CN108273908B - 指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具和冲压方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具和冲压方法，冲压模具包括上模组和下模组，所述上模组包括多个冲头，所述下模组包括与所述冲头对应的下模入块，其特征在于：多个所述冲头依次设置为冲孔冲头、压平冲头、抽芽冲头、整形冲头、成型冲头，多个所述下模入块依次设置为冲孔入块、压平入块、抽芽入块、整形入块、成型入块；冲压方法包括：通过将零件毛坯冲孔、压平、抽芽、整形和成型的方式，得到一种表面的厚度均匀，翻边的高度均匀，高度差很小的触点的指纹识别模组金属结构件成品，效率高，成本低。

Description

指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具和冲压方法
技术领域
本发明属于指纹识别模组金属结构件的生产技术领域，具体涉及指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具和冲压方法。
背景技术
指纹识别模组金属结构件的生产需要在较小的尺寸上加工出相应的外形、翻边、以及触点，对加工的精度要求较高，所以目前主要通过CNC进行加工生产，带来生产成本较高的问题。
传统的冲压工艺无法直接用于指纹识别模组金属结构件的生产，原因如下：
1.由于零件的尺寸小，在冲压成型的过程中，零件的具体位置准确无法控制，造成冲压位置偏移，产品失效；
2.冲压的过程中，零件的体积不变，零件边缘的材料易向外流动，而越靠近中心位置的材料，流动的速度越慢，导致冲压出来的工件中间厚、四周薄，产品的表面的厚度不均匀，精度达不到使用需求；
3.由于零件不同位置材料的不均匀，导致在冲压出翻边孔时，孔不同位置的翻边程度不同，导致翻边精度达不到需求；
4.触点的外形不规则，且触点相对于零件表面平面的厚度差很低，在外形不规则且厚度变化很小的情况下，通过在模具上较小的厚度变化，无法冲压出来。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具，包括上模组和下模组，所述上模组包括多个冲头，所述下模组包括与所述冲头对应的下模入块，其特征在于：多个所述冲头依次设置为冲孔冲头、压平冲头、抽芽冲头、整形冲头、成型冲头，所述压平冲头的端面设置凸起，所述凸起与所述压平冲头的端面之间设置第一过度圆弧，多个所述压平冲头的所述凸起的尺寸逐渐增大；
多个所述下模入块依次设置为冲孔入块、压平入块、抽芽入块、整形入块、成型入块，所述压平入块的端面设置凹槽，所述凹槽与所述压平入块的端面之间设置第二过度圆弧，多个所述压平入块的所述凹槽的深度逐渐增大。
优选的，所述冲孔冲头包括肋条冲孔部、定位孔冲孔部、零件冲孔部，所述肋条冲孔部用于冲出支撑肋条，所述定位孔冲孔部用于冲出零件定位孔，所述零件冲孔部用于冲出对应的零件毛坯，所述冲孔冲头的端面设有与冲孔形状对应的切块，所述冲孔入块上开设与冲孔形状对应的通孔。
优选的，所述压平冲头、抽芽冲头、整形冲头、成型冲头上均设置定位柱，所述压平入块、抽芽入块、整形入块、成型入块上均设置入块定位孔，所述定位柱可穿过所述零件定位孔插入所述入块定位孔中。
优选的，多个所述压平冲头的所述第一过度圆弧上依次设置尺寸逐渐变大的触点槽，所述触点槽用于冲出触点。
优选的，所述抽芽冲头的长度大于零件的孔深，所述抽芽入块上设置通孔，所述通孔的内壁与所述抽芽入块的端面垂直。
优选的，所述成型冲头的端面为平面，所述成型冲头端面的外形与所需零件成品的外形相同，所述成型入块上设置与所述零件成品外形相同的通孔。
为了进一步解决上述技术问题的不足，本发明还提供了指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具的冲压方法，包括如下步骤：
