專利名稱：金屬薄板沖孔的沖頭和具有該沖頭的金屬薄板沖制設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于金屬薄板沖孔的沖頭和具有該沖頭的金屬薄板沖制設備。
背景技術：
在過去提出的沖制設備中，沖頭包括具有其外直徑小于沖?？字睆降膱A柱體和設置在該圓柱體一個端面上的錐形部分，沖頭緊壓在金屬薄板上以便在薄板上形成穿通的孔。隨后，沖頭進一步成為插入沖模孔中的狀態(tài)，其中金屬薄板的移動受到插入在穿通孔中突出部分的限制，金屬薄板在沖頭圓柱形體端面的周圍破裂，從而在金屬薄板中形成基本上與沖模中孔同樣直徑的通孔。
專利文件1JP-A-2002-153920本發(fā)明將要解決的問題。
按照這樣的沖制設備，金屬薄板由突起部分定位，并且通孔主要由于對金屬薄板施加張力而不是由于剪力形成，使金屬薄板中能夠精確地形成通孔而不產(chǎn)生毛刺。不過，與諸如金屬薄板的厚度和薄板中形成的通孔直徑之類相關，在有一些情況中不能按要求在金屬薄板中由突起部分形成通孔。此外，由于根據(jù)剪力的切割主要對于金屬薄板產(chǎn)生，而不是根據(jù)張力的破裂，在金屬薄板中可能不能精確地形成通孔，并且在形成通孔以后在金屬薄板上發(fā)生毛刺。
由于反復對于以上描述的方面進行艱巨研究的結果，本發(fā)明人完成本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)通過特殊形狀的突起部分可以在金屬薄板上精確地形成通孔，并且在形成通孔以后在金屬薄板不產(chǎn)生毛刺。相應地，本發(fā)明目的是提供一種沖頭和具有該沖頭的沖制設備，其中即使形成通孔的金屬薄板具有不同厚度，也可以在具有不同厚度的金屬薄板上理想地實施具有不同尺寸和形狀的通孔的沖制，并且有可能在精確的位置上形成沒有毛刺的通孔。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的第一方面，沖制金屬薄板的沖頭包括沖頭體；和形成為錐體和棱柱體之一并整體地設置在沖頭體一個端面上的突起部分，突起部分具有底座而底座具有外接一個假想圓的外邊，該假想圓與端面外邊的外接假想圓同心，并且底座外接假想圓的直徑小于端面外接假想圓的直徑，其中端面和切線形成的夾角θ不小于25°并且不大于60°，該切線與通過端面外邊外接的假想圓中心的軸線相交，并且與突起部分遠端表面和端面外邊的外接假想圓同時相切。一方面，端面外邊外接的假想圓的半徑D1/2和底座外邊的外接假想圓半徑d1/2之間的差為e，和另一方面，端面外邊外接的假想圓的圓周長度為L，二者之比e/L的值不小于0.05和不大于0.14。
按照本發(fā)明在沖制金屬薄板的沖頭中，穿通的孔首先由突起部分形成，金屬薄板的移動被插入在穿通孔中的突起部分所限制，金屬薄板隨后在沖頭體端面周圍破裂，從而在金屬薄板中形成通孔。不過，本發(fā)明根據(jù)下列觀點在采用這樣的沖頭時，如果突起部分太低，該突起部分離開通孔，這使其不可能限制金屬薄板的移動。如果突起部分太高，突起部分可能發(fā)生彎曲、斷裂等等，這樣就需要經(jīng)常更換。此外，如果突起部分底座的外接假想圓直徑變得接近于沖頭體端面的外接假想圓的直徑，由于穿通孔的影響金屬薄板不能令人滿意地破裂。如果突起部分底座的外接假想圓直徑遠小于沖頭體端面外邊外接的假想圓的直徑，突起部分可能發(fā)生彎曲、斷裂等等，這樣就需要經(jīng)常更換。
由于反復對于以上描述觀點基礎上進行艱巨研究的結果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即使在要求形成通孔位置上的金屬薄板厚度不同，并且即使在金屬薄板上要求形成的通孔尺寸，例如通孔的直徑，和形狀不同，如果角度θ不小于25°，有可能有效地防止突起部分從穿通孔離開。此外，如果比例e/L不小于0.05，由于消除穿通孔的影響而金屬薄板能夠令人滿意地破裂。此外，如果角度θ不大于60°并且比例e/L不大于0.05，就有可能令人滿意地避免突起部分彎曲、斷裂等等。如此，按照本發(fā)明沖制金屬薄板的沖頭，有可能理想地對于具有不同厚度的金屬薄板并且具有不同尺寸和不同形狀的通孔實施沖制，從而使其可能在精確位置上形成無毛刺的通孔。
