具有廢料移除能力的沖孔裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有廢料移除能力的沖孔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沖孔是涉及在諸如金屬片的工件中沖孔的加工技術(shù)。沖孔裝置通常包括沖孔沖頭和沖孔模。工件載置于沖孔模的上臺(tái)，沖孔模中具有沖孔中空部，將沖孔沖頭的頂端壓在工件上，使得通過沖壓掉相應(yīng)的塊而在工件中形成孔。通過根據(jù)所需的形狀選擇沖孔沖頭和沖孔中空部的截面形狀，能夠?qū)⒖椎男螤钪瞥蓤A形、橢圓形、正方形、長(zhǎng)方形、星形、三角形、六邊形、多邊形等。存在有多種沖孔操作，包括但不限于:打孔，其包括沖壓大量間距緊密的孔；開槽，其從工件的邊緣移除材料；步?jīng)_輪廓，其通過產(chǎn)生一系列重疊的孔、縫或槽來切掉具有輪廓的材料，這允許在工件中形成復(fù)雜的形狀。這些沖掉的片為需要適當(dāng)丟棄的廢料。然而，在傳統(tǒng)的沖孔過程中，經(jīng)常出現(xiàn)如下情況:歸因于磁化、靜電或真空作用，這些廢料附著于沖孔沖頭的頂端，從而干擾隨后的沖壓操作，或者從頂端掉落并附著于新形成的孔附近，從而需要清理產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種沖孔裝置，其包括:沖孔模，其包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有用于載置工件的上表面和包圍豎直形成的第一中空部的內(nèi)表面，所述第二部分載置于所述第一中空部?jī)?nèi)并且具有包圍豎直形成的第二中空部的內(nèi)側(cè)表面；沖孔沖頭，其具有用于沖壓所述工件的頂端部，以切掉廢料片而在所述工件中產(chǎn)生孔；以及廢料移除單元，其形成為平面狀并且水平固定在所述第一部分和所述第二部分之間，其中所述第一部分、所述第二部分和所述沖孔沖頭以所述第一中空部的中心軸線、所述第二中空部的中心軸線和所述沖孔沖頭的中心軸線重合的方式配置；以及所述廢料移除單元被構(gòu)造為在沖壓之后附著有所述廢料片的所述頂端部下降時(shí)所述頂端部移動(dòng)通過所述廢料移除單元，并且還被構(gòu)造為在所述頂端部提升通過所述廢料移動(dòng)單元時(shí)從所述頂端部刮掉所述廢料片。
[0004]本發(fā)明還提供了一種使用沖孔裝置的沖孔方法，所述沖孔裝置包括:沖孔模，其包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有用于載置工件的上表面和包圍豎直形成的第一中空部的內(nèi)表面，所述第二部分載置于所述第一中空部?jī)?nèi)并且具有包圍豎直形成的第二中空部的內(nèi)側(cè)表面；沖孔沖頭，其具有頂端部；以及廢料移除單元，其形成為平面狀并且水平固定在所述第一部分和所述第二部分之間，所述方法包括:將工件載置于所述第一部分的上表面；第一次下降所述沖孔沖頭以通過所述頂端部向下壓所述工件，以切掉廢料片而在所述工件中產(chǎn)生孔；在第一次下降之后，第二次下降所述沖孔沖頭以使附著有所述廢料片的所述頂端部移動(dòng)通過所述廢料移除單元；以及在第二次下降之后，提升所述沖孔沖頭，以通過所述廢料移除單元從所述頂端部刮掉所述廢料片。
【附圖說明】
[0005]圖1圖示了使用傳統(tǒng)沖孔裝置的沖孔過程的示例。
[0006]圖2A至圖2D圖示了根據(jù)一種實(shí)施方式的沖孔模以及安裝于沖孔模的廢料移除單元的示例。
[0007]圖3圖示了使用根據(jù)一種實(shí)施方式的沖孔裝置的沖孔過程的示例。
[0008]圖4A和圖4B圖示了圖3中圖示的沖孔過程中的步驟B和步驟C的放大視圖。
