TWI804328B - 墊圈成形方法及其擴孔模具 - Google Patents
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Abstract
一種墊圈成形方法，包含一準備一擴孔模具及多個鍛壓模具與一鋼線的準備步驟、一自該鋼線分切出一胚料的分切步驟、一以該擴孔模具鍛打該胚料製得一預鍛件的擴孔步驟、一以其中一鍛壓模具鍛打該預鍛件製得一半成品的鍛壓步驟，及一自該半成品裁切出一成品的裁切步驟。該擴孔模具包含一呈中空狀的下模，及一可分離地蓋合於該下模的上模。該上模包括一徑向朝內延伸且可分離地抵接於該下模的接抵面、一自該接抵面內側遠離該下模延伸且高度大於該成品厚度的內側面，及一自該內側面徑向朝內並朝該下模傾斜延伸的迫抵面，使該胚料形成該預鍛件。
Description
本發明是有關於一種零件的製造方法及模具，特別是指一種墊圈成形方法及其擴孔模具。
參閱圖1，現有的華司製造方法，主要是以一衝床7直接在一鋼板8上依所需要的尺寸衝剪出多個華司9。然而，以前述方法生產該等華司9時，將因無法完全利用該鋼板8而產生大量的廢料，材料利用率可能僅有七成左右。再者，以前述方法生產的該等華司9之尺寸精度也較差，且僅能製作出平面型態的該等華司9，若需要生產不同型態的華司，還需要採用型態不同的設備另行開設產線，以應付生產需求，實有必要加以改善。
因此，本發明之目的，即在提供一種能有效利用材料而降低製造成本的墊圈成形方法。
另外，本發明之另一目的，即在提供一種能有效利用材料而降低製造成本的擴孔模具。
於是，本發明墊圈成形方法包含一準備步驟、一分切步驟、一擴孔步驟、一鍛壓步驟，及一裁切步驟。
在該準備步驟中，準備一擴孔模具、多個鍛壓模具，及一鋼線。該擴孔模具包括一呈中空狀的下模，及一可分離地蓋合於該下模的上模，該上模具有一徑向朝內延伸且可分離地抵接於該下模的接抵面、一自該接抵面內側遠離該下模延伸且高度大於一成品的厚度的內側面，及一自該內側面徑向朝內並朝該下模傾斜延伸的迫抵面。
該分切步驟是自該鋼線分切出一胚料，該擴孔步驟是以該擴孔模具鍛打該胚料，製得一預鍛件。該鍛壓步驟是依預定形狀在該等鍛壓模具中選擇形狀對應者，並以所選定的該鍛壓模具鍛打該預鍛件，製得一半成品。在該裁切步驟中，將該半成品區分為一保留區及一餘料區，並移除該餘料區，而製得該成品。
本發明之功效在於：藉由該擴孔模具的型態設計，即能直接以該擴孔模具進行鍛打，而取代現有的衝剪方式製作墊圈，可有效減少廢料的產生量。另外，在欲製作指定形狀的該成品時，也僅需要選擇對應形狀的該鍛壓模具鍛打該預鍛件，不須更換該擴孔模具，能確實降低該擴孔模具的開模成本，及更換該擴孔模具所需耗費的人力與時間成本。
參閱圖2，本發明擴孔模具之一物品實施例，包含一呈中空狀的下模11，及一呈中空狀且可分離地蓋合於該下模11的上模12。
該上模12包括一徑向朝內延伸且可分離地抵接於該下模11的接抵面121、一自該接抵面121內側遠離該下模11延伸且高度大於一成品D（見圖6）的厚度的內側面122，及一自該內側面122徑向朝內並朝該下模11傾斜延伸的迫抵面123，及一銜接該迫抵面123內周緣的壓抵面124。其中，該迫抵面123是自該內側面122徑向朝內延伸，再彎折而以弧頂先朝向該下模11的連續弧狀朝該下模11傾斜延伸，且部分凸出於該接抵面121。