在本發(fā)明中，突起部分的遠端可以是尖銳的或少許圓形。
較佳地，按照本發(fā)明第二方面的沖頭，角度θ不小于30°并且不大于55°，而比例e/L不小于0.09并且不大于0.12。
端面的外邊可以倒角。不過，按照本發(fā)明的第三方面的沖頭，為減少構成毛刺原因的剪力效應，并且更加令人滿意地使金屬薄板由于張力而斷裂，端面的外邊可較佳地用在0.3mm到3mm之間的曲率半徑R倒角。
按照本發(fā)明的第四方面，在沖頭中端面外邊的外接假想圓的直徑D1較佳地不大于100mm，更佳地按照本發(fā)明的第五方面不大于35mm，還更佳地按照本發(fā)明的第六方面不大于30mm。
較佳地，按照本發(fā)明的第七方面在沖頭中，沖頭如此布置，使穿通孔在金屬薄板中通過突起部分形成，并且沖頭體進一步以這樣的狀態(tài)插入沖模的孔中，使金屬薄板的移動被插入在穿通孔中的突起部分所限制，在沖頭體端面周圍的金屬薄板破裂，從而在金屬薄板中形成通孔，沖頭用在沖制金屬薄板的設備中。
在本發(fā)明的第八方面，如果沖頭體形成圓柱形狀，而其端面的外邊為圓形，沖模的孔一般為圓形孔。如果沖頭體不形成圓柱形狀，而其端面的外邊不為圓形，沖模的孔應該較佳地具有對應于沖頭體和其端面外邊的形狀。
按照本發(fā)明的第九方面的沖頭體中，沖頭體形成圓柱體形狀，而其端面的外邊為圓形；按照本發(fā)明的第十方面的沖頭體中，沖頭體可以形成包括三角棱柱體的棱柱體形，而沖頭體端面的外邊可以形成包括三角形的多角形；或者按照本發(fā)明的第十一方面的沖頭體中，沖頭體可以形成橢圓柱體形狀，而沖頭體端面的外邊為橢圓形。如此，與要求形成的通孔相關，沖頭體和其端面的外邊可具有各種形狀。此外，與要求形成的通孔相關，沖頭體和其端面的外邊并不限于圓柱形、棱柱形、和橢圓柱形，以及相應的圓形、多角形和橢圓形，沖頭體和其端面的外邊可以具有其它形狀。
按照本發(fā)明的第十二方面的沖頭體中，突起部分可以形成圓錐體，而突起部分底座的外邊可以形成圓形；按照本發(fā)明的第十三方面的沖頭體中，突起部分可以形成橢圓錐體，而突起部分底座的外邊可以形成橢圓形；按照本發(fā)明的第十四方面的沖頭體中，突起部分可以形成包括三角棱錐體的棱錐體，而突起部分底座的外邊可以形成包括三角形的多角形。與要求形成的通孔位置的金屬薄板的厚度相關，這樣的突起部分和其底座外邊可以具有各種形狀。此外，突起部分和其底座外邊的形狀不限于圓錐形、棱錐形、和橢圓錐形，以及相應的圓形、多角形和橢圓形，與要求形成的通孔位置的金屬薄板的厚度相關，突起部分和其底座的外邊可以具有其它形狀。
按照本發(fā)明第一方面沖制金屬薄板的設備包括按照以上描述的任何一個方面沖制金屬薄板的沖頭；和具有其中插入沖頭的孔的沖模，其中沖模孔外邊的外接假想圓的直徑D2對于端面外邊外接假想圓直徑D1之比D1/D2不小于0.80，并且如果要求沖制的金屬薄板厚度假定為t，端面外邊外接假想圓半徑D1/2和沖?？淄膺叺耐饨蛹傧雸A的半徑D2/2之差f不小于0.15t。
在按照本發(fā)明的沖制設備中，在金屬薄板上形成的通孔主要通過沖頭和沖模利用對于金屬薄板施加輕微剪力而造成拉裂。不過如果D1/D2之比極小，實際上不發(fā)生剪力，如果差f極小，則主要發(fā)生剪力，而拉裂不能發(fā)生.按照本發(fā)明第一方面的沖制設備中，如果D1/D2之比不小于0.80，并且差f不小于0.15t，在輕微剪力之外主要造成拉裂的發(fā)生，使其有可能有效地在金屬薄板上形成通孔。
按照本發(fā)明第二方面的設備中，如果D1/D2之比不小于0.85，就有可能更加有效地在金屬薄板上形成通孔。
作為沖頭對于沖?？组g隙的差f，如果不小于0.15t，則已經(jīng)足夠。不過，在按照本發(fā)明第三方面的沖制設備中，較佳地如果差f不大于2mm則滿足要求。
