CN102886422A - 一种提高板材翻边能力的冲孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高板材翻边能力的冲孔方法，属于金属塑性加工成型技术领域。本发明方法是在普通冲孔模的压边圈环内接入高频加热装置，在凸模中部设有凸模绝热层；将板料放入普通冲孔模中后开启高频加热装置，使板料冲孔边缘区域温度达到500-700℃后，关闭高频加热装置，然后凸模下行，开始冲裁板料，冲裁完成后对冲裁边缘保温1-30秒，之后凸模回复，板料取出，完成翻边板料冲孔。使用本发明方法提高板材的翻边能力同时不会降低材料的强度和表面质量，该发明可以推广应用到其它冲压工艺的板料制备中。

Description

一种提高板材翻边能力的冲孔方法

技术领域

本发明属于金属塑性加工成型技术领域，具体涉及一种提高板材翻边能力的冲孔方法。

背景技术

利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压加工方法叫做翻边。利用翻边可以加工具有特殊空间形状和良好刚度的立体零件，还能在冲压件上制取与其他零件装配的部位(如铆钉孔、螺纹底孔和轴承座等)。

按工艺特点划分有内孔(圆孔或非圆孔)翻边、外缘翻边和变薄翻边等方法。由于零件外缘的凸凹性质不同，外缘翻边又可分为内曲翻边和外曲翻边。拉变形性质划分时，有伸长类翻边、压缩类翻边以及属于体积成形的变薄翻边等。伸长类翻边的特点是：变形区材料受拉应力，切向产生伸长变形，导致厚度减薄，容易发生破裂，而破裂的部位基本在孔缘。

翻边是最典型的冲压成形方式之一，应用广泛。

影响钢板翻边能力的因素有：

1、材料延伸率和应变硬化指数n大，K小，成形极限大。

2、孔缘无毛刺和硬化时，K较小，成形极限较大，为了改善孔缘情况，可采用钻孔方法或在冲孔后进行整修，有时还可在冲孔后退火，以消除孔缘表面的硬化。为了避免毛刺降低成形极限、翻边时需将预制几有毛刺的—侧朝向凸模放置。

3、用球形、锥形初抛物形凸模翻边时，孔缘会被圆滑地胀开，变形条件比乎底凸模优越，故K较小，成形极限较大。

4、板料相对厚度越大．K越小．成形极限愈大。

冲孔是翻边的前道工序，孔缘的状况很大程度上影响了翻边能力，制孔方法有冲孔，钻孔和激光切割等方法。冲孔效率高，而且可以和翻边工序结合，形成连接的生产工艺，极大提高效率，但它会使孔缘生成毛刺和产生硬化，降低翻边能力；而钻孔和激光切割的特点正相反。

在冲孔后修磨，退火是目前常用的提高翻边能力方法，但这样不仅增加了工序，降低了效率，而且退火会降低材料的强度，降低表面质量。

本发明在综合冲裁和翻边变形理论，形变热处理理论和高频感应加热的集肤原理，提出了新型冲孔方法和装置，采用本方法和装置完成的冲孔工序，效率与普通冲孔一样高，可以和翻边工序结合，形成连接的生产工艺。而且不产生毛刺，和硬化层，优化边缘组织，提高板材的翻边能力同时不会降低材料的强度和表面质量。

由于伸长类翻边破裂发生在孔缘处，应用高频感应加热的集肤原理使得加热区域仅发生孔缘，应用冲裁理论使得毛刺集中在废料中，应用形变热处理理论改善孔缘的组织同时消除加工硬化。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种提高板材翻边能力的冲孔方法，使用本发明方法在提高板材的翻边能力同时不会降低材料的强度和表面质量。

