衝孔裝置用合模套件及合模方法、衝壓產品製造方法與流程

2023-12-03 00:42:26 3

本發明涉及衝孔裝置用合模套件、衝孔裝置的合模方法以及衝壓產品的製造方法。

背景技術：

以往的衝孔裝置具有：模頭，其具有陰模；衝頭，其在前端具有與該陰模匹配的形狀的陽模，通過使所述衝頭向模頭接近移動，從而利用陽模以及陰模對工件進行制孔。在這種衝孔裝置中，在所述制孔之前進行所述陽模以及陰模的調心作業(參照專利第2888429號公報)。

在制孔的形狀為非圓形的情況下，不僅需要進行與衝頭的移動方向垂直的平面上的位置偏差的校正(調心)，還需要進行陽模以及陰模的角度偏差的校正。但是，在所述公報所記載的裝置中，很難不僅調整衝頭以及模頭的相對位置來進行所述調心、也進行角度偏差的校正，存在準確的合模作業需要較長時間這一不良情況。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：參照日本專利第2888429號公報

技術實現要素：

本發明是基於這種情況而完成的，本發明的課題在於，提供一種即使基於衝孔裝置的衝裁形狀是非圓形、也能夠準確並且容易地進行合模的衝孔裝置用合模套件以及衝孔裝置的合模方法，而且，還提供一種能夠容易並且可靠地製造非圓形的衝裁形狀的衝壓產品的衝壓產品的製造方法。

為了解決所述課題而完成的本發明的衝孔裝置用合模套件具備：模頭安裝器具，其在一側具有模頭安裝凹部；模頭，其在一側具有陰模；衝頭，其在前端具有與所述陰模匹配的形狀的陽模，通過向安裝於所述模頭安裝凹部的所述模頭相對地接近移動，由此對工件進行制孔；軸對合夾具，其設置為能夠安裝於所述模頭安裝凹部，並在上表面具有軸對合用凹部，所述軸對合用凹部在與所述衝頭的移動方向垂直的虛擬垂直面上的位置，被配置於與所述陰模對應的位置，所述模頭安裝凹部被設為，以所述衝頭10的移動方向為中心軸能夠轉動地安裝所述模頭20。

通過使用該衝孔裝置用合模套件，能夠容易並且可靠地對與所述衝頭的移動方向垂直的方向上的陽模以及陰模的位置偏差、以所述衝頭的移動方向為中心軸的旋轉方向上的陽模以及陰模的角度偏差進行校正。換句話說，首先通過將軸對合夾具安裝於模頭安裝凹部，使衝頭接近該軸對合夾具，由於軸對合夾具的軸對合用凹部設於與陰模對應的位置，因此能夠容易並且可靠地將與所述移動方向垂直的方向上的所述衝頭的位置對準。之後，取代軸對合夾具而將模頭安裝於模頭安裝凹部，使衝頭接近該模頭，將安裝於模頭安裝凹部的模頭轉動，由此能夠校正所述陽模以及陰模的角度偏差。

在該衝孔裝置用合模套件中，優選的是，所述衝頭在所述陽模的一側具有以所述移動方向為中心軸、並且直徑比所述陽模大的圓柱狀的基臺部，所述軸對合用凹部為與所述基臺部的外形對應的形狀。由此，通過使用所述基臺部與所述軸對合用凹部，能夠更容易並且可靠地進行與所述移動方向垂直的方向上的衝頭的對位。換句話說，通過對與所述移動方向垂直的方向上的所述衝頭的相對位置進行校正，以使所述衝頭的基臺部與所述軸對合用凹部匹配，能夠容易並且可靠地進行所述對位。

另外，本發明的衝孔裝置的合模方法是使用該衝孔裝置用對位套件的衝孔裝置的合模方法，包括：在已將所述軸對合夾具安裝於所述模頭安裝凹部的狀態下，對所述衝頭相對於所述模頭安裝器具在與所述移動方向垂直的方向上的相對的位置進行對準的對位工序；在所述對位工序之後，使所述軸對合夾具從所述模頭安裝凹部脫離，將所述模頭安裝於該模頭安裝凹部的安裝工序；通過轉動安裝於該模頭安裝凹部的模頭，對所述陽模以及陰模的角度偏差進行校正的校正工序。

該衝孔裝置的合模方法能夠容易並且可靠地對與所述衝頭的移動方向垂直的方向上的陽模以及陰模的位置偏差、以所述衝頭的移動方向為中心軸的旋轉方向上的陽模以及陰模的角度偏差進行校正。

