CN107107150A - 用于适应不同的模具压料件销模式的冲压机垫板适配器 - Google Patents

Abstract

提供了一种压力机垫板适配器，该压力机垫板适配器用于在同一压力机垫板和固定的销模式的情况下适应不同的模具压料件。垫板适配器包括基板、顶板以及由基板的侧壁包围的浮动板。压力机垫板上设置有多个下缓冲销，并且多个下缓冲销使浮动板朝向模具压料件移动。浮动板上设置有多个上缓冲销，并且在浮动板由下缓冲销驱动时，所述多个上缓冲销延伸穿过顶板的销孔，以用于在合适的位置中接合模具压料件。上缓冲销可以重新布置在销孔中，以适应具有不同设计的新的模具压料件。替代性地，可以用具有不同的销模式的顶板替换顶板以适应不同的模具压料件。

Description

用于适应不同的模具压料件销模式的冲压机垫板适配器

相关申请的交叉引用

本PCT专利申请要求于2014年10月6日提交的序列号为62/060,185的美国临时专利申请的权益和优先权，该申请的全部公开内容被看作是本申请公开内容的一部分并且在此通过参引并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及压力机垫板适配器、包括压力机垫板适配器的冲压装置、以及使用压力机垫板适配器制造部件的方法。

背景技术

冲压装置通常用于对用于机动车辆应用的诸如钢部件或铝部件之类的金属部件进行定形状。冲压装置通常包括冲头、压力机、上模和下模，以用于在上模与下模之间对金属部件进行深冲或以其他方式对金属部件进行定形状。冲压装置的每个模具均呈现出具有预定设计的成形表面，所述预定设计取决于正在成形的部件的设计。下模包括在成形过程期间保持坯料的模具压料件。模具压料件设计成适应坯料的根据正在成形的部件而变化的尺寸和形状。

冲压装置还包括设置在压力机垫板(bolster)与模具压料件之间的被称为缓冲销的多个销。在冲压过程期间，将缓冲销驱动成接合模具压料件并使模具压料件相对于成形表面竖向地移动，从而将坯料定位在所需的位置中。销被接纳在压力机垫板的孔形成的模式中，所述模式优选地设计成使得销接合相关联的模具压料件的特定位置。重要的是，缓冲销在正确位置中接合模具压料件，以便实现可靠的冲压过程，并避免损坏正在成形的部件或模具。

这种冲压装置可以设计得足够大以使A类机动车辆部件成形，诸如侧板、引擎罩、车顶和轮壳。例如，通常使用具有约7英尺×15英尺的截面面积或更大的截面面积的模具来使A类机动车辆部件成形。然而，由于这种类型的装置的较大尺寸，因此制造及维护这种类型的装置的成本较高。因此，A类机动车辆部件的制造商通常拥有单台大型冲压装置。为了形成多种不同设计的部件，制造商可以切换模具以获得所需的成形表面。

然而，制造商遇到的常见问题是压力机垫板的销模式与新的模具压料件所需的销模式不匹配，因此接纳在压力机垫板中的缓冲销不会在正确位置中接合压料件。在这种情况下，由于缓冲销可能损坏模具或正在成形的部件，因此不能使用所需的模具。当制造商试图使用在不同地理区域中制造的模具时，由于不同的计量单位(例如，英制与公制)和不同的要求而常常会发生此问题。

发明内容

本发明提供了一种用于冲压装置的压力机垫板适配器，该压力机垫板适配器设计成适应多种不同的模具压料件。因此，单个压力机垫板可以与多种不同的模具一起使用，这降低了制造成本，特别是在冲压装置设计成形成大的A类机动车辆部件时更是如此。

垫板适配器包括：基板，基板包括多个侧壁；顶板，顶板垂直于侧壁延伸并设置在侧壁上；以及浮动板，浮动板平行于顶板延伸并由基板的侧壁包围。顶板包括多个销孔。浮动板的下方设置有下缓冲销，浮动板上方设置有上缓冲销。上缓冲销延伸穿过顶板的销孔以接合模具压料件。

