CN103706709A - 一种u形插板冲压模具及一种u形插板的冲压方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于模具设备技术领域，涉及一种U形插板冲压模具，为了解决现有U形插板冲压模具在对钢板进行冲压后，需要浪费一定钢板的问题，本发明提供了一种U形插板冲压模具，包括上模以及中部设有冲压通孔的下模，所述U形插板冲压模具还包括定位部件，所述定位部件包括对称设置在冲压通孔横向两侧并与下模共面或平行的两个移动板，两个移动板上均设有定位销，同时本发明还提供了一种U形插板的冲压方法，采用以上技术方案后即可有效的解决上述技术问题。

Description

一种U形插板冲压模具及一种U形插板的冲压方法

技术领域

本发明属于模具设备技术领域，涉及一种U形插板冲压模具，本发明还提供了一种U形插板的冲压方法，作为一个特例，所述U形插板为两臂开孔的U形插板，可用于连接钢管塔众多段别斜材。

背景技术

许多机械结构都用到U形插板，例如钢管塔有其特有的结构形式，以众多段别斜材为钢管结构，其连接方式各异，有C形插板、十字插板、U形插板等连接方式，前两种类型插板加工方便，而U形插板的加工一直以来都是一个难点。

目前U形插板一般采用冲压模具对钢板进行冲压后完成，通常冲压模具包括带有冲头的上模以及带有冲压孔的下模，先将钢板放在下模上，然后再进行冲压即可，但冲压后的U形插板往往存在以下问题：冲压后的U形插板并不完全对称，冲压后还需要对U形插板进行裁剪，浪费钢材。正是因为这一问题得不到解决，并且用于钢管塔众多段斜材连接的U形插板两臂需要钻孔孔，因此U形插板的加工步骤必须是：1)U型插板下料长度需按理论长度加长60mm；2)根据U形插板开口大小选用压制模具，先初压成型；3)按U形插板开口大小内衬一块钢板，再根据打孔样板对插板进行钻孔；4)最后根据气割样板将插板端头多余部分割除。显然，这种加工工序需要冲压成形以后再对U形插板两臂进行钻孔，操作难度大，效率低下，并且因为U形插板加工无法精确定位而导致每块U形插板的加工都须浪费一定的材料。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题在于现有U形插板冲压模具在对钢板进行冲压后，需要浪费一定钢板的问题，并针对该问题提供了一种U形插板冲压模具，具体技术方案是：

一种U形插板冲压模具，包括上模以及中部设有冲压通孔的下模，其特征在于所述U形插板冲压模具还包括定位部件，所述定位部件包括对称设置在冲压通孔横向两侧并与下模共面或平行的两个移动板，两个移动板上均设有定位销。作为一种优选，所述两个移动板与下模共面。

该方案在现有U形插板冲压模具上增加了定位部件，定位部件包括对称设置在冲压通孔横向两侧并与下模共面或平行的两个移动板，并且在两个移动板上均设置了定位销。

所述定位销可以呈圆柱状，技术人员可以在钢板两侧至少各钻一个定位孔，以定位销穿过定位孔的形式利用定位销的定位功能，对于本发明的特例(即两臂开孔的U形插板)来说，可以直接将定位孔作为现有技术中要求U形插板在成形后在U形插板两臂开的孔。所述定位销也可以呈块状，技术人员可以使钢板两端距离与两个移动板上的定位销之间的距离相等，以定位销抵住钢板两端的形式利用定位销的定位功能。

当需要将定位销插入钢板上的定位孔时，所述定位销的高度不超过50mm，以防冲压时，定位孔卡在定位销上。

这一方案所带来的效果相当明显，至少有两个方面的有益效果，一方面，钢板在冲压时被定位在定位销上，不会发生移动，确保冲压的精确性，事实上，传统冲压模具在冲压瞬间，作用在钢板上的作用力可能并不平衡，造成钢板产生瞬时位移，降低了U性插板的冲压精度，从而需要在冲压结束后对U形插板进行适当的切割，而在移动板上设置定位销，即可以防止钢板瞬时位移的产生，一次成形，不需要进行后续切割；另一方面，使用上述U形插板冲压模具将彻底改变冲压两臂开孔的U形插板的工序，对于本发明的特例(两臂开孔的U形插板)来说，以往U形插板两臂钻孔往往放置在插板冲压成形之后，而这种开孔方式因U形插板的形状结构，难度大大增加，而如果将钻孔作业事先安排在冲压成形之前，则又会因为冲压精度不高，严重影响钻孔的精度，使得U形插板成形加工失败。相反，采用上述方案后，技术人员完全可以在对钢板进行冲压之前，完成钻孔，而不用担心出现冲压偏差而带来先前钻的孔位置不精确的技术问题，这样，无论是加工精度还是加工简易程度均较现有技术有大幅的提升。

