CN108941310A - 一种提高精冲件齿尖厚度的成形方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高精冲件齿尖厚度的成形方法，其包括两个冲裁步骤：第一工位冲裁：在板料上冲裁加工出一侧壁具有齿纹的第一冲孔，制作一与第一冲孔过盈配合的防撕裂挡块，将防撕裂挡块至少部分内嵌于第一冲孔，第二工位冲裁：在板料靠近第一冲孔的齿纹侧冲裁形成该精冲件，且冲裁精冲件形成的第二冲孔的齿纹齿尖与第一冲孔的齿纹齿槽一一对应；本发明包括一种提高精冲件齿尖厚度的设备，其包括：第一工步冲头、第二工步冲头及防撕裂挡块。本发明设计简单，防撕裂挡块与第一冲孔的配合提高了齿边区域的三向压应力，使得塑性变形容易，减小了裂纹产生的概率，提高了齿边断面的光洁度且增大了精冲件齿尖的厚度，提高齿形精冲零件的有效工作面积。

Description

一种提高精冲件齿尖厚度的成形方法及设备

技术领域

本发明属于精密冲裁的技术领域，具体设计一种提高齿形精冲零件齿尖厚度的成形方法及设备。

背景技术

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。其中齿形零件的齿尖部分在冲裁过程中会发生严重的塑性变形及流动而产生很大的塌陷现象，导致齿尖厚度大大减小。实际生产中存在齿形的精冲零件的齿尖厚度过小问题，有的齿尖厚度甚至不足板料厚度的60％，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；现有技术为了提高齿尖厚度，一般采用增加辅助工序方法，导致生产成本大大增加。

现有提高精冲零件齿尖厚度的主要方法有：1)对向凹模精冲，对向精冲是一种提高齿尖厚度的精冲工艺方式，其通过对向凹模产生方向压得到无毛刺，齿尖厚度接近板料厚度的冲裁零件，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，可极大的增大齿尖厚度，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，可加工出齿尖厚度等于板料厚度的零件，零件的二次修整，使得零件生产周期变长，减小了效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种提高精冲件齿尖厚度的成形方法及设备，以求经济、快捷、方便地实现大齿尖厚度零件的精冲。

本发明包括一种提高精冲件齿尖厚度的成形方法，其包括两个冲裁步骤：第一工位冲裁：在板料上冲裁加工出一侧壁具有齿纹的第一冲孔，制作一与所述第一冲孔过盈配合的防撕裂挡块，将防撕裂挡块至少部分内嵌于所述第一冲孔；

第二工位冲裁：在板料靠近所述第一冲孔的齿纹侧冲裁形成该精冲件，且冲裁精冲件形成的第二冲孔的齿纹齿尖与所述第一冲孔的齿纹齿槽一一对应。

进一步的，所述第一冲孔的齿纹边相对所述第二冲孔的齿纹边偏移距离为板料厚度的20～25％。

进一步的，所述防撕裂挡块一侧壁形成有包围于所述第一冲孔齿纹边的齿纹。

进一步的，所述第一冲孔的齿纹边与所述第二冲孔的齿纹边几何相似。

进一步的，所述第二工位冲裁还包括制作一压边圈，在压边圈上设置分别用于冲压第一冲孔和第二冲孔的第一通孔和第二通孔，且在压边圈下表面靠近第二通孔开设一防撕裂挡块镶嵌槽，将压边圈压在板料上表面，且使所述防撕裂挡块突出于所述第一冲孔的部分内嵌于所述防撕裂挡块镶嵌槽。

本发明还包括一种提高精冲件齿尖厚度的设备，其包括：第一工步冲头、第二工步冲头及防撕裂挡块，所述第一工步冲头用于在板料上冲压形成一第一冲孔，所述防撕裂挡块与所述第一冲孔过盈配合，所述第二工步冲头用于冲压形成零件，且在冲压形成零件过程中在板料上形成第二冲孔。

进一步的，所述的提高精冲件齿尖厚度的设备还包括压边圈，所述压边圈上开设有分别用于冲压所述第一冲孔和所述第二冲孔的第一通孔和第二通孔，所述压边圈下表面靠近所述第二通孔处开设一防撕裂挡块镶嵌槽。

进一步的，所述防撕裂挡块包括挡接端及嵌设端，所述挡接端的内轮廓上设有齿边，所述嵌设端与所述防撕裂挡块镶嵌槽相匹配。

进一步的，所述挡接端与所述嵌设端相互垂直，所述防撕裂挡块的截面呈L型。

进一步的，所述防撕裂挡块的上表面光滑平整，所述防撕裂挡块的凸起高度为板料厚度的80％-90％。

在上述方案中，所述的防撕裂挡块的外轮廓为齿边的包络轮廓，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。

