專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在構(gòu)件中產(chǎn)生凸緣式通路的設(shè)備、方法和工具的制作方法
用于在構(gòu)件中產(chǎn)生凸緣式通路的設(shè)備、方法和工具
背景技術(shù)：
當(dāng)產(chǎn)生所謂的凸緣式通路時(shí)，借助于拉伸載荷和壓縮載荷的結(jié)合來(lái)形成構(gòu)件，使用了包括沖壓裝置和模具單元或帶有直通套管的所謂的模板或收緊板的兩件式工具。為此，構(gòu)件定位在沖壓裝置與模具單元之間，然后被沖壓，并且通過(guò)深拉和移動(dòng)構(gòu)件的材料區(qū)域而在構(gòu)件一側(cè)上的所形成的孔周?chē)纬赏蛊鸬奶篆h(huán)狀邊緣。凸緣式通路一其也稱(chēng)為金屬板邊沿孔或套環(huán)一可用于不同目的，例如作為用于螺絲連接的螺紋通路，內(nèi)螺紋和/或外螺紋為此設(shè)置在凸緣式通路上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面改善凸緣式通路的產(chǎn)生。此目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的更多有利設(shè)計(jì)在從屬權(quán)利要求中示出。本發(fā)明首先涉及一種用于在構(gòu)件上產(chǎn)生凸緣式通路的設(shè)備，所述設(shè)備具有以位置精確的方式互相作用以產(chǎn)生凸緣式通路的模具單元和沖壓裝置，其中模具單元可布置在構(gòu)件的第一側(cè)上且沖壓裝置可相對(duì)地布置在構(gòu)件的第二側(cè)上，并且其中通過(guò)從構(gòu)件沖出材料區(qū)域且通過(guò)形成連接到?jīng)_出材料區(qū)域的剩余材料區(qū)域而產(chǎn)生凸緣式通路。該構(gòu)件可以是特別是由金屬板制成的平直、管狀或異形的零件，凸緣式通路的產(chǎn)生特別是在該構(gòu)件的平直區(qū)段上執(zhí)行。本發(fā)明的一個(gè)重要方面是沖壓裝置包括帶沖頭凹部的中空沖頭，所述沖頭凹部以這樣的方式與模具單元的模具區(qū)段匹配，即，當(dāng)模具單元與沖壓裝置之間存在相對(duì)移動(dòng)時(shí)，模具區(qū)段進(jìn)入沖頭凹部，其中沖出材料區(qū)域被推入沖頭凹部。在產(chǎn)生凸緣式通路期間，至少中空沖頭——此處有時(shí)也適用于用于構(gòu)件的保持裝置的又一部分——和/或模具單元的至少一部分相對(duì)于彼此移動(dòng)。這可以例如僅通過(guò)中空沖頭移動(dòng)、僅通過(guò)模具單元的至少一部分移動(dòng)或者通過(guò)中空沖頭和模具單元二者移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。中空沖頭和模具單元的位置上精確的布置還限定特別是與模具單元或沖壓裝置的縱向軸線重合的工作軸線。此外，在產(chǎn)生通路期間，工作軸線與所形成的通路的中心對(duì)稱(chēng)軸線重合，處于該狀態(tài)下的構(gòu)件被固定地保持在模具單元與沖壓裝置之間。因此，進(jìn)入并不意味著模具區(qū)段必須在任何情況下都被移動(dòng)，相反，模具區(qū)段保持不移動(dòng)并且中空沖頭沿朝向模具單元或模具區(qū)段的方向移動(dòng)。中空沖頭可借助于驅(qū)動(dòng)裝置例如借助于驅(qū)動(dòng)活塞特別是來(lái)回移動(dòng)。以有利的方式，模具單元與沖壓裝置之間的相對(duì)移動(dòng)在一個(gè)沖程中實(shí)現(xiàn)。如本發(fā)明中要求保護(hù)的，中空沖頭和模具單元的不同區(qū)段可在單一沖程期間互相作用使得構(gòu)件能夠使用這一個(gè)沖程中的所有分步驟完整地產(chǎn)生。迄今為止，這只能在兩個(gè)或更多沖程中實(shí)現(xiàn)，或者使用比較昂貴的裝置或不適合批量生產(chǎn)的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，以有利的方式，待沖出材料區(qū)域能以很精確的方式與構(gòu)件分離，特別是在不形成鋒利邊緣或者不形成任何毛刺和/或碎屑的情況下。迄今為止，在形成在構(gòu)件中的孔的邊緣上經(jīng)常存在鋒利的沖壓邊緣，這可在后續(xù)對(duì)構(gòu)件的操作期間導(dǎo)致人員傷害或損壞其它物體。利用所提出的設(shè)備，能夠以可再現(xiàn)的方式在所產(chǎn)生的凸緣式通路上形成輪廓分明、均勻但不鋒利的邊緣。本發(fā)明的目的的一個(gè)有利改型的區(qū)別在于以這樣的方式設(shè)置可移動(dòng)而與構(gòu)件的第二側(cè)相接觸以產(chǎn)生凸緣式通路的保持裝置，即，當(dāng)產(chǎn)生凸緣式通路時(shí)，構(gòu)件被保持在模具單元與保持裝置之間。