CN107405672A - 冲裁加工方法、冲压成型件的制造方法以及冲压成型件 - Google Patents

Abstract

本发明的冲裁加工方法是对金属制的板状材料(1a)依次实施由冲头和冲模进行的多个工序的冲裁加工的冲裁加工方法。通过前工序冲裁加工，在板状材料(1a)上形成前工序冲裁面(2)，之后在后工序冲裁加工中，通过与前工序冲裁面(2)交叉而对板状材料(1a)进行冲裁，从而在板状材料(1a)上形成后工序冲裁面(3)，同时在板状材料(1a)的前工序冲裁面(2)和后工序冲裁面(3)相交的部位形成匹配部(5)时，在前工序冲裁加工之后，且后工序冲裁加工之前，对板状材料(1a)，将要形成所述匹配部(5)的板状材料(1a)的匹配部形成部位(5a)从板状材料(1a)的表面(TS)侧和背面(BS)侧夹入而压扁。由此，能够有效地抑制在之后的后工序冲裁加工中形成的匹配部的毛刺的产生。

Description

冲裁加工方法、冲压成型件的制造方法以及冲压成型件

技术领域

本发明涉及例如通过顺序动作冲压模具等对金属制的板状材料依次实施由冲头、冲模进行的多个工序的冲裁加工的冲裁加工方法、冲压成型件的制造方法以及冲压成型件，尤其提出了通过多个工序的冲裁加工能够抑制形成于板状材料上的各冲裁面相互相交的部位的毛刺形成、以及此处的金属粉末的产生的技术。

背景技术

在制造连接器端子时，通常采用顺序动作模具的高速冲压而进行。

在所述顺序动作模具的内部，例如将长条带状的金属制的板状材料向一个方向间歇性地输送的同时，对板状材料实施冲裁加工，经过冲裁出预定的轮廓形状的冲裁工序、以及之后根据需要而实施倒角加工或弯曲加工的各工序，制造出连接器端子及其他的冲压成型件。

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在上述冲裁工序中，从板状材料冲裁出如端子形状等的存在角部的复杂的轮廓形状时，通过仅一次的冲裁加工很难冲裁出，因此分为多个工序实施冲裁加工，通过这些冲裁加工最终将板状材料成型为预期的轮廓形状。

如此实施多个工序的冲裁加工时，在某个冲裁加工中，有时会与通过比其更早进行的冲裁加工而已经形成在板状材料上的冲裁面交叉而进行冲裁，此时，通过先进行的前工序冲裁加工和后进行的后工序冲裁加工分别形成的各冲裁面位于相互邻接的位置，在这些冲裁面相交的部位形成有所谓的称为匹配部的角部。

在该匹配部容易形成向板状材料的表面侧或背面侧突出的大毛刺，并且存在毛刺剥落一半的须状毛刺而导致的不良的产生、以及由于毛刺剥落而导致的金属粉末的产生的问题。此外，不管有无毛刺，在上述的匹配部都容易产生金属粉末，并且产生的金属粉末夹在材料和模具之间，导致作为压痕的凹痕不良以及其他各种成型件不良的产生的问题。

匹配部的毛刺或金属粉末的问题未建立有效的解决方案，一般在模具的设计阶段对冲裁形状或顺序等悉心钻研以使毛刺或金属粉末难以产生。为此，有时也会成为设计上的限制。另外，模具完成后发现存在问题时，为了解决该问题，需要大规模的模具修改，因此通过频繁地进行模具内的清洗来处理的情况较多，从而成为降低冲压机的运转率的主要因素。

本发明的问题在于，解决这种问题，目的在于提供一种冲裁加工方法、采用所述冲裁加工方法的冲压成型件的制造方法以及冲压成型件，所述冲裁加工方法能够有效地抑制通过进行多个工序的冲裁加工而形成的匹配部的毛刺的产生以及该处的金属粉末的产生。

用于解决问题的方案

发明人为了解决上述问题而进行了大量研究，其结果是发现，在分多个工序进行冲裁加工的过程中，通过在形成带来匹配部的前工序冲裁面和后工序冲裁面的各个冲裁加工之间进行镦锻(swage)加工，能够抑制匹配部的毛刺的产生以及金属粉末的产生，所述镦锻加工是将板状材料的前工序冲裁面的近旁的至少在后工序冲裁加工后可能形成匹配部的部位压扁的加工。