在冲压过程期间，下缓冲销被压入浮动板中，并使浮动板以及由浮动板支承的上缓冲销朝向模具压料件移动。上缓冲销穿过顶板的销孔，并在合适的位置中接合模具压料件。因此，模具可以以可靠的方式使部件成形为所需的形状，而不损坏正在形成的部件或模具。

此外，可以将上缓冲销重新布置成适应具有不同设计的新的模具压料件。替代性地，如果顶板的销模式不适合于特定的模具压料件，则可以将顶板替换为具有不同的销模式的顶板。由于垫板适配器，而使同一压力机垫板可以与许多不同的模具压料件及其许多不同的销模式一起使用。因此，垫板适配器可以降低制造成本，而不会影响冲压过程或通过冲压过程所成形的部件的品质。

本发明还提供了一种包括压力机垫板适配器的冲压装置。冲压装置还包括上模和下模，上模和下模中的每者均设置有用于使部件在上模与下模之间成形的成形表面。下模包括模具压料件，并且下模的下方设置有压力机垫板。压力机垫板包括面向下模的基表面，并且压力机垫板的基表面上设置有多个下缓冲销。压力机垫板适配器设置在压力机垫板与下模的模具压料件之间。

还提供了一种使用具有压力机垫板适配器的冲压装置制造部件的方法。该方法包括将压力机垫板适配器设置在压力机垫板与下模的第一模具压料件之间。压力机垫板包括：基板，基板包括多个侧壁；顶板，顶板垂直于侧壁延伸并设置在侧壁上；以及浮动板，浮动板平行于顶板延伸并由基板的侧壁包围。浮动板的下方设置有多个下缓冲销。顶板包括多个销孔，并且以第一模式将多个上缓冲销设置在浮动板上。上缓冲销还延伸穿过顶板的销孔。该方法还包括使多个第一部件在上模与下模之间成形。使第一部件成形的步骤包括将下缓冲销驱动到浮动板中，以驱动上缓冲销穿过顶板的销孔，并与第一模具压料件接合。

在一个实施方式中，该方法包括用第二模具压料件替换第一模具压料件，其中，第二模具压料件的形状与第一模具压料件的形状不同；将上缓冲销以第二模式重新布置在浮动板上，其中第二模式与第一模式不同；以及使多个第二部件在上模与下模之间成形。使第二部件成形的步骤包括将下缓冲销驱动到浮动板中，以驱动上缓冲销穿过顶板的销孔，并与第二模具压料件接合。替代性地，该方法可以包括用第二顶板替换第一顶板，其中，第二顶板具有与第二模具压料件相匹配的第二销模式，第一顶板具有与第一模具压料件相匹配的第一销模式，其中第二销模式与第一销模式不同；以及将上缓冲销重新布置在浮动板上并布置成穿过第二顶板的销孔。

附图说明

通过参照在结合附图考虑的情况下的以下详细描述，将更容易地认识到本发明的其他优点，同时更好地理解本发明的其他优点，在附图中：

图1示出了处于关闭位置中的包括压力机垫板适配器的示例性冲压装置；

图2示出了处于打开位置中的图1的冲压装置；

图3和图4是图1的冲压装置的分解图，示出了设置在垫板适配器与下模之间的多个上缓冲销和设置在垫板适配器与压力机垫板之间的多个下缓冲销；

图5是示出了示例性销开口模式的压力机垫板的俯视图；

图6和图7是根据示例性实施方式的压力机垫板适配器的包括销开口模式的顶板的俯视图；

图8是示例性模具压料件的仰视图，其中，标识了待由缓冲销接合的特定位置；

图9至图12示出了压力机垫板适配器，其中，顶板被移除以示出设置在根据示例性实施方式的多个位置中的支承杆；以及

图13和图14是根据示例性实施方式的浮动板的立体图。

具体实施方式

本发明提供了一种冲压装置20，该冲压装置20包括用于对部件24进行深冲或以其他方式使部件24成形的垫板适配器22，所述部件24为由钢或铝形成的诸如大型A类机动车辆部件24。垫板适配器22包括可设计成适应多种不同的模具压料件26的销模式，并且因此多种不同的模具能够与单个压力机垫板及其相关联的固定的销模式一起使用。例如，单个压力机垫板能够与使用英制单位的几何区域中构建的模具以及使用公制单位的几何区域中构建的模具一起使用。由于垫板适配器22，因此不再需要获得具有针对每个新的模具专门设计的销模式的压力机垫板。因此，降低了制造成本，特别地，在制造大型A类机动车辆部件24时，降低了制造成本，而不会影响冲压过程或冲压部件24的质量。