在按照本發(fā)明第四方面的沖制設備中，沖制設備如此布置，使金屬薄板上形成的穿通孔由突起部分形成，并且沖頭體進一步以一狀態(tài)插入沖模的孔，在其中金屬薄板的移動被插入穿通孔中的突起部分所限制，金屬薄板在沖頭體端面周圍破裂，從而在金屬薄板上形成通孔。
按照本發(fā)明第五方面的沖制設備中，在任何一個以上描述的沖制設備中，沖模可進一步包括一個小孔，它與孔連續(xù)并且具有外接外邊的假想圓直徑D3，該直徑小于通孔外邊外接假想圓直徑D2并且大于端面外邊外接假想圓的直徑D1。如果設置這樣的小孔，在形成通孔以后產(chǎn)生的沖制廢料(碎片)可以保留在小孔中。因此即使通孔和小孔傾斜地或水平地設置，換言之，即使通過傾斜地或水平移動沖頭而企圖影響使通孔傾斜地或水平地形成，也可能消除這樣的缺點，即沖制廢料落入小孔而不能從小孔排出，使通孔不能連續(xù)地在相繼供應的金屬薄板中形成。
在按照本發(fā)明第六方面的沖制設備中，對應于沖頭體的形狀，至少通孔和小孔之一可以形成圓形、包括三角形的多角形、或橢圓形。
通過按照本發(fā)明沖制設備沖制的金屬薄板，其厚度為0.4mm到2.0mm或左右可以獲得令人滿意的結果。不過，為獲得更加令人滿意的結果，其厚度應在0.6mm到1.6mm或左右。
按照本發(fā)明第一方面的沖制單元包括一個外殼；一個配合在外殼中可垂直地在其中滑動的滑塊；按照從第一到第十四方面中任何一個的沖頭配合在滑塊中垂直地滑動；和通過彈性地迫使沖頭和滑塊向上，而設置在滑塊中并且適合于使沖頭和滑塊返回其最初位置的返回裝置。
在按照本發(fā)明第二方面的沖制單元中，按照本發(fā)明第一方面的沖制單元還較佳地包括滑動導向件，設置在外殼中以便引導沖頭垂直運動。
在按照本發(fā)明第三方面的沖制單元中，滑塊可具有凹進處并且適合于在該凹進處接合固定在外殼上的定位銷，使滑塊不能由于返回裝置的彈性而離開外殼。在按照本發(fā)明第四方面的沖制單元中，返回裝置較佳地具有螺旋彈簧；不過，本發(fā)明并不限于這樣，其它彈性件也可以采用。
按照本發(fā)明，可能提供一種沖頭和具有該沖頭的沖制設備，其中即使在形成通孔位置上的金屬薄板厚度不同，和即使在金屬薄板上形成通孔的尺寸和形狀不同，也可以理想地對于具有不同厚度的金屬薄板和不同尺寸和形狀的通孔實施沖制，并且使其可能在精確位置上形成沒有毛刺的通孔。
附圖簡要說明

圖1為本發(fā)明較佳實施例的剖面圖；圖2為圖1中顯示實施例中采用的沖頭一部分解釋性側視圖；圖3為圖1中顯示的沖頭正視圖；圖4為圖1中顯示實施例中采用的沖頭和沖模解釋性示意圖；圖5為解釋圖1中顯示實施例操作圖解；圖6為解釋圖1中顯示實施例操作圖解；圖7為本發(fā)明另一較佳實施例部分剖面圖；圖8為沖頭另一較佳例子部分解釋性側視圖；圖9為闡明圖8中所示沖頭和沖模之間關系正視圖；圖10為沖頭還有另一較佳例子部分解釋性側視圖；圖11為圖10中顯示的沖頭另一解釋性側視圖；圖12為闡明圖10和11中所示沖頭和沖模之間關系正視圖；圖13為按照還有較佳例子中沖頭和沖模之間關系正視圖；圖14為沖頭還有另一較佳例子部分解釋性側視圖；圖15為闡明圖14中所示沖頭和沖模之間關系正視圖；
圖16為本發(fā)明還有另一較佳實施例部分剖面圖。
具體的實施方式以下，將在附圖中闡明較佳實施例的基礎上，對于本發(fā)明進行更加詳細的描述。應該指出，本發(fā)明不限于這些實施例。
在圖1到4中，按照本實施例沖制金屬薄板的設備1包括通過液壓往復器之類升高和降低的上沖模夾持器2；固定在上沖模夾持器2上的壓板3；通過彈性件4從上沖模夾持器2懸掛的壓墊5；構造成為沖制單元的沖頭夾持器7，利用螺栓6之類固定在壓墊5上；下沖模9，其上面放置需要沖制的金屬薄板8；和嵌入在下沖模9中的沖模10。
沖頭夾持器7包括通過螺栓6之類固定在壓墊5上的空心圓柱形外殼11；配合在外殼11中垂直地滑動的中空圓柱形滑塊12；配合在滑塊12中垂直地滑動的沖頭13；具有設置在滑塊12中并且適合于通過沖頭13向上彈性地迫使沖頭13和滑塊12回到其最初位置的螺旋形彈簧14的返回裝置；和設置在外殼11中以便引導沖頭垂直運動的滑動引導件15。