在这种发现的基础上，本发明的冲裁加工方法对金属制的板状材料依次实施由冲头(punch)和冲模(die)进行的多个工序的冲裁加工，通过前工序冲裁加工，在板状材料上形成前工序冲裁面，之后在后工序冲裁加工中，通过与前工序冲裁面交叉而对板状材料进行冲裁，在板状材料上形成后工序冲裁面，同时在板状材料的前工序冲裁面和后工序冲裁面相交的部位形成匹配部时，在前工序冲裁加工之后，且后工序冲裁加工之前，对板状材料实施镦锻加工，将要形成所述匹配部的板状材料的匹配部形成部位从板状材料的表面侧和背面侧夹入而压扁。

优选地，在后工序冲裁加工中，通过冲头按压板状材料的表面侧时，在该后的工序冲裁加工之前进行的所述镦锻加工中，从板状材料的与所述表面侧为相反侧的背面侧对板状材料的所述匹配部形成部位进行按压并压扁。

在此种情况下，更加优选地，在所述镦锻加工中，利用相对于板状材料的表面和背面倾斜30°～85°的倾斜接触面，对所述匹配部形成部位的所述背面和前工序冲裁面之间的边界部分进行按压并压扁。

此外，优选地，对于板状材料的厚度方向，所述镦锻加工率的范围为30％～90％。在此，加工率是以镦锻加工后减少的匹配部形成部位的厚度相对于镦锻加工前的匹配部形成部位的厚度的比率表示的。

此外，该发明的冲压成型件的制造方法采用上述任一冲裁加工方法。

此外，该发明的冲压成型件由上述制造方法所制造。

发明效果

根据本发明的方法，在前工序冲裁加工后，后工序冲裁加工之前进行的镦锻加工中，通过将板状材料的匹配部形成部位从板状材料的表面侧和背面侧夹入而压扁，调整了前工序冲裁面的匹配部形成部位的前工序冲裁面的性状，由此能够有效地抑制在其后的后工序冲裁加工中形成的匹配部的毛刺产生。与此同时，还能够抑制因毛刺剥落等引起的金属粉末的产生。此外，根据本发明的方法，无需对模具进行高成本的修改就能够应对匹配部的毛刺或金属粉末的问题，因此实际使用比较容易。

附图说明

图1是表示对板状材料实施多个工序的冲裁加工时的示例的板状材料的俯视图。

图2是在图1的冲裁加工的后工序冲裁加工中排出的废料的俯视图。

图3是表示图1的冲裁加工后的冲压成型件的俯视图。

图4是表示关于本发明的一个实施方式的冲裁加工方法的板状材料的俯视图。

图5是图4(c)的箭头A的视图。

图6是表示通过现有方法成型的冲压成型件的匹配部的与图5相同的图。

图7是图4(b)的VII-VII线放大剖视图。

图8是表示通过其他实施方式的方法成型的冲压成型件的匹配部的与图5相同的图。

图9是图8的X-X线剖视图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

在本发明一个实施方式的冲裁加工方法中，在对金属制的板状材料依次实施由冲头和冲模进行的多个工序的冲裁加工时，在这些冲裁加工中，分别通过前工序冲裁加工，以及比该前工序加工更靠后的沿与前工序冲裁加工的方向交叉的方向进行的后工序冲裁加工，在板状材料上形成前工序冲裁面和与其交叉的后工序冲裁面，同时以在前工序冲裁面和后工序冲裁面相交的部位形成称为匹配部的角部作为前提。

此外，当然，在前工序冲裁面之前或者后工序冲裁加工之后，也能够进行其它冲裁加工以及其它加工。在前工序冲裁加工和后工序冲裁加工之间也能够进行其它加工。

本发明的冲裁加工方法能够有效地利用在高速冲压中，例如为了制造连接器端子等，主要是将板状材料向一个方向间歇性地进给，同时通过顺序动作冲压模具对该板状材料实施多个工序的冲裁加工以及根据需要而实施倒角加工或弯曲加工，以将板状材料成型为预定形状。但是在此，为了使说明简化或简单化，如图1所示，以对静止状态的板状材料，错开位置而实施两个工序的俯视为圆形状的冲裁加工的情况为例进行说明。

图1(a)中示出了，将夹入在未图示的冲头和冲模之间的板状材料利用冲头冲裁为俯视为圆形状的前工序冲裁加工结束后的板状材料1a。

通过该前工序冲裁加工，在板状材料1a的冲裁掉的圆盘状的空白处周围形成有俯视为圆形状的前工序冲裁面2。

之后，如图1(b)的虚拟线所示，对上述板状材料1a，利用相同尺寸和形状的冲头，在从前工序冲裁面2向图的右侧错开少许的位置上，以与前工序冲裁加工交叉的方式实施冲裁为圆形状的后工序冲裁加工。

