CN101987338A - 包含以浮动方式支撑的冲模的冲压工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包含以浮动方式支撑的冲模的冲压工具。为了相对于切削板精确对准冲模，各个冲模(23)以浮动的方式，即以可横向运动的方式支撑在与所述冲模连接的顶板(8)上。相对于切削板(18)的切削刃(49，50，51)对准冲模的切削刃通过至少一个冲模引导装置(42)完成，该装置直接作用在冲模(23)和切削板(18)之间并且实现在横向于起作用切削刃的方向上精确的相对定位。冲模引导装置(42)包括具有一定轮廓的截面的定心元件，所述轮廓例如矩形、圆柱形或多边形。定心元件可从冲模(23)延伸穿过基板或切削板(18)。替代地，定心元件可从切削板(18)延伸穿过冲模(23)的开口或沿所述冲模的滑动或定位表面延伸。

Description

包含以浮动方式支撑的冲模的冲压工具

技术领域

本发明涉及一种冲压工具，例如在薄片加工设备中用于修整连续涂层薄片边缘的冲压工具。

背景技术

在薄片加工设备中有时会使用运动的冲压工具。用条片形式提供的薄片材料在材料推进方向连续地推进。冲压工具包括上部工具和下部工具，因而上部工具位于薄片材料的上方而下部工具位于薄片材料的下方。为了进行冲压操作，闭合的冲压工具随着薄片材料的运动与所述薄片材料同时一起运动。在冲压行程完成后，冲压工具开启并且再运动回到起始位置。因此，冲压工具不仅进行开启和闭合运动，而且还进行朝向和背向薄片传送方向或背向工件传送方向的往复运动。在每种情况中，冲压单元在对经过的薄片进行冲压操作持续时间内运动。其后，冲压工具回到其起始位置的开启状态，以便加工下一薄片部分。

由于冲压工具安装到支撑件上且并非刚性地连接到机架，而是进行连续的正反向运动，因此加速力作用在冲模和切削板上，这可能导致误差问题。如果是冲压薄的且敏感的薄片和/或对待执行的冲压切削的精度或品质有特别高的要求，那么会变得很难确保冲压操作的所需精度。

发明内容

本发明的目标就是克服这些缺陷并且提出特别在活动支撑的冲压工具中能够满足高精度要求的手段。

根据权利要求1的冲压工具可以实现该目标：

根据本发明的该冲压工具特别适用于薄片加工，特别地用于加工薄金属板或金属薄片(金属箔)。利用本发明的冲压工具，即使在苛刻的条件下也可以实现高的加工精度，所述苛刻条件例如源于最高精度要求、高冲压速度、有问题的薄片材料和/或冲压工具等在纵向上的连续往复运动。例如，待加工的薄片材料可以为用在大功率可再充电电池中的薄片。薄片可以为包覆有钴/石墨混合物的铜薄片。例如，典型的厚度可以为0.2mm，因此铜层的厚度仅为0.01mm。该薄片的加工需要使用极其锋利的冲模并且保持非常窄的切削间隙。这可以利用本发明来实现，即使冲压工具如本文开始时描述的那样为了执行冲压操作而与薄片一起运动并且之后又返回到其初始位置(即除了冲压运动外，所述冲压工具还在薄片传送方向上执行往复运动)也是如此。

冲压工具包括至少一个冲模，其在至少一个定向为横切于冲压行程方向的横向方向上活动地连接在顶板上。冲模和顶板之间存在的游隙使冲模的横向位置脱离顶板。因此，冲模以浮动的方式由顶板支撑。冲模相对于相关联的冲压开口的定位已不再由框架实现而是由直接作用在冲模和切削板之间的冲模引导装置完成。在此方式下，能够实现冲模和切削板之间极其精确的相对定位，即与作用在冲模或切削板上的加速力或减速力无关，所述力是由于整个冲压工具在工件传送方向上的连续往复运动而产生的。因而，即使在高操作速度下也能实现高精度。然而，需要指出的是如果需要达到极其高的精度，本发明不但适用于可运动的冲压工具而且适用于不可运动的冲压工具。另外，可以将冲模刚性地支撑在顶板上并且支撑切削板或切削板部分使其能够沿相对于冲模的横向方向运动。另外，冲模引导装置实现了冲模和切削板或其切削刃的精确的相对对准。

