CN110270629A - 一种钢制零件冲深孔专用五金模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢制零件冲深孔专用五金模具，包括上模、下模和导向机构，下模包括凹模组件和下模座，上模包括冲针、卸料板和上模座，冲针安装在上模座上，卸料板上设有与冲针相适配的导向孔，凹模组件包括凹模芯和凹模紧圈，凹模紧圈固定安装在下模座上，凹模芯镶嵌在凹模紧圈内；卸料板上设有抵压并稳固钢制零件的顶块，顶块上设有导向面，导向面沿导向孔的孔壁向下方延伸；冲针为多个，冲针的背面与导向面贴合导向，冲针包括针头和针身，针头由斜面过渡至针身，针身与导向孔相适配，当针头处于冲孔位置时，针身位于导向孔内。本发明具有结构简单、成本低和寿命长的有益效果。

Description

一种钢制零件冲深孔专用五金模具

技术领域

本发明涉及一种五金模具，特别是一种钢制零件冲深孔专用五金模具。

背景技术

近年来，随着汽车行业的快速发展，汽车空调业也跟着快速增长，空调零配件的需求量也快速增加。因此，对于汽车空调零配件厂家来说，要么提高产能，要么提高效率，而提升生产产能需要投入大量的资金购买设备和雇佣人工，企业大多都难以承受，而提高生产效率对大多数企业来说相对较为容易实现。提高生产效率通常是从生产工艺和生产设备改进着手，而五金模具是主要的加工设备，设计出结构更合理、寿命更长的五金模具显得至关重要。

汽车空调用的钢制零件，产品硬度较高，而且产品的尺寸也较小，冲孔难度大，尤其是深孔(孔的长径比大于1.0)加工，极易造成冲针崩刃断裂，为解决该问题，现有技术采用了单针循环冲孔的技术方案，只设置一个冲针，冲完一个孔之后，先进行重新定位然后再冲下一个孔，这种方案保证了冲每一个孔时都能使得定位精确，避免了冲断针的问题，而且单针冲孔，冲压机的负载小，可以选用较小吨位的冲压机。但是，也正是上述原因造成了孔加工时容易错位，需要反复修理检测，存在多个孔时，加工效率非常低，因此亟需一种改进的五金模具以解决现有钢制零件深孔加工时存在的各种问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足而提供一种定位准确、加工效率高、结构简单且使用方便的钢制零件冲深孔专用五金模具。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种钢制零件冲深孔专用五金模具，包括上模、下模和导向机构，下模包括凹模组件和下模座，上模包括冲针、卸料板和上模座，冲针安装在上模座上，卸料板上设有与冲针相适配的导向孔，凹模组件包括凹模芯和凹模紧圈，凹模紧圈固定安装在下模座上，凹模芯镶嵌在凹模紧圈内；卸料板上设有抵压并稳固钢制零件的顶块，顶块上设有导向面，导向面沿导向孔的孔壁向下方延伸；冲针为多个，冲针的背面与导向面贴合导向，冲针包括针头和针身，针头由斜面过渡至针身，针身与导向孔相适配，当针头处于冲孔位置时，针身位于导向孔内,针头长度为8-25mm。

上述技术方案还可以通过以下技术措施进一步完善：

冲针为两组且分别呈环状分布，两组冲针相背设置，顶块具有内外两个导向面，内外两个导向面分别与两组冲针的背面贴合导向。凹模芯由高强度五金模具钢制成，凹模紧圈由45号中碳钢制成。上模和下模之间设有限定上模行程的限位挡块，限位挡块固定安装在卸料板上。凹模芯上设有向上方凸出的支撑凸台，支撑凸台抵触在钢制零件上的底面上。上模座包括固公板、上垫板和上座板，冲针安装在固公板上，冲针的底部抵压在上垫板上，固公板和卸料板之间设有推动卸料板复位的主弹性件。上模座还包括打料装置，打料装置包括打料杆和打料板，打料板设在上垫板上方，上垫板上设有容让孔，打料杆穿过容让孔并抵触在卸料板上对应顶块的位置上，打料板和上座板之间设有副弹性件。固公板上还安装有导杆，卸料板上安装有上导套，凹模紧圈上安装有下导套，导杆穿过上导套并与下导套活动配合导向。下模座包括下垫板和下座板，下垫板安装在下座板上，凹模紧圈安装在下垫板上。五金模具专用于加工汽车空调用钢制零件的腰形深孔，腰形深孔的孔深大于5mm，且孔深为冲针厚度的1.2倍以上，两组冲针为整体车削加工后再线切割加工分割为单个冲针制成。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下技术效果：