滑塊12具有凹進處22，并且適合于在該凹進處22接合固定在外殼11上的定位銷21，使滑塊12不能由于螺旋彈簧14的彈性而離開外殼11。當上沖模夾持器2下降時，滑塊12被壓板3向下頂壓。
沖制金屬薄板8的沖頭13包括形成圓柱體形狀的沖頭體25；整體地設置在沖頭體25圓形端面26上并且形成圓錐形或棱錐形(本實施例中為圓錐)之一的突起部分28，突起部分28具有圓形底座27，而該底座具有外接一個假想圓的圓形外邊31，該假想圓與端面26的外邊35(在圓形端面26的情況，這樣的假想圓與端面26的圓形外邊35相似)的外接假想圓同心，并且其直徑d1小于該假想圓的外直徑D1(在圓形底座27情況下，該假想圓的直徑d1與該底座27圓形外邊31相似)；和整體地設置在沖頭體25圓形端面29上的頸圈部分30。
在沖頭13中，端面26和切線37形成角度θ，切線37與通過端面26外邊35的外接假想圓、即端面26圓形外邊3的中心的中心軸線O相交，并且它與突起部分28的遠端面36和端面26的外邊35外接假想圓(即端面26的外邊)同時相切，并且角度θ不小于25°和不大于60°。一方面，端面26外邊35的外接假想圓(即圓形邊緣35本身)的半徑D1/2與突起部分28底座27圓形外邊31的外接假想圓(即圓形外邊31本身)半徑d1/2之差為e，另一方面端面26外邊35的外接假想圓的圓周長度(＝πD1)為L(即外邊35本身的長度)，二者之比e/L值不小于0.05和不大于0.14。端面26外邊35可用不小于0.3mm和不大于3mm的曲率半徑R進行倒角。
角度θ可不小于30°和不大于55°，和e/L比不小于0.09和不大于0.12。
螺旋彈簧14在其一端緊靠頸圈部分30而在其另一端緊靠滑動引導件15的凸緣部分41?；瑒右龑Ъ?5在凸緣部分41之外還有整體地形成在凸緣部分41上并且配合在外殼11的孔42中的圓柱形部分43，并且在圓柱形部分43的內(nèi)部周圍表面上可滑動地引導和支承沖頭13的沖頭體25的下端部分。
沖模10具有圓形孔51，在該孔中插入沖頭13，以及與圓形孔51連續(xù)并且具有大于圓形孔51直徑的圓形孔52，以便排出沖制廢料57。圓形孔51圓形外邊53外接假想圓(在本實施例中，其假想圓和圓形孔51的圓形外邊53相同)的直徑D2對于端面26外邊35的外接假想圓(即圓形外邊35)直徑D1之比D1/D2不小于0.80。如果要求沖制金屬薄板8厚度假定為t，端面26外邊35的外接假想圓(即圓形外邊35本身)半徑D1/2和沖模10圓形孔51圓形外邊53外接的假想圓(即圓形孔51的圓形外邊53本身)半徑之差f(間隙)不小于0.15t并且不大于2mm。
D1/D2比可不小于0.85，而直徑D1可以不大于100mm，不大于35mm，或不大于30mm。
在上述沖制設備1中，當壓板3、壓墊5和沖頭夾持器7連同上沖模夾持器器2一起下降時，放置在下沖模9上的金屬薄板8被壓墊5壓緊并且夾緊在下沖模9和壓墊5之間而固定。同時，滑塊12被壓板3所壓，而沖頭13連同滑塊12一起下降。當沖頭13下降時，如圖5所示，在金屬薄板8上通過突起部分28而形成穿通的孔55。在金屬薄板8的移動被插入在穿通的孔55中的突起部分28所限制的狀態(tài)下，沖頭繼續(xù)下降，而沖頭13的沖頭體25插入沖模10的圓形孔51中。此后，金屬薄板8在沖頭體25端面26周圍碎裂，從而在金屬薄板8上形成通孔56，如在圖6中所示。
附帶地，在沖頭13上，由于角度θ不小于25°，即使在金屬薄板8中要形成的通孔56直徑不同，有可能有效地防止突起部分28離開穿通的孔55。此外，由于e/L比不小于0.05，金屬薄板8可以令人滿意地通過消除穿通孔55的影響而拉裂。還有，由于角度θ不大于60°和e/L比不大于0.05，有可能令人滿意地避免突起部分28的彎曲、斷裂等等。如此，有可能理想地對于具有不同厚度的金屬薄板8和具有不同直徑的通孔56實施沖制，從而使其有可能在精確位置上形成無毛刺的通孔56。
還有，由于端面26的外邊35用不小于0.3mm并且不大于3mm的曲率半徑倒角，有可能減少構成毛刺原因的剪力效應，并且更加令人滿意地使金屬薄板8拉裂。此外，由于D1/D2不小于0.80，和差f不小于0.15t，拉裂為輕微剪切以外主要發(fā)生原因，使其有可能有效地在金屬薄板8上形成通孔56。