优选地，冲模在定向为横切于工件传送方向的横向方向上被活动地支撑。为此，冲模可保持在滑动引导件中。如果经过的材料条片或其他工件的边缘需要修整，那么两个浮动方式支撑的相互独立的冲模可以设置在冲压工具的合适位置，所述冲模中的每一个在所述横向方向上被活动地保持，即它们可展现出(横向)间隙。两个冲模的冲模引导装置在切削板上引导冲模并且因而确保各个冲模和各个冲压开口之间的合适的相互作用，另外，还确保由冲模在工件上产生的两切削刃之间的距离的精确保持。

优选地，冲压工具包括位于两相对侧的通道开口，借此条片状工件能够通过所述通道开口进入和离开冲压工具。优选地，冲模引导装置设置成侧向邻近于经过的条片状工件，即位于工件通道空间的外侧。这允许冲模引导装置的连续接合。例如所述冲模引导装置可构造成线性引导件。线性引导件可由一个或多个具有多边形、矩形或不同形状的截面的螺栓制成，所述螺栓与相应的引导开口相接合。例如，螺栓可设置在冲模上，而引导开口可设置在切削板上。需要指出的是上述设置也可以颠倒，即引导螺栓可设置在切削板上，而相关联的或各自分配的引导开口可设置在各自的冲模上。这样的设置可应用在包括活动冲模和静止切削板的实施例中，也可以应用在具有静止冲模和活动切削板的实施例中。然而，在任何情况下，保持引导螺栓和引导开口连续接合是优选的。换句话说，优选地，引导螺栓长于冲压工具的冲压行程。另外，优选地，引导开口中的引导螺栓不但作为横向引导件使用，而且如果需要，还可作为倾斜引导件使用。换句话说，优选地，引导装置具有仅仅一个自由度，即：在冲压行程方向的运动。

换句话说，冲模引导装置为线性引导装置，其引导方向与冲压方向一致。考虑到所要实现的精度，线性引导装置的游隙需要保持得尽可能最小。

引导螺栓或线性引导装置的任何其他的引导主体可以是冲模的一体部分，即可以由与所述模冲一样的相同材料无缝制成。然而，优选地，引导主体设计成与冲模永久连接的单独元件，例如，通过钎焊、焊接或螺纹连接到冲模。

本发明优选实施例的其他附加细节是权利要求书以及附图和/或说明书的主题。为此，说明书局限于表述本发明中显示了创造性特征和其他细节的示例性实施例。附图被看作是补充参考。从实施例中能够理解的变型也在本发明权利要求的范围内。

附图说明

图1为本发明冲压工具的示意性的侧视图；

图2为图1的冲压工具的略微更详细的透视分解图；

图3为图2的冲压工具的下部的透视图；

图4为图2的冲压工具的上部的独立透视图；

图5为图2的冲压工具的切削板和冲模的透视分解图；

图6为图5的切削板和冲模的另一透视分解图；以及

图7为处于接合的状态的图5和6的切削板和冲模。

具体实施方式

图1显示了冲压工具1，其用于冲压出预先设定的轮廓，或作为优选地例子，其装配用来修整经过的连续工件2的纵向边缘，所述工件例如具有薄片材料3的形式。其可以是非金属薄片、金属薄片、单一材料组成的薄片或多种不同材料组成的薄片，例如，多层薄片。例如，薄片可以是层压薄片，所述层压薄片由铜、钴和石墨或者由钴和石墨的混合物的层构成。

工件2优选地通过没有特别图示出来的传送装置在箭头指示的工件传送方向4上以恒定的速度穿过冲压工具1连续地运动。这样，冲压工具1在工件2上进行冲压操作，例如修整(切边)一个或多个边缘，例如纵向边缘。为此，如箭头5指示，冲压工具1与工件2一起在冲压操作的持续时间内在工件传送方向4上运动。如果与此相反，冲压工具1开启，则冲压工具1可背离工件传送方向4运动回到其起始位置，于是相同的操作循环重新开始。这样，冲压工具1平行于工件传送方向4进行往复运动。