本发明的有益效果是：防撕裂挡块与板料的第一冲孔的配合提高了齿边区域的三向压应力，使得塑性变形变得更加容易，极大减小了裂纹产生的概率，提高了齿边断面的光洁度。且齿边区域废料部分的废料体积由于板料的预第一冲孔加工得到了极大的减小，废料对于零件齿边区域的影响极大的减小，使得齿尖厚度得到了极大的增加，大小提高到板料厚度的90％以上。

附图说明

图1为本发明中精冲件实施例的结构示意图；

图2为本发明中精冲件实施例的左视图；

图3为本发明的冲裁过程示意图；

图4为图1中的压边圈结构示意图；

图5为图1中的防撕裂挡块右视图；

图6为图1中的防撕裂挡块的俯视图；

图7为本发明的第一工步冲裁完成后的板料示意图；

图8为本发明的精冲成形的退出精冲件和板料示意图。

图中标记为：板料排样1，压边圈2，第一通孔21，第二通孔22，防撕裂挡块镶嵌槽23，板料3，第一冲孔31，第二冲孔32，第一工步冲头4，第一工步冲裁废料5，零件6，第二工步冲头7，防撕裂挡块8，挡接端81，嵌设端82。

具体实施方式

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。

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。

本发明包括一种提高精冲件齿尖厚度的成形方法，其包括两个冲裁步骤：第一工位冲裁：在板料3上冲裁加工出一侧壁具有齿纹的第一冲孔31，制作一与所述第一冲孔31过盈配合的防撕裂挡块8，将防撕裂挡块8至少部分内嵌于所述第一冲孔31；

第二工位冲裁：在板料3靠近所述第一冲孔31的齿纹侧冲裁形成该精冲件，且冲裁精冲件形成的第二冲孔32的齿纹齿尖与所述第一冲孔31的齿纹齿槽一一对应。

所述第一冲孔31的齿纹边相对所述第二冲孔32的齿纹边偏移距离为板料厚度的20～25％。

所述防撕裂挡块8一侧壁形成有包围于所述第一冲孔31齿纹边的齿纹。

所述第一冲孔31的齿纹边与所述第二冲孔32的齿纹边几何相似。

所述第二工位冲裁还包括制作一压边圈2，在压边圈上设置分别用于冲压第一冲孔31和第二冲孔32的第一通孔21和第二通孔22，且在压边圈2下表面靠近第二通孔22开设一防撕裂挡块镶嵌槽23，将压边圈2压在板料3上表面，且使所述防撕裂挡块8突出于所述第一冲孔31的部分内嵌于所述防撕裂挡块镶嵌槽23。

本发明还包括一种提高精冲件齿尖厚度的设备，其包括：第一工步冲头4、第二工步冲头7及防撕裂挡块8，所述第一工步冲头4用于在板料3上冲压形成一第一冲孔31，所述防撕裂挡块8与所述第一冲孔31过盈配合，所述第二工步冲头7用于冲压形成零件，且在冲压形成零件过程中在板料3上形成第二冲孔32。

所述的提高精冲件齿尖厚度的设备还包括压边圈2，所述压边圈2上开设有分别用于冲压所述第一冲孔31和所述第二冲孔32的第一通孔21和第二通孔22，所述压边圈2下表面靠近所述第二通孔22处开设一防撕裂挡块镶嵌槽23。

所述防撕裂挡块8包括挡接端81及嵌设端82，所述挡接端81的内轮廓上设有齿边，所述嵌设端82与所述防撕裂挡块镶嵌槽23相匹配。

所述挡接端81与所述嵌设端82相互垂直，所述防撕裂挡块8的截面呈L型。

所述防撕裂挡块8的上表面光滑平整，所述防撕裂挡块8的凸起高度为板料厚度的80％-90％。

如图1、图2所示的精冲件实施例的结构示意图，材料为20号钢，厚度为4mm，为带齿边的普通平板件，齿边大小为54°，半径R＝0.4mm。图3所示为根据本发明方法针对上述零件设计的两个冲裁步骤示意图。如图4所示的压边圈结构示意图，在压边圈2设计加工时设置防撕裂挡块镶嵌槽23，防撕裂挡块8的具体形状尺寸如图5、图6所示，其嵌设端用于和压边圈镶嵌槽23镶嵌，将防撕裂挡块8固定在压边圈2上。