利用鄰靠被支承在模具單元上的構(gòu)件的保持裝置，構(gòu)件可被牢固地固定(例如夾持)在保持裝置與模具單元之間。以優(yōu)選的方式，保持裝置略先于中空沖頭接觸構(gòu)件，這意味著構(gòu)件在成形加工期間以絕對(duì)可靠的方式被固定。然而，構(gòu)件例如金屬板材有利地剛好在成形加工開(kāi)始前或者在成形加工開(kāi)始前不久被夾持在保持裝置與模具單元之間。在凸緣式通路的產(chǎn)生結(jié)束之后，保持裝置仍以有利的方式保持與構(gòu)件的第二側(cè)接觸，使得在例如通過(guò)使中空沖頭移動(dòng)遠(yuǎn)離構(gòu)件而連接到操作沖程的返回沖程的情況下，構(gòu)件保持在模具單元上直到中空模完全從構(gòu)件被拉出。這意味著，以有利的方式，如本發(fā)明中要求保護(hù)的生產(chǎn)設(shè)備能夠在機(jī)器人上使用，特別是在需要無(wú)自平衡加工等時(shí)。另外，提出以可在單一階段中使材料區(qū)域沖壓成形的方式設(shè)計(jì)沖壓裝置和模具單元。這使得可以簡(jiǎn)化產(chǎn)生凸緣式通路的完成操作。因此，可在一個(gè)移動(dòng)沖程中實(shí)現(xiàn)已經(jīng)由所提出的模具單元提供的兩種不同直徑。迄今為止不利的是，在用于產(chǎn)生適合實(shí)踐操作的金屬板通路的設(shè)備的情況下，需要兩階段的方法。在第一階段中，預(yù)沖壓構(gòu)件并且展開(kāi)構(gòu)件的有關(guān)區(qū)段，接著第一階段的是最終形成金屬板通路的第二階段。這引起較長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間。另外，兩階段的操作由于涉及自動(dòng)控制而比較復(fù)雜。特別地，如本發(fā)明中要求保護(hù)的，在產(chǎn)生凸緣式通路期間能夠免去待移動(dòng)的元件或沖壓裝置的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)構(gòu)件。迄今為止，例如已作出嘗試來(lái)簡(jiǎn)化或縮短借助于旋轉(zhuǎn)心軸產(chǎn)生凸緣式通路。然而，這種情況下，特別不利的是，迫壓在構(gòu)件的表面上并且以加壓和加熱的方式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地軟化所述構(gòu)件表面并隨后向下拖動(dòng)材料的旋轉(zhuǎn)心軸在通路上產(chǎn)生很鋒利的缺口(interruption)或邊緣結(jié)構(gòu)。此外，如本發(fā)明中要求保護(hù)的，有利的是以這樣的方式設(shè)計(jì)沖壓裝置和模具單元，即，在形成凸緣式通路的操作期間，在沖壓裝置的移動(dòng)元件和/或模具單元的在用于產(chǎn)生所述凸緣式通路的操作期間開(kāi)始移動(dòng)的方向不需要逆轉(zhuǎn)的情況下完成凸緣式通路的產(chǎn)生。因此，可更快地并以技術(shù)上有利的方式來(lái)執(zhí)行產(chǎn)生操作。特別地，中空沖頭和/或模具區(qū)段的移動(dòng)可從開(kāi)始無(wú)任何中斷或連續(xù)地執(zhí)行，以在一個(gè)操作步驟中完成。這意味著能夠?qū)崿F(xiàn)較高的循環(huán)頻率。以有利的方式，中空沖頭被收納以便可在保持裝置內(nèi)移動(dòng)。因此，在生產(chǎn)操作的所有階段中或者在中空沖頭移動(dòng)期間，能夠借助于保持裝置來(lái)固定構(gòu)件。設(shè)備或構(gòu)件的進(jìn)一步移動(dòng)可直接在保持裝置已從構(gòu)件提升起之后執(zhí)行。中空沖頭和保持裝置的移動(dòng)能以最佳的方式彼此獨(dú)立地與期望的加工順序匹配。這特別是借助于計(jì)算機(jī)例如較高等級(jí)控制單元例如用于調(diào)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備的控制或調(diào)節(jié)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。沖壓裝置的中空沖頭先于或后于保持裝置實(shí)現(xiàn)。這意味著能夠以可變的方式設(shè)計(jì)加工順序。因此，當(dāng)產(chǎn)生凸緣式通路時(shí)，中空沖頭能夠在保持裝置接觸構(gòu)件之前或之后接觸構(gòu)件。同樣有利的是，模具區(qū)段包括為了以精確配合的方式接合在沖頭凹部中而實(shí)現(xiàn)的凸起的模具心軸。特別地，實(shí)現(xiàn)模具心軸的外形和/或外部尺寸使得模具心軸能夠以期望的間隙例如以相對(duì)滑動(dòng)配合的方式進(jìn)入沖頭凹部。模具心軸的外壁與中空沖頭的內(nèi)壁之間的間隙能夠借助于中空沖頭或模具心軸的設(shè)計(jì)以精確的方式預(yù)先確定。該間隙可例如針對(duì)不同材料而不同地選擇。