在沖制設備1中，通孔56利用垂直地移動沖頭13而形成，但通孔可以在金屬薄板8的傾斜位置利用斜角方向移動沖頭13而形成。
此外，雖然在沖制設備1上，沖模10的構造包括圓形孔51，其中插入沖頭13并且用圓形孔52排出沖制廢料57，沖模10的構造可替代地，在圓形孔51和圓形孔52之外，還包括小孔，在本實施例中為圓形小孔61，該小孔與圓形孔51連續(xù)，并且具有外接假想圓的圓形外邊60，該假想圓的直徑D3(在這樣圓形小孔61的情況，直徑為D3的假想圓與和圓形小孔61的圓形外邊60相同)小于圓形孔51圓形外邊53外接的假想圓(即圓形孔51的圓形外邊本身)直徑D2，并大于端面26的圓形外邊35的外接假想圓(即圓形外邊35本身)的直徑D1如圖7所示。如果沖頭13向下插入設置在圓形孔51和圓形孔52之間的這樣圓形小孔61，并且企圖從圓形小孔61中排出沖制廢料57，在通孔56形成后產(chǎn)生的廢料57可以保持在圓形小孔61中。因此，即使圓形孔51、圓形孔52和圓形小孔61斜角地或水平地設置，換言之，即使企圖通過斜角地或水平地移動沖頭13而影響斜角地或水平地形成通孔56，有可能消除如此的缺點，即沖制廢料57落入圓形小孔61并且不能從圓形小孔排出，使通孔可以連續(xù)地在相繼供應的金屬薄板8中形成。
在以上描述的沖制設備1中，沖頭體25形成圓柱形狀，而沖模10的孔也為對應于沖頭體25形狀的圓孔51。不過，可替代地如圖8到13所示，沖頭體25可形成正規(guī)的四角棱柱形、一般四角棱柱形、橢圓柱形，并且沖頭體25的端面26的外邊35可以是正規(guī)四角形(正方形)、四角形(矩形)，或橢圓形。在這樣情況，對于沖模10，采用其孔為對應于沖頭體25形狀的正規(guī)四角形(正方形)、四角形(矩形)、或橢圓形的孔51。
如圖8和9中所示，也是在沖頭13的情況中，其中沖頭體25形成正規(guī)的四角棱柱體，這是包括三角棱柱體的棱柱體之一，并且沖頭體25的端面26外邊35形成正規(guī)四角形，這是包括三角形的多角形之一，以及沖模10具有正規(guī)四角形形狀(這是包括三角形的多角形之一)孔的孔51，其設置如下由端面26和切線37形成的角度θ不小于25°并且不大于60°，其中切線與通過端面26外邊35外接假想圓71中心的沖頭體25軸線O相交，并且與突起部分28遠端面36和端面26外邊35的外接假想圓71二者相切。一方面，端面26外邊35的外接假想圓71的半徑D1/2與突起部分28底座27圓形外邊31的外接假想圓(即圓形外邊31本身)半徑d1/2之差為e，另一方面端面26外邊35的外接假想圓的圓周長度(＝πD1)為L，二者之比e/L值不小于0.05并且不大于0.14。端面26的外邊35可用在0.3mm到3mm之間的曲率半徑R倒角。正規(guī)四角形孔51圓形外邊53的外接假想圓72的直徑D2對于端面26外邊35的外接假想圓71直徑D1之比D1/D2不小于0.80。如果要求沖制金屬薄板8厚度假定為t，端面26外邊35的外接假想圓71半徑D1/2和沖模10正規(guī)四角形孔51圓形外邊53的外接假想圓72半徑D2/2之差f(間隙)不小于0.15t并且不大于2mm。
此外，如圖10到12所示，在沖頭13的情況中，其中沖頭體25形成四角棱柱體，這是包括三角棱柱體的棱柱體之一，并且沖頭體25的端面26外邊35形成四角形，這是包括三角形的多角形之一，以及具有正規(guī)四角形形狀(這是包括三角形的多角形之一)孔的孔51的沖模10，其設置如下由端面26和切線37形成的角度θ不小于25°并且不大于60°，其中切線與通過端面26外邊35的外接假想圓71中心的沖頭體25軸線O相交，并且與突起部分28遠端面36和端面26外邊35外接假想圓71二者相切。一方面，端面26外邊35的外接假想圓71的半徑D1/2與突起部分28底座27圓形外邊31的外接假想圓(即圓形外邊31本身)半徑d1/2之差為e，另一方面端面26外邊35的外接假想圓的圓周長度(＝πD1)為L，二者之比e/L值不小于0.05并且不大于0.14。端面26的外邊35可用在0.3mm到3mm之間的曲率半徑R倒角。四角形孔51外邊53的外接假想圓72的直徑D2對于端面26外邊35的外接假想圓71直徑D1之比D1/D2不小于0.80。如果要求沖制金屬薄板8厚度假定為t，端面26外邊35的外接假想圓71半徑D1/2和沖模10四角形孔51圓形外邊53外接的假想圓72半徑D2/2之差f(間隙)不小于0.15t并且不大于2mm。
