CN110238275A - 一种燃油箱连接嵌件的冲压加工方法及加工模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃油箱连接嵌件的冲压加工方法及加工模具，该方法中采用五个工位的级进模，在第一工位，加工减应力孔；在第二工位，加工贯穿孔；第三工位，由第三模具同时冲压出周向加强筋、外圈孔及棱锥槽；在第四工位，由第四模具冲压出径向加强筋；在第五工位，将料带中心全圆周冲压出内翻边，内翻边成型后，所述第五模具将微连接剪断。加工模具与之相匹配对应。本发明可用于燃油箱连接嵌件的连续进行生产，生产效率高。嵌件本体上的径向加强筋能够延伸到与内翻边的圆弧过渡面直接相连，达到提高连接嵌件强度的目的。

Description

一种燃油箱连接嵌件的冲压加工方法及加工模具

技术领域

本发明涉及一种燃油箱的连接嵌件，特别涉及一种燃油箱的连接嵌件的连续加工方法及加工模具。

背景技术

目前，汽车的燃油箱大多由塑料制成，为安装油泵或其他控制阀件，需要在局部予以加强，因此而使用有一种嵌件，这种嵌件由金属板材冲裁制成，其主要结构包括有一个盘状的本体，本体中心设有内翻边，本体上冲裁有贯穿本体的嵌件孔，燃油箱注塑时，嵌件孔内注满塑料熔体，固化后形成稳定的结构；为保证嵌件本身就有足够的强度，在嵌件上冲压有周向加强筋和径向加强筋，周向加强筋沿圆周方向间断设置，径向加强筋则设置在周向加强筋之间。其不足之处在于，由于有内翻边的存在，在翻边加工时，本体与内翻边之间有一个圆弧过渡区，导致径向加强筋的内侧位置不能过分靠近圆弧过渡区，两者之间在工艺上存在干涉，如果先加工径向加强筋，则翻边时，容易造成局部应力集中，出现撕裂现象；如果先进行翻边加工，则在进行径向加强筋冲压过程中，会使翻边后的内圆一侧发生变形；两者同时加工时，只有在相互远离时，才不会有干涉，否则该局部始终会有一定程度的变形。但是，当径向加强筋远离圆弧过渡区时，则在径向加强筋的端头和圆弧过渡区之间在整个圆周方向上都没有加强结构，形成一个薄弱环节，在汽车长期的震动工况下，该位置容易疲劳折断，此外，在受到冲击的极端情况下，该位置更容易撕裂，造成燃油泄漏，甚至酿成更大事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃油箱连接嵌件的冲压加工方法，同时提供了一种实现该方法的加工模具，通过该模具，可以连续冲裁加工燃油箱的连接嵌件，使得嵌件本体上的径向加强筋能够延伸到与内翻边直接相连，达到提高连接嵌件强度的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种燃油箱连接嵌件的冲压加工方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将卷板料带开卷、整平并牵引进入安装有级进模的冲压机床，料带按步进方式向一个方向运动；级进模包含至少五个工位；料带在各工位上均有一个用以确定周向方向及径向方向的虚拟圆心；

2）沿料带的行进方向，在第一工位，由第一模具冲裁出若干减应力孔，所述减应力孔为多个间断设置的条形孔，条形孔沿垂直于料带行进方向的轴线分布；

3）沿料带的行进方向，在第二工位，由第二模具冲裁出若干贯穿孔，贯穿孔的孔位及形状与成型工件的本体上的嵌件孔以及翻边内侧边缘形状相应对应；

4）沿料带的行进方向，在第三工位，由第三模具同时冲压出周向加强筋、外圈孔及棱锥槽，周向加强筋沿圆周方向间断设置，外圈孔位于外侧，也沿周方向上间断设置，外圈孔的端头之间留有微连接；外圈孔的内侧形状与成型工件的外周形状相一致；所述棱锥槽为四棱锥槽，四棱锥槽在周向方向上位于相邻周向加强筋之间，四棱锥槽在径向方向上对应位于成型工件的圆弧过渡区，四棱锥槽的口部的一个对角线连线的延长线穿过所述虚拟圆心；

5）沿料带的行进方向，在第四工位，由第四模具冲压出径向加强筋，用于冲压径向加强筋的模头终点位置为四棱锥槽的最外侧顶点，所述用于冲压径向加强筋的模头的宽度与四棱锥槽对角线长度相等；冲压使得四棱锥槽外侧与模头之间的局部区域随模头的攻进而局部凹陷；