a、通过所述冲孔冲头和所述冲孔入块冲出零件毛坯的外形，在所述零件毛坯上冲出圆孔，并冲出用于对所述零件毛坯定位的定位孔，冲出支撑毛坯的肋条；
b、通过所述压平冲头和所述压平入块对所述零件毛坯逐层加工，使零件毛坯表面的材料塑性流动，逐渐冲薄并冲出触点，所述圆孔上冲出翻边；
c、通过所述抽芽冲头和所述抽芽入块将所述翻边冲成与所述零件表面垂直；
d、通过所述整形冲头和所述整形入块对所述零件毛坯整形，提高零件的精度。
e、通过所述成型冲头和所述成型入块，在零件毛坯上冲压出零件成品。
优选的，在步骤a中，相邻两个零件毛坯之间的肋条为工字型。
优选的，在步骤b中，所述压平冲头和所述压平入块冲出的所述零件毛坯顶面材料从中心处向四周扩散，所述圆孔的孔径逐渐扩大，所述翻边由向内倾斜逐渐冲成垂直于所述零件毛坯表面。
优选的，在步骤b中，在所述毛坯的对角线位置设置两个所述触点，所述触点的尺寸逐渐变大。
优选的，在步骤d中，所述整形冲头将所述触点压平，缩小所述触点的高度。
本发明有以下有益效果：在冲床上完成对指纹识别模组金属结构件的冲压，连续冲压的结构使生产成本相对于CNC加工大大降低，且通过逐层冲压出零件外形的方法，克服了传统冲压上的多个障碍，将冲压方式应用在小尺寸零件上，且使零件成品表面的厚度均匀，翻边的高度均匀，在不影响加工精度，且施加同样外力的情况下，冲压出高度差很小的触点，生产效率高，且成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具的结构示意图；
图2为本发明指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具的压平冲头和压平入块的局部放大图；
图3为本发明指纹识别模组金属结构件的零件毛坯的俯视图；
图4为本发明指纹识别模组金属结构件的零件成品的俯视图；
图5为本发明指纹识别模组金属结构件的零件成品的半剖视图；
其中，1、钣金；11、零件毛坯；12、零件成品；121、圆孔；122、翻边；123、触点；13、肋条；14、钣金定位孔；21、冲孔冲头；22、冲孔入块；31、压平冲头；311、定位柱；312、凸起；313、触点槽；314、第一过度圆弧；32、压平入块；321、入块定位孔；322、凹槽；323、第二过度圆弧；41、抽芽冲头；42、抽芽入块；51、整形冲头；52、整形入块；61、成型冲头；62、成型入块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-图5所示，本发明提出了指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具，包括上模组和下模组，上模组包括多个冲头，下模组包括与冲头对应的下模入块，其特征在于：多个冲头依次设置为冲孔冲头21、压平冲头31、抽芽冲头41、整形冲头51、成型冲头61，压平冲头31的端面设置凸起312，凸起312与压平冲头31的端面之间设置第一过度圆弧314，多个压平冲头31的凸起312的尺寸逐渐增大；
多个下模入块依次设置为冲孔入块22、压平入块32、抽芽入块42、整形入块52、成型入块62，压平入块32的端面设置凹槽322，凹槽322与压平入块32的端面之间设置第二过度圆弧323，多个压平入块32的凹槽322的深度逐渐增大。
具体地，冲孔冲头21和冲孔入块22设置一组，用于在钣金1上冲出零件毛坯11的外形；
压平冲头31和压平入块32设置多组，设置多组的目的是对钣金1逐步的冲压，避免一次的冲压是材料塑性流动不充分，导致的厚度不均匀；
抽芽冲头41和抽芽入块42设置至少一组，用于将两件表面冲出翻边122；
整形冲头51和整形入块52用于对零件毛坯11整形，提高零件的精度；
