CN104148506B - 一种消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具 - Google Patents

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本发明公开了一种消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，包括下模座和上模座，所述的上模座上设有外导柱，所述的下模座上设有供所述的外导柱在其内滑动导向的外导向孔，所述的下模座上侧设有凹模背板，所述的上模座下侧设有冲子背板，冲子背板下侧设有冲子保持板，所述的凹模背板上部设有凹模，所述的冲子保持板上设有冲子，其技术方案的要点是，所述的冲子的冲子横截面圆弧倒角段与所述的凹模的凹模腔横截面圆弧倒角段之间的最大间隙Dmax设置大于冲子横截面平直段与凹模腔横截面平直段之间的间隙D。

Description

一种消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具
【技术领域】
本发明涉及一种金属薄板冲压加工设备，更具体地说是一种消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具。
【背景技术】
伴随市场竞争的日趋激烈各厂家纷纷开发大片加宽的金属薄板连续冲压产品，以提高产品的生产效率，减低产品的制造成本。
大片加宽的金属薄板连续冲压产品，在冲压生产过程中容易产生波浪变形问题，波浪变形问题会严重影响后续制作工序的顺利进行。波浪问题是困扰行业的一个技术难题。
波浪产生原因分析，新模具或是研磨模具剪口后的最初一段时间，剪口处于比较锋利的状态冲压产品不会产生波浪变形。冲压一段时间模具剪口变钝后，冲压产品开始产生波浪变形。冲裁面圆弧倒角段整个断面呈现为光亮带，与附近区域平直边段的正常冲裁断面有明显的差异，产生这种现象的原因是冲子变钝后与冲压金属薄板之间产生剧烈的摩擦所致，同时在冲压金属薄板内部产生了很大的压应力。
产品产生波浪变形时，观察冲子发现冲子的平直边和圆角位置都出现了磨损变钝，刀口呈圆角状，而且圆角位置会比平直边磨损大，磨损区间大约是平直边的两倍，冲子刃口变钝，造成冲压各阶段在被冲压冲压金属薄板内部产生的拉应力和压应力都会成倍增加，尤其是压应力增加更为明显。
当一个冲压动作结束时，产品的外部约束力被解除﹐材料内部的压应力的反作用力会使产品产生变形趋势，而当反作用力到一定程度时，就会失稳，从而形成局部拱起即为波浪变形。
综上所述，冲压金属薄板产品产生波浪变形的原因是由于冲子刃口磨损后在产品内部产生的压应力，尤其产品倒角部区域的压应力引起。
如何减缓冲子磨损是解决冲压金属薄板产品波浪变形问题的一个有效途径﹐尤其是减缓冲子倒角部区域的磨损，本申请人尝试采用采用设计以下工艺试验方案﹐希望解决冲压金属薄板产品波浪变形问题。
1.更换冲压生产用冲压油的工艺试验：从产品工艺角度，希望冲压油挥发性好，易于清洁产品和模具，黏度要低。从增加冲子润滑，减缓冲子磨损角度，要求冲压油黏度要高。尝试换用高黏度冲压油发现：波浪问题略有改善，但未达到预期目标，而模具塞屑的频次却增加较多，此方案不可行。
2.冲子材质更换为更加耐磨的陶瓷材质的工艺试验：将常用的硬质合金材料更换为陶瓷材料进行尝试，因陶瓷材料为单晶材质，其耐磨损寿命大约是硬质合金的3倍，但是陶瓷材料的抗折力和破坏韧性值都很低，陶瓷冲子很容易出现崩刃，冲子折断等非磨损性破坏。因此，模具中若使用陶瓷冲子因其易崩易折而造成风险太大﹐此方案也不可行。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，在保证产品质量和冲子强度的情况下，采用增大级进模具冲子横截面圆弧倒角段与凹模腔横截面圆弧倒角段之间的间隙来有效消除级进模具冲压金属薄板产生波浪变形。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，包括下模座10和上模座20，所述的上模座20上设有外导柱60，所述的下模座10上设有供所述的外导柱60在其内滑动导向的外导向孔105，所述的下模座10上侧设有凹模背板30，所述的上模座20下侧设有冲子背板40，冲子背板40下侧设有冲子保持板50，所述的凹模背板30上部设有凹模2，所述的冲子保持板50上设有冲子1，其特征在于：所述的冲子1的冲子横截面圆弧倒角段101与所述的凹模2的凹模腔横截面圆弧倒角段201之间的最大间隙Dmax设置大于冲子横截面平直段102与凹模腔横截面平直段202之间的间隙D。
如上所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp大于所述的凹模腔横截面圆弧倒角段201的圆弧倒角半径Rd。
如上所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面平直段102与凹模腔横截面平直段202之间的间隙D＝0.0075mm～0.0085mm，所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp＝0.09mm～0.105mm，所述的凹模腔横截面圆弧倒角段201的圆弧倒角半径Rd＝0.075mm～0.08mm。
如上所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面平直段102与凹模腔横截面平直段202之间的间隙D＝0.008mm，所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp＝0.09mm，所述的凹模腔横截面圆弧倒角段201的圆弧倒角半径Rd＝0.08mm。
如上所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp＝0.095mm。
如上所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp＝0.1mm。
如上所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp＝0.105mm。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明采用增大级进模具冲子横截面圆弧倒角段与凹模腔横截面圆弧倒角段之间的间隙来减少冲子磨损，消减冲压金属薄板在冲压过程中产生内应力。在保证产品质量和冲子强度的情况下有效消除了级进模具冲压金属薄板产生波浪变形。
2、本发明采用冲子横截面圆弧倒角段的圆弧倒角半径大于凹模腔横截面圆弧倒角段的圆弧倒角半径来实现级进模具冲子横截面圆弧倒角段与凹模腔横截面圆弧倒角段之间的最大间隙设置大于冲子横截面平直段与凹模腔横截面平直段之间的间隙，内径大于外径，模具容易加工，容易实现。
【附图说明】
图1是本发明结构剖切示意图；
图2是本发明冲子与凹模配合示意图。
【具体实施方式】
一种消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，包括下模座10和上模座20，所述的上模座20上设有外导柱60，所述的下模座10上设有供所述的外导柱60在其内滑动导向的外导向孔105，所述的下模座10上侧设有凹模背板30，所述的上模座20下侧设有冲子背板40，冲子背板40下侧设有冲子保持板50，所述的凹模背板30上部设有凹模2，所述的冲子保持板50上设有冲子1，所述的冲子1的冲子横截面圆弧倒角段101与所述的凹模2的凹模腔横截面圆弧倒角段201之间的最大间隙Dmax设置大于冲子横截面平直段102与凹模腔横截面平直段202之间的间隙D。
间隙须控制在一定范围，间隙过小容易产生内应力，间隙过大容易产生毛刺。
所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp大于所述的凹模腔横截面圆弧倒角段201的圆弧倒角半径Rd。
所述的冲子横截面平直段102与凹模腔横截面平直段202之间的间隙D＝0.0075mm～0.0085mm，所述的冲子横截面圆弧倒角段的圆弧倒角半径Rp＝0.09mm～0.105mm，所述的凹模腔横截面圆弧倒角段的圆弧倒角半径Rd＝0.075mm～0.08mm。在上述数值范围内均能保证产品质量，消除波浪变形。
所述的冲子横截面平直段102与凹模腔横截面平直段202之间的间隙优选为D＝0.008mm，所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径优选为Rp＝0.09mm，所述的凹模腔横截面圆弧倒角段201的圆弧倒角半径优选为Rd＝0.08mm。此时，冲子横截面圆弧倒角段101与凹模腔横截面圆弧倒角段201之间的最大间隙Dmax＝0.015mm，产品圆角位置相比平直边位置塌角带比较接近,光亮带较宽，波浪变形基本消除，毛刺在管控规格范围内。
所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp＝0.095mm。此时，冲子横截面圆弧倒角段101与凹模腔横截面圆弧倒角201之间的最大间隙Dmax＝0.018mm，产品圆角位置相比平直边位置塌角带比较接近,光亮带也比较接近，波浪变形消除，毛刺在管控规格范围内，此值效果最佳。
所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp＝0.1mm。此时，冲子横截面圆弧倒角段101与凹模腔横截面圆弧倒角段201之间的最大间隙Dmax＝0.02mm，产品圆角位置相比平直边位置塌角带比较接近,光亮带也比较接近，毛刺在管控规格范围内，但毛刺稍大。
所述的冲子横截面圆弧倒角段101的圆弧倒角半径Rp＝0.105mm。此时，冲子横截面圆弧倒角段101与凹模腔横截面圆弧倒角段201之间的最大间隙Dmax＝0.022mm，产品圆角位置相比平直边位置塌角带比较接近,光亮带也比较接近，波浪变形消除，毛刺在管控规格范围内，但毛刺稍大。

