[发明专利]自导向的冲头和冲模装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属成形和冲压机器，在该机器中，相对的冲头和冲模工具在可压制的工件如金属片的长度上结合。根据本发明的一个方面，配合工具如冲头和互补的冲模安装在相对的工具载装结构上，这些结构可以自由互补，即环绕着边缘相互接合从而在凸形-凹形导向布置中进行导向，在冲压工作中，当冲头和冲模工具结合在工件上时，这种导向布置精确地、可重复地决定冲头和冲模工具的相对位置。

背景技术

在用来制造某些物件、尤其是用平的金属带来制造某些物件的传统技术中，把调节原料供给到特殊制造的工具中，该工具称为冲压机，该冲压机安装有冲压模。该冲压模和其它有关的结构成形有形成边缘和表面，这些成形边缘和表面各自支撑或者撞击原料。通过该装置的冲压和运动，工具切出和/或使原料形成所需要尺寸大小和形状的金属零件或者元件。

冲压机具有驱动元件，该驱动元件传递需要的运动和吨位，从而与工具结构结合使平的金属带形成理想形状，通常是使两个相互接合的工具中的一个以摆动的形式进行运动从而靠在相对工具上，该相对工具安装在静止支撑上。一般地，这种运动包括在水平床上形成工具反抗固定工具的垂直摆动。在一个冲程中可以形成一个或者许多成形工作，若干工作借助于下面方法来实现：放置一些工具，而这些工具成形为连续的形成台阶，而这些台阶沿着冲程的原料供给通道横向地相互邻近。

根据所需要零件的尺寸大小和复杂性，冲压机可以是各种各样的尺寸大小和功率，这些工具也是这样。冲压机可以以很高的速率生产出较小的零件，并且可以以每分钟超过3000冲程进行工作。金属冲压模用来制造这样大小范围的零件：用于电子工业的非常小和/或很复杂的元件到很大的形状如汽车主体的部分。

金属冲压模一般包括两个相关的半部，这两个半部一起称为“冲头和冲模装置”。传统的冲头和冲模装置具有：上部导向板和下部导向板，金属成形工具安装到这些导向板上；及导向柱和衬套，在冲模构造、冲模维护、冲模安置及在使用时形成零件时，它们用来使上部和下部导向板保持精确对准，因此而使工具保持精确对准。

导向柱和衬套的数目根据冲模装置的尺寸大小和所需要的精确度来改变。在典型的垂直取向冲压模中，冲压模的上半部安装冲头装置，并且通常是这样的部分：该部分连接到冲压机的可动零件上，该可动零件公知为“压头”。压头使冲头装置相对于冲压模的下半部(称为冲模装置)上下移动，而该下半部是固定在很重的压板上的，称为固定床。根据接触工件的表面结构，金属冲压模在平的金属带上进行不同的工作过程。这些工作过程包括精压、冲压成形、冲切、冲孔、冲口、压制成波浪形和类似的弯曲、成形和切削工作等，但不局限于此。实现上述过程的这些工具需要加工和安装成非常精确的公差。例如，为了切穿工件，因此冲头和冲模工具的合格刀刃之间的合适公差可以小于万分之二英寸。根据原料的厚度和其它参数，相同的合格刀刃之间的相对较宽的公差根本没有切过原料，而是在没有分开它的情况下使原料弯曲或者压延。对于可靠的正确操作而言，冲头和冲模工具的尺寸大小和相对位置非常关键。此外，在冲头和冲模部分(这些部分可以相互通过)之间缺少足够的间隙或者缺少均匀接触可以磨损或者损坏冲头和冲模装置。

这些公差是非常需要的。冲头和冲模装置最好可以被精确地打开和关闭，并且在冲压机的成百上千个连续冲程中可以正确地、反复地形成零件。冲头和冲模装置结构一定得精确地、准确地设置在冲压机中，并且安装冲头和冲模装置的、该冲压机的运动件和静止件一定得被精确地、准确地移动，从而在冲压机循环的每个时间，确保冲头和冲模结构遇到和/或通过刚好相同的相对位置。这就需要防止冲压模本身受到损坏并正确地形成零件。

存在与冲头和冲模装置有关的问题：这些问题可以产生完工零件的质量问题及损坏冲头和冲模装置工具。为了确保冲压模总是能够正确地对准，因此需要一种非常可靠的、极度精确和准确的对准设计。如果由于一些原因而使冲头和冲模装置不能正确地对准，那么就会产生昂贵的损坏。例如，冲头工具和冲模部分被削薄或者破坏，或者使这些工具产生过度磨损，从而需要经常停下来进行维护。

另一方面，如果它们经得住大量工作，那么冲压机的驱动和导向结构一定较重并且耐久。这就很难在非常笨重的驱动装置中确保精密地、重复地运动，而这种装置还需要使用寿命长。考虑到这些需要，在现有技术中采用了各种各样的方法来防止或者减少冲头和冲模工具的这种不对准。