6）沿料带的行进方向，在第五工位，由第五模具以虚拟圆心为中心，将料带中心全圆周冲压出内翻边，所述四棱锥槽随翻边自然弯曲成型，内翻边成型后，所述第五模具将微连接剪断，中心形成的成型工件落料。

7）料带继续步进运动，由废料卷绕轮将废料卷绕。

作为本发明的进一步改进在于，所述料带为厚度0.8~1.2mm的钢带，四棱锥槽的顶点深度为钢带厚度的15~30%。

本发明还公开了一种与上述加工方法相匹配的燃油箱连接嵌件的冲压加工模具，包括上模和下模，上模内安装有上模芯，下模内安装有下模芯，所述上模芯和下模芯的相向面一一对应，上模芯和下模芯的形状、位置与第一工位到第五工位逐一匹配对应。

进一步地，所述上模芯安装在滑座内，滑座可滑动地设置在上模座内，上模座下端连接有压料板，压料板位于上模芯外周，所述下模芯外周设置有脱模推板，脱模推板与下模芯之间设有脱模弹簧，脱模推板与压料板相对应，每一工位再加工时，料带被压在脱模推板与压料板之间。冲压加工时，一方面会有震动，另一方面也会挤压、牵拉料带，使其局部变形，通过脱模推板与压料板将料带预先固定，再进行冲裁，可以最大限度地避免本工位加工时对相邻工位造成不良影响。

作为本发明的进一步改进在于，第二工位到第五工位对应的上模和下模并列设置，第一工位对应的上模和下模与其他模具留有间距。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1）通过减应力孔的设置，可以保证在个个工位进行冲裁加工时，减应力孔可以有适当的变形。冲压时的局部压延、局部牵拉、局部剪切，使得料带受力复杂，也容易引起局部变形，通过减应力孔适当的变形予以补偿，可以避免局部撕裂，同时也可以避免冲压加工时不同工位之间的相互不良影响。

2）四棱锥槽的设置，其目的在于使得该位置在翻边时能够局部收缩，锥口内收，从而不会造成应力集中；四棱锥槽在冲压成型时，板料的底部为平面，仅在板料的表面留下挤压凹陷，冲压成型时，四棱锥槽所在局部位置的金属材料向四周流动，从而形成局部凹陷，这一局部凹陷在翻边时可以变形与径向加强筋自然过渡，从而增强了局部强度。

3）冲压径向加强筋的模头终点位置为四棱锥槽的最外侧顶点，且用于冲压径向加强筋的模头的宽度与四棱锥槽对角线长度相等；使得冲压使得四棱锥槽外侧与模头之间的局部区域随模头的攻进而局部凹陷，该局部凹陷并未延及到四棱锥槽的最内侧，基本只能延及到四棱锥槽的顶点位置，该顶点位置位于四棱锥槽的中心，也就是说局部凹陷可以带动四棱锥槽的一部分随之一起变形，模头的宽度与四棱锥槽对角线长度相等的情况下，其变形范围不超过四棱锥槽的一半；从而使得四棱锥槽的另一半不受影响；冲压内翻边时，所述四棱锥槽随翻边自然弯曲成型，有闭口变形的趋势，减小了变形应力，使其不会局部撕裂或不规则变形，从而使得径向加强筋能直接延伸连接到圆弧过渡区，提高了连接强度。

4）本发明可用于燃油箱连接嵌件的连续进行生产，生产效率高。嵌件本体上的径向加强筋能够延伸到与内翻边直接相连，达到提高连接嵌件强度的目的。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。

图2为图1中A的局部放大图。

图3为径向加强筋加工时与四棱锥槽的位置关系图。

图4为燃油箱连接嵌件（成型工件）的立体图一。

图5为成型工件的立体图二。

图6 为图5中B的局部放大图。

图7为成型工件的侧视图。

图8为本发明的加工模具的结构示意图。

图9为本发明的加工模具的单个模具的每部结构示意图。

其中，1料带，2减应力孔，3贯穿孔，4外圈孔，5微连接，6周向加强筋，7四棱锥槽，8径向加强筋，8a9圆弧过渡区，10本体，11内翻边，12第一模具，13第二模具，14第三模具，15第四模具，16第五模具，17上模座，18滑座，19上模芯，20压料板，21下模芯，22脱模推板，23脱模弹簧，O虚拟圆心。