成型冲头61和成型入块62，用于在零件毛坯11上冲压出零件成品12。
冲孔冲头21包括肋条13冲孔部、定位孔冲孔部、零件冲孔部，肋条13冲孔部用于冲出支撑肋条13，定位孔冲孔部用于冲出零件定位孔，零件冲孔部用于冲出对应的零件毛坯11，冲孔冲头21的端面设有与冲孔形状对应的切块，冲孔入块22上开设与冲孔形状对应的通孔。
具体地，通过剪切力的作用，冲孔冲头21和冲孔入块22在钣金1上冲出零件毛坯11的外形，以及工字型的肋条13和多个定位孔；
工字型的肋条13一方面增强零件毛坯11连接的稳定性，另一方面在零件毛坯11被后续的冲压产生塑性流动时，余出空间供零件毛坯11变形；
零件定位孔用于在后续的冲压中，对零件毛坯11进行定位。
压平冲头31、抽芽冲头41、整形冲头51、成型冲头61上均设置定位柱311，压平入块32、抽芽入块42、整形入块52、成型入块62上均设置入块定位孔321，定位柱311可穿过零件定位孔插入入块定位孔321中。
具体地，定位柱311的长度高于所述冲头的端面，冲压时，定位柱311先插入零件定位孔中，再向下插入到入块定位孔321中，完成对零件毛坯11的定位，冲头再压入对其进行冲压。
多个压平冲头31的第一过度圆弧314上依次设置尺寸逐渐变大的触点槽313，触点槽313用于冲出触点123。
具体地，压平冲头31的第一过度圆弧314凸起312的尺寸逐渐增大，导致冲压零件毛坯11的表面逐渐增大，触点槽313的尺寸逐渐变大，从而在压平冲头31压平的过程中，在零件毛坯11上留出触点123的空间，在其他材料逐渐被压平的过程中，留出触点123的空间。
抽芽冲头41的长度大于零件的孔深，抽芽入块42上设置通孔，通孔的内壁与抽芽入块42的端面垂直；
成型冲头61的端面为平面，成型冲头61端面的外形与所需零件成品12的外形相同，成型入块62上设置与零件成品12外形相同的通孔。
具体地，成型冲头61和成型入块62通过剪切力的作用，在零件毛坯11上冲出零件成品12；
压平冲头31和压平入块32冲压的过程中，凸起312的尺寸逐渐增大，触点槽313的尺寸逐渐增大，同时在零件毛坯11上冲出的圆孔121的孔径逐渐增大，翻边122由向内倾斜逐渐冲成垂直于零件毛坯11表面，最终在抽芽冲头41和抽芽入块42的冲压下，翻边122完全垂直于零件毛坯11表面，且零件毛坯11的表面完成，触点123成型。
为了进一步解决上述技术问题的不足，本发明还提供了指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具的冲压方法，包括如下步骤：
a、通过冲孔冲头21和冲孔入块22冲出零件毛坯11的外形，在零件毛坯11上冲出圆孔121，并冲出用于对零件毛坯11定位的定位孔，冲出支撑毛坯的肋条13；
b、通过压平冲头31和压平入块32对零件毛坯11逐层加工，使零件毛坯11表面的材料塑性流动，逐渐冲薄并冲出触点123，圆孔121上冲出翻边122；
c、通过抽芽冲头41和抽芽入块42将翻边122冲成与零件表面垂直；
d、通过整形冲头51和整形入块52对零件毛坯11整形，提高零件的精度。
e、通过成型冲头61和成型入块62，在零件毛坯11上冲压出零件成品12。
具体地，钣金1在连续冲压模具以两个冲头之间的距离为单位进行从左向右方向的进给，冲头向下运动，下模入块向上运动，通过冲头和下模入块两者的冲压，先在钣金1上冲压出零件毛坯11，通过钣金1的运动，对零件毛坯11进行连续的冲压，最终冲压出零件成品12，零件成品12如图4和图5所示。
在步骤a中，相邻两个零件毛坯11之间的肋条13为工字型，工字型用于增加零件毛坯11在钣金1上的连接强度。
在步骤b中，压平冲头31和压平入块32冲出的零件毛坯11顶面材料从中心处向四周扩散，圆孔121的孔径逐渐扩大，翻边122由向内倾斜逐渐冲成垂直于零件毛坯11表面。