图1至图4示出了根据示例性实施方式的包括垫板适配器22的冲压装置20。冲压装置20包括联接至上模30的冲头28和位于下模34的下方的压力机垫板32。下模包括用于保持待被成形的金属坯料的模具压料件26(die binder)。每个模具30、34均呈现有成形表面36，该成形表面具有取决于正在成形的部件24的设计。在冲压过程期间，将金属坯料放置在模具30、34的成形表面36之间，并且冲头28使上模30朝向下模34移动。然后，使金属坯料成形为预定的形状，所述预定的形状取决于对置的模具30、34的成形表面36。在示例性实施方式中，成形步骤包括对金属坯料进行深冲以形成具有特定形状的部件24。图1示出了处于关闭位置中的冲压装置20，并且图2示出了处于打开位置中的冲压装置20。

冲压装置20的压力机垫板32包括基表面38，所述基表面38面向下模34并包括多个销开口40，多个销开口40以固定模式设置用于接纳多个下缓冲销42。销开口40的模式通常在一个压力机垫板32与另一个压力机垫板之间发生变化。例如，销开口40的模式可以根据制造压力机垫板32的地理区域而变化。图3和图4示出了根据示例性实施方式的设置在压力机垫板32的销开口40中的下缓冲销42。图5中示出了示例性压力机垫板32的俯视图。

如图1和图2中所示，垫板适配器22放置在压力机垫板32与下模34之间。垫板适配器22包括基板44和顶板46，基板44围绕下缓冲销42，顶板46设置在基板44上并与下缓冲销42的顶端部间隔开。基板44内设置有浮动板48，该浮动板48用于在冲压过程期间朝向及远离顶板46移动。多个上缓冲销50搁置在浮动板48上，并且顶板46包括用于接纳上缓冲销50的多个销孔52。上缓冲销50布置成用以在正确的位置处接合模具压料件26的模式。因此，上缓冲销50的模式根据所使用的特定的模具压料件26而变化。然而，具有固定的销模式的同一压力机垫板32能够与多种不同模具压料件26一起使用。

顶板46中的销孔52的模式也设计成使得接纳在销孔52中的上缓冲销50可以在正确位置处接合模具压料件26。在一个实施方式中，存在多个销孔52，使得可以将上缓冲销50以多种不同的模式布置、可以将上缓冲销50从销孔52移除、并且可以将上缓冲销50重新布置在销孔52中以适应不同的模具压料件26。在另一实施方式中，顶板46的销孔52设置为设计用以适应正在使用的特定模具压料件26的特定模式。因此，当制造商切换至需要不同的销模式的新的模具压料件26时，将现有的顶板46从垫板适配器22的基板44移除，并用具有不同的销模式的新的顶板46来替换。图6和图7示出了具有设计成适应多种不同的模具压料件26的销模式的示例性顶板46。图8是示例性的模具压料件26的仰视图，其中，用54来标识由上缓冲销50接触的特定位置。

由于压力机垫板32的尺寸更大并且成本更高，因此与获得具有所需的销模式的新的压力机垫板32相比，对上缓冲销50在顶板46的销孔52中进行重新布置或者获得具有所需销模式的新的顶板46通常成本更低且更方便。由于顶板46的厚度和重量小于压力机垫板32的厚度和重量，并且顶板46的长度和宽度不大于压力机垫板32的长度和宽度，因此顶板46可以容易地从基板44的侧壁58移除。

顶板46包括由基板44的侧壁58支承的外边缘56。然而，如上所述，顶板46通常较大，特别是当冲压装置20设计成用以形成大型A类部件24时更是如此，因此需要对顶板46的中央进行附加的支承。在示例性实施方式中，顶板46的下表面62附接有支承杆60，以便对顶板46的中央进行支承。在冲压过程期间，支承杆60搁置在压力机垫板32的基表面38上并防止顶板46变形。支承杆60可以根据需要支承的位置而设置在多种不同的位置中。图9至图12示出了垫板适配器22，其中顶板46被移除以示出设置在沿着压力机垫板32的基表面38的多个位置中的支承杆60。在冲压过程期间，支承杆60除了对顶板46进行支承之外，支承杆60还引导浮动板48朝向及远离下模34的运动。