這意味著對(duì)于所有有關(guān)構(gòu)件厚度和構(gòu)件材料，待沖出材料區(qū)域能以干凈且無(wú)毛刺的方式從構(gòu)件沖出或剪掉，因此排除了鋒利的邊緣、材料剝落或毛刺。另外，構(gòu)件能夠以可靠且可再現(xiàn)的方式被預(yù)先沖壓或沖孔。特別地，在構(gòu)件的第一側(cè)上突出的邊緣可經(jīng)由當(dāng)在剖視圖中觀察時(shí)彼此成直角的構(gòu)件區(qū)段來(lái)實(shí)現(xiàn)。模具心軸的插入深度必須至少足夠大，使得構(gòu)件在一個(gè)沖程中被沖穿，另外同時(shí)，待變形的材料以對(duì)應(yīng)的方式成形直到通路產(chǎn)生，這使得需要模具心軸在沖頭凹部中有一定的最小插入深度。進(jìn)一步有利的是，模具單元具有用于當(dāng)產(chǎn)生凸緣式通路時(shí)支承構(gòu)件的第一側(cè)的支承區(qū)段。這意味著模具單元可充當(dāng)用于被支承在其上的構(gòu)件的支承件。當(dāng)支承區(qū)段以支承方式接觸與構(gòu)件上與保持裝置相接觸的區(qū)段相對(duì)的構(gòu)件區(qū)段時(shí)它是特別有利的。這樣，當(dāng)產(chǎn)生凸緣式通路時(shí)構(gòu)件能夠以被牢固地固定或夾持的方式被保持在其操作位置。支承區(qū)段設(shè)置成使得它特別是經(jīng)由環(huán)形的表面以平坦的方式接觸構(gòu)件的第一側(cè)。以對(duì)應(yīng)的方式，保持裝置可設(shè)置成使得所述保持裝置也經(jīng)由環(huán)形的表面接觸構(gòu)件的第二側(cè)，構(gòu)件的第一側(cè)和第二側(cè)上的環(huán)形的接觸表面尺寸大致相等。構(gòu)件上的接觸表面通常是平坦的或平直的，因?yàn)樘貏e是板形的構(gòu)件成形為使得保持裝置和支承區(qū)段的配對(duì)的接觸表面設(shè)計(jì)成平直的或平坦的以便有利地與構(gòu)件上的接觸表面進(jìn)行表面接觸。另外，有利的是在支承區(qū)段與模具心軸之間實(shí)現(xiàn)模腔。該模腔的結(jié)構(gòu)和尺寸能夠以規(guī)定的方式預(yù)先確定，特別是可相對(duì)于支承區(qū)段或者相對(duì)于模具心軸的一端以凹入的方式實(shí)現(xiàn)，所述一端朝沖壓裝置定向。該模腔提供一自由空間，在產(chǎn)生凸緣式通路期間成形的構(gòu)件材料能夠偏轉(zhuǎn)到所述空間中，或者待成形的材料被深拉或壓入其中。另外，有利的是支承區(qū)段與模具區(qū)段之間以這樣的方式存在模腔，即，在產(chǎn)生凸緣式通路期間，朝模具單元定向的中空沖頭的端部接合在環(huán)狀間隙中。因此，沖壓的材料區(qū)域附近存在的材料能夠借助于至少支承表面、模腔和中空沖頭之間的互相作用成形，從而形成期望的凸緣式通路。連同提供用于待成形的材料的空間一起，所述模腔還使得因此當(dāng)中空沖頭與模具單元之間存在相對(duì)移動(dòng)時(shí)，中空沖頭的端部或例如限定通向外部的沖頭凹部的中空沖頭的套筒狀壁區(qū)段可進(jìn)入模腔。因此，模腔必須匹配使得其中存在用于待成形的套環(huán)的突出的邊緣和用于中空沖頭的進(jìn)入部分的空間。因此，借助于所提供的容積和/或模腔的結(jié)構(gòu)，如果開(kāi)始成形的材料量相同，則也可確定套環(huán)的突出的邊緣的高度或形狀。在模腔具有較小的容積的情況下，也就是說(shuō)，例如，在模具心軸與模腔的壁之間存在較窄間隙的情況下，所述壁相對(duì)于所述模具心軸徑向布置并且相對(duì)于操作軸線進(jìn)一步位于外側(cè)，成形的材料被沖壓得較深或者被進(jìn)一步壓入模腔，因此套環(huán)在構(gòu)件的第一側(cè)上突出得較高。在模腔具有較大容積的情況下，它以相反的方式表現(xiàn)。設(shè)置成用于成形的模腔的容積還受中空沖頭的前部的大小或形狀影響。
所述模腔特別是以環(huán)狀槽的形狀并且相對(duì)于操作軸線同心地實(shí)現(xiàn)。模腔通過(guò)模具心軸的壁相對(duì)于操作軸線在徑向內(nèi)側(cè)限定并通過(guò)模具單元的連接到支承表面且沿遠(yuǎn)離沖壓裝置的方向延伸的區(qū)段在徑向外側(cè)限定。模腔的徑向內(nèi)壁和外壁特別是以環(huán)狀帶的方式特別是彼此平行。模腔沿操作軸線的方向的深度可根據(jù)應(yīng)用而不同，例如它也可以足夠大使得成形材料區(qū)域保持不與模具在該方向上的區(qū)段接觸。從支承區(qū)段到連接的模腔的過(guò)渡特別是可經(jīng)由可預(yù)先限定的半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便能夠在不撕開(kāi)平直區(qū)段與邊緣之間的過(guò)渡處的材料的情況下形成凸緣式通路的突出的邊緣。進(jìn)一步提出的是，模具心軸設(shè)計(jì)成提供用于構(gòu)件的第一側(cè)的支承表面，所述支承表面至少大致位于包括支承區(qū)段的支承表面的平面中。