該衝壓產品的製造方法具有通過該衝孔裝置的合模方法進行合模的工序、在進行了該合模之後通過所述衝頭以及模頭對工件進行制孔的工序。

根據該衝壓產品的製造方法，通過該衝孔裝置的合模方法容易並且可靠地進行陽模以及陰模的合模，因此能夠容易並且可靠地製造衝壓產品。

如以上說明那樣，本發明的衝孔裝置用合模套件以及衝孔裝置的合模方法，即使基於衝孔裝置的衝裁形狀是非圓形，也能夠準確並且容易地進行合模。另外，本發明的衝壓產品的製造方法能夠容易並且可靠地製造非圓形的衝裁形狀的衝壓產品。

附圖說明

圖1是本發明的一實施方式的衝孔裝置用合模套件的概略的立體圖。

圖2是表示在使用了圖1的衝孔裝置用合模套件的衝孔裝置的合模方法中將軸對合夾具安裝於模頭安裝凹部的狀態的、包含一部分剖面的概略的立體圖。

圖3是表示在使用了圖1的衝孔裝置用合模套件的衝孔裝置的合模方法中將衝頭的基臺部插入於模頭安裝凹部的狀態的、包含一部分剖面的概略的立體圖(此外，由虛線示出了軸對合夾具)。

圖4是表示在使用了圖1的衝孔裝置用合模套件的衝孔裝置的合模方法中取代軸對合夾具而將模頭安裝於模頭安裝凹部狀態的、包含一部分剖面的概略的立體圖。

圖5是表示在使用了圖1的衝孔裝置用合模套件的衝孔裝置的合模方法中在模頭安裝凹部以能夠轉動的方式安裝有模頭的狀態的、包含一部分剖面的概略的立體圖。

附圖標記說明

10衝頭

11陽模

12基臺部

20模頭

21陰模

30軸對合夾具

31軸對合用凹部

40模頭安裝器具

41模頭安裝凹部

具體實施方式

＜衝孔裝置用合模套件＞

圖1的衝孔裝置用合模套件(以下，有時簡稱為合模套件)具備衝頭10、模頭20、軸對合夾具30以及模頭安裝器具40。

(衝頭)

衝頭10是通過向安裝於模頭安裝器具40的模頭20接近移動而對工件(省略圖示)進行制孔的部件。該衝頭10在前端(下端)具有陽模11(不規則形狀切刃部)，在比該陽模11靠上方具有基臺部12。此外，在本實施方式中，將衝頭10側(權利要求書中的一側)稱為上方，將模頭安裝器具40側稱為下方。

所述衝頭10為了進行制孔作業而被使衝頭10上下移動的衝孔裝置的衝頭保持機構(省略圖示)保持。該衝頭保持機構具有為了進行制孔作業而使衝頭10如所述那樣上下移動的機構、對衝頭10相對於模頭安裝器具40的相對的水平方向上的位置(與衝頭10的移動方向垂直的虛擬垂直面上的衝頭10的位置)進行校正的機構(省略圖示)。換句話說，衝頭10利用所述衝頭保持機構的所述水平方向位置校正機構校正水平方向的位置，並且利用所述上下移動機構進行制孔作業所用的上下移動。另外，衝頭10在後述的基臺部12的上方保持於所述衝頭保持機構。此外，在本實施方式中，衝頭的移動方向指的是上下方向(鉛垂方向)。另外，衝孔裝置也能夠具備通過使所述模頭保持具40沿水平方向移動，由此對衝頭10相對於模頭安裝器具40的相對位置進行校正的機構。此外，衝孔裝置能夠具有使衝頭10以及模頭安裝器具40中的某一方或者雙方移動的機構，作為所述那種對衝頭10與模頭安裝器具40的相對位置進行校正的機構。

所述陽模11形成與後述的陰模21匹配的形狀，在仰視時呈非圓形。換句話說，利用所述衝頭10與模頭20，在工件形成非圓形的穿孔。

所述衝頭10在所述陽模11的一側具有以鉛垂方向(所述移動方向)為中心軸並且直徑比所述陽模11的直徑大的圓柱狀的基臺部12。這裡，基臺部12的直徑大於陽模11的意思是，在仰視(從衝頭10的前端觀察時的狀態)時，陽模11的外形被包含在基臺部12的外形內。進一步來說，在本實施方式中，陽模11的質心軸與基臺部12的中心軸一致，在仰視時，陽模11的外切圓的直徑比基臺部12的直徑小。

(模頭)

所述模頭20是安裝於所述模頭安裝器具40、並通過所述衝頭10對工件進行制孔的部件。該模頭20以鉛垂方向為中心軸，能夠轉動地安裝於所述模頭安裝器具40。具體而言，模頭20的外形是以鉛垂方向為中心軸的圓柱狀。模頭20的外形的中心軸與位於水平方向上的準確位置的所述衝頭10的基臺部12的中心軸、所述陽模11的質心軸一致。此外，衝頭10在水平方向上的準確位置指的是，所述陽模11與後述的陰模21質心軸一致時的衝頭10的位置。此外，質心軸一致不僅是完全一致的情況，也可以是因加工精度而存在些許的偏差。