在示例性实施方式中，垫板适配器22还包括沿着侧壁58的内表面66设置的多个耐磨板64。耐磨板64设置成平行于侧壁58的内表面66并垂直于压力机垫板32的基表面38。在冲压过程期间，当浮动板48朝向及远离顶板46移动时，浮动板48接合耐磨板64而不是接合侧壁58。当耐磨板64被磨损时，可以以比更换整个基板44成本低得多的方式对耐磨板进行方便地更换。

浮动板48由基板44的侧壁58包围，并且浮动板包括允许支承杆60延伸穿过的多个切口68。图13和图14示出了示例性实施方式的浮动板48。在冲压过程期间，下缓冲销42使浮动板48沿着耐磨板64和支承杆60朝向及远离顶板46移动。可以使用多种不同的方法来朝向浮动板48驱动下缓冲销42。然而，在示例性实施方式中，使用了填充有氮气的气缸(未示出)。填充有氮气的气缸设置在压力机垫板32和下缓冲销42的下方，并将下缓冲销42向上驱动到浮动板48中。下缓冲销42使浮动板48以及搁置在浮动板48上的上缓冲销50向上且朝向模具压料件26提升。该步骤将力从下缓冲销42传递至上缓冲销50。上缓冲销50穿过顶板46的销孔52并在正确的位置中接合模具压料件26。上缓冲销50还使模具压料件26朝向成形表面36向上移动。模具压料件26和模具30、34的成形表面36可由此将部件24定形状成所需的形状。在使部件24成形为所需的形状之后，使模具压料件26、浮动板48和缓冲销42、50向下移动返回至各自的初始位置。该过程通常重复多次，以便对多个部件24进行定形状。在示例性过程中，冲压过程包括对金属坯料进行深冲，但也可使用冲压装置20和垫板适配器22进行其他成形技术。

如上所述，垫板适配器22允许使用多种不同的模具压料件26和同一压力机垫板32来使部件24成形。例如，该过程可以包括使用第一模具压料件26使第一部件24成形；用第二模具压料件26替换第一模具压料件26，其中第二模具压料件26的形状与第一模具压料件26的形状不同；将上缓冲销50以用于匹配第二模具压料件26的第二模式重新布置在浮动板48上，其中第二模式与第一模式不同；以及使用第二模具压料件26使多个第二部件24成形。替代性地，该方法可以包括用第二顶板46来替换第一顶板46，其中，第二顶板46具有设计用于第二模具压料件26的销模式，并且第一顶板46具有设计用于第一模具压料件26的销模式。

本发明还提供了一种制造包括垫板适配器22的冲压装置20的方法。该方法包括将垫板适配器22的基板44设置在压力机垫板32上，并将下缓冲销42设置在压力机垫板32的销开口40中。然后，该方法包括将浮动板48设置在基板44内，使得浮动板48搁置在下缓冲销42上。该方法还包括将支承杆60附接至垫板适配器22的顶板46，并且将顶板46设置在基板44的侧壁58上，使得支承杆60延伸穿过浮动板48的切口68并搁置在压力机垫板32的基表面38上。该方法接下来包括将上缓冲销50插入穿过顶板46的销孔52。然后将所需的模具30、34设置在压力机垫板32、垫板适配器22和缓冲销42、50的上方以提供完成的冲压装置20。

明显地，根据以上教示，可以对本发明进行多种改型和变型，并且在所附权利要求的范围内的情况下，可以以具体描述的方式以外的其他方式实施本发明。

Claims (15)