具体实施方式

如图1~3所示，为一种燃油箱连接嵌件的冲压加工方法，包括如下步骤：

1）将卷板料带1开卷、整平并牵引进入安装有级进模的冲压机床，料带1按步进方式向一个方向运动，每运动一次，移动一个工位；级进模包含至少五个工位；料带1在各工位上均有一个用以确定周向方向及径向方向的虚拟圆心O，所述的周向方向及径向方向均以虚拟圆心O作为基准点，周向方向是以虚拟圆心O作为圆心作出的圆的圆周方向，该圆周也可以是虚拟的，径向方向是以该虚拟圆心O为圆心，所对应的圆的半径或直径方向。

2）沿料带1的行进方向，在第一工位，由第一模具12冲裁出若干减应力孔2，所述减应力孔2为多个间断设置的条形孔，条形孔沿垂直于料带1行进方向的轴线分布；冲压加工时，或局部压延、或局部牵拉、或局部剪切，料带1受力复杂，也容易引起局部变形，通过减应力孔2适当的变形予以补偿，可以避免局部撕裂，同时也可以冲压加工时不同工位之间的相互不良影响。

3）沿料带1的行进方向，在第二工位，由第二模具13冲裁出若干贯穿孔3，贯穿孔3的孔位及形状与成型工件的本体10上的嵌件孔以及翻边内侧边缘形状相应对应；先进行料带1平面上的孔的冲裁，可以保证孔位置精确。

4）沿料带1的行进方向，在第三工位，由第三模具14同时冲压出周向加强筋6、外圈孔4及棱锥槽，周向加强筋6沿圆周方向间断设置，外圈孔4位于外侧，也沿周方向上间断设置，外圈孔4的端头之间留有微连接5；外圈孔4的内侧形状与成型工件的外周形状相一致；所述棱锥槽为四棱锥槽7，四棱锥槽7在周向方向上位于相邻周向加强筋6之间，四棱锥槽7在径向方向上对应位于成型工件的圆弧过渡区9，四棱锥槽7的口部的一个对角线连线的延长线穿过所述虚拟圆心；其目的在于使得该位置在翻边时能够局部收缩，锥口内收，从而不会造成应力集中；四棱锥槽7在冲压成型时，板料的底部为平面，仅在板料的表面留下挤压凹陷，料带1为厚度0.8~1.2mm的钢带，四棱锥槽7的顶点深度为钢带厚度的15~30%，冲压成型时，四棱锥槽7所在局部的金属材料向四周流动，从而形成局部凹陷；这一局部凹陷在翻边时可以变形与径向加强筋8自然过渡，从而增强了局部强度。

5）沿料带1的行进方向，在第四工位，由第四模具15冲压出径向加强筋8，用于冲压径向加强筋8的模头终点位置为四棱锥槽7的最外侧顶点，所述用于冲压径向加强筋8的模头的宽度与四棱锥槽7对角线长度相等；冲压使得四棱锥槽7外侧与模头之间的局部区域随模头的攻进而形成局部凹陷8a，该局部凹陷8a并未延及到四棱锥槽7的最内侧，基本只能延及到四棱锥槽7的顶点位置，该顶点位置位于四棱锥槽7的中心，也就是说局部凹陷可以带动四棱锥槽7的一部分随之一起变形，模头的宽度与四棱锥槽7对角线长度相等的情况下，其变形范围不超过四棱锥槽7的一半；从而使得四棱锥槽7的另一半不受影响。

6）沿料带1的行进方向，在第五工位，由第五模具16以虚拟圆心为中心，将料带1中心全圆周冲压出内翻边11，所述四棱锥槽7随翻边自然弯曲成型，有闭口变形的趋势，减小了变形应力，使其不会局部撕裂或不规则变形，从而使得径向加强筋8能直接延伸连接到圆弧过渡区9，内翻边11成型后，所述第五模具16将微连接5剪断，中心形成的成型工件落料。

7）料带1继续步进运动，由废料卷绕轮将废料卷绕。

如图4~7所示，为成型工件，径向加强筋8一直延伸到圆弧过渡区9，内翻边11是全圆周均有，本实施例中的内翻边11的轴向为不规则形状，周向是圆形。

如图8-9所示，为一种燃油箱连接嵌件的冲压加工模具，包括上模和下模，上模内安装有上模芯19，下模内安装有下模芯21，所述上模芯19和下模芯21的相向面一一对应，上模芯19和下模芯21的形状、位置与第一工位到第五工位逐一匹配对应。