[0009]圖5圖示了廢料移除單元的形狀的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1圖示了使用傳統(tǒng)沖孔裝置的沖孔過程A-B-C的示例。傳統(tǒng)沖孔裝置包括具有頂端部104的沖孔沖頭100和沖孔模108。沖孔模108具有形成于沖孔模108內(nèi)部的沖孔中空部112，頂端部104在沖孔操作期間向下移動(dòng)到?jīng)_孔中空部112中。沖孔沖頭100和沖孔模108以沖孔沖頭100的水平截面的中心與沖孔中空部112的水平截面的中心重合并界定了沿豎直方向的中心軸線150的方式相對(duì)于彼此配置。即，沖孔沖頭100和沖孔模108彼此同心地配置。通過關(guān)于包括中心軸線150的豎直平面的截面?zhèn)纫晥D說明了沖孔過程的各步驟。頂端部104的水平截面的形狀和沖孔中空部112的水平截面的形狀能夠根據(jù)待制作的孔所需的形狀確定，諸如圓形、橢圓形、正方形、長(zhǎng)方形、星形、三角形、六邊形、多邊形等。沖孔模108的上表面是用于載置工件120的臺(tái)116。步驟A圖示出工件120載置于沖孔模108的臺(tái)116上，沖孔沖頭100豎直下降到?jīng)_孔中空部112中以沖壓工件120，從而通過頂端部104切掉廢料片124(SCrappieCe)。在步驟B中，將沖孔沖頭100升高到工件上方，在工件120中形成孔128。然而，在傳統(tǒng)情況下，由于可能的磁化、靜電或真空作用，在制作期望的具有孔128的產(chǎn)品之后，存在廢料片124仍附著于頂端部104的端點(diǎn)的情況。此外，如步驟C所示，還有如下可能性:廢金屬124自身從頂端部104分離并且落在工件120上形成的孔128附近。因此，如果沒有合適地丟棄廢金屬124，廢金屬124可能干擾隨后的沖孔操作，在生產(chǎn)的產(chǎn)品中產(chǎn)生劃痕，或者甚至損壞頂端部104。
[0011]鑒于與沖孔操作期間產(chǎn)生廢料片相關(guān)聯(lián)的上述問題，本文件說明了一種新型沖孔裝置，其包括沖孔沖頭、沖孔模和安裝于沖孔模的廢料移除單元。以下參照隨后的【附圖說明】根據(jù)本實(shí)施方式的沖孔裝置的詳細(xì)內(nèi)容。
[0012]圖2A至圖2D圖示了根據(jù)一種實(shí)施方式的沖孔模和安裝于沖孔模的廢料移除單元的示例。圖2A示出了整個(gè)組件200。圖2B至圖2D分別單獨(dú)圖示了沖孔模的第一部分204、沖孔模的第二部分208以及廢料移除單元212。在圖2A和圖2B中，下面的圖示出了從底部看時(shí)的水平截面圖，上面的圖示出了從頂部看時(shí)的水平截面圖，中間的圖示出了沿包括線A-A’和B-B’的切割線的豎直截面圖。在圖2C和圖2D中，下面的圖示出了從底部看時(shí)的水平截面圖，上面的圖示出了沿包括線A-A’的切割線的豎直截面圖，該示例中的俯視圖與仰視圖相同。
[0013]在圖2A至圖2D的示例中，第一部分204具有用于載置工件的臺(tái)216，在第一部分204中沿著中心軸線250豎直地形成中空部，中空部提供第一內(nèi)表面220和第二內(nèi)表面224，第一內(nèi)表面220和第二內(nèi)表面224經(jīng)由作為肩部?jī)?nèi)表面的第三內(nèi)表面228連續(xù)地連接。第一內(nèi)表面220連續(xù)地連接到臺(tái)216，提供由水平截面220H界定的開口。雖然此處未示出，沖孔沖頭以其中心軸線與中心軸線250重合的方式配置用于沖孔操作。使沖孔沖頭下降通過開口 220H以對(duì)工件進(jìn)行沖孔而產(chǎn)生孔。第一內(nèi)表面220的水平截面220H在本示例中是圓形的，用于制造圓孔。然而，如上述提及的，第一內(nèi)表面220的水平截面220H的形狀以及沖孔沖頭的頂端部的形狀能夠根據(jù)待制作的孔所需的形狀被構(gòu)造為圓形、橢圓形、正方形、長(zhǎng)方形、星形、三角形、六邊形、多邊形等。即，第一內(nèi)表面220包圍的體積可以是圓柱形對(duì)稱或圍繞中心軸線250旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。第二內(nèi)表面224包圍的體積可以是圓柱體。