有鉴于上述技术效果，本发明进一步提供了一种U形插板的冲压方法，包括：

a、对钢板两侧开与所述U形插板冲压模具中的定位销相对应匹配的定位孔；

b、将钢板放置在所述U形插板冲压装置的下模上，并使移动板上的定位销插入所述定位孔；

c、使上模穿过冲压通孔完成对钢板的冲压成形。

附图说明

图1是实施例1所述一种U形插板冲压模具的俯视结构示意图；

图2是实施例1所述一种U形插板冲压模具的正视结构示意图；

图3是实施例1所述一种U形插板冲压模具中上模的结构示意图；

图4是图2的局部放大结构示意图。

具体实施方式

本具体实施方式是对发明内容部分的详细说明。

一、对发明内容部分所述一种U形插板冲压模具的详细说明

发明内容部分所述U形插板冲压模具能够对钢板进行一次冲压成形，本具体实施方式也将这种U形插板冲压模具用于U形插板的冲压作业，但经过大量冲压实践后，本具体实施方式发现，有些钢板在经过所述U形插板冲压模具冲压后，冲压部位存在比较明显的裂痕，影响了成形后U形插板的强度。

本具体实施方式在所述U形插板冲压模具的冲压通孔顶端横向两侧设置了90°圆弧倒角，使钢板在冲压弯折时能够以滑动的形式通过，不会产生太大的阻力而划伤钢板，并且所述上模包括冲入冲压通孔的冲头，所述冲头包括冲头端以及冲头本体。进一步的，本具体实施方式发现圆弧倒角的半径对U形插板的冲压质量存在一定的关系。具体说来，U形插板的冲压质量至少与三个方面的因素有关：第一、冲压通孔顶端横向两侧90°圆弧倒角的半径；第二、冲压通孔的宽度；第三、冲头端的厚度；其中冲压通孔的宽度与冲头端的厚度之差约为钢板厚度的两倍，也即给所述圆弧半径与钢板的厚度赋予适当的数值范围，可以确保冲压成形的U形插板没有裂痕。为确保这一技术效果的实现，所述圆弧倒角的半径为5.8mm-8.2mm，冲压通孔的宽度为30.8mm-54mm，所述冲头端的厚度为14mm-24mm。

冲压实践中，冲头端对钢板冲压瞬间，钢板两侧的定位孔就与移动板上的定位销脱离，因此，此时的钢板就存在因没有定位结构进行定位而发生移动的风险，虽然从冲压通孔的横向方向上看，钢板已经发生形变，从而不会在横向方向上发生移动，但从冲压通孔的纵向方向上看，钢板仍然有可能沿着冲压通孔顶端两侧的圆弧倒角发生移动。为了防止冲压过程中，钢板发生冲压通孔纵向方向上的移动，本具体实施方式对上模做了进一步的改进，增设两个由夹持段和伸出冲头端并在冲压时抵住钢板的抵挡段组成的夹持臂以及固定两个夹持臂和冲头的上模座，冲头两端分别由两个夹持臂的夹持段夹持。

冲头端对钢板进行冲压时，两个夹持臂的抵挡段首先穿过并抵住钢板位于冲压通孔纵向方向上的两端，然后冲头端才冲压钢板，使钢板发生形变，从而在整个冲压过程中，钢板始终由两个夹持臂的抵挡段抵住，不会发生任何移动，进一步确保了冲压的精度。

当然，由于本具体实施方式所述U形插板冲压模具具有良好的冲压精度，因此应当扩大所述U形插板冲压模具的应用范围，其中最主要的是使所述U形插板冲压模具能够对任何尺寸的钢板进行冲压，而得到不同规格的U形插板，实现这一技术目的的一个技术方案是为定位部件增设位于冲压通孔纵向两侧并与下模相对固定的两个导向支撑臂以及一个两端螺纹旋向相反并与下模相对固定的丝杆；另外，可以在导向支撑臂两侧均开设一个导向槽，而在移动板两侧均设置一个插入导向槽的导向柱，使两个移动板在两个导向臂上移动。

显然，为了确保两个移动板始终相对于冲压通孔对称，两个移动板的移动应当是同步协调的，因此技术人员可以在两个移动板上分别设置与丝杆两端螺纹匹配的螺纹孔，并且使丝杆与导向槽相互平行。

满足上述设置要求后，转动丝杆就可以同步协调的调整两个移动板之间的距离，技术人员可以直接在丝杆一端装一个手柄进行手动转动，也可以再另外增设一个丝杆电机，并使丝杆通过减速齿轮副与丝杆电机连接。

