CN104722642A - 一种冲压模具及冲压方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冲压加工领域，特别涉及一种冲压模具及冲压方法，所述冲压模具包括凹模和凸模，所述凹模和凸模之间形成模具间隙，所述凹模上部设有用于穿过板料上的通孔的挺件器；所述模具间隙处设有固定结构，用于在所述通孔周围位置压住板料。本发明提供的冲压模具，在模具间隙处对应通孔周围位置设置固定结构，控制通孔结构周围的板料流动量，从根本上解决了在再成型工艺中板料通孔精度超差的问题，并且确保制成的冲压件的质量稳定性。

Description

一种冲压模具及冲压方法
技术领域
本发明涉及冲压加工领域，特别涉及一种冲压模具及冲压方法。
背景技术
汽车的钣金零件，以座椅安装板为例，该座椅安装板材质为：SPHC（热轧钢板）、厚度：2.0mm。其冲压成型采用两道工序实现：落料冲孔；成型翻边。如图1所示，在成型翻边工序中，使用的冲压模具包括凸模1、凹模2和形成在所述凹模2与凸模1之间的模具间隙3。凹模2上固定有挺件器4，用于定位板料上的通孔。在落料冲孔工序之后，将板料放置在模具间隙3处，凹模2和凸模1合模，对板料的两侧边缘处进行成型翻边操作，制成冲压件5（如图2所示）。出件后，发现该冲压件5在落料冲孔工序冲的通孔6在成型翻边后，该通孔6的孔径在宽度方向严重超差（孔径公差要求：0～+0.1）。原因在于：板料在零件宽度方向下弯曲成形，其上通孔孔径周围板料产生流动，造成通孔变形。通孔变形后，通孔的长轴为11.45mm，短轴为10.90mm，明显地，该制成的冲压件质量不能满足产品要求。
分析冲压件产生孔径超差缺陷的原因，主要是因为，板料上的通孔在成型翻边工艺中，其宽度方向材料流动量较大，造成在通孔在板料的宽度方向拉长，导致冲压件上的通孔超差。
现有常用的解决方案为：不调整成型模具，根据在成型翻边工序中的孔径的变形量，在落料冲孔工艺中使用异形冲头，冲异型孔。再统计孔径变形长轴、短轴尺寸变化，改落冲圆孔为椭圆孔，成形后变形近似圆孔的方法。使用异形冲头，模具装配必须保证凸凹方向。同时，还要留有非标备件。随着冲压机及工艺参数的变化，座椅安装孔的孔径尺寸质量稳定性差。
为了解决以上问题，本发明做了有益改进。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是克服现有冲压件再成型后，其上通孔易变形的技术问题。
（二）技术方案
本发明是通过以下技术方案实现的：一种冲压模具，包括凹模和凸模，所述凹模和凸模之间形成模具间隙，所述凹模上部设有用于穿过板料上的通孔的挺件器；所述模具间隙处设有固定结构，用于在所述通孔周围位置压住板料。
其中，所述固定结构为垫片。
进一步，所述固定结构为设在所述凸模底面上的凸起结构。
再进一步，所述凸起结构的边棱与所述凸模底面之间设有圆弧形过渡结构。
其中，所述板料的材质为SPHC，所述凸起结构距凸模底面的高度为所述板料厚度的15%～20%。
优选地，所述凸起结构距凸模底面的高度为所述板料厚度的20%。
本发明还提供一种冲压方法，包括以下步骤：
S1在凹模的上部、位于挺件器周围位置放置具有预设厚度的固定垫片；
S2将设有通孔的板料放置在所述凹模的上部，使挺件器穿过所述通孔；所述凸模和凹模合模，对所述板料进行成型实验加工；
S3出件后，对所述板料上的通孔精度进行测量；如测得通孔精度超差，则更换不同厚度的固定垫片，重复进行所述步骤S1～S2；如测得通孔精度在公差范围内，则确定此时所用固定垫片厚度与该板料厚度的比例为同种材质板料的固定结构厚度比例；
S4对具有不同厚度、同种材质的设有通孔的板料进行成型加工前，根据所用板料的厚度以及所述固定结构厚度比例，得出所需固定结构厚度；在所述凸模底面位于所述挺件器周围位置形成具有所述固定结构厚度的凸起结构；然后，所述凸模和凹模对所述板料进行成型加工。