如图1(b)所示，通过后工序冲裁加工，得到形成有后工序冲裁面3的冲压成型件1b，所述后工序冲裁面3与俯视为圆弧状的前工序冲裁面2邻接且连续，也是相同的圆弧状。此外，通过后工序冲裁加工而排出的废料(scrap)4形成如图2所示的月牙状的平面轮廓形状。

在进行了这种两个工序的冲裁加工的情况下，如图3的放大俯视图所示，在冲压成型件1b的前工序冲裁面2和后工序冲裁面3交叉的部位上形成有匹配部5，该匹配部5为在图中向空白处侧稍微突出的角部。在图示的示例中，前工序冲裁面2和后工序冲裁面3在图3的上下两个部位的位置相交，其分别形成有两个部位的匹配部5。

该匹配部5作为产生向冲压成型件1b的表面侧或背面侧突出的毛刺等成形上的不良，或因毛刺剥落而产生的金属粉末的产生部位而在本领域广为知晓。具体地，在后工序冲裁加工过程中，由前工序冲裁加工而形成的前工序冲裁面2上接近后工序冲裁加工的冲头的部分，被通过后工序冲裁加工的冲头而冲裁掉的部分(废料4)所拖拽而发生塑性变形，从而变成向表面侧或背面侧突出的毛刺。此外认为，该发生塑性变形而突出的部分利用后工序冲裁加工的冲头而被削掉，由此产生金属粉末。

为了防止所述匹配部5的毛刺的产生或金属粉末的产生，在本实施方式中，如图4所示，在前工序冲裁加工之后，且后工序冲裁加工之前，对板状材料1a实施镦锻加工。

更加具体地，在该镦锻加工中，通过前工序冲裁加工，在板状材料1a上形成前工序冲裁面2之后，在进行后工序冲裁加工之前，至少将前工序冲裁面2和由后工序冲裁加工所形成的后工序冲裁面3要交叉的部位，换言之，将后工序冲裁加工后要形成匹配部5的匹配部形成部位5a，从板状材料1a的表面侧和背面侧夹入而压扁。此外，在该实施方式中，如图4(b)的虚拟线所示，不仅是匹配部形成部位5a，包括前工序冲裁面2的面向空白处的整个边缘部都被压扁。

镦锻加工后，与前述相同，通过进行后工序冲裁加工，如图5所例示，能够形成匹配部5的表面性状良好的前工序冲裁面2和后工序冲裁面3。

如图5所示，前工序冲裁面2和后工序冲裁面3分别由位于冲压成型件1b的表面TS侧的剪切面区域2a、3a和位于背面BS侧的断裂面区域2b、3b这两层构成，这些剪切面区域2a、3a和断裂面区域2b、3b沿前工序冲裁面2和后工序冲裁面3的长度方向(图5中的左右方向)并排地延伸。

此外，在此一般认为，剪切面区域是板状材料通过冲裁加工向厚度方向被拉伸时与冲头或冲模摩擦而形成的区域，成为厚度方向上具有若干线状图案的光滑面。另一方面，断裂面区域是在通过冲裁加工被拉伸之后，被排出的废料拽断而生成的区域，与剪切面区域明显不同，成为存在凹凸的凹坑状的面。

根据本实施方式，如图5所示，后工序冲裁面3的表面TS侧的剪切面区域3a在长度方向上随着靠近匹配部5而逐渐向断裂面区域3b侧扩大，在匹配部5处的厚度方向(图5中的上下方向)的长度变得比其它部分更长，但是并未向断裂面区域3b侧扩大到到达背面BS侧的程度，而是存在于后工序冲裁面3内。匹配部的毛刺通常是因剪切面区扩大到断裂面区域侧并超过背面而从背面突出所产生的，在本实施方式中不产生所述毛刺。

此外，图6是将利用不进行上述镦锻加工但同样进行两个工序的冲裁加工的现有方法而成型的冲压成型件51b，利用与图5同样的图而示出的图。如图6所示，显而易见地，通过现有方法制成的冲压成型件51b，利用后工序冲裁加工而形成的后工序冲裁面53的剪切面区域53a在匹配部55处大范围扩大到破裂面区域53b侧并超过背面BS，其结果是，形成了从背面BS突出的毛刺B。