所述模頭20如所述那樣，在上表面具有與陽模11匹配的形狀的陰模21(不規則形狀切削切刃部)。該陰模21具有在與陽模11之間確保剪切加工間隙、並且與陽模11匹配的形狀。此外，陰模21由設於上表面的凹部構成，該上表面除了的陰模21之外的區域為平坦面。

(模頭安裝器具)

所述模頭安裝器具40在上表面具有如所述那樣供模頭20安裝的模頭安裝凹部41。此外，該上表面的除了模頭安裝凹部41之外的區域為平坦面。

所述模頭安裝凹部41能夠如所述那樣供模頭20安裝，並且能夠供所述軸對合夾具30安裝。該模頭安裝凹部41被設為能夠將所述模頭20可轉動地安裝。具體而言，模頭安裝凹部41的內周壁被設為以鉛垂方向為中心軸的圓柱狀。該模頭安裝凹部41的內周壁的中心軸與模頭20的外形的中心軸一致，模頭安裝凹部41的內周壁的直徑比模頭20的外形的直徑稍大。該模頭安裝凹部41的內周壁的直徑與模頭20的外形的直徑之差被設為如下範圍：能夠如所述那樣使模頭20轉動，並且不會在模頭20的水平方向上產生允許程度以上的位置偏差，該直徑之差雖然因工件或穿孔的大小而不同，但例如使1μm以下。而且，模頭安裝凹部41的內周壁也可以並非完全的圓柱狀，例如也能夠在內周壁上沿鉛垂方向設置排氣等作用的槽。

此外，所述模頭安裝器具40也能夠具備將安裝於模頭安裝凹部41的模頭20保持為不能轉動的固定機構(省略圖示)。換句話說，在將模頭20安裝於模頭安裝凹部41、並將模頭20轉動而如後述那樣校正了陽模11與陰模21的角度偏差之後，也能夠利用所述固定機構限制模頭20的轉動。

(軸對合夾具)

所述軸對合夾具30如所述那樣可安裝地設於模頭安裝凹部41，該軸對合夾具30的外形被設為與所述模頭20相同的形狀。

所述軸對合夾具30在上表面具有軸對合用凹部31。該軸對合用凹部31在水平方向上設於與所述模頭20的陰模21對應的位置。具體而言，該軸對合用凹部31被設於允許位於水平方向上的準確位置的衝頭10(的基臺部12)的插入的位置。另外，軸對合用凹部31被設為，當在水平方向上的準確位置不存在衝頭10的情況下，不允許該衝頭10的插入。

所述軸對合用凹部31的內周壁被設為與所述衝頭10的基臺部12的外形對應的形狀。具體而言，軸對合用凹部31的內周壁被設為以鉛垂方向為中心軸的圓柱狀。該軸對合用凹部31的內周壁的中心軸與位於水平方向上的準確位置的衝頭10的基臺部12的中心軸一致，軸對合用凹部31的內周壁的直徑比基臺部12的外形的直徑稍大。因此，在軸對合夾具30已被安裝於所述模頭安裝凹部41的狀態下，通過向軸對合用凹部31中插入衝頭10的基臺部12，能夠確認到衝頭10在與移動方向垂直的虛擬垂直的面上的位置準確。此外，軸對合用凹部31的內周壁的直徑與基臺部12的外形的直徑之差是根據工件的加工精度而確定的，雖然因工件或穿孔的大小而不同，但例如是1μm以下。

(衝孔裝置)

所述衝孔裝置除了具有所述衝頭保持機構之外，還具有輸送工件的輸送機構(省略圖示)。通過該輸送機構在衝頭10與模頭20之間輸送工件，該輸送的工件被所述衝頭10以及模頭20進行制孔。另外，所述衝孔裝置具備控制各種機構的動作的控制機構(省略圖示)。

而且，所述衝孔裝置具有對衝頭10與其他部件的相對位置進行測定的測定機構(省略圖示)。作為該測定機構，例如可列舉顯微鏡。該測定機構在軸對合夾具30已被安裝於所述模頭安裝凹部41的狀態下對所述衝頭10的基臺部12與軸對合用凹部31的相對位置進行拍攝，而且在模頭20已被安裝於模頭安裝凹部41的狀態下對所述陰模21與陽模11的相對位置進行拍攝。利用該測定機構測定出的數據被送至所述控制機構。