參閱圖3，本發明墊圈成形方法之一方法實施例，是運用該物品實施例執行，並包含一準備步驟S1、一分切步驟S2、一擴孔步驟S3、一鍛壓步驟S4，及一裁切步驟S5。為了便於說明本方法實施例的執行流程，以下是以製作一個平面墊圈的執行方式示例說明，然而在實際實施時，本方法實施例所能製造的成品數量、成品型態，及執行方式並不以此為限。
參閱圖3至圖5，在該準備步驟S1中，準備該擴孔模具1、多個鍛壓模具2（圖中僅繪示一鍛壓模具2），及一鋼線（未繪示）。每一個鍛壓模具2包括一呈中空狀的頂模21，及一呈中空狀且可分離地蓋合於該頂模21的底模22。
參閱圖2至圖4，該分切步驟S2是自該鋼線分切出一胚料A，其中，該胚料A的直徑與高度比較佳為1：1，如此能避免鍛造挫曲與充填不足之問題。
在該擴孔步驟S3中，是先將該胚料A置入該擴孔模具1的下模11及該上模12間，再以該擴孔模具1鍛打該胚料A，製得一預鍛件B。定義該胚料A凸伸出該下模11的高度為X，該胚料A的直徑為Y，該預鍛件B凸伸出該下模11的高度為Z，其中，
，且
，例如欲成型出M4墊圈時，其
，且
，欲成形出M8墊圈時，其
，且
，如此可兼顧臨界破壞值與鍛造材料充填順利成型墊圈。
藉由該擴孔模具1的型態設計，使得在鍛打該胚料A的過程中，該胚料A的上半部將如圖4所示地逐漸向外擴張，並填滿該上模12的內側面122、該迫抵面123，及該下模11間，使該預鍛件B保有供後續鍛打成形的餘裕，以確保該成品D（見圖6）的形狀完整而無缺陷。此外，該迫抵面123向下凸出於該接抵面121的部分及該壓抵面124可確保該胚料A的下半部形成有足夠尺寸的凹槽，使得該成品D能確實開設有位在中間的孔洞。
參閱圖3與圖5，該鍛壓步驟S4是依預定形狀在該等鍛壓模具2（圖中僅繪示一鍛壓模具2）中選擇形狀對應者，並將該預鍛件B置入所選定的該鍛壓模具2，再鍛打該預鍛件B，製得一半成品C。在要製造平面墊圈時，可選用型態如圖5所示的該鍛壓模具2進行鍛打，而在要製造斜角墊圈、笠型墊圈，及球型墊圈等其他型態的墊圈時，僅需要將該鍛壓模具2更換成對應形狀的該鍛壓模具2，且改變該胚料A的伸出量，而不需要更換該擴孔模具1，有效提升本方法實施例的泛用性，並進一步降低該擴孔模具1的開模成本，及更換該擴孔模具1所需耗費的人力與時間成本。
參閱圖3與圖6，在該裁切步驟S5中，可先以一通過該鍛壓模具2的頂模21及該底模22交界處的裁切線L，將該半成品C區分為一位在該頂模21內部的保留區C1，及一位在該底模22內部的餘料區C2，並將該半成品C自該鍛壓模具2中取出，再沿該裁切線L進行切割，最後移除該餘料區C2及毛邊，而製得該成品D，即一平面墊圈。
參閱圖4與圖6，以該擴孔模具1及該鍛壓模具2配合鍛打該胚料A，改以冷鍛取代現有的衝剪方式製作該成品D，除了能突破僅能生產平面墊圈的限制，藉由增加該成品D的型態種類提高本方法實施例的泛用性，還能減少因保留衝剪間隙所產生的廢料，進而降低該成品D的材料成本。另外，更能避免對位誤差而使該成品D形狀完整，有效減少衝剪所造成的裂痕、刮痕，或缺角等缺陷，且該成品D的真圓度佳、尺寸精度高，可大幅降低後續加工成本。
參閱圖2、圖4與圖5，再者，由於在本方法實施例及該物品實施例中，該擴孔模具1的迫抵面123是朝內並朝下傾斜延伸，使得該胚料A的上半部材料在該擴孔步驟S3（見圖3）中受鍛打時能向外擠出，而形成能通用於不同形狀的該等鍛壓模具2的該預鍛件B。因此，本方法實施例確實能藉由該擴孔模具1的共用，而提升產線的生產效能、降低設備與人工成本，進而達到經濟效益的提高。