還有，如圖13中所示，在沖頭13的情況中，其中沖頭體25形成橢圓柱體，并且沖頭體25的端面26外邊35形成橢圓形，以及具有橢圓形孔的孔51的沖模10，其設置如下由端面26和切線37形成的角度θ不小于25°并且不大于60°，其中切線與通過端面26外邊35外接假想圓71中心的沖頭體25軸線0相交，并且與突起部分28遠端面36和端面26外邊35的外接假想圓71二者相切。一方面，端面26外邊35的外接假想圓71的半徑D1/2與突起部分28底座27圓形外邊31的外接假想圓(即圓形外邊31本身)半徑d1/2之差為e，另一方面，端面26外邊35的外接假想圓71的圓周長度(＝πD1)為L，二者之比e/L值不小于0.05并且不大于0.14。端面26的外邊35可用在0.3mm到3mm之間的曲率半徑R倒角。橢圓形孔51外邊53的外接假想圓72的直徑D2對于端面26外邊35的外接假想圓71直徑D1之比D1/D2不小于0.80。如果要求沖制金屬薄板8厚度假定為t，端面26外邊35的外接假想圓71半徑D1/2和沖模10橢形孔51外邊53的外接假想圓72半徑D2/2之差f(間隙)不小于0.15t并且不大于2mm。
雖然在上述沖制設備1中使用圓錐形狀形成的突起部分28，也可以可選地采用如圖14和15所示的六角棱柱體，這是包括三角棱柱體的多角棱柱體之一。如圖14和15所示，在沖頭13的情況中，例如，沖頭體25形成圓柱體形狀，而沖頭體25的端面26外邊35為圓形，并且其中突起部分28形成六角棱柱體形狀而突起部分28的底座27為六角形，其設置如下由端面26和切線37形成的角度θ不小于25°并且不大于60°，其中切線與通過端面26外邊35的外接假想圓(即端面26圓形外邊35)中心的沖頭體25軸線O相交，并且與六角形棱柱體形的突起部分28遠端面36和端面26外邊35外接假想圓(即端面26圓形外邊35)二者相切。一方面，端面26外邊35的外接假想圓(即圓形外邊35本身)的半徑D1/2與六角形突起部分28底座27六角形外邊31的外接假想圓73半徑d1/2之差為e，另一方面端面26外邊35的外接假想圓(即圓形外邊31本身)的圓周長度(＝πD1)為L，二者之比e/L值不小于0.05并且不大于0.14。端面26的外邊35可用在0.3mm到3mm之間的曲率半徑R倒角。與此同時，厚度t和差f按照以上描述的方式設定。
在圖8到15中顯示的各自實施例中，角度θ可不小于30°并且不大于55°，而e/L比值不小于0.09并且不大于0.12。D1/D2比值可不小于0.80，而直徑D1可不大于100mm，不大于15mm，或不大于30mm。
此外，可以采用如圖16所示的沖頭夾持器7而不是在圖1中顯示的沖制金屬薄板設備1沖頭夾持器7。在圖16顯示的沖頭夾持器7中，頸圈30整體地設置在沖頭體25另一圓形端面29上，并且通過插入和固定在滑塊12的圓形穴75中而定位?；瑒訉蚣?5被取消，而沖頭體25的下端部分由限定孔42的外殼11的中空圓柱形圍周表面76可滑動地引導和支承。定位銷77用螺紋固定在滑塊12上，其中取消凹進處22。定位銷77適合于在設置在外殼11中的長形孔78而接合外殼11，使滑塊12不能由于螺旋彈簧14的彈性而離開外殼11。
螺旋彈簧14在其一端靠緊與頸圈部分30接合的彈簧座79，而在另一端靠緊外殼11的環(huán)形端80，并且以包圍沖頭13的方式與沖頭13同心地設置在外殼11中。在圖16中顯示的沖頭夾持器7在外殼11的環(huán)形頸圈82上通過螺栓6和接合板81固定在壓墊5上。在圖16顯示的沖頭夾持器7構造成為這樣的沖制單元，其方式與圖1顯示的沖頭夾持器7相同，當壓板3連同上沖模夾持器2一起下降時，滑塊12被壓板3所壓住，而沖頭13連同滑塊12一起下降。如圖5所示，當沖頭13下降時，在金屬薄板8上由于突起部分28而形成穿通的孔55。當沖頭進一步下降到一定狀態(tài)，其中金屬薄板8的移動被插入在沖模10圓形孔51中的沖頭13所限制，如圖6所示，金屬薄板8在沖頭體25的端面26周圍破裂，從而在金屬薄板8上形成通孔56。
