[发明专利]自动定心修边冲头

说明书

本发明涉及一种对铸件修边的新的方法和工具。新颖的冲头包括一个固定元件和一个移动或自动定心元件。本发明的冲头用固定元件首先去掉大部分毛边，然后与铸件内的开口的中心自校准，接着去掉剩余毛边，以形成无毛边的铸件，以便准备接下来的机加工步骤。

在金属加工和机器制造工业中，特别是汽车工业中，当制造金属零件时，必须达到高的尺寸精度。例如，通过使熔融的金属强加入水冷钢模中，来制造发动机用的压铸金属零件。在冷却过程中，由于在工艺中使用高压，金属在两个半模之间出现“毛边”。在零件接受精加工或附加在最终产品并运送给顾客之前，该毛边必须修除掉。

在铸造金属零件上的毛边通常利用被称为修边压力机的设备修边。修边压力机由冲头和模芯构成，修边压力机工作以去掉毛边。冲头从铸造金属零件内的开口处去掉毛边，而模芯适合在铸件上形成高精度的表面。铸件放在修边压力机内，然后修边压力机垂直下降，其动量足以利用冲头剪切和去掉毛边。这可通过传统的冲头与开口自校准，并相对于其垂直轴线和安装于其上的压板横向移动来实现。需要少量的横向移动，以防损害铸件，同时去掉毛边，以便在铸件的所需尺寸保持一定的公差。在修边压力机中循环运转后，零件接受检验。如果保留太多的毛边，零件将报废。根据特殊的用途，大多数毛边必须去除，以满足预定的公差。通常，接着，零件适合最后组装或机加工模具或小车，以便进一步处理。这样，在某些制造环境中，如果存在环绕铸件内的开口的内侧的大于例如约0.5毫米(mm)的毛边，或者，如果剩余毛边不均匀，由于零件将不能安装在机加工小车上，零件要报废。

在从铸件上去掉毛边时，必须避免损坏零件。特别是，当从铸件内的开口处去掉毛边时，会发生损伤。当修边冲头的切削刃移动到开口内以便剪切和去掉毛边时，会发生这种损伤。通常，修边冲头的切削刃与铸件或开口侧面或这两者接触会发生损伤。

这种损伤可在若干情况下发生。当修边冲头的切削刃的最大外尺寸超过铸件开口的最小可能的尺寸时，冲头将与零件接触并损伤零件。当铸件开口的位置定位略微偏移时，也可发生损伤。在这种情况下，修边冲头将不会位于开口的中心。

在任何这样的情况下，修边冲头切削刃强制与铸件不理想地接触。为避免这些问题，公知的是选择一个修边冲头切削刃，它具有最大可能的尺寸，该尺寸总是小于铸件内的开口的最小可能的尺寸。而且公知的是选择一种修边冲头，它可相对于开口的中线水平移动，以便在修边操作期间使修边冲头与铸件开口对准。参见例如5715721号美国专利。然而，每个这些方法需要附加的机加工操作，因为所有毛边不能在单一的一个制造步骤中去掉。而且，由于不可避免的制造误差，例如前述开口过大尺寸和过小尺寸，位置公差累计和铸件开口不对准，相对于铸件开口的中线和侧壁，毛边将不整齐地去除。

以前，已有技术的设备涉及低精度地初始去掉大部分毛边，伴随此，随后增加涉及仔细去除剩余毛边的高精度制造步骤，以满足选择的可接受的公差。因此，需要但目前为止不可实现的是，在一个步骤中可整齐地去除尽可能多的毛边且不损伤铸件和/或开口的修边冲头。

车辆工业充满竞争，如果铸件的质量受到损害，或者如果达到所需的质量水平但效率低或不必要地费用高，制造商经济上受到损害。当前从压铸金属零件去掉毛边的系统不适当，因为受到不可接受的高水平的报废的零件。本发明的自动定心修边冲头提供了一种对于在金属铸件上过多或不整齐地毛边分布问题的解决方法。约0.5毫米或较少的剩余毛边的尺寸公差可利用本发明的冲头实现。

授予Anders等的5715721号美国专利公开了一种用于在金属板零件内的多个孔周围形成凸缘的设备和方法。该发明教导了与夹持器连接的模具和冲头允许模具和冲头在其夹持器上少量的横向移动，因此冲头可与零件内的孔对准。在该参考文献中公开的工具通过金属板零件本身的移动以及通过冲头和模具的少量横向移动在一件金属板内形成多个凸缘。该参考文献没有提示或公开了这样一种冲头，该冲头利用移动或自动定心元件与固定元件的结合。

授予Kaeseler的4916931号美国专利公开了一种成形设备，该成形设备包含模具，内冲头和外冲头，该成形设备用于再制用过的点焊焊条的工艺中。根据该专利的设备通过冲头在模具的中心区域内强制垂直运动，在操作时，该冲头在内模具上具有变形或用过的电极。该设备的定心方法由以漂浮方式围绕内冲头的外冲头实施。