在同向或背向于工件传送方向4上使冲压工具运动并且开启和闭合冲压工具的装置并未在附图1中示出。这涉及适当装备的冲压机器，其能够开启和闭合冲压工具，另外其能够实施上述前进和回退运动。

冲压工具1包括框架6，框架6包括基板7和顶板8。顶板8可相对于基板运动，即在如附图1中箭头所示的冲压行程方向9上朝向或背离所述基板运动。顶板8与未明确示出的冲床的撞锤或相应的机器部分10相连，以便顶板8能够相对于基板7被赋予合适的相对运动。与此不同，基板7支撑在支撑件11上，支撑件11相对于冲压行程方向9不可运动，然而，所述支撑件如机器部分10一样可附加地运动，如箭头5指示。该运动关系也可以是颠倒的，即冲模可以静止，而切削板可设置成可在冲压行程方向9上运动。

优选地(并非必须)，引导柱12，13，14，15(还可参见图2和3)从基板7向上延伸，所述引导柱用作顶板8的引导件。为此，所述顶板具有相配合的引导开口，所述引导开口使顶板能够在引导柱12-15上滑动。

基板7支撑切削板16(附图2)。该切削板优选地与基板7刚性连接。可替换地，该引导板16还可以构造成基板7的一部分。切削板16可以由整体件构成。然而，引导板16优选地分成不同的部件，即与工件3的一边关联的第一切削板18、与相对边关联的第二切削板19、和置于其间的用作工件3的支撑件的支撑板20。优选地，切削板18、19和支撑板20中的每一个具有位于同一平面的平坦上侧。切削板18、19和支撑板20之间的对接如图2中虚线所示。

另外，切削板18，19包括冲压开口21，22，冲压开口具有遵循期望的冲压轮廓的轮廓。图2的实施例中，两冲压开口21，22具有细长的形式且定向为与工件传送方向4平行。然而，冲压开口的形式也可以有不同选择，例如，以便制造不同的冲压轮廓。

冲压开口21，22与冲模23，24相关联，如附图4清楚所示。这些冲模23，24被保持在顶板8上。它们具有与冲压开口21，22相匹配的有效轮廓，且可以插入到具有所述轮廓的冲压开口21，22中。在该情况下，所述开口与切削板的冲压开口21，22一起限定出极其紧密的、精确的切削间隙。

而且如图4所示，压紧板25可安装在冲模23，24之间，在此情况下，在冲压操作期间，压紧板25优选平坦的下侧设置成相对于切削板16(即切削板18，19和支撑板20)压按薄片或其他工件2。为此，压紧板25由对应的引导件26，27，28，29支撑以便能在冲压行程方向9移动，且其由合适的弹簧装置朝向切削板16偏压。压紧板25设有开口或侧边凹槽，它们的轮廓与冲模23，24相适应。

冲模23，24以浮动方式被支撑，即可横向运动的方式，这将参照图5，6，7及其中所示的与切削板18相关联的冲模23在此后进一步解释。然而，此后描述的内容还可类似地应用在冲模24和切削板19上。

冲模23被保持在滑动引导件58，59中的两相对设置的侧边56，57上。滑动引导件包括由螺栓32，33，34，35螺纹紧固到顶板8的滑动块30，31，如图5所示。每一个滑动块30，31具有引导肋36，37。两引导肋36，37彼此平行延伸且彼此面对。它们设置在距顶板8的设定距离处，且与槽38，39相接合，所述槽设置在冲模22的侧边56，57的端面中。肋36，37在槽38，39中具有极小的间隙。这一间隙可设置在X方向以及Y方向。另外，肋36，37与槽38，39距顶板的距离彼此相匹配，使得冲模23的上部的、优选平坦的压力表面40可以与顶板8相邻接，而不需要由滑动块30，31相对于顶板8被偏压。这样，冲模23显示出在横向方向41上的运动性，所述方向被定向在横切于工件传送方向4的方向上，另外，显示出在工件传送方向4上的运动性。为了清楚起见，对应的方向在图5中示出。大体而言，为了清楚起见，工件传送方向4可视为Y方向，而横向方向41可视为X方向。冲压行程方向9代表Z方向。X、Y、Z形成笛卡尔坐标系；它们成对地相互以直角定位。