這意味著構(gòu)件至少在實(shí)際沖壓加工之前進(jìn)一步被支承在待成形的通路的中心區(qū)域內(nèi)。支承表面特別是成形為使得它能以平直的方式鄰靠構(gòu)件的第一構(gòu)件側(cè)。由支承表面支承的構(gòu)件的第一側(cè)的表面與隨后沖出的材料區(qū)域或者與所謂的沖壓或切削相關(guān)。如本發(fā)明中要求保護(hù)的模具單元可被改造為帶有芯的沖模，模具心軸形成所述芯，支承區(qū)段進(jìn)一步設(shè)置在外側(cè)，二者之間是模腔。利用以規(guī)定方式與沖模匹配的中空沖頭，能夠在一個(gè)操作沖程中獲得兩種不同的模具直徑。第一有效直徑或內(nèi)徑經(jīng)由模具心軸的邊緣或其支承表面形成。第二有效直徑或外徑通過(guò)支承區(qū)段的邊緣固定，所述邊緣相對(duì)于操作軸線位于徑向內(nèi)側(cè)。所述兩個(gè)直徑由在一個(gè)沖程中相對(duì)于彼此移動(dòng)或其中的零件彼此接合的中空沖頭和模具單元使用。根據(jù)如本發(fā)明中要求保護(hù)的一個(gè)有利變型，模腔具有臺(tái)肩，該臺(tái)肩在產(chǎn)生凸緣式通路期間充當(dāng)用于在產(chǎn)生凸緣式通路期間直接在模腔中成形的構(gòu)件材料的止擋部。這樣，特別地，可形成通路的限定端部或邊緣的朝構(gòu)件的第一側(cè)突出的端面，所述端面相對(duì)于操作軸線成軸向。變形的材料由止擋部限定，這提高了加工質(zhì)量。結(jié)果，通路在幾何結(jié)構(gòu)上更精確，因?yàn)槌尚尾僮鞯睦由疃缺幌薅ɑ蛳拗啤ＤＧ贿€可設(shè)計(jì)成不帶臺(tái)肩，特別是不帶壓砧構(gòu)件。然而，原則上，可通過(guò)模腔的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)置臺(tái)肩使得存在不帶壓砧構(gòu)件的臺(tái)肩。以有利的方式，模腔的臺(tái)肩通過(guò)可插入模具單元的可互換的構(gòu)件形成。這樣，可互換的構(gòu)件例如套筒形的插入件或壓砧構(gòu)件能以可選的方式插入或留在外面。另外，損壞或磨損的壓砧構(gòu)件能夠被容易地更換。另外，可通過(guò)在每種情況下插入不同的壓砧構(gòu)件而在一個(gè)模具單元的情況下實(shí)現(xiàn)不同的止擋部。合適的壓砧件也能以可選的方式被插入模腔或留在模腔外面。進(jìn)一步提出的是，模腔設(shè)置有用于使模腔通風(fēng)和/或通氣的連接設(shè)備。這樣，可防止污染物積聚或者可借助于壓縮空氣吹走或借助于負(fù)壓吸掉模具單元區(qū)域中的異物。吸掉或吹入例如空氣可借助于分支到模腔下方的一側(cè)的至少一條管路來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該生產(chǎn)設(shè)備的一個(gè)有利改型中，沖壓裝置以沖出材料區(qū)域可朝沖壓裝置的自由端排出的方式設(shè)計(jì)。這意味著即使在希望向前排出沖壓料的情況下，能夠使用如本發(fā)明中要求保護(hù)的設(shè)備。以有利的方式，沖壓裝置和/或沖模具單元的輪廓可偏離圓柱形形式。如本發(fā)明中要求保護(hù)的設(shè)備的功能性因此并不局限于沖壓裝置和/或模具單元的大致圓柱形外輪廓或內(nèi)輪廓。
另外，提出一種用于在構(gòu)件中產(chǎn)生凸緣式通路的方法，其中模具單元和沖壓裝置以位置上精確的方式互相作用以產(chǎn)生凸緣式通路，并且模具單元布置在構(gòu)件的第一側(cè)上且沖壓裝置相對(duì)地布置在構(gòu)件的第二側(cè)上，并且通過(guò)從構(gòu)件沖出材料區(qū)域且通過(guò)形成連接到?jīng)_出材料區(qū)域的剩余材料區(qū)域而產(chǎn)生凸緣式通路。如本發(fā)明中要求保護(hù)的，沖出材料區(qū)域借助于沖壓裝置排出。沖出材料區(qū)域或所謂的沖壓料可借助于兩件式工具的特別適合此目的的一側(cè)以有利的方式排出，特別是因?yàn)闆_壓裝置通常連接到驅(qū)動(dòng)裝置和/或其它供應(yīng)單元。沖壓裝置或沖壓元件常常被驅(qū)動(dòng)以便可移動(dòng)，這使得排出沖壓料或?qū)⑺鼤簳r(shí)儲(chǔ)存在工具的該區(qū)域內(nèi)比較簡(jiǎn)單。沖壓裝置的連接已經(jīng)經(jīng)由至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)，能夠在所述連接構(gòu)件上或在其中集成地設(shè)置沖壓料的排出而不存在任何問(wèn)題。在最簡(jiǎn)單的情況下，例如，可設(shè)置僅一條輸出管路，以當(dāng)在循環(huán)中依次產(chǎn)生多個(gè)通路時(shí)傳出依次累積的沖壓料。沖壓料的載體可例如根據(jù)“一個(gè)推動(dòng)下一個(gè)”的原理傳送到儲(chǔ)罐或儲(chǔ)器中并且可暫時(shí)儲(chǔ)存在這里。