[發明專利]包括一體式電動磨削工具的沖裁和修剪模具

有效

• 申請號: 201711337424.7
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108213142B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 黃亮;埃萬蓋洛斯·利亞斯
• 申請（專利權）人: 福特汽車公司
• 主分類號: B21D19/00
• 分類號: B21D19/00;B21D37/10;B24B9/04;B24B41/06;B24B47/12;B24B47/22
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

公開了一種包括一體式電動磨削工具的沖裁和修剪模具。一種模具組中的用于對金屬板材板件進行修剪的設備。包括由旋轉驅動器驅動的磨削輪的磨削工具用于從由修剪鑲塊形成的修剪邊緣磨削掉剪切影響區域。磨削工具設置在由往復模具限定的腔內，并被定向為：在往復模具使磨削工具運動到與修剪邊緣接合時，磨削掉剪切影響區域。

技術領域

本公開涉及包括用于對修剪邊緣拋光以消除邊緣開裂的磨削部的金屬板材修剪(trim)和沖裁(blank)模具。

背景技術

在修剪操作中沿著由于剪切而產生應變的坯料邊緣會出現邊緣開裂，邊緣開裂是沖壓工藝的失效模式之一。邊緣開裂現象更常見于AHSS和鋁應用。在拉延(draw)操作中，可(例如)在車身側外圍組件、車門內板件和已成形的坯料結構板件中觀察到拉伸邊緣(edgestretch)。由于拉伸翻邊(stretchflanging)導致的邊緣開裂通常出現在二次成型(例如，再成型/翻邊模具等)操作中。可以在修剪模具、沖裁模具(blanking die)或修剪/沖孔模具(trim/piercedie)中對拉延操作之后的已成形的坯料或孔/斷面進行處理。

參照圖1，在圖1中示出了現有技術的修剪模具組(trim die set)10’的一個示例，示意性地示出了修剪模具組10’包括壓料部(pad)12’，該壓料部12’將金屬板材坯料(sheetmetal blank)14’壓緊到第一模具16’。第二往復模具18’包括修剪鑲塊(trim steel)20’，該修剪鑲塊20’在壓力機(未示出)中通過第二往復模具18’運動以沿著修剪邊緣對金屬板材坯料14’進行修剪。沖裁和修剪工藝是剪切工藝。剪切在修剪邊緣處產生加工硬化區域并會沿著剪切邊緣產生微開裂。在后續的成型操作中，加工硬化和微開裂會降低延展性并導致邊緣開裂。

在試圖改進邊緣拉伸特性的情況下，可調節諸如切削工具間隙的工藝參數。已提出完全不同的工藝來對工件修剪或沖裁，諸如，刨削、斜切或精密沖裁。其它提出的工藝在減少邊緣開裂方面僅獲得了有限的改進，或會增加制造工藝的成本。

本公開旨在解決上述問題和如下所概括的其它問題。

發明內容

根據本公開的一方面，公開了一種用于修剪金屬板材板件的設備，所述設備包括：壓料部，用于將金屬板材板件壓緊到第一模具；第二模具，保持修剪鑲塊用以相對于第一模具往復運動。修剪鑲塊在板件上形成修剪邊緣。磨削工具包括旋轉驅動器和部分地設置在由第二模具限定的腔中的磨削輪。磨削輪通過旋轉驅動器旋轉，以從修剪邊緣磨削掉剪切影響區域。

根據本公開的其它方面，旋轉驅動器和磨削輪操作性地連接在可旋轉軸上。旋轉驅動器還可包括操作性地連接到磨削輪的馬達和齒輪組用以使磨削輪旋轉。離合器可操作性地連接在馬達與磨削輪之間，用于使磨削輪與馬達選擇性地分離。

磨削輪可從修剪邊緣移除弧形部分，所述弧形部分深入到板件的平面中的最大深度在板件的厚度的5％與10％之間。板件可包括修剪影響區域，并且磨削輪可用于從修剪邊緣移除弧形部分。

磨削輪可以呈截頭圓錐形狀，其中，在修剪鑲塊形成修剪邊緣之后，圓錐的最小直徑最先接合板件，其中，由磨削輪移除的材料的量隨著磨削輪的接合板件的部分的直徑增大而增大。替代地，磨削輪可以呈圓柱形。

磨削輪可與第二模具一起往復運動，以在修剪鑲塊形成修剪邊緣之后接合板件，從而在板件的平面中從修剪邊緣移除在板件的5％與10％的計量厚度之間的量。

修剪設備還可包括操作性地連接到磨削輪的彈簧偏置裝置、驅動器或凸輪組，彈簧偏置裝置、驅動器或凸輪組使磨削輪相對于第二模具的往復運動方向垂直地運動，以與修剪邊緣接合和分離。

根據本公開的另一方面，公開了一種方法，所述方法用于在利用壓緊壓料部將金屬板材板件壓緊到第一模具時修剪金屬板材板件。利用由第二模具保持的修剪鑲塊來剪切板件，以形成修剪邊緣，在所述修剪邊緣處存在剪切影響區域。在壓緊壓料部繼續將板件壓緊在第一模具上時，利用磨削輪移除剪切影響區域。