进一步，所述步骤S4中，所述凸模底面通过补焊及机加工方法形成凸起结构。
（三）有益效果
与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：
1、本发明提供的冲压模具，在模具间隙处对应通孔周围位置设置固定结构，控制通孔结构周围的板料流动量，从根本上解决了在再成型工艺中板料通孔精度超差的问题，并且确保制成的冲压件的质量稳定性。
2、本发明提供的冲压方法，通过增加不同厚度固定垫片等效模拟固定结构的方法，通过实验得出固定结构厚度与通孔精度的关系；再对模具本身的结构进行调整，在凸模上增设固定结构代替固定垫片，用于压住板料通孔周围位置，从而快速有效地解决板料冲孔再成型后通孔变形的问题。
附图说明
图1是现有冲压模具的结构示意图；
图2是现有冲压件结构图；
图3是本发明提供的冲压模具结构图。
附图中，各标号所代表的组件列表如下：
1-凸模；2-凹模；3-模具间隙；4-挺件器；5-冲压件；6-通孔；7-板料；8-固定结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
本实施例提供一种冲压模具，该冲压模具对已冲孔的板料进行再成型加工，例如对落料冲孔后的板料进行成型翻边操作。如图3所示，其包括凹模2和凸模1，所述凹模2和凸模1之间形成模具间隙3，所述凹模2上部设有用于穿过板料7上的通孔的挺件器4，从而对板料7进行定位；所述模具间隙3处在对应所述挺件器4周围位置设置有用于压住所述板料7通孔周围位置的固定结构8。本发明的冲压模具通过该固定结构控制再成型加工时板料通孔周围材料的流动性，从根本上解决了板料再成型加工时，其上通孔精度超差的问题，并且能够确保产品的质量稳定性。
所述固定结构8可采用多种结构，只要能够压住所述通孔周围的板料即可。本实施例中，优选地，所述固定结构采用垫片或设在所述凸模底面上的凸起结构。所述垫片能够保证模具间隙处调换该固定结构的快捷性，而凸起结构，能够使模具的性能具有稳定性。
进一步，所述凸起结构的边棱与所述凸模底面之间设有圆弧形过渡结构。因而，在再成型加工后，凸起结构在板料上产生的压痕比较容易消除。
其中，如板料的材料选用为SPHC材料，所述凸起结构距凸模底面的高度为所述板料的15%～20%，此时，板料上的通孔精度能够得到有效提高。优选地，所述凸起结构距凸模底面的高度为所述板料厚度的20%，此时，板料上的通孔精度被控制在公差范围之内。
本实施例还提供一种冲压方法，包括以下步骤：
S1在凹模的上部、位于挺件器周围位置放置具有预设厚度的固定垫片。
S2将设有通孔的板料放置在所述凹模的上部，使挺件器穿过所述通孔；所述凸模和凹模合模，对所述板料进行成型实验加工；
S3出件后，对所述板料上的通孔精度进行测量；如测得通孔精度超差，则更换不同厚度的固定垫片，重复进行所述步骤S1～S2；如测得通孔精度在公差范围内，则确定此时所用固定垫片厚度与该板料厚度的比例为同种材质板料的固定结构厚度比例；
S4对具有不同厚度、同种材质的设有通孔的板料进行成型加工前，根据所用板料的厚度以及所述固定结构厚度比例，得出所需固定结构厚度；在所述凸模底面位于所述挺件器周围位置形成具有所述固定结构厚度的凸起结构；然后，所述凸模和凹模对所述板料进行成型加工。
所述冲压方法通过在模具上增加不同厚度的固定垫片等效模拟固定结构的厚度，再通过凸起结构替代固定垫片，进行成型加工。其中，通过实验加工得出固定结构厚度与通孔精度的关系，再确定固定结构厚度比例；对于同种材质板料，就可通过该固定结构厚度比例，确定模具凸模底面上凸起结构的厚度，再通过对凸模底面形成凸起结构的方式，实现对板料通孔周围位置材料流动的控制，从而快速有效地解决通孔在板料成型工艺后变形的问题。