所述衝孔裝置也可以具有使安裝於所述模頭安裝凹部41的模頭20轉動的轉動機構(高精度微細機構)，也能夠基於來自所述測定機構的數據，通過該轉動機構使模頭20轉動。此外，模頭20也能夠通過手動來轉動。

＜衝壓產品的製造方法＞

接下來，對本發明的一實施方式的衝壓產品的製造方法進行說明。該製造方法具有使用所述的該合模套件進行合模的工序、在所述合模工序之後通過所述衝頭10以及模頭20對工件進行制孔的工序。

(合模工序)

合模工序具有使用所述的該合模套件對衝頭10的中心軸進行調心的第1工序、更換模頭安裝凹部41的安裝物的第2工序、對陽模11以及陰模21的角度偏差進行校正的第3工序。此外，該合模方法是本發明的衝孔裝置的合模方法的一個實施方式。

第1工序是將所述軸對合夾具30安裝於所述模頭安裝凹部41、並在該狀態下將衝頭10相對於模頭安裝器具40的水平方向上的相對位置對準的工序。在第1工序中，首先，如圖2所示，將軸對合夾具30安裝於模頭安裝凹部41，使衝頭10接近該軸對合夾具30。然後，使衝頭10在水平方向上移動，對水平方向的位置進行調整(調心)，以便衝頭10的基臺部12能夠如圖3所示那樣插入到軸對合用凹部31。此外，在進行該水平方向的位置調整時，通過用所述測定機構測定衝頭10的基臺部12與軸對合用凹部31的相對位置，能夠容易並且可靠地進行所述調心。

在第2工序中，首先使衝頭10向上方移動。然後，使所述軸對合夾具30從所述模頭安裝凹部41脫離，將所述模頭20安裝於該模頭安裝凹部41(參照圖4)。

第3工序是通過將安裝於模頭安裝凹部41的模頭20轉動、從而如所述那樣對陽模11以及陰模21的角度偏差進行校正的工序。在第3工序中，首先，使衝頭10接近模頭20，確認陽模11與陰模21的角度偏差，通過使模頭20轉動，從而對所述角度偏差進行校正(參照圖5)。此外，在進行該角度偏差的校正時，通過用所述測定機構測定陽模11以及陰模21的相對位置，能夠容易並且可靠地進行所述角度偏差的校正。

(制孔工序)

制孔工序是在所述合模方法之後使所述衝頭10上下移動、由此對工件進行制孔的工序。

＜優點＞

通過使用該合模套件，首先在所述第1工序中利用軸對合夾具30對準陽模11與陰模21的質心軸，接著使模頭20轉動，由此能夠校正陽模11以及陰模21的角度偏差(以所述質心軸為中心的角度偏差)。因此，能夠容易並且可靠地校正陽模11以及陰模21在水平方向上的位置偏差和角度偏差。

另外，由於衝頭10具有比陽模11靠上方並且大徑的基臺部12，且軸對合用凹部31被設為與所述基臺部12匹配的形狀，因此在校正所述位置偏差時(進行第1工序時)，通過使用該基臺部12與軸對合用凹部31，能夠更容易並且可靠地進行水平方向上的位置偏差。特別是，由於軸對合用凹部31被設於軸對合夾具30的上表面，因此易於從外部觀察所述基臺部12與軸對合用凹部31的相對位置。而且，與觀察陽模21來進行軸對合的情況相比，能夠通過觀察所述基臺部12與軸對合用凹部31的相對位置來進行軸對合，因此能夠更容易並且可靠地進行所述水平方向的位置偏差。

[其他實施方式]

本實施方式由所述結構構成，並發揮所述的優點，但本發明並不限定於所述實施方式，能夠在本發明所希望的範圍內適當地進行設計變更。

換句話說，在所述實施方式中，說明了衝頭10具有以鉛垂方向為中心軸、且直徑比陽模11大的圓柱狀的基臺部12的情況，但本發明並非必須限定於此。而且，即使在衝頭10具有所述那樣的基臺部12的情況下，也並不限定於軸對合用凹部31的內周壁與基臺部12的外形相同地呈圓柱狀。但是，優選的是軸對合用凹部31為與基臺部12的外形對應的形狀。換句話說，優選的是軸對合用凹部31為與基臺部12的外形對應的形狀，以便將陽模11以及陰模21的質心軸對準。具體而言，也可以是，例如軸對合用凹部31在俯視時為正方形，軸對合用凹部31的直徑(正方形的一邊的長度)比基臺部12的直徑大一些，由此，通過觀察軸對合凹部31與基臺部12的相對位置，能夠將陽模11以及陰模21的質心軸對準。

工業上的可利用性

如以上說明那樣，能夠準確並且容易地進行本發明衝孔裝置的合模，因此能夠適當地使用於衝裁形狀為非圓形的衝壓產品的加工。