考虑到下模中的冲压通孔宽度是影响冲压质量的因素，需要在适当的时候进行替换，而导向支撑臂通常无需替换，因此尽管可以将导向支撑臂直接固定在下模上，但这并不是最优的选择。

二、对发明内容部分所述一种U形插板的冲压方法的详细说明

鉴于本发明主要针对两臂需要开孔的U形插板的冲压，因此所提供的U形插板的冲压方法应用于两臂需要开孔的U形插板的冲压。所冲压的钢板为Q345B型或Q235B型碳素结构钢，钢板的厚度为8mm-14mm。

正如本具体实施方式在第一部分所述的那样，U形插板的冲压质量至少与三个方面的因素有关，因此所述冲压方法在具体设置上应当充分的考虑这三个方面的因素，本具体实施方式主要通过替换所述U形插板冲压模具的部件来调节这三个方面因素的参数，具体是在a步骤和b步骤之间增设替换步骤，所述替换步骤包括：

确定钢板的厚度为K，然后替换冲头端，使得替换后的冲头端厚度D与U形插板成形后的开口大小相等；

将冲压通孔宽度设为E，冲压通孔顶端两侧的90°圆弧倒角半径设为R；

将冲压时，钢板、冲压通孔以及冲头端之间的总和间隙量设为P，K、P以及R满足下面的要求；

根据P=E-2K-D计算得到E，并最终根据E和R选定下模进行替换。

对于不同厚度的钢板，只要按照上面的要求对冲头端和下模进行替换，均能够得到良好的冲压质量，冲压得到的U形插板没有裂痕，并且U形插板两臂的开角在-0.6°～0.6°之间(负数角度代表U形插板两臂偏向U形插板内，正数角度代表U形插板两臂偏向U形插板外)，而在上述要求之外，则会在U形插板的冲压处出现裂痕或／和U形插板的开口角度落在-0.6°～0.6°之外。

另外，对于不同尺寸大小的钢板，需要先调整两个移动板之间的距离，因此本具体实施方式所述U形插板的冲压方法还在a步骤和b步骤之间设置了转动丝杆的步骤。

实施例1

见图1至图4，一种U形插板冲压模具，包括下模支撑架15、中部设有冲压通孔9的下模2、套在下模2上的下模套1、上模以及定位部件，下模2以及下模套1均通过螺栓固定在下模支撑架15上，冲压通孔9顶端横向两侧设有90°圆弧倒角30。

上模包括由冲头端24和冲头本体23组成的冲头3、两个夹持臂20以及固定冲头3和两个夹持臂20的上模座21，夹持臂20包括夹持冲头3两端的夹持段25以及伸出冲头端24并在冲压时抵住钢板的抵挡段22组成。冲头端24与冲头本体23为分体结构，并通过螺栓连接，在需要对冲头3进行替换时，可以仅替换冲头端24部分，省事省力。

定位部件包括对称设置在下模2横向两侧并与下模2平行的两个移动板8，位于冲压通孔9纵向两侧并用螺栓固定在下模套1上的两个导向支撑臂10、一个两端螺纹旋向相反的丝杆13以及丝杆电机50，丝杆电机50通过减速齿轮副4与丝杆13连接并带动丝杆13转动，两个移动板8分别设有与丝杆13两端螺纹匹配的螺纹孔14，另外，导向支撑臂10两侧均开有一个导向槽7，移动板8两侧均设有一个插入导向槽7的导向柱6，只要将丝杆13与导向槽7平行设置，那么转动丝杆13就能够带动两个移动板8同步协调移动。

本实施例中，冲头端24的厚度为14mm-24mm，圆弧倒角30的半径为5.8mm-8.2mm，冲压通孔9的宽度为30.8mm-54mm。

所述两个移动板8上均设有定位销5和挡块12，在本实施例中，每块移动板8上共设置三个定位销5和一个挡块12，并且定位销5位于两个挡块12之间，定位销5的高度为30mm，以防冲压时，钢板上的定位孔卡在定位销5上。

实施例2

一种U形插板的冲压方法，该方法使用了实施例1所述的U形插板冲压模具，包括：

1、以厚度为8mm-14mm的Q345B型或Q235B型碳素结构钢为原材料，先切割成冲压U形插板所需的钢板，然后在钢板两侧各开三个与移动板8上的定位销5相对应的定位孔；

2、确定U形插板的厚度为K，然后松开冲头端24与冲头本体23之间的螺栓，换上替换后的冲头端24，再用螺栓重新固定，使得替换后的冲头端24的厚度D与U形插板成形后的开口大小相等；