本发明设置了多个冲针，可以一次完成多个冲孔，当钢制零件上的孔时，可以显著提高生产效率。由于本发明对冲针的结构进行了优化，且采用一体加工成形再分隔的加工方法制成，显著提高了冲针的强度和一致性，在卸料板上设置导向孔和顶块，顶块上设置导向面，提高了冲针下行冲孔时的定位精度，同时导向面与冲针的背面贴合进一步提高了冲针的抗弯折能力，保证了同时冲多个孔时的定位精度以及冲针的强度。

本发明的凹模芯为镶嵌入凹模紧圈中，凹模芯和凹模紧圈采用不同的材料加工，在不提高模具成本的前提下，可以提高凹模芯的强度，降低凹模紧圈的成本，同时凹模芯的尺寸小，更易于加工，尺寸加工精度可以进一步提高，进一步保证同时冲多孔时，钢制零件的定位精度和支撑强度也得到提高，冲针的冲孔定位精度得到提高，模具寿命更长。另外，顶块上的导向面沿导向孔向下延伸，二者一次加工成形，使得冲针的定位精度更高，也进一步保证了卸料时顶块不会对冲针产生作用力导致冲针断裂。

本发明还具有结构简单、成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的五金模具的总装结构示意图。

图2是钢制零件的结构示意图。

图3是凹模组件的结构示意图。

图4是卸料板的结构示意图。

图5是加工冲针用坯料结构示意图。

图6是加工完成的冲针结构示意图。

附图标记说明：

1.上模；2.下模；3.导向机构；4.钢制零件；101.上模座；102.上垫板；103.冲针；104.固公板；105.卸料板；106.限位挡块；107.主弹性件；108.上导套；109.导杆；110.打料板；111.打料杆；112.副弹性件；201.下模座；202.下垫板；203.凹模紧圈；204.凹模芯；205.下导套；401.外环深孔；402.内环深孔；1031.外环冲针；1032.内环冲针。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细说明：

如图1、图2所示，本实施例的一种钢制零件冲深孔专用五金模具，该钢制零件可以是压缩机用皮带轮、吸盘等需要冲孔的零件，本实施例中的钢制零件为皮带轮，五金模具包括上模1、下模2和导向机构3，导向机构3设置在上模1和下模2之间，为上模1下行时提供导向，保障模具的整体定位稳定性，下模2包括凹模组件和下模座201，上模1包括冲针103、卸料板105和上模座101，冲针103安装在上模座101上，卸料板105上设有与冲针相适配的导向孔，凹模组件包括凹模芯204和凹模紧圈203，凹模紧圈203固定安装在下模座201上，凹模芯204镶嵌在凹模紧圈203内；卸料板105上设有抵压并稳固钢制零件4的顶块，顶块上设有导向面，导向面沿导向孔的孔壁向下方延伸；冲针103为多个，冲针103的背面与导向面贴合导向。

本实施例中的五金模具专用于汽车空调用钢制零件4的腰形深孔的加工，腰形深孔的孔深大于5mm，而深孔是指孔的宽度或直径小于孔深度的孔，如图2中所示，尺寸H为尺寸D的1.2倍以上，对于本实施例尺寸H为尺寸D的1.5倍。

如图3所示的凹模组件包括凹模芯204和凹模紧圈203，凹模芯204以一定的过盈量镶嵌在凹模紧圈203内，凹模芯204和凹模紧圈203采用不同的材料加工，凹模芯204由高强度五金模具钢制成，凹模紧圈203由45号中碳钢制成，在本实施例中凹模芯204采用Cr12Mov材料制造。在不提高模具成本的前提下，提高了凹模芯204的强度，降低了凹模紧圈203的成本，同时凹模芯204的尺寸适当，更易于加工，尺寸加工精度可以进一步提高，进一步保证同时冲多孔时，钢制零件4的定位精度和支撑强度也得到提高，冲针的冲孔定位精度得到提高，模具寿命更长。下模座201包括下垫板202和下座板，下垫板202安装在下座板上，凹模紧圈203安装在下垫板202上。凹模芯204上设有向上方凸出的支撑凸台，支撑凸台抵触在钢制零件4上的底面上，凹模芯204中部安装有定位件，定位件与钢制零件4上的定位孔相互配合，实现对钢制零件4的定位。

