[发明专利]减少金属冲压工艺中的废料和用于此目的的系统

说明书

技术领域

本公开涉及用于减少金属冲压生产线中的废料的装置和方法。

背景技术

考虑到世界供求以及生产各种金属制品所需的增加的能量成本，在金属工业中诸如扁钢（flat rolled steel）的材料成本一直在迅速增长。在2003年和2009年之间，平均钢价格已经增长了约三倍并且计划截至2011年另外增长约15%；远远超过预期的通货膨胀率。

当金属片材坯料被用来生产冲压金属部件时，在坯料的周边需要余料。这种余料被称为附加物并且被用作用于在冲压过程中将坯料夹紧并维持在适当位置的区域。最终，附加物被从最终部件移除并且被丢弃。

因为附加物没有一体形成于从冲压工艺得到的最终部件并且最终被作为废料移除，所以将希望开发一种用于在冲压工艺期间将坯料保持在适当位置的装置和方法，该装置和方法需要更少量的附加物材料。另外，将希望开发一种坯料的用于在冲压工艺期间将坯料保持在适当的位置的部分留在最终部件中的装置和方法。更少量的附加物材料将导致更低的材料投入成本和更少的从冲压工艺产生的废料。例如，在汽车工业中，用以形成最终部件所需的坯料附加物的大小减小仅10%就可以导致每年数百万美元的材料成本节省。

发明内容

以下内容描述了此处的总体发明构思的简要综述以提供本发明的一些方面的基本理解。综述不是本发明的详尽概述。其不旨在限制本发明的关键或重要原理或描绘本发明的超出由以下描述和权利要求书明示或暗示地描述的范围之外的范围。

在示例性实施例中，提供了一种用于冲压金属坯料的冲压装置，该冲压装置包括第一模具部分和第二模具部分。该第一模具部分和第二模具部分包括互补的第一表面部和第二表面部，该第一表面部和第二表面部具有位于其上的相应的第一工件形成区域和第二工件形成区域，其中第一和第二表面部中的每一个表面部均具有基本同延（coextensive）的边界部。第一模具部分和第二模具部分可操作用于沿着行进路径相对于彼此在缩回位置和冲压位置之间移动，其中，当在冲压位置下时，第一和第二表面部相连。第一工件形成区域和第二工件形成区域被布置成当模具部分在冲压位置下时在边界部内使工件从金属坯料中成形。设置有中间夹紧部分，该中间夹紧部分位于第一模具部分和第二模具部分的中间，用于在夹紧位置处接合第一模具。第一模具部分和中间夹紧部分包括相应的第一夹紧型构和第二夹紧型构，用于夹紧坯料。中间夹紧部分包括周边区域，该周边区域具有从其向内延伸的多个突出部，并且第二模具部分具有用于接纳对应的突出部的切口区域。在达到冲压位置之前，第一模具部分能够相对于第二模具部分从缩回位置移动到夹紧位置，从而将坯料夹紧在第一模具部分和中间夹紧部分之间。中间夹紧部分可操作用于与第一模具部分相对于第二模具部分一起行进到冲压位置，从而与第二模具部分嵌套，并且突出部留在对应的切口区域中。

在一些示例性实施例中，第二表面部具有至少一个可滑动地延伸通过第二表面部的支撑部，用于在夹紧之前支撑坯料。此外，在各种示例性实施例中，支撑部相对于第二模具部分可移动，其中，第二模具部分可操作用于行进到冲压位置，从而使坯料和支撑部脱离。

在一些示例性实施例中，突出部被定向成不中断所述第二工件形成区域。在其它示例性实施例中，突出部可以被定向成中断所述第二工件形成区域。

在一些示例性实施例中，夹紧型构被成形为在坯料中的与工件间隔开来的周边废料区上形成保持筋。在其它示例性实施例中，夹紧型构可以与工件形成区域相连续。

在一些示例性实施例中，第一模具部分和中间夹紧部分还包括至少相应的第三和第四夹紧型构，用于夹紧各种尺寸的坯料。

在一些示例性实施例中，中间夹紧部分包括裁剪线切刀。

在一些示例性实施例中，中间夹紧部分还包括坯料移位构件，该坯料移位构件可操作用于对准坯料，以利用第一和第二夹紧型构和/或第三和第四夹紧型构夹紧。在各种示例性实施例中，坯料移位构件是适于将坯料对准和保持在期望的夹紧位置下的致动构件。此外，在各中示例性实施例中，致动构件是具有活塞的液压缸，该活塞承载有可操作地联接到中间夹紧部分的受动器，使得活塞可以将坯料对准和保持在期望的夹紧位置下。

在另一示例性实施例中，提供了一种用于减小从坯料生产出冲压部件所需的坯料长度的方法。该方法包括如下步骤：

在模具部分处于缩回位置的情况下将坯料放置在第一模具部分和第二模具部分之间；

第一模具部分和第二模具部分可操作用于沿着行进路径相对于彼此在缩回位置和冲压位置之间移动；