然后可在生產(chǎn)方法的對(duì)循環(huán)時(shí)間關(guān)鍵的階段中或者不時(shí)清空儲(chǔ)罐。作為替換，代替儲(chǔ)罐，可采用連續(xù)的方式將沖壓料輸出或者借助于輸出管路單獨(dú)輸出每個(gè)沖壓料。也可吸出沖壓料或者借助于沖頭向前排出它。以優(yōu)選的方式，當(dāng)模具單元與沖壓裝置之間存在相對(duì)移動(dòng)時(shí)，沖出材料區(qū)域被推入沖壓裝置的中空沖頭中的沖頭凹部?jī)?nèi)。對(duì)于其中工具作用在構(gòu)件上且其對(duì)功能和所需的空間特別敏感的區(qū)域，能夠這樣以有利的方式集成沖壓料的排出。中空沖頭特別適合該目的，因?yàn)闆_壓料被推入其沖頭凹部并進(jìn)一步引導(dǎo)沖壓料，并且為了進(jìn)一步引導(dǎo)沖壓料并將其這里輸出，要求最少的附加措施。例如，沖頭凹部為此可延伸，或者輸出管路可移動(dòng)靠近沖頭凹部并與其連接。本發(fā)明還涉及一種用于產(chǎn)生凸緣式通路的工具，所述工具具有如在上述變型之一中要求保護(hù)而實(shí)現(xiàn)的設(shè)備。上文已針對(duì)用于產(chǎn)生凸緣式通路的對(duì)應(yīng)的兩件式工具描述的優(yōu)點(diǎn)可這樣實(shí)現(xiàn)。特別地，該工具可適合在機(jī)器人技術(shù)中使用或者可被收納在機(jī)器人上。特別地，該工具對(duì)已證實(shí)的連接標(biāo)準(zhǔn)連接兼容，例如對(duì)于公知的鉚接、板結(jié)合或沖壓工具。這樣，例如，作為沖頭保持架和脫模器存在的系統(tǒng)可用于例如鉚接技術(shù)。例如，現(xiàn)有的鉚接?？捎米骰A(chǔ)模體。這意味著能夠減少各種變型并且增加如本發(fā)明中要求保護(hù)的設(shè)備的靈活性。沖頭或中空沖頭可基于經(jīng)修改的目錄或標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品設(shè)置。特別地，能夠根據(jù)DIN選擇與該加工有關(guān)的工具測(cè)量。沖壓裝置或中空沖頭的可移動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)裝置可例如以氣液、氣動(dòng)或電動(dòng)的方式通過(guò)公知的用于一般相關(guān)的系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。


下文經(jīng)由在附圖中示意性地表示的示例性實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的更多優(yōu)點(diǎn)和特征，具體而言，在附圖中圖1示出了如本發(fā)明中要求保護(hù)的用于產(chǎn)生凸緣式通路的工具的透視圖，其中構(gòu)件定位在二者之間，圖2示出了根據(jù)圖1的裝置的縱向剖視圖，圖3示出了在產(chǎn)生凸緣式通路不久前待加工的構(gòu)件區(qū)域中根據(jù)圖2的切口，圖4示出了在生產(chǎn)操作結(jié)束時(shí)的根據(jù)圖3的裝置，和
圖5示出了根據(jù)圖3和4的圖示如本發(fā)明中要求保護(hù)的工具的一個(gè)替換變型，圖示其在已產(chǎn)生凸緣式通路之后。
具體實(shí)施例方式圖5所示的替換示例性實(shí)施例的對(duì)應(yīng)構(gòu)件使用了與其它附圖相同的附圖標(biāo)記。圖1示出了如本發(fā)明中要求保護(hù)的用于產(chǎn)生凸緣式通路的工具1的透視圖，所述工具具有在此以縮小的尺寸表示為盤(pán)形的或平直的金屬板材料的待加工的構(gòu)件2。工具1包括沖壓裝置3和夾持側(cè)模具單元4，構(gòu)件2定位在所述沖壓裝置與模具單元之間的規(guī)定位置。形成有大致圓柱形外形的沖壓裝置3包括前端圓柱形區(qū)段和外徑較大的連接圓柱形區(qū)段3a，前端圓柱形區(qū)段帶有在保持裝置8 (參見(jiàn)圖2至幻中被引導(dǎo)的中空沖頭7，帶有沖壓料輸出管路的沖壓料儲(chǔ)存單元5連接到所述圓柱形區(qū)段3a。沖壓料儲(chǔ)存單元5能夠連接到工具1的更多區(qū)域(未示出)。模具單元4還能夠借助于連接區(qū)段6被收納在配對(duì)的區(qū)段上。圖2示出了如本發(fā)明中要求保護(hù)的工具1的內(nèi)部設(shè)計(jì)的示意性剖視圖，其中中空沖頭7在外側(cè)上是圓柱形的并且在沖壓裝置3中被引導(dǎo)以便可根據(jù)雙向箭頭Pl相對(duì)于模具單元4移動(dòng)。沖壓裝置3的保持裝置8特別是用于經(jīng)由所述保持裝置的端面接觸區(qū)段8a將被插入沖壓裝置3與模具單元4之間的構(gòu)件2保持在固定的位置并且將它壓靠在模具單元4上。這種情況下，保持裝置8借助于彈性設(shè)備9 (未示出更多細(xì)節(jié))以彈簧加載的方式安裝。