CN101829724B - 一种小孔快速成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小孔快速成型工艺，包括如下步骤：A、模具装配及带料安装；B、冲导正孔；C、级进；D、冲小孔；E、冲小孔组；F、依次循环重复步骤B、步骤C和步骤D，直至将待加工金属带料冲裁完毕。采用本发明所提供的小孔快速成型工艺进行小孔加工时，把模具安装在高速冲床中，在高速冲床上进行每分钟500冲次以上的工作，将产品一次冲压成型，不需要再进行二次加工。该工艺生产效率高，成本低。同时，本发明还具有以下特点：在高速冲压过程中，凸模的冲头不易折断、寿命长。

Description

一种小孔快速成型工艺

技术领域

本发明涉及电子器件制造技术领域，具体涉及一种小孔快速成型工艺。 

背景技术

目前在孔间间距很小的多个小孔生产工艺中，采用三种工艺可以实现：1)单工序模冲压成形工艺：用多副单工序模将小孔冲压成形，再用一副单工序模冲压成形所需要的产品；2)激光蚀刻加工工艺：首先使用单工序模或其他模具将所需要的产品制造成半成品，然后使用激光发生器的激光产生的高热能将半成品蚀除小孔后成型；3)高速钻床钻孔成型工艺：将小孔逐个钻孔成型。以上工艺的共同缺点是：工序长、效率低、成本高，同时产品一致性差，质量都难以保证。为此，我们发明了一种使用自动化高精密模具一次成型多个小孔且孔间距非常小的加工方法。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有生产工艺无法满足高效率生产多个小孔，且孔间距非常小的产品的问题。 

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种小孔快速成型工艺，其特征在于，包括如下步骤： 

A、模具装配及带料安装：将模具的下模固定在高速冲压机床的工作台上，模具的上模固定在高速冲压机床的滑块上；模具的下模和上模之间通过主精密滚珠导向机构和副精密滚珠导向机构相互连接；在上模的卸料板上设置有一定位针，下模的凹模固定板上设置有一与定位针配合工作的定位孔；并将待加工的金属带料放在模具进料口的前端； 

B、冲导正孔：开启高速冲压机床，滑块带动上模向下运动，上模和下模开始闭合，主精密滚珠导向机构完成上模和下模一次导向；滑块带动上模继续向下运动，副精密滚珠导向机构完成模具的上模和下模的二次导向；滑块带动上模继续向下运动，卸料板与凹模固定板夹紧待加工的金属带料；滑块带动上模继续向下运动，凸模的冲头伸出卸料板与凹模一起对待加工的金属带料进行导正孔的剪切动作；滑块继续向下运动至滑块下死点，凸模的冲头与凹模一起对待加工的金属带料完成剪切动作，并把废料冲至凹模刃口以下，导正孔冲压完成；滑块带动上模向上运动，在卸料板的作用下，冲导正孔的凸模从凹模中脱出至卸料板与待加工的金属带料贴合面以上，卸料动作完成；滑块带动上模继续向上运动，使模具的上模和下模分离，模具完成一个动作循环； 

C、级进：高速冲压机床的送料机构把待加工的金属带料向前送一个步距，上模和下模合模时，通过设置在卸料板上的定位针完成待加工金属带料在模具内的精确定位； 

D、冲小孔：滑块带动上模向下运动，上模和下模开始闭合，主精密滚珠导向机构完成上模和下模一次导向；滑块带动上模继续向下运动，副精密滚珠导向机构完成上模和下模的二次导向；滑块带动上模继续向下运动，卸料板与凹模固定板夹紧待加工的金属带料；滑块带动上模继续向下运动，凸模的冲头伸出卸料板与凹模一起对待加工的金属带料进行小孔的剪切动作；滑块继续向下运动至滑块下死点，凸模的冲头与凹模一起对待加工的金属带料完成剪切动作，并把废料冲至凹模刃口以下，小孔冲压完成；滑块带动上模向上运动，在卸料板的作用下，冲小孔的凸模从凹模中脱出至卸料板与待加工的金属带料贴合面以上，卸料动作完成；滑块带动上模继续向上运动，使模具的上模和下模分离，模具完成一个动作循环； 

E、冲小孔组：依次循环重复步骤C和步骤D，完成一组小孔的冲裁； 

F、依次循环重复步骤B、步骤C和步骤D，直至将待加工金属带料冲裁完毕。 

按照本发明所提供的一种小孔快速成型工艺，其特征在于：所述凹模采用由两个对称镶块组成的镶拼结构，两个对称镶块之间相镶拼的边上各设置有一排半圆孔。 

按照本发明所提供的一种小孔快速成型工艺，其特征在于：在步骤C中，待加工的金属带料的级进步距的精度为+/-0.005mm。 

按照本发明所提供的一种小孔快速成型工艺，其特征在于：在步骤D中，所冲小孔的孔边距小于0.10mm。 

综上所述，采用本发明所提供的小孔快速成型工艺可以有效解决现有的生产工艺无法满足高效率生产多个小孔且孔间距非常小的产品的问题。 

附图及其说明 

图1为本发明所采用的模具的结构简图； 

图2为图1所示模具的副精密滚珠导向机构的结构简图； 

图3为图1中模具的装配图； 

图4为凹模的结构简图； 

图5为采用本发明所提供的小孔快速成型工艺所加工的金属料带图； 

图6为图5中金属料带的局部放大图。 

其中，1、上模；2、卸料板；3、凹模固定板；4、下模；5、凸模；6、定位针；7、主精密滚珠导向机构；8、副精密滚珠导向机构；9、凹模。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细的描述。 

