件毛坯同样不发生径向旋转。
[0017] 在根据本发明的模具的另一种设计方案中，下模中的冲压砧设计为环形并且配属 于上模中的刮削环，其中，在冲压砧的内部空间中布置有用于力传递和支承的填充块。
[0018] 对本发明来说重要的是，冲压肩布置在冲压罩的内壁上并且内模压部的冲压肩布 置在其外壁上，其中，冲压肩具有这样的位置和形状，所述位置和形状与冲裁毛刺的大小和 形状、片状件毛坯的厚度以及刮削环和冲压砧的冲压面的波纹廓形相协调。这样确保了，可 以在片状件毛坯的毛刺侧进行毛刺整修之前制成波纹状。
[0019] 此外，下模包括沿凹模夹具/凹模框架被坚直引导的、与冲压罩匹配的中间环，该 中间环的环形面在上模和下模闭合的状态下形成了用于冲压罩的支座，并且其内壁与片状 件毛坯的精冲裁的外轮廓匹配。
[0020] 因此，片状件毛坯精确地处于刮削环的冲压面和冲压砧之间限定/规定的位置 中，其中，外轮廓和内轮廓通过冲压罩和内模压部固定。刮削环、冲压砧、冲压罩和内模压部 在一定程度上形成压模/模具，在该压模中进行成形加工操作。
[0021] 在根据本发明的模具的另一种设计方案中，冲压罩通过上部压板与上部部分固定 的上部块有效连接以及内模压部通过另一压板与上部部分的固定的上部块有效连接，以执 行所有操作。当然，上部块当然也能被构造为可升降运动/往复直线运动的。在这种情况 下，下部块相应地设计为位置固定的。
[0022] 在本发明的另一种有利的设计方案中，刮削环同时承担了成形加工功能，且通过 压紧螺栓和上部的环形板与辅助液压装置有效连接，以进行对完成成形加工的片状件的刮 削。
[0023] 中间环和冲压砧在在凹模夹具中通过下部的压板被坚直引导并且与下部的辅助 液压装置有效连接，该凹模夹具/凹模框架位置固定地固定在下部的、与压杆连接的块上， 从而模具的下部部分可以执行升降运动/往复直线运动，以用于实现片状件毛坯的固定、 制成波纹状和精压/整修。
[0024] 在根据本发明的模具的另一种设计方案中，刮削环和冲压砧的冲压面具有彼此协 调的、不同的冲压廓形，例如具有规律形成的波峰和波谷的波纹廓形，或者不规律的波纹廓 形，所述不规律的波纹廓形由至少两个具有不同成形的且间隔的波峰和波谷的波纹组成， 从而可以制造具有不同波纹形状的片状件。
[0025] 该任务还通过一种方法完成，在起纹-和精压级中将对片状件毛坯制成波纹状的 同时进行对外轮廓和内轮廓的固定，从而在制成波纹状的期间保持外轮廓和内轮廓的位置 和形状，其中，制成波纹状在毛刺整修之前进行，而外轮廓和内轮廓不能改变其位置却能通 过随后的精压改变其在毛刺侧上的形状。
[0026] 特别有利的是，片状件毛坯的正面和背面通过属于下模的冲压砧和属于上模的刮 削环制成波纹状，因此，刮削环既承担了成形加工功能也承担了用于波纹状的片状件的刮 削功能。
[0027] 在根据本发明的方法的另一种设计方案中，不同的冲压廓形，例如具有规律形成 的波峰和波谷的波纹廓形，或者不规律的波纹廓形（所述不规律的波纹廓形由至少两个具 有不同成形的且间隔的波峰和波谷的波纹形状组成）可以作为用于砧部和刮削环的冲压 面使用，因此根据本发明的方法能可变地与不同的波纹形状和片状件尺寸相适应或匹配。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 由下面参考附图进行的说明得到本发明的其它优点、特征和细节。
[0029] 下面要以制造具有外齿部的片状件为例进一步阐述本发明。当然，通过本发明同 样可获悉具有内齿部的片状件。附图示出：
[0030] 图Ia和Ib是市场上常见的波纹状的外片状件的透视图和侧视图；
[0031] 图2以透视的俯视图示出在根据本发明的模具中精冲裁级和起纹-和精压级的示 例性布置；
[0032] 图3示意性示出根据本发明的模具在闭合状态中的剖视图；
[0033] 图4以放大图示出冲压砧、刮削环、冲压罩和内模压部之间的片状件毛坯作为图3 的局部细节X ;
[0034] 图5以透视图示出根据本发明的模具的上模；
[0035] 图6以透视图示出根据本发明的模具的冲压罩；
[0036] 图7是沿图6中线A-A的剖视图；
[0037] 图8是刮削环的透视图；
[0038] 图9是内模压部的透视图；
[0039] 图10是沿图9中的线B-B的剖视图；
[0040] 图11是下模的透视图；
[0041] 图12是冲压砧的透视图；
[0042] 图13a至13c在展开的视图中示出了在根据图11的线C-C的剖面中的波纹廓形 的变型方案以及
[0043] 图14a至14d示意性示出根据本发明的方法的过程。