本实施例中，设计了四组参数分别实施：1、防撕裂挡块8凸起高度3.2mm，即板料3厚度的80％，防撕裂挡块8内轮廓与齿边外轮廓相距0.5mm。2、凸起高度3.6mm，即板料3厚度的90％，防撕裂挡块8内轮廓与齿边外轮廓相距0.5mm。3、凸起高度3.2mm，即板料3厚度的80％，防撕裂挡块8内轮廓与齿边外轮廓相距1.0mm。4、凸起高度3.2mm，即板料3厚度的80％，防撕裂挡块8内轮廓与齿边外轮廓相距1.5mm。

根据防撕裂挡块8的设计，以及板料3上零件的相对位置，通过第一工步冲裁加工出如图7所示的与防撕裂挡块8过盈配合的第一冲孔31，配合时可产生一定的横向应力，提高冲裁质量。第二工步冲裁前，板料3与防撕裂挡块8过盈配合，进行第二工步冲裁过程。图8为本案例冲裁完成后的板料示意图。

加工完成后的精冲件齿边处的断面光洁度比其余部位高许多，齿尖厚度大于3.6mm，齿尖厚度增大的效果随着防撕裂挡块8与齿边外轮廓距离的减小先增大后减小，在距离为1.0mm时，齿尖厚度最大。防撕裂挡块8的高度设80％时，齿尖厚度要略大于高度设为90％时的齿尖厚度。应结合实际加工要求设计这两个参数，根据实际加工测量的结果确定最合适的参数。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齿形精冲件齿尖厚度及断面光洁度的成形途径，提高零件的使用性能及寿命。

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 (10)

1.一种提高精冲件齿尖厚度的成形方法，其特征在于，其包括两个冲裁步骤：

第一工位冲裁：在板料上冲裁加工出一侧壁具有齿纹的第一冲孔，制作一与所述第一冲孔过盈配合的防撕裂挡块，将防撕裂挡块至少部分内嵌于所述第一冲孔；

第二工位冲裁：在板料靠近所述第一冲孔的齿纹侧冲裁形成该精冲件，且冲裁精冲件形成的第二冲孔的齿纹齿尖与所述第一冲孔的齿纹齿槽一一对应。

2.如权利要求1所述的提高精冲件齿尖厚度的成形方法，其特征在于，所述第一冲孔的齿纹边相对所述第二冲孔的齿纹边偏移距离为板料厚度的20～25％。

3.如权利要求2所述的提高精冲件齿尖厚度的成形方法，其特征在于，所述防撕裂挡块一侧壁形成有包围于所述第一冲孔齿纹边的齿纹。

4.如权利要求3所述的提高精冲件齿尖厚度的成形方法，其特征在于，所述第一冲孔的齿纹边与所述第二冲孔的齿纹边几何相似。

5.如权利要求4所述的提高精冲件齿尖厚度的成形方法，其特征在于，所述第二工位冲裁还包括制作一压边圈，在压边圈上设置分别用于冲压第一冲孔和第二冲孔的第一通孔和第二通孔，且在压边圈下表面靠近第二通孔开设一防撕裂挡块镶嵌槽，将压边圈压在板料上表面，且使所述防撕裂挡块突出于所述第一冲孔的部分内嵌于所述防撕裂挡块镶嵌槽。

6.一种提高精冲件齿尖厚度的设备，其包括：第一工步冲头、第二工步冲头及防撕裂挡块，所述第一工步冲头用于在板料上冲压形成一第一冲孔，所述防撕裂挡块与所述第一冲孔过盈配合，所述第二工步冲头用于冲压形成零件，且在冲压形成零件过程中在板料上形成第二冲孔。

7.如权利要求6所述的提高精冲件齿尖厚度的设备，其特征在于，所述的提高精冲件齿尖厚度的设备还包括压边圈，所述压边圈上开设有分别用于冲压所述第一冲孔和所述第二冲孔的第一通孔和第二通孔，所述压边圈下表面靠近所述第二通孔处开设一防撕裂挡块镶嵌槽。

8.如权利要求7所述的提高精冲件齿尖厚度的设备，其特征在于，所述防撕裂挡块包括挡接端及嵌设端，所述挡接端的内轮廓上设有齿边，所述嵌设端与所述防撕裂挡块镶嵌槽相匹配。

9.如权利要求8所述的提高精冲件齿尖厚度的设备，其特征在于，所述挡接端与所述嵌设端相互垂直，所述防撕裂挡块的截面呈L型。

10.如权利要求8所述的提高精冲件齿尖厚度的设备，其特征在于，所述防撕裂挡块的上表面光滑平整，所述防撕裂挡块的凸起高度为板料厚度的80％-90％。