中空沖頭7被保持裝置8以保護(hù)方式包圍，保持裝置8中存在用于以居中方式收納中空沖頭7的孔道Sb。中空沖頭7經(jīng)由過(guò)渡部7a沿模具單元4的方向合并到具有較小的外徑d3且在成形加工期間接合構(gòu)件2或穿過(guò)構(gòu)件的區(qū)域內(nèi)。中空沖頭7在內(nèi)部設(shè)置有作為沖頭內(nèi)孔10實(shí)現(xiàn)的沖頭凹部，沖頭內(nèi)孔10在中空沖頭7的整個(gè)長(zhǎng)度上在中空沖頭7中居中地實(shí)現(xiàn)。在朝沖壓料儲(chǔ)存單元5定向的中空沖頭7的后端上，沖頭內(nèi)孔10向外開(kāi)口到連接管路11內(nèi)，能夠借助于所述連接管路11將從構(gòu)件2沖出的材料區(qū)域或沖壓料18 (參見(jiàn)圖幻傳送到儲(chǔ)存區(qū)域12內(nèi)。儲(chǔ)存區(qū)域12或沖壓料儲(chǔ)器獨(dú)立于旋轉(zhuǎn)位置，因?yàn)樗赃B續(xù)空間的方式實(shí)現(xiàn)，并且可借助于可移位的外套環(huán)fe例如通過(guò)機(jī)器人移動(dòng)以外部的方式再次開(kāi)啟和關(guān)閉。為了產(chǎn)生凸緣式通路，構(gòu)件2經(jīng)由構(gòu)件的第一側(cè)或者經(jīng)由其下側(cè)擱靠在支承區(qū)域13上，所述支承區(qū)域13以環(huán)形的且平坦的方式實(shí)現(xiàn)并且設(shè)置在模具單元4的正面上。為了固定構(gòu)件2的位置，接觸區(qū)域8a壓靠在構(gòu)件2或構(gòu)件與支承區(qū)域13相對(duì)的第二側(cè)上。為此，保持裝置略先于中空沖頭7沿構(gòu)件2的方向移動(dòng)。這在圖3中示出，根據(jù)圖3，構(gòu)件2被夾持在沖壓裝置3或保持裝置8與模具單元4之間的固定位置。中空沖頭7然后以被驅(qū)動(dòng)的方式接觸構(gòu)件2并且開(kāi)始?jí)哄懟驔_壓。這種情況下，構(gòu)件2中例如在公知的沖壓或切削操作的情況下形成應(yīng)力場(chǎng)，使得在中空沖頭7的末端已被插入構(gòu)件2至大約構(gòu)件材料厚度的三分之一到一半的深度之后，沖壓料18從構(gòu)件2被移除。以有利的方式，在加工開(kāi)始時(shí)構(gòu)件實(shí)際上不存在任何扭曲，因?yàn)槭紫韧瓿傻氖歉蓛舻臎_壓操作。一旦構(gòu)件被沖穿，沖壓沖擊便由于連續(xù)的生產(chǎn)加工而以附加方式衰減，其中將構(gòu)件2的材料深拉或移動(dòng)到待產(chǎn)生的凸緣式通路19(圖幻中。凸緣式通路19在中空沖頭7沿模具單元4的方向全部移動(dòng)后完成。根據(jù)圖5，在構(gòu)件2中產(chǎn)生的凸緣式通路19示出了構(gòu)件2的下側(cè)加上的突出的邊緣。以這種方式形成的邊緣或穹狀凸起在合適的情況下能夠經(jīng)由修改進(jìn)一步成形，以形成螺紋布置在外側(cè)上的螺栓。這樣，螺栓能以有利的方式被更換(否則螺栓將被焊上或者被壓入)，這明顯比所提出的螺紋設(shè)在突出的邊緣內(nèi)部的方案更節(jié)省成本。在成形加工之后，中空沖頭7再次遠(yuǎn)離模具單元移動(dòng)回到對(duì)應(yīng)于直接在根據(jù)圖3的構(gòu)件2的成形之前的位置的開(kāi)始位置(圖幻。在凸緣式通路的產(chǎn)生期間被推入沖壓孔徑10的沖壓料18以被略微夾持的方式保持在其中并因此隨中空沖頭7從模具單元4被移除。如果沖壓孔徑10中由于前面的沖壓操作而已經(jīng)存在若干沖壓料(未示出)，則這些沖壓料通過(guò)當(dāng)前被沖出的沖壓料18的移動(dòng)進(jìn)一步而被一起推動(dòng)。具有圓柱形外形的長(zhǎng)形的突出模具心軸14沿沖壓裝置3和模具單元4的縱向相對(duì)于操作或結(jié)合軸線S居中地或者在模具單元4的中間設(shè)置，所述模具心軸在它面對(duì)沖壓裝置3的端面上具有用于構(gòu)件2的第一構(gòu)件側(cè)的平坦的支承表面14a。支承表面1 還在構(gòu)件2的下側(cè)支承該構(gòu)件2，支承表面1 至少全部位于通過(guò)支承區(qū)域13形成的平面中。模具心軸14以位置被固定的方式設(shè)置在模具單元4中，且它的外徑Cl1僅最小程度地或略微地小于在沖頭內(nèi)孔10的前部中的內(nèi)徑d2。中空沖頭7與模具單元4之間的相對(duì)移動(dòng)如在本發(fā)明中要求保護(hù)的可在單一階段或一個(gè)沖程中實(shí)現(xiàn)并且實(shí)現(xiàn)了凸緣式通路的有利成形，特別是在構(gòu)件2上在此時(shí)沖出的孔2b的區(qū)域中不存在鋒利邊緣或毛刺。以特別有利的方式，所提出的模具單元4具有簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，比較小的嵌絲(filigree)，并因此很堅(jiān)固。