本发明所提供的小孔快速成型工艺包括如下步骤：A、模具装配及带料安装：将模具的下模4固定在高速冲压机床的工作台上，模具的上模1固定在高速冲压机床的滑块上；模具的下模4和上模1之间通过主精密滚珠导向机构7和副精密滚珠导向机构8相互连接；在上模1的卸料板2上设置有一定位针6，下模4的凹模固定板3上设置有一与定位针6配合工作的定位孔；并将待加工的金属带料放在模具进料口的前端；B、冲导正孔：开启高速冲压机床，滑块带动上模1向下运动，上模1和下模4开始闭合，主精密滚珠导向机构7完成上模1和下模4一次导向；滑块带动上模1继续向下运动，副精密滚珠导向机构8完成模具的上模1和下模4的二次导向；滑块带动上模1继续向下运动，卸料板2与凹模固定板3夹紧待加工的金属带料；滑块带动上模1继续向下运动，凸模5的冲头伸出卸料板2与凹模9一起对待加工的金属带料进行导正孔的剪切动作；滑块继续向下运动至滑块下死点，凸模5的冲头与凹模9一起对待加工的金属带料完成剪切动作，并把废料冲至凹模9刃口以下，导正孔冲压完成；滑块带动上模1向上运动，在卸料板2的作用下，冲导正孔的凸模5从凹模9中脱出至卸料板2与待加工的金属带料贴合面以上，卸料动作完成；滑块带动上模1继续向上运动，使模具的上模1和下模4分离，模具完成一个动作循环；C、级进：高速冲压机床的送料机构把待加工的金属带料向前送一个步距，上模1和下模4合模时，通过设置在卸料板2上的定位针6完成待加工金属带料在模具内的精确定位；D、冲小孔：滑块带动上模1向下运动，上模1和下模4开始闭合，主精密滚珠导向机构7完成上模1和下模4一次导向；滑块带动上模1继续向下运动，副精密滚珠导向机构8完成上模1和下模4的二次导向；滑块带动上模1继续向下运动，卸料板2与凹模固定板3夹紧待加工的金属带料；滑块带动上模1继续向下运动，凸模5的冲头伸出卸料板2与凹模9一起对待加工的金属带料进行小孔的剪切动作；滑块继续向下运动至滑块下死点，凸模5的冲头与凹模9一起对待加工的金属带料完成剪切动作，并把废料冲至凹模9刃口以下，小孔冲压完成；滑块带动上模1向上运动，在卸料板2的作用下，冲小孔的凸模5从凹模9中脱出至卸料板2与待加工的金属带料贴合面以上，卸料动作完成；滑块带动上模1继续向上运动，使模具的上模1和下模4分离，模具完成一个动作循环；E、冲小孔组：依次循环重复步骤C和步骤D，完成一组小孔的冲裁；F、依次循环重复步骤B、步骤C和步骤D，直至将待加工金属带料冲裁完毕。 

由于孔径很小(小于0.3mm)，无法在凹模9上对凹模孔进行精密加工，如图4所示，凹模9采用镶拼结构，由两个对称的凹模镶块组成，每个凹模镶块加工时只需加工成半圆，然后镶拼在一起后装入凹模固定板3中。由于采用镶拼结构，凹模9加工精度要求非常高，故目前常用的加工方法不能达到要求。此发明采用的方案是：预先将凹模镶块加工到一定尺寸(保留有加工余量)，然后把凹模镶块上的半圆孔加工到尺寸，最后再以半圆孔为基准，加工外圆到要求。 

由于模具的上模1和下模4之间采用主精密滚珠导向机构7和副精密滚珠导向机构8导向连接，确保了上模与下模在X、Y方向形成零间隙的配合关系，同时，通过定位针15完成金属带料在模具内的精密定位，使得在待加工的金属带料的跳步冲裁动作过程中，能够一次性加工出孔边距小于0.10mm的多达几百个的小孔组。加工出的小孔孔距精度可达+/-0.005mm。 

本发明所采用的模具为集小孔冲孔和成型为一体的级进模，由上模1、下模4、凸模固定板、卸料板2、凹模固定板6及相应的垫板组成。 

主精密滚珠导向机构7由导柱、导套、精密滚珠和滚珠支撑架组成，导柱 和下模座及导套与上模座的联接方式为过盈配合，导套与导柱之间夹有精密滚珠，它们之间亦采用过盈的形式；副精密滚珠导向机构8的导柱固定在卸料板2上，导套分别与凸模固定板和凹模固定板3上，联接方式则与主精密滚珠导向机构7相同。 