Claims (7)

1.一种消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，包括下模座(10)和上模座(20)，所述的上模座(20)上设有外导柱(60)，所述的下模座(10)上设有供所述的外导柱(60)在其内滑动导向的外导向孔(105)，所述的下模座(10)上侧设有凹模背板(30)，所述的上模座(20)下侧设有冲子背板(40)，冲子背板(40)下侧设有冲子保持板(50)，所述的凹模背板(30)上部设有凹模(2)，所述的冲子保持板(50)上设有冲子(1)，其特征在于：所述的冲子(1)的冲子横截面圆弧倒角段(101)与所述的凹模(2)的凹模腔横截面圆弧倒角段(201)之间的最大间隙Dmax设置大于冲子横截面平直段(102)与凹模腔横截面平直段(202)之间的间隙D。
2.根据权利要求1所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面圆弧倒角段(101)的圆弧倒角半径Rp大于所述的凹模腔横截面圆弧倒角段(201)的圆弧倒角半径Rd。
3.根据权利要求2所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面平直段(102)与凹模腔横截面平直段(202)之间的间隙D＝0.0075mm～0.0085mm，所述的冲子横截面圆弧倒角段(101)的圆弧倒角半径Rp＝0.09mm～0.105mm，所述的凹模腔横截面圆弧倒角段(201)的圆弧倒角半径Rd＝0.075mm～0.08mm。
4.根据权利要求3所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面平直段(102)与凹模腔横截面平直段(202)之间的间隙D＝0.008mm，所述的冲子横截面圆弧倒角段(101)的圆弧倒角半径Rp＝0.09mm，所述的凹模腔横截面圆弧倒角段(201)的圆弧倒角半径Rd＝0.08mm。
5.根据权利要求1所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面圆弧倒角段(101)的圆弧倒角半径Rp＝0.095mm。
6.根据权利要求1所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面圆弧倒角段(101)的圆弧倒角半径Rp＝0.1mm。
7.根据权利要求1所述的消除冲压金属薄板产生波浪变形的级进模具，其特征在于：所述的冲子横截面圆弧倒角段(101)的圆弧倒角半径Rp＝0.105mm。
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