CN105458065A - 一种小塌角精冲件的成形方法 - Google Patents

一种小塌角精冲件的成形方法 Download PDF

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罗丞
张祥林
屈亚奇
罗培源
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华中科技大学
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Abstract

本发明涉及一种减小精冲零件尖角处塌角,提高剪切面质量的精冲成形工艺方法,包括凹模镶块制作、板料预处理和冲裁步骤。本发明在精冲成形的凹模上,围绕凹模型腔尖角部分设置范围的凸起镶块,镶块的凸起高度为板料厚度的80%-90%,凸起镶块的内轮廓与所述尖角相似,凸起设置距离凹模型腔0.5-1.5mm,相应压边圈位置除去齿圈。本方法减小了废料对于零件尖角部分成形的影响,同时极大的增强了零件尖角部分的三向应力,所得到的精冲件尖角部位塌角可减小到料厚的10%以下,且尖角部分断面质量大大提高。本发明设计简单,成本低,且大大减小了精冲件尖角的塌角,提高了尖角精冲零件的有效工作面积。

Description

一种小塌角精冲件的成形方法
技术领域
[0001]本发明属于精密冲裁的技术领域,特别适用减小精冲零件指定部位的塌角的精冲成形方法。
背景技术
[0002]精冲是在普通冲裁的基础上发展起来的一种精密冲压加工,用以取代整修和冲裁供坯后进行各种切削加工的繁杂工艺,从而改变冲压生产技术的毛坯生产性质,使其能直接提供符合产品装配要求的板料冲压件,达到降低成本、提高质量的目的。塌角是板料进入凹模时凹模刃口附近的材料发生塑性变形及流动而产生的塌陷现象,它是评价精冲零件好坏的一个重要标准,实际生产中存在带有尖角或齿形的精冲零件的尖角处塌角过大问题,有的塌角高度甚至超过材料厚度的25%,会减少零件的有效接触配合面积,降低零件强度、零件的使用寿命以及零件工作的安全性;现有技术为了避免塌角过大的问题,一般采用增加辅助工序方法,导致生产成本大大增加。
[0003]现有减小精冲零件塌角的主要方法有:1)对向凹模精冲,对向精冲是一种减小塌角的精冲工艺方式,其通过对向凹模产生方向压得到无毛刺,小塌角的冲裁零件,但该方法对模具的设计,模具钢的强度要求较高,无法在普通精冲机上使用,且需要伺服压力机。2)负间隙精冲,负间隙精冲是一种凸模尺寸大于凹模型腔尺寸的一种挤压式的精冲方法,可极大的减小塌角,此方法模具受力很大,模具寿命较短,且需要很大的冲裁力,对压力机要求较高。3)修整法,对零件进行二次的精修,可去除塌角,在加工出零件后的二次修整,使得零件生产周期变长,减小了效率。
发明内容
[0004]针对现有技术存在的问题,本发明提出一种小塌角精冲件的成形方法,以求经济、快捷、方便地实现小塌角零件的精冲。
[0005]本发明所采用的方法,包括凹模镶块制作、板料预处理和冲裁步骤,其中:
[0006]凹模镶块制作步骤:在凹模型腔尖角部分略微向外处,设置凸起镶块包围住尖角,凸起镶块的内轮廓与所述尖角几何相似,所述凹模型腔尖角在其凸起镶块的内轮廓包围中,凹模镶块上表面平整,凸起高度为板料厚度的80%~90%;
[0007]板料预处理步骤:在板料与凸起镶块相对应的位置上,预加工出与凹模凸起镶块微过盈配合的冲孔;
[0008]冲裁步骤:将板料固定在凹模上,其预加工的冲孔正对凸起镶块,凸模冲裁,完成零件精冲成形。
[0009]进一步的,所述凹模镶块的轮廓进行倒圆角处理,方便板料上的冲孔与镶块相配入口 ο
[0010]进一步的,所述凹模镶块内轮廓与尖角外轮廓相距在0.5-1.5mm之间。
[0011]进一步的,所述凸模侧面设有压边圈,所述压边圈下表面与凸模工作面平行,其上设有V形齿,其高度为所述V形齿内轮廓与所冲裁的零件轮廓相似;在所述凹模镶块对应的区域不设V形齿,防止V形齿与凹模镶块发生干涉。
[0012]在上述方案中,所述的凹模凸起镶块的外轮廓为尖角的包络轮廓,凸出凹模高度为板料厚度的80 %_90%,防止在加工的过程中板料厚度变薄,导致凸起与压边圈发生接触产生危险及损坏。
[0013]本发明的有益效果是:凸起镶块与板料冲孔的配合提高了尖角区域的三向压应力,使得塑性变形变得更加容易,极大减小了裂纹产生的概率,提高了尖角断面的光洁度。且尖角区域废料部分的废料体积由于板料的预冲孔加工得到了极大的减小,废料对于零件尖角区域的影响极大的减小,凸起镶块又极大的阻止了零件尖角部分的材料的流动,使得塌角得到了极大的改善,大小降低到板料厚度的10%以下。同时,本方法可以适用于任意形状的精冲件,可以根据设计者的要求,来改善零件所需部位的断面光洁度及塌角。