【具体实施方式】
[0044] 图Ia和Ib示出在市场上常见的波纹状的外摩擦片/外片状件1，其具有带齿部3 的外轮廓2和环形的内轮廓4,其中，外片状件1设有波纹结构5 (参见图Ib)。
[0045] 外片状件1例如具有I. 8mm的厚度且由钢制成。
[0046] 外片状件1应该借助于精冲裁模具6制造，所述精冲裁模具包括上部部分7和下 部部分8,如图2和3所示，上部部分和下部部分形成至少一个精冲裁级9和至少一个起 纹-和精压级10。
[0047] 上部部分7以其上部块11位置固定地固定在未示出的机台上，下部部分8以其下 部块12可升降运动/往复直线运动地固定在压机的压杆上，从而从下向上一亦即朝向上部 部分的方向一在精冲裁级9中由带材14精冲裁出片状件毛坯13,这相当于已知的现有技术 且因此不需要详细阐述。
[0048] 在片状件毛坯13上的冲裁毛刺15在片状件毛坯13的外轮廓2和内轮廓3上坚 直地突出（参见图14c)。
[0049] 精冲裁的片状件毛坯13在从精冲裁级9被推出后通过横滑板/横滑闸16抓住， 借助于横滑板被输送至起纹-和精压级10并在制成波纹状之前被位置精确地放置在那里。
[0050] 图3示出了闭合状态中起纹-和精压级10的基本结构。起纹-和精压级10具有 上模17和下模18。
[0051] 环形的冲压罩19、环形的刮削环20和内模压部21属于上模17。冲压罩19位置 固定地固定在上部的冲压板22上，该冲压板本身又固定在上部块11上。
[0052] 刮削环20坚直地支承在冲压罩19的内壁23上且水平地支承在上部的冲压板22 上，其中，刮削环20在其朝向冲压板22的侧面24上通过能由上部的辅助液压装置25和环 形板26操纵的压紧螺栓27可以进行相对于冲压罩19的坚直的相对运动。内模压部21插 入到环形的刮削环20中，该内模压部在其外壁28上坚直地引导并支承刮削环20。布置在 环形的刮削环20中单独的压板29位于内模压部21上，压板与冲压板22有效连接以用于 力传递。
[0053] 下模18包括环形的凹模夹具/凹模框架30、中间环31、环形的冲压砧32和填充 块33。凹模夹具30固定在下部块12上。中间环31、冲压砧32和填充块33位于下部的冲 压板34上，所述下部的冲压板又通过下部的辅助液压装置35处于有效连接中。
[0054] 如图4中放大示出的那样，上模17的冲压罩19、刮削环20和内模压部21和下模 18的中间环31、冲压砧32和填充块33分别形成关于片状件毛坯13的作用对。
[0055] 片状件毛坯13在其外轮廓2上被冲压罩19包围并且在其内轮廓4上被内模压部 21包围，从而在片状件毛坯13被制成波纹状期间在刮削环20和冲压砧30之间不会形成片 状件毛坯13上的扭曲。
[0056] 图5至10示出了上模17的结构。
[0057] 明显可看到，冲压罩19的内壁23和刮削环20的外壁36a彼此相协调，且共同具 有一轮廓K，该轮廓相应于片状件毛坯13的外轮廓2。
[0058] 在环形的刮削环20中以坚直引导的方式布置内模压部21。
[0059] 图6和7是冲压罩19的透视图和沿着图6的线A-A的剖视图。冲压罩19在其通 过下支撑面/配合面36和内壁23形成的对中边缘37上具有冲压肩38,其深度T与外轮廓 2上突出的毛刺的尺寸和形状、外片状件1的厚度D和波纹廓形的波峰的高度h相协调。
[0060] 图8中示出刮削环2,该刮削环在其朝向冲压砧32的冲压面40上具有波纹廓形 39。该波纹廓形39与外片状件1的期望的波纹形状相协调。
[0061] 内模压部21具有柱形的构型且在其轮廓上与片状件毛坯13的内轮廓4匹配（参 见图9)。
[0062] 由图10可见，内模压部21在其下部、朝向内轮廓4上突出的毛刺15的对中边缘 41上具有冲压肩42,该冲压肩在其深度t方面与毛刺15的尺寸和形状、外片状件1的厚度 D和波纹廓形的高度h相协调。
[0063] 在图11中示出不具有凹模夹具的下模18。中间环31的内壁43和冲压砧32的外 壁44具有彼此协调的轮廓K，该轮廓相应于片状件毛坯13的外轮廓3。
[0064] 如图12所示，冲压砧32在其冲压面45上具有波纹廓形46,该波纹廓形与外片状 件1的期望的波纹形状相匹配。
[0065] 刮削环20或冲压砧32上波纹廓形39或46的实施例在图13a至13c中被示出为 根据图11的剖面线C-C的展视图。
[0066] 因此，可以根据需要设计为在片状件毛坯13的外周上规律或不规律分布的波纹， 像3重波纹、4重波纹或2+2重波纹。