凸模5采用双导向结构，凸模5的刚性及导向精度得到充分的保证，并使凸模5与凹模9形成均匀的单面0.005mm的间隙。 

工作时，上模1落下，卸料板2先将带料压住，随着上模1不断向下运动，卸料板2由于受到下模4的阻力不再运动，卸料弹簧压缩，凸模5继续向下运动，此时凸模5伸出卸料板2，并进入凹模9中，将金属带料冲压成形。由于卸料板2开有比材料厚度浅0.02mm的槽，模具闭合后卸料板2与凹模固定板3之间保持有0.02mm的压料量，确保了产品孔间距不变形。 

采用本发明所提供的小孔快速成型工艺进行小孔加工时，把模具安装在高速冲床中，在高速冲床上进行每分钟500冲次以上的工作，将产品一次冲压成型，不需要再进行二次加工。该工艺生产效率高，成本低。同时，本发明还具有以下特点：在高速冲压过程中，凸模的冲头不易折断、寿命长。 

Claims (4)

1.一种小孔快速成型工艺，其特征在于，所述小孔快速成型工艺包括如下步骤：

A、模具装配及带料安装：将模具的下模(4)固定在高速冲压机床的工作台上，模具的上模(1)固定在高速冲压机床的滑块上；模具的下模(4)和上模(1)之间通过主精密滚珠导向机构(7)和副精密滚珠导向机构(8)相互连接；在上模(1)的卸料板(2)上设置有一定位针(6)，下模(4)的凹模固定板(3)上设置有一与定位针(6)配合工作的定位孔；并将待加工的金属带料放在模具进料口的前端；

B、冲导正孔：开启高速冲压机床，滑块带动上模(1)向下运动，上模(1)和下模(4)开始闭合，主精密滚珠导向机构(7)完成上模(1)和下模(4)一次导向；滑块带动上模(1)继续向下运动，副精密滚珠导向机构(8)完成模具的上模(1)和下模(4)的二次导向；滑块带动上模(1)继续向下运动，卸料板(2)与凹模固定板(3)夹紧待加工的金属带料；滑块带动上模(1)继续向下运动，凸模(5)的冲头伸出卸料板(2)与凹模(9)一起对待加工的金属带料进行导正孔的剪切动作；滑块继续向下运动至滑块下死点，凸模(5)的冲头与凹模(9)一起对待加工的金属带料完成剪切动作，并把废料冲至凹模(9)刃口以下，导正孔冲压完成；滑块带动上模(1)向上运动，在卸料板(2)的作用下，冲导正孔的凸模(5)从凹模(9)中脱出至卸料板(2)与待加工的金属带料贴合面以上，卸料动作完成；滑块带动上模(1)继续向上运动，使模具的上模(1)和下模(4)分离，模具完成一个动作循环；

C、级进：高速冲压机床的送料机构把待加工的金属带料向前送一个步距，上模(1)和下模(4)合模时，通过设置在卸料板(2)上的定位针(6)完成待加工金属带料在模具内的精确定位；

D、冲小孔：滑块带动上模(1)向下运动，上模(1)和下模(4)开始闭合，主精密滚珠导向机构(7)完成上模(1)和下模(4)一次导向；滑块带动上模(1)继续向下运动，副精密滚珠导向机构(8)完成上模(1)和下模(4)的二次导向；滑块带动上模(1)继续向下运动，卸料板(2)与凹模固定板(3)夹紧待加工的金属带料；滑块带动上模(1)继续向下运动，凸模(5)的冲头伸出卸料板(2)与凹模(9)一起对待加工的金属带料进行小孔的剪切动作；滑块继续向下运动至滑块下死点，凸模(5)的冲头与凹模(9)一起对待加工的金属带料完成剪切动作，并把废料冲至凹模(9)刃口以下，小孔冲压完成；滑块带动上模(1)向上运动，在卸料板(2)的作用下，冲小孔的凸模(5)从凹模(9)中脱出至卸料板(2)与待加工的金属带料贴合面以上，卸料动作完成；滑块带动上模(1)继续向上运动，使模具的上模(1)和下模(4)分离，模具完成一个动作循环；

E、冲小孔组：依次循环重复步骤C和步骤D，完成一组小孔的冲裁；

F、依次循环重复步骤B、步骤C和步骤D，直至将待加工金属带料冲裁完毕。

2.根据权利要求1所述的小孔快速成型工艺，其特征在于：所述凹模(9)采用由两个对称镶块组成的镶拼结构，两个对称镶块之间相镶拼的边上各设置有一排半圆孔。

3.根据权利要求1所述的小孔快速成型工艺，其特征在于：在步骤C中，待加工的金属带料的级进步距的精度为+/-0.005mm。

4.根据权利要求1所述的小孔快速成型工艺，其特征在于：在步骤D中，所冲小孔的孔边距小于0.10mm。

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