1.一种用于冲压装置的垫板适配器，所述垫板适配器包括：

基板，所述基板包括多个侧壁；

顶板，所述顶板垂直于所述基板的所述侧壁延伸并设置在所述基板的所述侧壁上；

所述顶板包括多个销孔；

浮动板，所述浮动板平行于所述顶板延伸并由所述基板的所述侧壁包围；

多个下缓冲销，所述多个下缓冲销设置在所述浮动板的下方以用于接合所述浮动板；以及

多个上缓冲销，所述多个上缓冲销设置在所述浮动板上并且延伸穿过所述顶板的所述销孔以用于接合模具压料件。

2.根据权利要求1所述的垫板适配器，其中，所述上缓冲销能够以多种不同的模式布置在所述顶板的所述销孔中。

3.根据权利要求1所述的垫板适配器，其中，所述顶板能够从所述基板的所述侧壁移除。

4.根据权利要求1所述的垫板适配器，其中，所述浮动板包括多个切口，并且所述垫板适配器还包括多个支承杆，所述多个支承杆附接至所述顶板的下表面并延伸穿过所述浮动板的所述切口。

5.根据权利要求1所述的垫板适配器，还包括多个耐磨板，所述多个耐磨板沿着所述侧壁的内表面并平行于所述侧壁的所述内表面设置，以用于接合所述浮动板。

6.根据权利要求1所述的垫板适配器，其中，在冲压过程期间，所述下缓冲销被驱动以使所述浮动板朝向所述顶板移动，使得所述浮动板使所述上缓冲销移动穿过所述顶板的所述销孔并移动成与模具压料件接合；并且所述上缓冲销布置成用以在合适的位置中接合所述模具压料件的模式。

7.一种冲压装置，包括：

上模和下模，所述上模和所述下模中的每者均设置有用于使部件在所述上模与所述下模之间成形的成形表面；

所述下模包括用于保持所述部件的模具压料件；

位于所述下模的下方的压力机垫板；

所述压力机垫板包括面向所述下模的基表面；

设置在所述压力机垫板的所述基表面上的多个下缓冲销；

设置在所述压力机垫板与所述下模的所述模具压料件之间的压力机垫板适配器；

所述压力机垫板适配器包括基板、顶板、浮动板和设置在所述浮动板上的多个上缓冲销；

所述基板包括围绕所述下缓冲销的侧壁；

所述顶板设置在所述基板的所述侧壁上；

所述顶板包括多个销孔，所述多个销孔用于接纳穿过所述多个销孔的所述上缓冲销；

所述浮动板平行于所述顶板延伸并且所述浮动板由所述基板的所述侧壁包围；以及

所述上缓冲销设置在所述浮动板上并延伸穿过所述顶板的所述销孔以用于接合所述模具压料件。

8.根据权利要求7所述的冲压装置，其中，所述上缓冲销能够以多种不同的模式布置在所述顶板的所述销孔中。

9.根据权利要求7所述的冲压装置，其中，所述顶板能够从所述基板的所述侧壁移除，所述顶板的厚度和重量小于所述压力机垫板的厚度和重量，并且所述顶板的长度和宽度不大于所述压力机垫板的长度和宽度。

10.根据权利要求7所述的冲压装置，其中，所述浮动板包括多个切口，并且所述冲压装置还包括多个支承杆，所述多个支承杆附接至所述顶板的下表面并延伸穿过所述浮动板的所述切口。

11.根据权利要求7所述的冲压装置，还包括多个耐磨板，所述多个耐磨板沿着所述侧壁的内表面并平行于所述侧壁的所述内表面设置，以用于接合所述浮动板。

12.根据权利要求7所述的冲压装置，其中，在冲压过程期间，所述下缓冲销被驱动以使所述浮动板朝向所述顶板移动，使得所述浮动板使所述上缓冲销移动穿过所述顶板的所述销孔并移动成与所述模具压料件接合；并且所述上缓冲销布置成用以在合适的位置中接合所述模具压料件的模式。

