CN108543856A - 一种沉孔的数控打孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数控打孔方法，其包括：采用第一套模具，在待打孔工件上加工出底孔，所述底孔通孔，并且所述底孔直径D1大于预定沉孔的小孔径端直径d1；采用第二套模具，对加工有底孔的工件进行斜面挤压，斜面挤压完成后，加工出的所述预定沉孔。该方法可以高效、快速加工出无毛刺、无毛边的沉孔，并且有利于降低加工成本。

Description

一种沉孔的数控打孔方法
技术领域
本发明属于沉孔加工领域，具体涉及一种沉孔的数控打孔方法。
背景技术
在冲压产品中，常常需要用沉头螺丝钉或铆钉进行连接，因此需要在冲压件上加工沉孔。在目前的沉孔加工中，通常是采用开一孔，然后在采用麻花钻头加工沉孔，该种加工方法效率较低，并且由于钻头需要硬质合金或金刚石或氮化硼等材料，加工成本高。另外一种方法是先加工出直径小于预定沉孔的小孔径端直径的底孔，然后再进行斜面加工，最终获得所需加工的沉孔，该加工方法中，由于加工出的底孔直径小于预定沉孔的小孔径端直径，导致在斜面加工，底孔的孔面变形严重，从而导致加工出的沉孔内壁和沉孔周缘的工件表面常常存在着大量的毛刺，进而还需要后续的除毛刺操作，不仅麻烦，而且降低了加工效率和提高了加工成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种快速高效、低成本，且加工后的沉孔表面无毛刺的数控打孔方法。
为实现上述目的，本发明按以下技术方案予以实现的：
一种沉孔的数控打孔方法，包括以下步骤：
采用第一套模具，在待打孔工件上加工出底孔，所述底孔为通孔，并且所述底孔直径D1 大于预定沉孔的小孔径端直径d1；
采用第二套模具，对加工出所述底孔的部分孔面进行斜面挤压，斜面挤压完成后，加工出的小孔端直径为所述预定沉孔。
进一步地，所述第一套模具的冲头直径D1比所述预定沉孔的小孔径端直径d1大0.15d1-0.25d1。
进一步地，所述第二套模具的冲头包括圆柱、锥台，所述锥台的形状与所述预定沉孔的锥形孔段的形状相匹配，所述锥台设置于所述圆柱的端面中心位置，所述端面为平面，锥台的大直径端直接与所述端面连接，且所述锥台的大直径端直径D2小于所述圆柱的直径。
进一步地，所述锥台大直径端的直径D2比所述预定沉孔的大孔径端直径d2大0.45d2-0.55d2，锥台的小直径端直径D3比所述预定沉孔的小孔径端直径d1小0.15-0.25d1。
进一步地，所述待打孔工件的厚度的范围是1.2mm-2.5mm。
进一步地，在采用第一套模具加工所述底孔后，对所述底孔进行实时自动检测检测，并对不合格的底孔进行标记。
进一步地，在采用第二套模具对加工有底孔的工件进行斜面挤压，形成所述沉孔后，对加工出的所述沉孔进行实时自动检测检测，并对不合格的沉孔进行标记。
进一步地，采用吸附装置或者卡爪将待加工工件固定于下模上。
进一步地，所述吸附装置为真空吸附或者电磁吸附。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明所述的沉孔的数控打孔方法，加工出的沉孔内表面，沉孔周缘的工件表面没有毛刺、毛边，无需后续加工处理，提高了沉孔加工效率，降低了加工成本。
2.本发明所述的沉孔的数控打孔方法，由于采用数控加工，使得加工孔的孔位的定位，加工模具的对位、模具的移动均实现自动化，快速、高效。
3.本发明所述的沉孔的数控打孔方法，对底孔和加工出的沉孔均进行实时检测、标记，便于及时发现不合格产品，避免了对不合格产品进行加工，造成加工资源浪费。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明的沉孔示意图；
图2是本发明的第一套模具的冲头的示意图；
图3是本发明的第二套模具的冲头的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为预定沉孔的示意图，预定沉孔1包括锥形孔段、直壁孔段，沉孔的大直径端即锥形孔段的大孔径端的直径为d2，沉孔的小直径端即直壁孔段的直径为d1。如图2为第一套模具的冲头结构示意图，第一套模具的冲头2直径为D1，其中D1大于d1。加工中，先利用真空吸附、电磁吸附、或者卡爪将待加工固模具上，再第一套模具的冲头在待加工工件上加工出底孔，加工出的底孔孔径大于d1。加工底孔时，可对底孔进行实时检测，发现尺寸有问题或形状有问题，就进行标记，以避免后续加工的浪费。
图3为第二套模具的冲头结构示意图。如图3所示，第二套模具的冲头包括圆柱3和锥台4，锥台4的形状与预定沉孔1的锥形孔段的形状相匹配，所述锥台3设置于圆柱4的端面中心位置上，所述圆柱3的端面为平面，锥台4的大直径端直接与所述端面连接，且所述锥台4的大直径端直径D2小于所述圆柱3的直径，锥台4的高度比待加工工件的厚度大。当利用第一套模具进行底孔加工完成后，就可利用第二套模具进行斜面加工。斜面加工中，与锥台接触的底孔段的孔壁附近的材料，在挤压力作用下，发生塑性变形，变形的材料向下延伸，从而使得未与锥台接触的底孔段的孔径变小，最终使得未与锥台接触的底孔段成为沉孔的直壁孔段，并且使得直壁孔段的孔径为预定孔径的d1。
