[发明专利]高张力金属板的成型制法及该冲压设备

说明书

技术领域

本发明涉及高张力金属板的成型制法及该冲压设备，特别是指一种透过该冲压设备的冲头与压料板的压着部两边形成段差区，以该段差区能避免高张力金属板成型后的反弹作用力的方法及该冲压设备。

背景技术

金属具有极佳的强度和适当的挠、韧度，常用来做为需要强度的结构件，在一单位面积上所施加的力量超过其拉伸强度时，金属不会像陶瓷或砖块等脆性材料一样马上断裂，而是产生变形，也就是说金属具有可塑性，故一般称它为塑性变形；让金属产生塑性变形必须以强度更高于金属的钢材来制作模具，通常其工作步骤是将钢材依所要成形的形状做出上、下模具，然后把上下模具打开后置入材料，再把模具固定在称为冲床的设备上，让冲床提供成形所需的力量，带动模具做上下合模/开模的动作。合模使材料成形，开模让原材料做进出的动作，以冲床、模具及原材料构成一套冲压成形系统，在强压之下，即使是强度甚佳的金属也不得不随模具形状而变形。

请同时参阅图1所示，为习知将高张力金属板成型的步骤及该模具设计。其中，高张力金属板10置放在上模具20以及下模冲头22之间，在下模冲头22冲压的过程，由压料板24进行夹持该高张力金属板10，但在冲压的过程中，该高张力金属板10的板材特性及其内应力对于冲压的抗力影响，高张力金属板10的尾端12时常容易产生大幅反弹(翘起)或挠曲，严重影响产品质量，其结果如图2所示。

又，因为金属板尾端翘起或挠曲以致于冲压后无法一次完成规格所要求的角度以及形状，故必须加上后制作业。故习知的做法加上后制作业的制程为：(一)成型、(二)剪边、(三)整形、(四)再整形，共计有四项制程。亦或是：(一)下料、(二)成型、(三)二次成型、(四)整形、(五)再整形，共计有五项制程。上述两种制程方式过程冗长，生产速度缓慢，影响甚巨的部分则在于金属板材料经过多道加工程序后，将于表面留下压纹、刮压痕迹，成品质量受到影响，更必需包含再次以加工恢复光滑表面的再次加工制程。

举一实例来说，为避免反弹和增加成型产品的准确度，一般如果要成型一预定角度，则需要藉模具经加上所述的多次的“成型”、“整型”等冲压弯折，和调整其冲压成型的成品至标准的弯曲形状，其需要经多次成型加工、整形调整，该冲压时间、搬运过程、开模合模操作耗费人力、工种和动力，作业相当繁琐；再者，多次的“成型”、“整型”的冲压成型作业，不仅工时成本高，且减损模具使用寿命，同时成型制品也会硬化，不利加工程序。

发明内容

本发明的主要目的在于，在预定弯折的产品外缘产生一段差结构，可形成该段差的模具将于冲头与压料板分隔的分模线，使高张力金属板在成型的过程中充分压制金属板避免反弹。

本发明的次一目的在于，将金属材料成型的制程缩减，利用该冲压设备将制程缩减为(一)成型、(二)剪边、(三)整形，以减少人力、工时和降低功率消耗，大量降低开模成本及冲压制程费用，且成型制品不会产生刮、压痕迹和硬化，便利于加工程序，提升成型制品质量。

本发明的高张力金属板的冲压设备，包括有：一冲头，一与该冲头为相对应的上模以及一压料板，其中，该冲头与压料板的压着部两边形成有一段差区，该段差区相对设于高张力金属板预定弯折的外缘部，使具有一预定面积的高张力金属板被放置在冲压设备的冲头与压料板之间，在金属板材料成型的过程中，金属板材料将充分受到该段差区的压制而在尾端形成一段差，可避免该金属板材料成型后的反弹作用。

透过上述的冲压设备，本发明具有下列冲压步骤：将压料板位于一预计高度，该高度略与冲头相同而形成一平面，将金属板材料置放在该平面上，之后进行第一阶段冲压。该第一阶段冲压是由一驱动机构驱使冲头上升一第一距离，使该高张力金属板呈现粗略变形，同时该变形部分以冲头与压料板的压着部两边段差为变化，第二阶段冲压再由驱动机构驱使冲头上升一第二距离，使该高张力金属板呈现大体变形，第三阶段冲压则由驱动机构驱使冲头上升一第三距离而冲压到底，透过分阶段冲压以及段差区的设置，将使高张力金属板在成型的过程中在尾端形成一段差充分到压制，故高张力金属板材料将塑性变形，产品成型过程仅需成型、剪边、整形三步骤即可。

本发明更进一步在上模的侧端边设有一调整机构，藉以调整冲头与压料板之间的段差区，使本冲压设备更具弹性。

本发明在预定弯折成品外缘的模具设计一段差区，成为冲头与压料板分隔的分模线，使高张力金属板材料在成型的过程充分受到压制，避免高张力金属板的边为反弹或挠曲状态，省却冲压后需经多次整形的缺失。