13.根据权利要求7所述的冲压装置，其中，所述成形表面中的每个成形表面均具有用于使金属坯料成形的设计；

所述压力机垫板包括多个销开口；

所述下缓冲销设置在所述销开口中并从所述基表面向上延伸至顶端；

所述基板的所述侧壁垂直于所述压力机垫板的所述基表面延伸；

所述顶板平行于所述压力机垫板的所述基表面延伸并且所述顶板包括设置在所述基板的所述侧壁上的外边缘；

所述顶板能够从所述基板的所述侧壁移除，所述顶板的厚度和重量小于所述压力机垫板的厚度和重量，并且所述顶板的长度和宽度不大于所述压力机垫板的长度和宽度；

所述上缓冲销能够以多种不同的模式布置在所述顶板的所述销孔中；

所述浮动板包括多个切口；并且

所述垫板适配器还包括联接至所述上模以用于将所述上模朝向所述下模按压的冲头；

所述顶板的下表面附接有多个支承杆，并且所述多个支承杆延伸穿过所述浮动板的所述切口，以用于接合所述压力机垫板的所述基表面；

沿着所述侧壁的内表面并平行于所述侧壁的所述内表面设置有多个耐磨板，以用于接合所述浮动板；以及

其中，在冲压过程期间，所述下缓冲销被驱动以使所述浮动板朝向所述顶板移动，使得所述浮动板使所述上缓冲销移动穿过所述顶板的所述销孔并移动成与所述模具压料件接合；并且所述上缓冲销布置成用以在合适的位置中接合所述模具压料件的模式。

14.一种使用冲压装置制造部件的方法，包括以下步骤：

将垫板适配器设置在压力机垫板与下模的第一模具压料件之间，所述压力机垫板适配器包括：基板，所述基板包括多个侧壁；顶板，所述顶板垂直于所述基板的所述侧壁延伸并设置在所述基板的所述侧壁上，所述顶板包括多个销孔；浮动板，所述浮动板平行于所述顶板延伸并由所述基板的所述侧壁包围；设置在所述浮动板的下方的多个下缓冲销；以及多个上缓冲销，所述多个上缓冲销以第一模式设置在所述浮动板上并延伸穿过所述顶板的所述销孔；

使多个第一部件在上模与下模之间成形；

使所述第一部件成形的步骤包括将所述下缓冲销驱动成与所述浮动板接合，以使所述上缓冲销移动穿过所述顶板的所述销孔并移动成与所述第一模具压料件接合；

用第二模具压料件替换所述第一模具压料件，其中，所述第二模具压料件的形状与所述第一模具压料件的形状不同；

将所述上缓冲销以第二模式重新布置在所述浮动板上，其中，所述第二模式与所述第一模式不同；以及

使多个第二部件在所述上模与所述下模之间成形；

使所述第二部件成形的步骤包括将所述下缓冲销驱动成与所述浮动板接合，以使所述上缓冲销移动穿过所述顶板的所述销孔并移动成与所述第二模具压料件接合。

15.一种使用冲压装置制造部件的方法，包括以下步骤：

将垫板适配器设置在压力机垫板与下模的第一模具压料件之间，所述压力机垫板适配器包括：基板，所述基板包括多个侧壁；第一顶板，所述第一顶板垂直于所述基板的所述侧壁延伸并设置在所述基板的所述侧壁上，所述第一顶板包括多个销孔；浮动板，所述浮动板平行于所述第一顶板延伸并由所述基板的所述侧壁包围；设置在所述浮动板的下方的多个下缓冲销；以及设置在所述浮动板上并延伸穿过所述第一顶板的所述销孔的多个上缓冲销；其中，将所述上缓冲销以第一模式布置，并且将所述第一顶板的所述销孔以第一模式布置；

使多个第一部件在上模与下模之间成形；

使所述第一部件成形的步骤包括将所述下缓冲销驱动成与所述浮动板接合，以使所述上缓冲销移动穿过所述第一顶板的所述销孔并移动成与所述第一模具压料件接合；

用第二模具压料件替换所述第一模具压料件，其中，所述第二模具压料件的形状与所述第一模具压料件的形状不同；

用包括以第二模式布置的销孔的第二顶板替换所述第一顶板，其中所述销孔的所述第二模式与所述销孔的所述第一模式不同；

将所述上缓冲销以第二模式重新布置在浮动板上并重新布置成穿过所述第二顶板的所述销孔，其中，所述上缓冲销的所述第二模式与所述上缓冲销的所述第一模式不同；以及

使多个第二部件在所述上模与所述下模之间成形；

使所述第二部件成形的步骤包括将所述下缓冲销驱动成与所述浮动板接合，以使所述上缓冲销移动穿过所述第二顶板的所述销孔并移动成与所述第二模具压料件接合。