附图说明
[0014]图1为本发明中精冲件实施例的结构示意图;
[0015]图2为本发明中精冲件实施例的左视图;
[0016]图3为本发明的精冲模结构示意图;
[0017]图4为本发明的凹模结构示意图;
[0018]图5为本发明的压边圈结构不意图;
[0019]图6为本发明的凹模镶块示意图;
[0020]图7为本发明的凹模镶块的俯视图;
[0021 ]图8为本发明的凹模镶块的左视图;
[0022]图9为本发明的预加工板料的示意图;
[0023]图10为本发明的预加工板料的左视图;
[0024]图11为本发明冲裁完成后的板料不意图;
[0025]图12为本发明的精冲成形的正向冲裁示意图;
[0026]图13为本发明的精冲成形的冲裁完成示意图;
[0027]图14为本发明的精冲成形的退出精冲件和板料示意图。
[0028]图中标记为:压边圈1,冲孔反顶器2,凸凹模3,凸起镶块4,凹模5,冲孔凸模6,落料反顶器7,板料8。
具体实施方式
[0029]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0030]现结合附图对本发明方案进行说明,本发明并不局限于下述实例。
[0031]如图1、图2所示的精冲件实施例的结构示意图,材料为50号钢,厚度为4mm,为带尖角的普通平板件,存在一个圆形通孔,尖角大小为60°,半径R = 0.5mm。图3所示为根据本发明方法针对上述零件设计的精冲模结构示意图。如图4所示的凹模结构示意图,在凹模设计加工时设置凹模尖角附近的凸起镶块,具体形状尺寸如图6、图7、图8所示,外轮廓为尖角包络轮廓及三个10mm、两个1.5mm的边,临边为垂直关系。本实例中,设计了四组参数分别实施:1.凸起高度3.2mm,即板料厚度的80%,凹模镶块内轮廓与尖角外轮廓相距0.5mm。2.凸起高度3.6mm,即板料厚度的90%,凹模镶块内轮廓与尖角外轮廓相距凸起高度3.6mm,即板料厚度的90%,凹模镶块内轮廓与尖角外轮廓相距1.0mmJ.凸起高度3.6mm,SP板料厚度的90%,凹模镶块内轮廓与尖角外轮廓相距1.5mm。
[0032]如图5所示的压边圈结构示意图,V形齿与零件轮廓间距2mm,形状为等腰直角三角形,直角朝上且高度为1mm,在压边圈与凹模凸起镶块所对应的位置,除去齿圈,防止V形齿与凹模镶块发生干涉。根据凹模凸起镶块的设计,以及板料上零件的相对位置,预加工如图
9、图10所示的预加工板料,在板料上预加工出与凹模凸起镶块微过盈配合的冲孔,配合时可产生一定的横向应力,提高冲裁质量。冲裁前,压边圈齿圈压入板料,板料与凹模凸起镶块微过盈配合,进行如图12、图13、图14所示的精冲成形过程。图11为本案例冲裁完成后的板料示意图。
[0033]加工完成后的精冲件尖角处的断面光洁度比其余部位高许多,塌角小于0.4mm,塌角减小的效果随着凹模镶块与尖角外轮廓距离的减小而增大,但距离越小时,零件产生的毛刺越大。凹模镶块的高度设90 %时,塌角要略小于高度设为80 %时的塌角。应结合实际加工要求设计这两个参数,镶块的高度应在不与压边圈产生干涉的情况下越高越好,凹模镶块与尖角外轮廓的距离应根据实际对加工零件毛刺的要求进行调整。与普通精冲成形相比较,本发明所提供的方法,开拓了一种新型的可控精冲件局部塌角及断面光洁度的成形途径,提高零件的使用性能及寿命。
[0034]本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种小塌角精冲件的成形方法,其特征在于,包括凹模镶块制作、板料预处理和冲裁步骤,其中: 凹模镶块制作步骤:在凹模型腔尖角部分略微向外处,设置凸起镶块包围住尖角,凸起镶块的内轮廓与所述尖角几何相似,所述凹模型腔尖角在其凸起镶块的内轮廓包围中,凹模镶块上表面平整,凸起高度为板料厚度的80 %~90%; 板料预处理步骤:在板料与凸起镶块相对应的位置上,预加工出与凹模凸起镶块微过盈配合的冲孔; 冲裁步骤:将板料固定在凹模上,其预加工的冲孔正对凸起镶块,凸模冲裁,完成零件精冲成形。
2.如权利要求1所述的成形方法,其特征在于:所述凹模镶块制作步骤中,对凹模凸起镶块的轮廓进行倒圆角处理。
3.如权利要求1或2所述的成形方法,其特征在于,所述凹模镶块内轮廓与尖角外轮廓相距在0.5-1.5mm之间。
4.如权利要求1-3所述的成形方法,其特征在于,所述凸模侧面设有压边圈,所述压边圈下表面与凸模工作面平行,压边圈下表面设有V形齿;所述V形齿内轮廓包围所冲裁的零件轮廓,两者形状几何相似;在所述凹模镶块对应的区域不设V形齿。
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