以有利的方式，中空沖頭7的外徑d3在其前區(qū)域內(nèi)比模腔15的內(nèi)徑d4小所述凸緣式通路的成形的突出邊緣的壁厚D的一倍。這種情況下，模腔15以有利的方式作為模具單元4的外區(qū)域與模具心軸14之間的均勻的環(huán)狀間隙存在。模腔15借助于至少一個(gè)、特別是三個(gè)通風(fēng)和/或通氣管路16實(shí)現(xiàn)，所述管路16均勻地分布在模具單元4的圓周上，用于避免或去除工具1上的污染物。圖5示出了如本發(fā)明中要求保護(hù)的模具單元4的一個(gè)變型，作為與根據(jù)圖3和4的裝置的唯一差別，該模具單元4具有插入模腔15并在模腔15中提供臺(tái)肩21的壓砧20。由臺(tái)肩21提供用于通路19的端面端的環(huán)形的止擋表面20a。這意味著通路19的限定的邊緣被限定在構(gòu)件2的下側(cè)上。原則上，也可使用具有代替剛性的或單件式模具單元4的對(duì)開(kāi)結(jié)構(gòu)的所謂的可切換的模具單元。這種模具單元的優(yōu)點(diǎn)是，如本發(fā)明中要求保護(hù)的那樣能夠同時(shí)運(yùn)行并且不具有切換操作的兩個(gè)預(yù)沖壓和成形加工彼此完全分離，并且這樣待施加的最終力較小。這會(huì)使結(jié)構(gòu)必定在一定程度上更昂貴或者沒(méi)有那么堅(jiān)固。另外，加工分離仍將僅為“準(zhǔn)”單一階段，因?yàn)樵诩庸ぶ幸蟊灰苿?dòng)的元件的比較短的回位移動(dòng)，并因此需要受控的驅(qū)動(dòng)裝置，特別是電氣驅(qū)動(dòng)裝置。附圖標(biāo)記列表1 工具2 構(gòu)件2a 下側(cè)2b 孔
3沖壓裝置
3a區(qū)段
4模具單元
5沖壓料儲(chǔ)存單元
5a套環(huán)
6連接區(qū)段
7中空沖頭
7a臺(tái)肩
8保持裝置
8a接觸區(qū)段
8b孔道
9接觸區(qū)段
10沖頭內(nèi)孔
11連接管路
12儲(chǔ)存區(qū)域
13支承區(qū)域
14模具心軸
14a支承表面
15模腔
16通風(fēng)/通氣管路
17材料區(qū)域
18沖壓料
19凸緣式通路
20壓砧
20a止擋表面
21臺(tái)肩
權(quán)利要求
1.一種用于在構(gòu)件O)中產(chǎn)生凸緣式通路(19)的設(shè)備，所述設(shè)備具有以位置上精確的方式互相作用以產(chǎn)生所述凸緣式通路的模具單元(4)和沖壓裝置(3)，其中所述模具單元(4)能夠布置在所述構(gòu)件的第一側(cè)上且所述沖壓裝置( 能夠相對(duì)地布置在所述構(gòu)件的第二側(cè)上，并且其中所述凸緣式通路通過(guò)從所述構(gòu)件( 沖出材料區(qū)域并通過(guò)形成連接到所述沖出材料區(qū)域的剩余材料區(qū)域而產(chǎn)生所述凸緣式通路，其特征在于，所述沖壓裝置(3)包括帶有沖頭凹部(10)的中空沖頭(7)，所述沖頭凹部(10)以這樣的方式與所述模具單元(4)的模具區(qū)段匹配，即，當(dāng)所述模具單元(4)與所述沖壓裝置C3)之間存在相對(duì)移動(dòng)時(shí)，所述模具區(qū)段進(jìn)入所述沖頭凹部(10)，其中所述沖出材料區(qū)域(18)被推入所述沖頭凹部(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，能夠移動(dòng)而與所述構(gòu)件的所述第二側(cè)相接觸以產(chǎn)生所述凸緣式通路的保持裝置(8)以這樣的方式設(shè)置，即，當(dāng)產(chǎn)生所述凸緣式通路(19)時(shí)，所述構(gòu)件(2)被保持在所述模具單元⑷與所述保持裝置⑶之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述沖壓裝置(3)和所述模具單元(4)以這樣的方式設(shè)計(jì)，即，所述構(gòu)件O)的材料區(qū)域的沖出和成形能夠在單一階段中完成。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述沖壓裝置C3)和所述模具單元以這樣的方式設(shè)計(jì)，即，在所述沖壓裝置(3)的被移動(dòng)元件和/或所述模具單元(4)的在用于產(chǎn)生所述凸緣式通路(19)的操作期間開(kāi)始移動(dòng)的方向不需要逆轉(zhuǎn)的情況下完成凸緣式通路(19)的產(chǎn)生。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述中空沖頭(7)被收納以便可在所述保持裝置(8)內(nèi)移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述沖壓裝置(3)的中空沖頭(7)先于或后于所述保持裝置(8)實(shí)現(xiàn)。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述模具區(qū)段包括凸起的模具心軸(14)，所述模具心軸的外形被制成以精確配合的方式接合在所述沖頭凹部(10)中。