在步骤b中，在毛坯的对角线位置设置两个触点123，由于触点槽313的尺寸逐渐变大，所以触点123的尺寸也逐渐变大。
在步骤d中，整形冲头51将触点123压平，缩小触点123的高度，通过先冲压出高度差较大的触点123，再对其进行压平，从而冲压出高度差较小的触点123。
上述的冲压过程，由一台冲床完成，通过零件的进给，在一条形的钣金1上，通过逐层累加的方式从零件毛坯11冲压出零件成品12。
对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具，包括上模组和下模组，所述上模组包括多个冲头，所述下模组包括与所述冲头对应的下模入块，其特征在于：多个所述冲头依次设置为冲孔冲头、压平冲头、抽芽冲头、整形冲头、成型冲头，所述压平冲头的端面设置凸起，所述凸起与所述压平冲头的端面之间设置第一过度圆弧，多个所述压平冲头的所述凸起的尺寸逐渐增大；
多个所述下模入块依次设置为冲孔入块、压平入块、抽芽入块、整形入块、成型入块，所述压平入块的端面设置凹槽，所述凹槽与所述压平入块的端面之间设置第二过度圆弧，多个所述压平入块的所述凹槽的深度逐渐增大；
多个所述压平冲头的所述第一过度圆弧上依次设置尺寸逐渐变大的触点槽，所述触点槽用于冲出触点；
所述抽芽冲头的长度大于零件的孔深，所述抽芽入块上设置通孔，所述通孔的内壁与所述抽芽入块的端面垂直；
所述成型冲头的端面为平面，所述成型冲头端面的外形与所需零件成品的外形相同，所述成型入块上设置与所述零件成品外形相同的通孔，其冲压方法为：
a、通过所述冲孔冲头和所述冲孔入块冲出零件毛坯的外形，在所述零件毛坯上冲出圆孔，并冲出用于对所述零件毛坯定位的定位孔，冲出支撑毛坯的肋条；相邻两个零件毛坯之间的肋条为工字型；
b、通过所述压平冲头和所述压平入块对所述零件毛坯逐层加工，使零件毛坯表面的材料塑性流动，逐渐冲薄并冲出触点，所述圆孔上冲出翻边；
c、通过所述抽芽冲头和所述抽芽入块将所述翻边冲成与所述零件表面垂直；
d、通过所述整形冲头和所述整形入块对所述零件毛坯整形，提高零件的精度；
e、通过所述成型冲头和所述成型入块，在零件毛坯上冲压出零件成品。
2.根据权利要求1所述的指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具，其特征在于，所述冲孔冲头包括肋条冲孔部、定位孔冲孔部、零件冲孔部，所述肋条冲孔部用于冲出支撑肋条，所述定位孔冲孔部用于冲出零件定位孔，所述零件冲孔部用于冲出对应的零件毛坯，所述冲孔冲头的端面设有与冲孔形状对应的切块，所述冲孔入块上开设与冲孔形状对应的通孔。
3.根据权利要求1所述的指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具，其特征在于，所述压平冲头、抽芽冲头、整形冲头、成型冲头上均设置定位柱，所述压平入块、抽芽入块、整形入块、成型入块上均设置入块定位孔，所述定位柱可穿过所述零件定位孔插入所述入块定位孔中。
4.根据权利要求1所述的指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具，其特征在于，在步骤b中，所述压平冲头和所述压平入块冲出的所述零件毛坯顶面材料从中心处向四周扩散，所述圆孔的孔径逐渐扩大，所述翻边由向内倾斜逐渐冲成垂直于所述零件毛坯表面。
5.根据权利要求1所述的指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具，其特征在于，在步骤b中，在所述毛坯的对角线位置设置两个所述触点，所述触点的尺寸逐渐变大。
6.根据权利要求1所述的指纹识别模组金属结构件的连续冲压模具，其特征在于，在步骤d中，所述整形冲头将所述触点压平，缩小所述触点的高度。
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