綜上所述，本發明墊圈成形方法及其擴孔模具藉由該擴孔模具1的型態設計，即能直接以該擴孔模具1進行鍛打，而取代現有的衝剪方式製作該成品D，可有效減少廢料的產生量，並提高產品品質。另外，在製作不同形狀的該成品D時，皆能採用同一個擴孔模具1進行鍛打，能確實降低該擴孔模具1的開模成本，及更換該擴孔模具1所需耗費的人力與時間成本，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1:擴孔模具
11:下模
12:上模
121:接抵面
122:內側面
123:迫抵面
124:壓抵面
2:鍛壓模具
21:頂模
22:底模
A:胚料
B:預鍛件
C:半成品
C1:保留區
C2:餘料區
D:成品
L:裁切線
S1:準備步驟
S2:分切步驟
S3:擴孔步驟
S4:鍛壓步驟
S5:裁切步驟
X:凸伸高度
Y:直徑
Z:凸伸高度
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是一立體圖，說明一種現有的華司製造方法；
圖2是一立體分解剖視圖，說明本發明擴孔模具的一物品實施例；
圖3是一方塊流程圖，說明本發明墊圈成形方法的一方法實施例；
圖4是一流程示意圖，說明該方法實施例的一擴孔步驟；
圖5是一流程示意圖，說明該方法實施例的一鍛壓步驟；及
圖6是一示意圖，說明該方法實施例的一裁切步驟。
S1:準備步驟
S2:分切步驟
S3:擴孔步驟
S4:鍛壓步驟
S5:裁切步驟
Claims (8)
- 一種墊圈成形方法，包含：一準備步驟，準備一擴孔模具、多個鍛壓模具，及一鋼線，該擴孔模具包括一呈中空狀的下模，及一可分離地蓋合於該下模的上模，該上模具有一徑向朝內延伸且可分離地抵接於該下模的接抵面、一自該接抵面內側遠離該下模延伸且高度大於一成品的厚度的內側面，及一自該內側面徑向朝內並朝該下模傾斜延伸的迫抵面，該迫抵面是自該內側面徑向朝內延伸，再彎折而以弧頂先朝向該下模的連續弧狀朝該下模傾斜延伸；一分切步驟，自該鋼線分切出一胚料；一擴孔步驟，以該擴孔模具鍛打該胚料，製得一預鍛件；一鍛壓步驟，依預定形狀在該等鍛壓模具中選擇形狀對應者，並以所選定的該鍛壓模具鍛打該預鍛件，製得一半成品；及一裁切步驟，將該半成品區分為一保留區及一餘料區，並移除該餘料區，而製得一成品。
- 如請求項1所述的墊圈成形方法，定義該胚料凸伸出該下模的高度為X，該胚料的直徑為Y，該預鍛件凸伸出該下 模的高度為Z，其中，在該擴孔步驟中，0.3<ln<0.7， 且0.3<
<0.7。
- 如請求項1所述的墊圈成形方法，其中，在該準備步驟中，該迫抵面部分凸出於該接抵面。
- 如請求項1所述的墊圈成形方法，其中，在該分切步驟中，該胚料的直徑與高度比為1：1。
- 如請求項1所述的墊圈成形方法，其中，在該準備步驟中，該上模還具有一銜接該迫抵面內周緣的壓抵面。
- 一種擴孔模具，包含：一下模，呈中空狀；及一上模，可分離地蓋合於該下模，並包括一徑向朝內延伸且可分離地抵接於該下模的接抵面、一自該接抵面內側遠離該下模延伸且高度大於一成品的厚度的內側面，及一自該內側面徑向朝內並朝該下模傾斜延伸的迫抵面，使一胚料形成一預鍛件，該迫抵面是自該內側面徑向朝內延伸，再彎折而以弧頂先朝向該下模的連續弧狀朝該下模傾斜延伸。
- 如請求項6所述的擴孔模具，其中，該迫抵面部分凸出於該接抵面。
- 如請求項6所述的擴孔模具，其中，該上模還包括一銜接該迫抵面內周緣的壓抵面。
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Citations (5)
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