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述模具單元(4)具有用于當(dāng)產(chǎn)生所述凸緣式通路(19)時(shí)支承所述構(gòu)件的所述第一側(cè)的支承區(qū)段(13)。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述支承區(qū)段(1 與所述模具區(qū)段之間形成模腔(15)。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述模腔(15)以這樣的方式存在于所述支承區(qū)段(1 與所述模具區(qū)段之間，即，當(dāng)產(chǎn)生所述凸緣式通路(19)時(shí)，所述中空沖頭(7)的一部分接合在所述模腔(1 中。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述模具心軸(14)設(shè)計(jì)成提供用于所述構(gòu)件的所述第一側(cè)的支承表面(Ha)，所述支承表面至少大致位于包括所述支承區(qū)段(13)的支承表面的平面中。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述模腔(15)具有臺(tái)肩(21)，所述臺(tái)肩在產(chǎn)生所述凸緣式通路(19)期間充當(dāng)所述構(gòu)件O)的材料的止擋部，所述構(gòu)件(2)的材料在產(chǎn)生所述凸緣式通路(19)期間直接在所述模腔(1 中成形。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述模腔(1 設(shè)計(jì)成不帶臺(tái)肩，特別是不帶壓砧構(gòu)件。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述模腔(15)的所述臺(tái)肩(21)由能夠插入所述模具單元的可互換的構(gòu)件00)形成。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述模腔(15)設(shè)置有用于使所述模腔(1 通氣和/或換氣的連接設(shè)備(16)。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述沖壓裝置(3)以這樣的方式實(shí)現(xiàn)，即，所述沖出材料區(qū)域(18)能夠朝所述沖壓裝置(3)的自由端被排出。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述沖壓裝置C3)和/或所述模具單元(4)的輪廓偏離圓柱形形式。
18.一種用于在構(gòu)件O)中產(chǎn)生凸緣式通路(19)的方法，其中模具單元(4)和沖壓裝置(3)以位置上精確的方式互相作用以產(chǎn)生所述凸緣式通路(19)，并且所述模具單元(4)布置在構(gòu)件的第一側(cè)上且所述沖壓裝置C3)相對(duì)地布置在所述構(gòu)件的第二側(cè)上，并且通過(guò)從所述構(gòu)件( 沖出材料區(qū)域(18)且通過(guò)形成連接到所述沖出材料區(qū)域(18)的剩余材料區(qū)域而產(chǎn)生所述凸緣式通路(19)，其特征在于，所述沖出材料區(qū)域(18)借助于所述沖壓裝置⑶排出。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述模具單元(4)與所述沖壓裝置(3)之間存在相對(duì)移動(dòng)時(shí)，所述沖出材料區(qū)域(18)被推入所述沖壓裝置(3)的中空沖頭(7)中的沖頭凹部(10)內(nèi)。
20.一種用于使用如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備產(chǎn)生凸緣式通路(19)的工具。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在構(gòu)件(2)中產(chǎn)生凸緣式通路的設(shè)備、方法和工具(1)，所述設(shè)備具有模具單元(4)和沖壓裝置(3)，其中模具單元(4)可布置在構(gòu)件的第一側(cè)上且沖壓裝置(3)可相對(duì)地布置在構(gòu)件的第二側(cè)上。根據(jù)本發(fā)明，沖壓裝置(3)包括帶沖頭凹部的中空沖頭，所述沖頭凹部以這樣的方式與模具單元(4)的模具區(qū)段匹配，即，當(dāng)模具單元(4)與沖壓裝置(3)之間存在相對(duì)移動(dòng)時(shí)，模具區(qū)段進(jìn)入沖頭凹部，其中沖出材料區(qū)域被推入沖頭凹部。
文檔編號(hào)B21D22/04GK102574187SQ201080048210
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者M·巴登特 申請(qǐng)人:托克斯印刷技術(shù)有限及兩合公司