具体地，所述步骤S4中，所述凸模底面通过补焊及机加工方法形成凸起结构。
实施例一
本实施例以一种车辆座椅冲压件为例。该冲压件通过落料冲孔工艺在板料上形成了通孔，该冲压件采用的板料材质为SPHC、厚度：2.0mm。该通孔的圆孔孔径公差范围为0～0.1mm。在模具的间隙处未加垫片情况下，对该冲压件进行翻边成型工艺操作，出件后，该冲压件上的通孔孔径为11.30mm，超差。
在模具间隙处的挺件器周围位置增设用于压住板料的厚度为0.2mm的固定垫片；凸模和凹模对该冲压件进行翻边成型加工，出件后，测量板料上的通孔精度，孔径在长轴方向的变形量不明显，11.29，超差。主要是板料为2.0mm厚高强板，垫片顶出力大小因数影响、底面弯曲压型落差大，因此改善不明显。再加0.2mm垫片，进行翻边成型冲压后，通孔孔径为11.29mm，超差。加0.3mm垫片，通孔孔径为11.17mm，仍然超差，但超差值呈下降趋势明显，通孔孔径精度显著提升。加0.4mm垫片，通孔孔径为11.06mm，在孔径公差范围内。
此时，所加垫片的厚度与板料厚度之比为20%。所以，同种材质，即SPHC材质的板料，并且厚度为20mm的板料而言，确定模具间隙在通孔周围位置局部应减少20×20%=0.4mm的高度。在所述凸模底面上对应通孔周围位置增设0.4mm的凸起结构，再使用该凸模和凹模对该板料进行冲压操作，使该板料上的通孔精度得到了保证。其中，确定凸起结构的高度后，对模具进行补焊、机加工的方法形成凸起结构，从而快速有效的解决问题。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种冲压模具，包括凹模和凸模，所述凹模和凸模之间形成模具间隙，所述凹模上部设有用于穿过板料上的通孔的挺件器；其特征在于，所述模具间隙处设有固定结构，用于在所述通孔周围位置压住板料。
2.根据权利要求1所述的冲压模具，其特征在于，所述固定结构为垫片。
3.根据权利要求1所述的冲压模具，其特征在于，所述固定结构为设在所述凸模底面上的凸起结构。
4.根据权利要求3所述的冲压模具，其特征在于，所述凸起结构的边棱与所述凸模底面之间设有圆弧形过渡结构。
5.根据权利要求3所述的冲压模具，其特征在于，所述板料的材质为SPHC，所述凸起结构距凸模底面的高度为所述板料厚度的15%～20%。
6.根据权利要求5所述的冲压模具，其特征在于，所述凸起结构距凸模底面的高度为所述板料厚度的20%。
7.一种冲压方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1在凹模的上部、位于挺件器周围位置放置具有预设厚度的固定垫片；
S2将设有通孔的板料放置在所述凹模的上部，使挺件器穿过所述通孔；所述凸模和凹模合模，对所述板料进行成型实验加工；
S3出件后，对所述板料上的通孔精度进行测量；如测得通孔精度超差，则更换不同厚度的固定垫片，重复进行所述步骤S1～S2；如测得通孔精度在公差范围内，则确定此时所用固定垫片厚度与该板料厚度的之比为同种材质板料的固定结构厚度比例；
S4对具有不同厚度、同种材质的设有通孔的板料进行成型加工前，根据所用板料的厚度以及所述固定结构厚度比例，得出所需固定结构厚度；在所述凸模底面位于所述挺件器周围位置形成具有所述固定结构厚度的凸起结构；然后，所述凸模和凹模对所述板料进行成型加工。
8.根据权利要求7所述的冲压方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述凸模底面通过补焊及机加工方法形成凸起结构。
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