3、将冲压通孔9宽度设为E，冲压通孔9顶端两侧的90°圆弧倒角30半径设为R；将冲压时，钢板、冲压通孔9以及冲头端24之间的总和间隙量设为P，K、P以及R满足下面的要求：

根据P＝E-2K-D计算得到E，然后松开下模支撑架15与下模2之间的螺栓，根据E和R选定下模，然后再用螺栓将选出的下模2重新固定在下模支撑架15上。

4、开动丝杆电机50，使丝杆13转动，从而调整两个移动板8之间的距离，使钢板正好能够放入两块挡块12之间，而定位销5正好可以插入到钢板的定位孔上。

5、运行U形插板冲压模具，使上模冲头穿过冲压通孔9，完成对钢板的冲压成形，最终得到U形插板。

本实施例按照上述步骤分别对厚度为8mm、10mm、12mm以及14mm的Q345B型碳素结构钢板进行冲压，要求冲压后U形插板的开口(即冲头端厚度)分别为14mm、16mm、18mm以及22mm。其他参数及实验结果(即U形插板两臂开角)如下：

得到的U形插板在保证U形插板两臂开角精准度的情况下，没有裂纹出现。

Claims (9)

1.一种U形插板冲压模具，包括上模以及中部设有冲压通孔的下模，其特征在于所述U形插板冲压模具还包括定位部件，所述定位部件包括对称设置在冲压通孔横向两侧并与下模共面或平行的两个移动板，两个移动板上均设有定位销。

2.根据权利要求1所述的一种U形插板冲压模具，其特征在于所述冲压通孔顶端横向两侧设有90°圆弧倒角，所述圆弧倒角的半径为5.8mm-8.2mm，冲压通孔的宽度为30.8mm-54mm，所述上模包括冲入冲压通孔的冲头，所述冲头包括冲头端以及冲头本体，所述冲头端的厚度为14mm-24mm。

3.根据权利要求2所述的一种U形插板冲压模具，其特征在于所述上模还包括两个由夹持段和伸出冲头端并在冲压时抵住钢板的抵挡段组成的夹持臂以及固定两个夹持臂和冲头的上模座，所述冲头两端分别由两个夹持臂的夹持段夹持。

4.根据权利要求1所述的一种U形插板冲压模具，其特征在于所述定位销的高度不超过50mm。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种U形插板冲压模具，其特征在于所述定位部件还包括位于冲压通孔纵向两侧并与下模相对固定的两个导向支撑臂以及一个两端螺纹旋向相反并与下模相对固定的丝杆；

导向支撑臂两侧均开有一个导向槽，移动板两侧均设有一个插入导向槽的导向柱，所述丝杆与导向槽平行，两个移动板分别设有与丝杆两端螺纹匹配的螺纹孔。

6.一种U形插板的冲压方法，包括：

a、对钢板两侧开与权利要求1所述U形插板冲压模具中的定位销相对应匹配的定位孔；

b、将钢板放置在权利要求1所述U形插板冲压装置的下模上，并使移动板上的定位销插入所述定位孔；

c、使上模穿过冲压通孔完成对钢板的冲压成形。

7.根据权利要求6所述的一种U形插板的冲压方法，其特征在于所述钢板为Q345B型或Q235B型碳素结构钢，钢板的厚度为8mm-14mm。

8.根据权利要求7所述的一种U形插板的冲压方法，其特征在于c步骤中的上模包括冲入冲压通孔的冲头，所述冲头包括冲头本体和冲头端，所述U形插板的冲压方法还包括位于a步骤和b步骤之间的替换步骤，所述替换步骤包括：

确定钢板的厚度为K，然后替换冲头端，使得替换后的冲头端厚度D与U形插板成形后的开口大小相等；

将冲压通孔宽度设为E，冲压通孔顶端两侧的90°圆弧倒角半径设为R；

将冲压时，钢板、冲压通孔以及冲头端之间的总和间隙量设为P，K、P以及R满足下面的要求；

根据P=E-2K-D计算得到E，并最终根据E和R选定下模进行替换。

9.根据权利要求6或7或8所述的一种U形插板的冲压方法，其特征在于a步骤所述的U形插板冲压模具还包括位于冲压通孔纵向两侧并固定在下模上的两个导向支撑臂以及一个两端螺纹旋向相反并与下模相对固定的丝杆；导向支撑臂两侧均开有一个导向槽，移动板两侧均设有一个插入导向槽的导向柱，所述两个移动板分别设有与丝杆两端螺纹匹配的螺纹孔，所述U形插板的冲压方法还包括位于a步骤和b步骤之间的转动丝杆的步骤。

Images