[0014]本示例中的沖孔模的第二部分208被構(gòu)造為具有內(nèi)側(cè)表面232、外側(cè)表面236、上表面240和下表面244，內(nèi)側(cè)表面232圍繞豎直形成的中空部。上表面240的形狀和下表面244的形狀在本不例中相同，上表面240和下表面244中的每一個(gè)均由兩個(gè)同心圓定界，這兩個(gè)同心圓分別是內(nèi)側(cè)表面232和外側(cè)表面236的水平截面232H和236H。第二部分208以抵靠第一部分204的第二內(nèi)表面224的方式載置于第一部分204的中空部中。如上述提及的，沖孔沖頭的頂端部的水平截面的形狀能夠根據(jù)待制作的孔所需的形狀被構(gòu)造為圓形、橢圓形、正方形、長(zhǎng)方形、星形、三角形、六邊形、多邊形等。通常，所述形狀是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。相應(yīng)地，可以將內(nèi)側(cè)表面232的水平截面232H構(gòu)造為具有相應(yīng)的形狀。
[0015]如圖2D所示，待安裝于沖孔模的廢料移除單元212是平面狀(planar)單元。廢料移除單元212包括基部214以及兩個(gè)或更多個(gè)翼片(flap)215。本示例中示出具有四個(gè)長(zhǎng)方形翼片的情況?；?14通過兩個(gè)邊界212H和213H定界，在本示例中的這兩個(gè)邊界是兩個(gè)同心圓212H和213H。多個(gè)翼片215以指向圓213H的中心的方式放射狀(radially)形成，每個(gè)翼片在一端連接到基部214?；?14被構(gòu)造為插入第一部分204的第三內(nèi)表面228與第二部分208的上表面240之間并且牢固地保持在第一部分204的第三內(nèi)表面228與第二部分208的上表面240之間。本示例中內(nèi)邊界213H是圓形的，用于制作圓孔。然而，如上述提及的，沖孔沖頭的頂端部的水平截面的形狀能夠根據(jù)待制作的孔所需的形狀被構(gòu)造為圓形、橢圓形、正方形、長(zhǎng)方形、星形、三角形、六邊形、多邊形等。相應(yīng)地，可以將內(nèi)邊界213H構(gòu)造為具有相應(yīng)的形狀。
[0016]如圖2A所示，根據(jù)本實(shí)施方式的具有廢料移除能力的沖孔模的組件包括第一部分204、廢料移除單元212和第二部分208，廢料移除單元212水平地載置于作為第一部分204的肩部?jī)?nèi)表面的第三內(nèi)表面228的下方，第二部分208被插入到并且裝配到第一部分204的第二內(nèi)表面224，以使廢料移除單元212牢固地定位抵靠第三內(nèi)表面228。因此，在圖2A的裝配中，水平截面224H、236H和212H大致彼此對(duì)應(yīng)。
[0017]圖3圖示了使用根據(jù)本實(shí)施方式的沖孔裝置的沖孔過程A-B-C的示例。沖孔裝置包括具有頂端部304的沖孔沖頭300和具有廢料移除能力的沖孔模，沖孔模的一個(gè)示例在圖2A至圖2D中示出。即，本沖孔模包括第一部分308、第二部分309以及載置于第一部分308的肩部?jī)?nèi)表面下方的廢料移除單元310，廢料移除單元310的位置通過第二部分309固定。因而，廢料移除單元310水平地固定在第一部分308與第二部分309之間。沖孔模中具有沖孔中空部312，用于使頂端部304在沖孔操作期間向下移動(dòng)。沖孔沖頭300和沖孔中空部312以沖孔沖頭300的水平截面的中心與沖孔中空部312的水平截面的中心重合并界定沿著豎直方向的中心軸線350的方式相對(duì)于彼此配置。廢料移除單元310包括多個(gè)翼片，諸如圖2D的215，多個(gè)翼片以指向中心軸線350的方式放射狀形成，每個(gè)翼片在一端被連接到諸如圖2D的214的基部。通過關(guān)于包括中心軸線350的豎直平面的截面?zhèn)纫晥D示出沖孔過程的各步驟。沖孔模的第一部分308的上表面316是用于載置工件320的臺(tái)316。
[0018]步驟A圖示了工件320被載置于臺(tái)316上，將沖孔沖頭300豎直下降到?jīng)_孔中空部312中