第一工位到第五工位的模具结构相同，只不过宽度及上模芯19和下模芯21的加工型面有差异，在结构上，上模芯19安装在滑座18内，滑座18可滑动地设置在上模座17内，上模座17下端连接有压料板20，压料板20位于上模芯19外周，所述下模芯21外周设置有脱模推板22，脱模推板22与下模芯21之间设有脱模弹簧23，脱模推板22与压料板20相对应，每一工位再加工时，料带1被压在脱模推板22与压料板20之间。通过脱模弹簧23的复位，可以帮助工件脱离模芯，为料带1的顺利不仅移动提供了基础。

其中，第二工位到第五工位对应的上模和下模并列设置，第一工位对应的上模和下模与其他模具留有间距。第二工位到第五工位对应的上模和下模并列设置可保证结构紧凑；由于第一工位的模具仅仅冲裁减应力孔2，其模具宽度小，从而使得第一工位对应的上模和下模与其他模具可以留有间距，这一间距中还可以设置涂油机构或孔位检测定位机构，保证冲压加工的精度和良品率。

本发明可用于燃油箱连接嵌件的连续进行生产，生产效率高。嵌件本体10上的径向加强筋8能够延伸到与内翻边11直接相连，达到提高连接嵌件强度的目的。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种燃油箱连接嵌件的冲压加工方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将卷板料带开卷、整平并牵引进入安装有级进模的冲压机床，料带按步进方式向一个方向运动；级进模包含至少五个工位；料带在各工位上均有一个用以确定周向方向及径向方向的虚拟圆心；

2）沿料带的行进方向，在第一工位，由第一模具冲裁出若干减应力孔，所述减应力孔为多个间断设置的条形孔，条形孔沿垂直于料带行进方向的轴线分布；

3）沿料带的行进方向，在第二工位，由第二模具冲裁出若干贯穿孔，贯穿孔的孔位及形状与成型工件的本体上的嵌件孔以及翻边内侧边缘形状相应对应；

4）沿料带的行进方向，在第三工位，由第三模具同时冲压出周向加强筋、外圈孔及棱锥槽，周向加强筋沿圆周方向间断设置，外圈孔位于外侧，也沿周方向上间断设置，外圈孔的端头之间留有微连接；外圈孔的内侧形状与成型工件的外周形状相一致；所述棱锥槽为四棱锥槽，四棱锥槽在周向方向上位于相邻周向加强筋之间，四棱锥槽在径向方向上对应位于成型工件的圆弧过渡区，四棱锥槽的口部的一个对角线连线的延长线穿过所述虚拟圆心；

5）沿料带的行进方向，在第四工位，由第四模具冲压出径向加强筋，用于冲压径向加强筋的模头终点位置为四棱锥槽的最外侧顶点，所述用于冲压径向加强筋的模头的宽度与四棱锥槽对角线长度相等；冲压使得四棱锥槽外侧与模头之间的局部区域随模头的攻进而局部凹陷；

6）沿料带的行进方向，在第五工位，由第五模具以虚拟圆心为中心，将料带中心全圆周冲压出内翻边，所述四棱锥槽随翻边自然弯曲成型，内翻边成型后，所述第五模具将微连接剪断，中心形成的成型工件落料；

7）料带继续步进运动，由废料卷绕轮将废料卷绕。

2.根据权利要求1所述的一种燃油箱连接嵌件的冲压加工方法，其特征在于所述料带为厚度0.8~1.2mm的钢带，四棱锥槽的顶点深度为钢带厚度的15~30%。

3.一种燃油箱连接嵌件的冲压加工模具，其特征在于包括上模和下模，上模内安装有上模芯，下模内安装有下模芯，所述上模芯和下模芯的相向面一一对应，上模芯和下模芯的形状、位置与第一工位到第五工位逐一匹配对应。

4.根据权利要求3所述的一种燃油箱连接嵌件的冲压加工模具，其特征在于所述上模芯安装在滑座内，滑座可滑动地设置在上模座内，上模座下端连接有压料板，压料板位于上模芯外周，所述下模芯外周设置有脱模推板，脱模推板与下模芯之间设有脱模弹簧，脱模推板与压料板相对应，每一工位再加工时，料带被压在脱模推板与压料板之间。

5.根据权利要求3所述的一种燃油箱连接嵌件的冲压加工模具，其特征在于第二工位到第五工位对应的上模和下模并列设置，第一工位对应的上模和下模与其他模具留有间距。