[0067] 根据图14a至14d描述根据本发明的方法的过程。在图14a中，横滑板16已经把 片状件毛坯13搁放在冲压砧32上。通过冲压罩19的对中边缘37进行针对片状件毛坯13 的外轮廓2的对中以及通过对中边缘41进行针对内轮廓4的对中，从而片状件毛坯13位 置精确地抵靠在用于夹紧状态的冲压砧19上（参见图14b)。
[0068] 图14c示出这样一种状态，在该状态中刮削环20的冲压面40的波纹廓形39以其 波峰47通过冲压砧32的升降运动/往复直线运动已经触及了片状件毛坯13。在片状件毛 坯上的波纹形成过程开始，且在冲压罩19和内模压部21的冲压肩38或42能作用到或接 触到外轮廓2和内轮廓4上的冲裁毛刺15之前，结束所述波纹形成过程。
[0069] 在冲压砧32的进一步的行程之后，冲压肩38和42触及冲裁毛刺15并在片状件 体上对其进行精压。精压过程结束。在图Hd中，刮削环20通过上部的辅助液压装置25 由冲压肩38和42对起波纹状的和毛刺整修过的外片状件1进行刮削。外片状件1可以在 模具打开之后借助于横滑板16在模具上输送。
[0070] 附图标记列表
[0071] 外片状件1
[0072] 外轮廓2
[0073] 齿部 3
[0074] 内轮廓4
[0075] 波纹形状5
[0076] 精冲裁模具6
[0077] 6的上部部分7
[0078] 6的下部部分8
[0079] 精冲裁级9
[0080] 起纹-和精压级10
[0081] 上部块11
[0082] 下部块12
[0083] 片状件毛坯13
[0084] 带材 14
[0085] 冲裁毛刺15
[0086] 横滑板/横滑闸16
[0087] 上模 17
[0088] 下模 18
[0089] 冲压罩19
[0090] 刮削环2〇
[0091] 内模压部21
[0092] 上部的冲压板22
[0093] 19 的内壁 23
[0094] 20的支座侧面24
[0095] 上部的辅助液压装置25
[0096] 上部环形板26
[0097] 压紧螺栓27
[0098] 21 的外壁 28
[0099] 用于21的单独的压板29
[0100] 凹模夹具30
[0101] 中间环31
[0102] 环状的冲压砧32
[0103] 填充块33
[0104] 下部的冲压板34
[0105] 下部的辅助液压装置35
[0106] 19的下部支撑面或配合面36
[0107] 外壁 36a
[0108] 19的下边缘37
[0109] 19上的冲压肩38
[0110] 20的波纹廓形39
[0111] 20的冲压面40
[0112] 21 的边缘 41
[0113] 21的冲压肩42
[0114] 31 的外壁 43
[0115] 32 的外壁 44
[0116] 32的冲压面45
[0117] 32的波纹廓形46
[0118] 波峰 47
[0119] 片状件的厚度D
[0120] 升降方向H
[0121] 波峰/波纹廓形的高度h
[0122] 轮廓 K
[0123] 冲压肩38的深度T
[0124] 冲压肩42的深度t
【权利要求】
1. 一种用于制造冲压件，尤其是片状件的模具，具有上部部分（7)和下部部分（8)，所 述上部部分和下部部分形成至少一个用于冲裁片状件毛坯（13)的外轮廓和内轮廓（2、4) 的冲压或精冲裁级（9)以及至少一个用于将片状件毛坯（13)制成波纹状以及用于对在冲 裁时产生的毛刺（15)进行整修的起纹-和精压级（10)，其中，所述起纹-和精压级（10)分 为上模（17)和下模（18)， 其特征在于，所述上模（17)包括冲压罩（19)、设有冲压面（40)的刮削环（20)和内 模压部（21)，所述刮削环在冲压面（40)上具有波纹廓形（39)，以及下模（18)包括冲压砧 (32)，所述冲压砧在其冲压面（45)上具有波纹廓形（46)，其中，所述冲压罩（19)和内模压 部（21)分别设有冲压肩（38、42)，所述冲压肩相对于刮削环（20)的波纹廓形（39)沿升降 方向（H)如此布置，使得冲压肩在制成波纹状之后才能作用到冲裁毛刺（15)，因此在毛刺 整修之前制成波纹状，而在制成波纹状之后，片状件的外轮廓和内轮廓（2、4)不能被改变 其位置，却能改变其在毛刺侧（48)上的形状。
2. 根据权利要求1所述的模具，其特征在于，为了固定片状件毛坯（13)的外轮廓（2)， 冲压罩（19)设计为环形且完全包围片状件毛坯（13)的外轮廓（2)，以及内模压部（21)相 对内轮廓（4)支承地布置。
3. 根据权利要求1所述的模具，其特征在于，在冲压罩（19)的内壁（23)上和在内模压 部（21)的外壁（28)上坚直地支承和引导刮削环（20)。