其中，在本发明中，假设预定在后工序冲裁加工中从板状材料1a的表面TS侧按压冲头进行冲裁时，在之前进行的上述镦锻加工中，如图7的包含匹配部形成部位5a的放大剖视图所示，优选从板状材料1a的与其表面TS为相反侧的背面BS侧通过图7的虚拟线所示的镦锻加工单元的按压部件20等压扁板状材料1a。

由此，板状材料1a的匹配部形成部位5a的背面BS侧被压扁，因此在之后的后工序冲裁加工中，通过从板状材料1a的表面TS侧按压冲头能够抑制所形成的后工序冲裁面3的匹配部5的剪切面区域3a向位于背面BS侧的断裂面区域3b侧的扩大，能够更加切实有效地防止此处毛刺的产生。

此外，虽然省略了图示，但与上述的内容相反，在后工序冲裁加工中从板状材料的背面侧按压冲头进行冲裁的情况下，在镦锻加工中，通过按压部件将匹配部形成部位从板状材料的表面侧进行压扁较为合适。即优选地，在镦锻加工中通过按压部件从与后工序冲裁加工中按压冲头的面为相反侧的面进行按压。另外，也能够利用按压部件从板状材料的表面侧和背面侧这两侧进行按压。

此外，在镦锻加工中将板状材料1a的匹配部形成部位5a压扁时，与向与板状材料1a的厚度方向平行的方向按压匹配部形成部位5a相比，更加优选向相对于厚度方向倾斜的方向按压匹配部形成部位5a。

如图7所例示，使镦锻加工单元的按压部件20的与匹配部形成部位5a的接触面为相对于板状材料1a的表面TS或背面BS倾斜预定倾斜角度α的倾斜接触面。由此，使按压部件20沿着图7的白色箭头所示的厚度方向进行位移，利用按压部件20按压板状材料1a时，按压部件20的上述倾斜接触面以相对于厚度方向倾斜的按压方向，对匹配部形成部位5a的尤其是背面BS和前工序冲裁面2之间的边界部分作用按压力PF。其结果是，在被压扁的匹配部形成部位5a的背面BS和前工序冲裁面2之间的边界部分，形成模仿按压部件20的倾斜接触面的形状。

之后，在该实施方式中，在后工序冲裁加工之后，在冲压成型件1b的匹配部5处，断裂面区域2b、3b相对于背面BS倾斜预定角度θ，从而抑制了匹配部5的剪切面区域2a、3a向断裂面区域2b、3b侧的扩大，能够防止该处的毛刺的产生。

镦锻加工单元的按压部件20的与匹配部形成部位5a接触的倾斜接触面，除了如图7所示的平坦的平面形状外，虽然省略了图示，但也能够是向外侧突出的曲面形状，或者向内侧凹陷的曲面形状。

另外，镦锻加工单元的按压部件20如图7的白色箭头所示进行位移而压扁板状材料1a时，能够以从按压部件20接触板状材料1a的位置到停止位移为止的预定位移量使按压部件20进行位移。其中，优选地，控制上述位移量以使镦锻加工结束后厚度减少的匹配部形成部位5a的厚度相对于镦锻加工前的板状材料1a的匹配部形成部位5a的厚度t的比率，即加工率为15％～90％。更优选地，使该加工率为30％～85％。

例如图8所例示，通过调整镦锻加工中的上述倾斜接触面的倾斜角度α，也能够制造匹配部15的背面BS和前工序冲裁面12侧的断裂面区域12b所形成的角度θ较小的冲压成型件11b等。在该冲压成型件11b中，如图9的前工序冲裁面12的剖视图所示，匹配部15的背面BS和断裂面区域12b所形成的角度θ比如图5所示的角度θ还要小。

为了调整这种角度θ，镦锻加工中的倾斜接触面的倾斜角度α例如优选为30°～85°。由此，能够更加切实地防止所制造的冲压成型件11b的匹配部15的毛刺的产生和金属粉末的产生。

此外，匹配部15的背面BS和前工序冲裁面12侧的断裂面区域12b所形成的角度θ优选为30°～85°。该角度θ与镦锻加工中的按压部件20的倾斜接触面的倾斜角度α一致。此外，在测量该角度θ时，在如图9所示的截面中，能够通过测量将实施镦锻加工的匹配部15近旁的前工序冲裁面12的断裂面区域12b和背面BS的交点A1、和该断裂面区域12b和剪切面区域12a的交点A2相连接的直线相对于背面BS的倾斜角度来进行。