參考數(shù)字和符號說明1沖制設備2上沖模夾持器3壓板4彈性件5壓墊6螺栓7沖頭夾持器8金屬薄板9下沖模10沖模
權利要求
1.一種用于沖制金屬薄板的沖頭，包括沖頭體；和形成為錐體和棱柱體之一并整體地設置在所述沖頭體一個端面上的突起部分，突起部分具有底座而底座具有外接一個假想圓的外邊，該假想圓與端面外邊的外接假想圓同心，并且底座外接假想圓的直徑小于端面外接假想圓的直徑，其中端面和切線形成的夾角θ不小于25°并且不大于60°，該切線與通過端面外邊的外接假想圓中心的軸線相交，并且與突起部分遠端表面和端面外邊的外接假想圓同時相切，一方面，端面外邊外接的假想圓的半徑D1/2和底座外邊外接的假想圓半徑d1/2之間的差為e，另一方面，端面外邊外接的假想圓的圓周長度為L，二者之比e/L的值不小于0.05和不大于0.14。
2.按照權利要求1所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，角度θ不小于30°并且不大于55°，而e/L比不小于0.09并且不大于0.12。
3.按照權利要求1或2所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，端面外邊用不小于0.3mm并且不大于3mm的曲率半徑R倒角。
4.按照權利要求1到3中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，端面外邊外接假想圓的直徑D1不大于100mm。
5.按照權利要求1到3中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，端面外邊的外接假想圓的直徑D1不大于35mm。
6.按照權利要求1到3中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，端面外邊的外假想圓的直徑D1不大于30mm。
7.按照權利要求1到6中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，用所述突起部分在金屬薄板上形成穿通孔，并且所述沖頭體以一狀態(tài)進一步插入沖模的孔，其中金屬薄板的移動被插入在穿通孔中的所述突起部分所限制，在所述沖頭體端面周圍的金屬薄板破裂，從而在金屬薄板中形成通孔，并且其中用于沖制金屬薄板的所述沖頭用在沖制金屬薄板的設備中。
8.按照權利要求7所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，所述沖模的孔為圓形孔。
9.按照權利要求1到8中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，所述沖頭體為圓柱體形狀，而所述沖頭體端面的外邊形成圓形。
10.按照權利要求1到7中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，所述沖頭體為包括三角棱柱體的棱柱體形狀，而所述沖頭體端面的外邊形成包括三角形的多角形。
11.按照權利要求1到7中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，所述沖頭體為橢圓柱體形狀，而所述沖頭體端面的外邊形成橢圓形。
12.按照權利要求1到11中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，所述突起部分形成圓錐體，而所述突起部分底座外邊形成圓形。
13.按照權利要求1到11中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，所述突起部分形成橢圓錐體，而所述突起部分底座外邊形成橢圓形。