4. 根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述冲压罩（19)在其内壁（23)上具有与 片状件毛坯（13)的外轮廓（2)相匹配的廓形。
5. 根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述内模压部（21)在其外壁（28)与片状 件毛坯（13)的内轮廓（4)相匹配。
6. 根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述冲压肩（38)布置在冲压罩（19)的 内壁（23)上，所述内模压部（21)的冲压肩（42)布置在其外壁（28)上，其中，所述冲压肩 (38、42)具有与冲裁毛刺（15)的尺寸和形状、片状件毛坯（13)的厚度（D)和刮削环（21) 的冲压面（40)的波纹廓形（39)相协调的位置和形状。
7. 根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述下模（18)包括在凹模夹具（30)中 被坚直引导的、与冲压罩（19)相匹配的中间环（31)，所述中间环的环形面在上模（17)和下 模（18)的闭合状态中形成用于冲压罩（19)的支座，所述中间环的内壁与片状件毛坯（13) 的、被精冲裁的内轮廓（2)相匹配。
8. 根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述冲压罩（19)通过上部的冲压板（22) 与上部块（11)有效连接以及内模压部（21)通过另一压板（29)与上部块有效连接。
9. 根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述内模压部（21)以坚直引导的方式布 置在刮削环（20)中。
10. 根据权利要求9所述的模具，其特征在于，所述刮削环（20)通过压紧螺栓（27)和 上部的环形压板（26)与上部的辅助液压装置（25)有效连接，以用于对制成的片状件进行 刮削。
11. 根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述下模（17)还包括在冲压砧（32)中 被坚直引导的、配属于上模（17)中的内模压部（21)的填充块（33)。
12. 根据权利要求7所述的模具，其特征在于，所述凹模夹具（30)位置固定地固定在下 部块（12)上。
13. 根据权利要求7所述的模具，其特征在于，所述中间环（31)和冲压砧（32)通过下 部的压板（29)和下部块（12)与下部的辅助液压装置（35)有效连接。
14. 一种用于通过按权利要求1所述的模具制造冲压件、尤其是精冲裁部件、如片状件 的方法，其中，在第一方法步骤中，在包括上部部分-和下部部分（7、8)的模具￠)中在冲 压或精冲裁级（19)中从带材（14)中精冲裁出片状件毛坯（13)的外轮廓和内轮廓（2、4)， 被精冲裁的片状件毛坯（13)通过横滑板（16)在模具打开之后被置于起纹-和精压级（10) 中，在第二方法步骤中，在模具闭合之后，片状件毛坯（13)在该起纹-和精压级中通过在 上模（17)和下模（18)上的成形加工获得波纹廓形（5)，在冲裁时在片状件上产生的毛刺 (15)被整修，其中，所述第一和第二方法步骤在一个行程中执行， 其特征在于， 在起纹-和精压级（10)中在将片状件毛坯制成波纹状的同时进行对外-和内轮廓（2、 4)的固定以保持其在制成波纹状期间的位置和形状，其中，在毛刺整修之前制成波纹状，片 状件的外轮廓和内轮廓（2、4)不能改变其位置，却能通过随后的精压改变其在毛刺侧（48) 上的形状。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述片状件毛坯（13)通过属于下模 (18)的冲压砧（32)和属于上模（17)的刮削环（20)制成波纹状。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，使用具有规律地形成的波峰和波谷的 波纹廓形（39、46)，或者采用具有不同地形成的波峰和波谷的至少两个不规律地形成的波 纹形状。
【文档编号】B21D37/08GK104416056SQ201410431402
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】A·马蒂 申请人:法因图尔国际控股股份公司