在斜面加工过程中，锥台4切入底孔的深度，可以通过控制冲头的在底孔深度方向上的位移实现。通过调控锥台切入底孔的深度，也就可以调控相应的底孔的锥形孔段的高度，从而满足不同沉头拉钉的安装需求。第二模具加工后，对所述加工出的沉孔进行实时自动检测，一旦发现尺寸有问题或形状有问题，就进行标记，以便及时剔除或是修补。
在底孔、斜面挤压加工中，底孔开设位置的定位，第一套模具、第二套模具的移动，定位均可通过数控机床编程控制。
具体加工中，优选第一套模具的冲头1直径D1比预定沉孔的小孔径端直径d1大0.15d1-0.25d1，第二套模具的锥台的大直径端直径D2比所述预定沉孔的大孔径端直径d2大 0.45d2-0.55d2，锥台的小直径端直径D3比所述预定沉孔的小孔径端直径d1小 0.15d1-0.25d1，以保证挤压后的孔径符合要求，并可以避免毛刺、毛边。若第一套模具的冲头直径D1过大，则加工出的底孔尺寸就过大，后续的斜面挤压成型后的沉孔的小孔径端直径也会过大。反之，第一套模具的冲头D1过小，则加工出的底孔尺寸过小，斜面挤压后的底部直径也会过小，而且在斜面挤压过程中，塑性变形严重，容易产生毛刺、毛边。此外，第二套模具的锥台大直径端的直径D2和小直径端直径D3也会影响加工出的沉孔尺寸以及表面质量。
在一些加工实践中，采用第一套模具的冲头1直径D1比预定沉孔的小孔径端直径d1大 0.15d1，第二套模具的锥台的大直径端直径D2比所述预定沉孔的大孔径端直径d2大0.45d2，锥台的小直径端直径D3比所述预定沉孔的小孔径端直径d1小0.15d1。
在另一些加工实践中，采用第一套模具的冲头1直径D1比预定沉孔的小孔径端直径d1 大0.25d1，第二套模具的锥台的大直径端直径D2比所述预定沉孔的大孔径端直径d2大 0.55d2，锥台的小直径端直径D3比所述预定沉孔的小孔径端直径d1小0.25d1。
以加工预定沉孔的小孔径端直径为3.5mm的沉孔为例，取第一套模具的冲头直径D1为 4.2mm，第二套模具的锥台的大直径端的直径D2为6.5mm,锥台的小直径端的直径D3为2.8mm，打孔效果最优。
具体加工中，优选工件的厚度为1.2-2.5mm。在这一许可板厚范围内加工，才能保证良好的加工效果和保证模具的安全。
本发明的数控打孔方法，加工出的沉孔的内壁以沉孔周缘的工件表面均没有毛刺、毛边，无需后续加工处理。这是因为本申请在底孔加工时，采用第一套模具的冲头直径D1,预定沉孔的小孔径端的直径d1，加工出的底孔直径大于预定沉孔小孔径端的直径d1，降低了后一步骤斜面加工中的塑性变形程度，进而得到工件表面均没有毛刺、毛边的产品。另外在本发明中锥台设置于圆柱的端面中心位置上，端面为平面，锥台的大直径端直接与所述端面连接，由于锥台连接的端面是平面，斜面挤压中平面抵押在孔周缘附件的工件表面上，可以抑制孔周缘的工件表面变形。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种沉孔的数控打孔方法，其特征在于，所述数控打孔方法包括以下步骤：
采用第一套模具，在待打孔工件上加工出底孔，所述底孔为通孔，并且所述第一套模具的冲头直径D1大于预定沉孔的小孔径端直径d1；
采用第二套模具，对加工出的所述底孔的部分孔面进行斜面挤压，斜面挤压完成后，加工出所述预定沉孔。
2.根据权利要求1所述的数控打孔方法，其特征在于，所述第一套模具的冲头直径D1比所述预定沉孔的小孔径端直径d1大0.15d1-0.25d1。
3.根据权利要求2所述的数控打孔方法，其特征在于，所述第二套模具的冲头包括锥台和圆柱，所述锥台的形状与预定沉孔的锥形孔段的形状相匹配，所述锥台设置于所述圆柱的端面中心位置，所述端面为平面，所述锥台的大直径端直接与所述端面连接，且所述锥台的大直径端直径D2小于所述圆柱直径。
4.根据权利要求3所述的数控打孔方法，其特征在于，所述锥台的大直径端直径D2比所述预定沉孔的大孔径端直径d2大0.45d2-0.55d2，所述锥台的小直径端直径D3比所述预定沉孔的小孔径端直径d1小0.15d1-0.25d1。
5.根据权利要求1所述的数控打孔方法，其特征在于，所述待打孔工件的厚度为1.2mm-2.5mm。
6.根据权利要求1所述的数控打孔方法，其特征在于，在采用第一套模具加工所述底孔后，对所述底孔进行实时自动检测，并对不合格的底孔进行标记。
7.根据权利要求1所述的数控打孔方法，其特征在于，在采用第二套模具对加工有底孔的工件进行斜面挤压，形成所述沉孔后，对加工出的所述沉孔进行实时自动检测，并对不合格的沉孔进行标记。
8.根据权利要求1所述的数控打孔方法，其特征在于，采用吸附装置或者卡爪将待加工工件固定于下模上。
9.根据权利要求8所述的数控打孔方法，其特征在于，所述吸附装置为真空吸附或者电磁吸附。
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