本发明所提供的一种提高板材翻边能力的冲孔方法具体步骤如下：

（1）首先在普通冲孔模的压边圈环内接入高频加热装置，所述高频感应加热装置包括加热线圈及温度检测传感器，在所述普通冲孔模的凸模中部设有凸模绝热层；

所述高频感应加热装置的参数如下：

工作电源：单相 220V/50Hz；

工作电压范围：180V～250V；

最大输入电流：5-100A；

振荡功率：1-20KVA；

振荡频率：10～160KHz；

所述凸模绝热层的参数如下：

绝热层下边部距凸模底部距离：S=H+(3-8) mm；

其中：H－板料厚度（mm）；

绝热层高度：（2-3）×H（mm）；

绝热层厚度：（0.1-3）×H（mm）；

（2）将板料放入所述普通冲孔模中，开启所述高频加热装置，局部加热板料，使所述板料冲孔边缘区域温度达到500-700℃后，将所述高频加热装置关闭，然后将所述普通冲孔模的凸模下行，开始冲裁板料，设置冲裁的单面间隙C为所述板料厚度的（0.02-0.005）倍，所述板料冲裁完成后，对冲裁边缘进行保温1-30秒，之后所述普通冲孔模的凸模回复，板料取出，完成翻边板料冲孔。

使用该发明技术提高板材的翻边能力同时不会降低材料的强度和表面质量，该发明可以推广应用到其它冲压工艺的板料制备中。

附图说明

图1  为本发明冲孔方法所用装置的结构示意图。

图中:1：凹模；2 ：凸模；3：压边圈；4：凸模绝热层；5：高频加热装置；  6：板料；7：加热保护罩。

具体实施方式

实施例1：板料为马氏体双相钢，力学性能如下：

屈服强度：435 MPa；极限强度：786Mpa；延伸率：24%；

板料厚度：2mm；毛坯上初始内孔直径：10mm；

以翻边系数K衡量翻边性能：

K=d/D；

式中：d----毛坯上初始内孔直径；

      D ---翻边后竖边中径；

采用普通冲孔方法，冲裁单面间隙0.05mm，该材料的翻边系数在0.7-0.8之间。

采用本发明的冲孔方法，工艺参数如下：

工作电源：单相 220V/50Hz；工作电压范围：180V～250V；最大输入电流：20A；振荡功率：2KVA；振荡频率： 100KHz。

凸模绝热层下边部距凸模底部；S=5mm，绝热层高度：5mm，绝热层厚度：3mm

冲裁的单面间隙值：C=0.02mm，冲孔后保温15S，

这时该板料的翻边系数在0.4-0.5之间，翻边性能有很大提高。

实施例2：板料为贝氏体双相钢，力学性能如下：

屈服强度：345 MPa；极限强度：556Mpa；延伸率：34%

板料厚度：3mm；毛坯上初始内孔直径：10mm

采用普通冲孔方法，冲裁单面间隙0.06mm，该材料的翻边系数在0.6-0.65之间。

采用本发明的冲孔方法，工艺参数如下：

工作电源：单相 220V/50Hz；工作电压范围：180V～250V；最大输入电流：30A；振荡功率：5KVA；振荡频率： 80KHz。

绝热层下边部距凸模底部；S=6mm，绝热层高度：6mm，绝热层厚度：3mm

冲裁的单面间隙值：C=0.02mm，冲孔后保温10S。

这时该板料的翻边系数在0.38-0.45之间，翻边性能有很大提高。

Claims (1)

1.一种提高板材翻边能力的冲孔方法，其特征在于该方法具体步骤如下：

（1）首先在普通冲孔模的压边圈环内接入高频加热装置，所述高频感应加热装置包括加热线圈及温度检测传感器，在所述普通冲孔模的凸模中部设有凸模绝热层；

所述高频感应加热装置的参数如下：

工作电源：单相 220V/50Hz；

工作电压范围：180V～250V；

最大输入电流：5-100A；

振荡功率：1-20KVA；

振荡频率：10～160KHz；

所述凸模绝热层的参数如下：

绝热层下边部距凸模底部距离：S=H+(3-8) mm；

其中：H－板料厚度（mm）；

绝热层高度：（2-3）×H（mm）；

绝热层厚度：（0.1-3）×H（mm）；

（2）将板料放入所述普通冲孔模中，开启所述高频加热装置，局部加热板料，使所述板料冲孔边缘区域温度达到500-700℃后，将所述高频加热装置关闭，然后将所述普通冲孔模的凸模下行，开始冲裁板料，设置冲裁的单面间隙C为所述板料厚度的（0.02-0.005）倍，所述板料冲裁完成后，对冲裁边缘进行保温1-30秒，之后所述普通冲孔模的凸模回复，板料取出，完成翻边板料冲孔。

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