实施例

下面，试验性地实施本发明的冲裁加工方法并确认了其效果，因此进行以下说明。但是此处的说明的目的仅仅是示例性的，本发明并不限于此。

如前述所示，使用俯视为圆形状的冲头对板状材料实施了错开加工位置的两个工序的冲裁加工的试验。由于错开量对匹配部的毛刺的形状影响较大，因此使错开量为固定量来实施了试验。

实施例1～9是在表1所示的条件下，在两个工序的冲裁加工之间进行了镦锻加工。其中，实施例1和2是将在后工序冲裁加工中与接触冲头的表面为相同的表面侧在其前工序的镦锻加工中压扁了。另一方面，实施例3～7是在镦锻加工中将在后工序冲裁加工中与接触冲头的表面为相反侧的背面侧压扁了。实施例8和9是在镦锻加工中同时将表面侧和背面侧压扁了。

相对于此，比较例1未进行镦锻加工。比较例2和3在表1所示的各条件下，在进行两个工序的冲裁加工后，进行了镦锻加工。

表1中，在有无毛刺的项目中，“◎”表示毛刺非常小或没有发现毛刺的形成。另一方面，“×”表示形成有向冲压成型件的表面侧或背面侧突出的大毛刺。另外，在金属粉末的项目中，“◎”表示几乎没有产生金属粉末。另一方面，“×”表示产生了大量的金属粉末。

表1

从表1所示的结果可知，在实施例1～9中，毛刺的有无和金属粉末的产生与比较例1～3相比均被抑制地良好。尤其在将后工序冲裁加工中与接触冲头的表面为相反侧的背面侧通过镦锻加工进行压扁的实施例3～7中，均更好地抑制了毛刺和金属粉末的产生。其中，增大加工度的实施例4～7尤其良好。

此外，比较例2和3在进行前工序冲裁加工和后工序冲裁加工后，因实施镦锻加工而导致冲裁加工后的冲压成型件的冲裁面变得形状不良。

通过以上结果可知，根据实施例1～9，通过在两个工序的冲裁加工之间进行镦锻加工，与比较例1～3相比，能够有效地抑制毛刺的产生和金属粉末的产生。

附图标记说明

1a 板状材料

1b、11b 冲压成型件

2、12 前工序冲裁面

2a、12a 剪切面区域

2b、12b 断裂面区域

3、13 后工序冲裁面

3a、13a 剪切面区域

3b、13b 断裂面区域

4 废料

5、15 匹配部

5a 匹配部形成部位

20 镦锻加工单元的按压部件

α 按压部件的倾斜接触面的倾斜角度

t 板状材料的厚度

θ 匹配部的背面和前工序冲裁面侧的断裂面区域所形成的角度

TS 表面

BS 背面

PF 按压力

Claims (6)

1.一种冲裁加工方法，对金属制的板状材料依次实施由冲头和冲模进行的多个工序的冲裁加工，其特征在于，

当通过前工序冲裁加工在板状材料上形成前工序冲裁面，之后在后工序冲裁加工中，通过与前工序冲裁面交叉而对板状材料进行冲裁，从而在板状材料上形成后工序冲裁面，同时在板状材料的前工序冲裁面和后工序冲裁面相交的部位形成匹配部时，

在前工序冲裁加工之后，且后工序冲裁加工之前，对板状材料实施镦锻加工，所述镦锻加工是将要形成所述匹配部的板状材料的匹配部形成部位从板状材料的表面侧和背面侧夹入而压扁的加工。

2.根据权利要求1所述的冲裁加工方法，其特征在于，

在后工序冲裁加工中，在利用冲头按压板状材料的表面侧之前，在所述镦锻加工中，从板状材料的与所述表面侧为相反侧的背面侧对板状材料的所述匹配部形成部位进行按压而压扁。

3.根据权利要求2所述的冲裁加工方法，其特征在于，

在所述镦锻加工中，利用相对于板状材料的表面和背面倾斜30°～85°的倾斜接触面，对所述匹配部形成部位的所述背面和前工序冲裁面之间的边界部分进行按压并压扁。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的冲裁加工方法，其特征在于，

以镦锻加工后的匹配部形成部位的厚度相对于镦锻加工前的匹配部形成部位的厚度的比率表示的加工率的范围为30％～90％。

5.一种冲压成型件的制造方法，所述冲压成型件的制造方法采用权利要求1～4中任一项所述的冲裁加工方法来制造冲压成型件。

6.一种冲压成型件，所述冲压成型件是利用权利要求5所述的冲压成型件的制造方法来制造的。