任选地，滑动引导件58，59可以不但在X方向(横向方向41)提供滑动运动性，而且如果需要，也可在Y方向(工件传送方向4)提供运动性。滑动引导件58，59也可彼此之间以及与冲模23相匹配，使得仅在给定的方向上给予滑动运动性，例如，横向方向41。

提供至少一个冲模引导装置42，用来使冲模23相对于切削板18对准，所述冲模引导装置可以是线性引导件43或者也可以是以相同方式运行的装置。在本发明的示例性实施例中，线性引导件43包括引导主体44和引导开口45。在本发明的示例性实施例中，提供第二冲模引导装置46，所述冲模引导装置也可为线性引导件且包括引导主体47和相匹配的引导开口48。

图5为两个冲模引导装置42，46的分解图。这也在图6的分解图中被示出。明显地，两个引导主体44，47设置成矩形螺栓。引导开口45，48为相匹配的矩形开口，优选地具有恒定的截面。优选地，引导主体44，47螺纹连接到冲模23。引导开口45，48优选地设置在紧邻冲压开口21的位置。

本实施例中每个引导主体44，47的截面均为矩形，包括至少两个引导面，每一个引导面优选地被与工件传送方向4(Y方向)平行地定向。从而，这些表面优选地位于Y-Z平面。相应的引导面设置在引导开口45，48中。从图7中非常明显地看出，冲模23相对于切削板18及其冲压开口21、相对于横向方向41被冲模引导装置42，46引导。

在本发明的示例性实施例中，对于加工精度很重要的切削板18的切削刃为冲压开口21的刃49，50，51，所述刃与工件传送方向4(图5)平行地定向。冲模23以浮动(即可移动)的方式在横切于这些刃49-50的方向上被支撑。冲模引导装置42，46使得冲模23特别地相对于这个方向定位，即横切于刃49，50，51的方向。

使用常用术语表达时，冲模引导装置42和任选的冲模引导装置46(如果存在)构造成能精确地定位冲模，该冲模以浮动的方式在横切于冲压开口21的刃的方向上被支撑，如此期望的加工精度和限定出的极窄的切削间隙将可以被调整。如果相应的精确限定的冲压开口的切削刃例如在X-Y方向上倾斜，则冲模23将重新被支撑以便在横向方向上可移动，优选地在相对于该刃成直角的方向上，从而通过冲模引导装置使所述冲模相对于切削刃被精确定位。

引导主体44，47的长度设置成使所述引导主体不会运动离开它们相关联的引导开口45，48，也就是说，既不会在冲压行程期间离开也不会在回退行程期间离开。可替换地，特别是当所述引导主体必须为工件让开通路时，引导主体44，47也可以更短并且从引导开口45，48露出。在此情况下，所述引导主体在它们的前侧具有插入辅助件，例如采用合适的倾斜面的形式。另外，如附图所示，引导主体44，47可以具有润滑槽，所述润滑槽绕引导主体44，47的周边延伸。可替换或可补充地，引导开口45，48也可具有润滑槽。

到目前为止所描述的冲压工具可按照如下方式工作：

操作时，顶板8在冲压行程方向9连续地进行上下运动。在向下行程中，冲压工具1在工件传送方向4与工件2同步地运动。冲模23，24插入到切削板18，19中，从而执行期望的冲压操作。由冲模引导装置42，46直接相对于相应的切削板18(和相对的19)实施冲模23，24相对于相应的作用切削刃，即图5中的切削刃49，51(任选地为50)横向地定位。顶板的潜在引导误差不会影响冲压操作的精度，所述误差源于柱12-15。因而，能够以实质上大于框架6提供的精度的精度来调节切削间隙。