14.按照權利要求1到11中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的沖頭，其特征在于，所述突起部分形成包括三角棱錐體的棱錐體，而所述突起部分底座外邊形成包括三角形的多角形。
15.一種用于沖制金屬薄板的設備，包括按照權利要求1到14中任何之一所述沖制金屬薄板的沖頭；和具有孔的沖模，在該孔中插入所述沖頭，其中沖?？淄膺叺耐饨蛹傧雸A的直徑D2對于端面外邊外接假想圓直徑D1之比D1/D2不小于0.80，并且如果要求沖制的金屬薄板厚度假定為t，端面外邊的外接假想圓半徑D1/2和沖?？淄膺叺耐饨蛹傧雸A的半徑D2/2之差f不小于0.15t。
16.按照權利要求15所述的用于沖制金屬薄板的設備，其特征在于，D1/D2比不小于0.85。
17.按照權利要求15或16所述的用于沖制金屬薄板的設備，其特征在于，差f不大于2mm。
18.按照權利要求15到17中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的設備，其特征在于，穿通孔通過所述突起部分在金屬薄板中形成，并且所述沖頭體進一步以一狀態(tài)插入所述沖模的孔，其中金屬薄板的移動被插入穿通孔中的所述突起部分所限制，在所述沖頭體端面周圍的金屬薄板破裂，從而在金屬薄板中形成通孔。
19.按照權利要求15到18中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的設備，其特征在于，所述沖模還包括小孔，該小孔與孔連續(xù)并且具有外邊，外邊外接一假想圓，該外邊假想圓的直徑D3小于孔的外邊的外接假想圓直徑D2，但大于端面外邊的外接假想圓直徑D1。
20.按照權利要求15到19中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的設備，其特征在于，孔和小孔的至少一個為圓形、包括三角形的多角形、或橢圓形。
21.一種用于按照權利要求15到20中任何之一所述的用于沖制金屬薄板的設備的沖模。
22.一種利用按照權利要求15到20中任何之一所述的沖制金屬薄板的設備而在金屬薄板中形成通孔的方法，包括下列步驟由所述突起部分在金屬薄板中形成穿通孔，并且進一步把所述沖頭體以一狀態(tài)插入所述沖模的孔，其中金屬薄板的移動被插入在穿通孔中的所述突起部分所限制，以便使所述沖頭體端面周圍的金屬薄板破裂，從而在金屬薄板中形成通孔。
23.一種沖制單元，包括外殼；配合在所述外殼中可垂直地滑動的滑塊；按照權利要求1到14中任何之一所述的沖頭垂直滑動地配合在滑塊中；和設置在所述滑塊中并且適合于通過彈性地迫使所述沖頭和所述滑塊向上而使所述沖頭和所述滑塊返回到其最初位置的返回裝置。
24.按照權利要求23所述的沖制單元，其特征在于，還包括設置在所述外殼中的滑動引導件，以便引導所述沖頭的垂直運動。
25.按照權利要求23或24所述的沖制單元，其特征在于，所述滑塊具有凹進處，并且適合于在凹進處接合固定在外殼中的定位銷，使所述滑塊不能由于所述返回裝置的彈性而離開所述外殼。
26.按照權利要求23到25中任何之一所述的沖制單元，其特征在于，所述返回裝置具有螺旋彈簧。
27.按照權利要求23到25中任何之一所述的沖制單元，其特征在于，用于按照權利要求15到20中任何之一所述的沖制金屬薄板的設備中。
全文摘要
一種用于沖制金屬薄板的設備(1)包括由液壓往復器之類升高和降低的上沖模夾持器(2)；固定在上沖模夾持器(2)上的壓板(3)；通過彈性件(4)從上沖模夾持器懸掛的壓墊(4)；利用螺栓(6)之類固定在壓墊(5)上作為沖制單元的沖頭夾持器(7)；下沖模(9)，需要經(jīng)受沖制的金屬薄板(8)放置在其上面；和嵌入在下沖模(9)中的沖模(10)。
文檔編號B21D28/34GK1780704SQ200480011450
公開日2006年5月31日 申請日期2004年4月28日 優(yōu)先權日2003年4月30日
發(fā)明者大石政利, 上村幸治, 辻宏始 申請人:有限會社旺茲, 奧依列斯工業(yè)株式會社