为了相对于切削板精确地对准冲模，各个冲模23以浮动的方式，即以可横向运动的方式支撑在与所述冲模相关联的顶板8上。相对于切削板18的切削刃49，50，51对准冲模的切削刃是通过至少一个冲模引导装置42完成，该装置直接作用在冲模23和切削板18之间并且实现了在横切于作用切削刃的方向上的精确的相对定位。冲模引导装置42包括定心元件，该定心元件带有具有一定轮廓的截面，所述轮廓例如为矩形、圆柱形或多边形。

定心元件可从冲模23延伸穿过基板或切削板18。可替换地，定心元件可从切削板18延伸穿过冲模23的开口延伸或者沿着所述冲模的滑动表面或定位表面延伸。

附图标记：

1               冲压工具

2               工件

3               薄片

4               工件传送方向

5               箭头

6               框架

7               基板

8               顶板

9               冲压行程方向

10              机器部分

11              支撑件

12-15           引导柱

16，18，19      切削板

20              支撑板

21，22          冲压开口

23，24          冲模

25              压紧板

26，27，28，29  引导件

28，29          滑动引导件

30，31          滑动块

32-35           螺栓

36，37          肋

38，39          槽

40              压力区

41              横向方向

42，46          冲模引导装置

43              线性引导件

44，47          引导主体

45，48    引导开口

49-51     刃

56，57    侧边

58，59    滑动引导件

Claims (15)

1.一种冲压工具(1)，特别用于加工薄片，所述冲压工具包括：

框架(6)，所述框架包括基板(7)和顶板(8)，所述顶板被支撑为能够相对于基板(7)在冲压行程方向(9)上朝向所述基板和远离所述基板运动；

至少一个冲模(23)，所述冲模与所述顶板(8)连接，

切削板(18)，所述切削板设置在所述基板(7)中或布置在所述基板(7)上，

由此在冲模(23)和切削板(18)之间、在至少一个定向为横切于所述冲压行程方向(9)的横向方向(41)上提供了运动性，并且包括：

冲模引导装置(42)，所述冲模引导装置在切削板(18)和至少一个冲模(23)之间起作用。

2.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，所述冲模(23)能够运动的该横向方向(41)定向于横切于工件传送方向(4)的方向，由此优选条片状的工件在所述工件传送方向运动穿过该冲压工具(1)，或是在定向成横切于该切削板(18)的切削刃(49，51)的方向上运动。

3.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，该冲模(23)所具有游隙的该横向方向(41)被定向为倾斜或平行于工件传送方向(4)，在工件传送方向(4)上优选条片状的工件(2)运动穿过该冲压工具。

4.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，该冲模(23)与该顶板(8)连接，以便能在两横向方向(x，y)上运动，所述两横向方向被定向为横切于该冲压行程方向(9)。

5.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，该框架(6)在工件传送方向中的两相对的侧边上是开口的。

6.如权利要求5所述的冲压工具，其特征在于，在横切于工件传送方向(4)的方向上，所述冲模引导装置(42)设置在距该冲模(23)一定距离处。

7.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，每个冲模(23，24)，独立于潜在的可用的附加冲模，在至少一个横向方向(x)上与该顶板(8)活动地连接，所述横向方向被定向为横切于该冲压行程方向(9)。

8.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，每个冲模(23，24)分别与一个冲模引导装置(42，46)相关联。

9.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，该冲模引导装置(42)包括设置在该切削板(18)和该冲模(23)之间的至少一个线性引导件(43)。

10.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，该冲模(23)与多个冲模引导装置(42，46)相关联。

11.如权利要求9所述的冲压工具，其特征在于，该线性引导件(43)处于连续接合状态。

12.如权利要求9所述的冲压工具，其特征在于，该线性引导件(43)为滑动引导件。

13.如权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，该线性引导件(43)包括至少一个引导主体(44)，所述引导主体延伸穿过引导开口(45)。

14.如权利要求13所述的冲压工具，其特征在于，该引导主体(44)具有设置在所述引导主体的至少两相对的侧边上的引导面，所述引导面与引导开口(45)中的滑动面相关联。

15.如权利要求13所述的冲压工具，其特征在于，该引导开口(45)位于该切削板(18)中，且该引导主体(44)设置在该冲模(23)上。

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