如图1、图5和图6所示，冲针为两组且分别呈环状分布，每组冲针6个，两组冲针分别为内环冲针1032和外环冲针1031，外环冲针1031和钢制零件上外环深孔401相对应，内环冲针1032和钢制零件上的内环深孔402相对应，内环冲针1032和外环冲针1031相背设置，顶块上具有内外两个导向面，内侧导向面与内环冲针的背面贴合为内环冲针1032提供导向，外侧导向面与外环冲针1031的背面贴合为外环冲针提供导向。冲针包括针头和针身，针头由斜面过渡至针身，针身大于针头的尺寸，强度也大于针头，针头长度有限8-25mm，针身与导向孔相适配，当针头处于冲孔位置时，针身位于导向孔内，从而保证整个冲针的冲孔稳定性，防止冲针发生崩断。上模座101包括固公板104、上垫板102和上座板，冲针103安装在固公板104上，冲针103的底部抵压在上垫板102上，冲针103的根部设有用于固定的尾板，尾板嵌入在固公板104内。

如图5和图6所示，两组冲针103为整体车削加工后再线切割加工分割为单个冲针103制成，即先通过车削加工出图5中所示的坯料，然后在进一步线切割加工，分割出单个冲针，最后再进一步精加工即可。这种加工方式提高了冲针的尺寸一致性，且每组冲针能够形成与钢制零件4上深孔完全对应的环形，不会产生错位，在冲孔过程中，也不会发生冲针间受力不均衡的问题，进一步提升了冲针的使用寿命。

如图1和图4所示，卸料板105上设有导向孔和顶块，顶块上设有内外两个导向面，顶块由卸料板105直接加工而成，顶块上的导向面沿导向孔向下延伸，二者一次加工成形，使得冲针103的定位精度更高，保证了整个顶块的垂直度，卸料时顶块不会对冲针103产生作用力导致冲针103断裂。固公板104和卸料板105之间设有推动卸料板105复位的主弹性件107。上模座101还包括打料装置，打料装置包括打料杆111和打料板110，打料板110设在上垫板102上方，上垫板102上设有容让孔，打料杆111穿过容让孔并抵触在卸料板105上对应顶块的位置上，打料板110和上座板之间设有副弹性件，主弹性件107和副弹性件可以是弹簧或橡胶件，本实施例中采用橡胶件，打料杆111和打料板110可以一体设置，也可以分体设置，本实施例中采用了分体设置。打料装置的设置为了进一步提高卸料装置的平衡稳定性，防止在卸料过程中卸料板105失衡导致冲针103断裂。

上模1和下模2之间还设有限定上模行程的限位挡块106，限位挡块106固定安装在卸料板105上，当限位挡块106与下模接触时，上模停止下行运动。固公板104上还安装有导杆109，卸料板105上安装有上导套108，凹模紧圈203上安装有下导套205，导杆109穿过上导套108并与下导套205活动配合导向。由于设置该导杆109和上下导套205，进一步提高了卸料板105和凹模组件之间的定位精度，防止冲针103冲孔时产生错位，折断冲针103。

本发明在工作过程中，卸料板先接触零件，然后卸料板挤压主弹性件和副弹性件变形，卸料板的顶块在主副弹性件弹力的作用下抵压住工件，使工件牢固定位。卸料板抵住工件后，上模继续下行，卸料板保持静止，冲针在导向孔和导向面的引导下随上模下行进行冲孔，冲孔完成后，上模向上运动，冲针在导向孔和导向面的引导下向上运动脱离工件，最后卸料板脱离工件，完成一个周期的冲孔工序。

本发明的上述实施例仅是本发明的优选方案，本领域的技术人员在上述技术方案的基础上，进行的无实质性的变化均属于本发明的专利保护范围，实施将构成侵权。

Claims (6)

1.一种钢制零件冲深孔专用五金模具，包括上模、下模和导向机构，所述下模包括凹模组件和下模座，所述上模包括冲针、卸料板和上模座，所述冲针安装在上模座上，卸料板上设有与冲针相适配的导向孔，其特征在于，所述凹模组件包括凹模芯和凹模紧圈，凹模紧圈固定安装在下模座上，凹模芯镶嵌在凹模紧圈内；所述卸料板上设有抵压并稳固钢制零件的顶块，顶块上设有导向面，导向面沿导向孔的孔壁向下方延伸；所述冲针为多个，冲针的背面与导向面贴合导向，冲针包括针头和针身，针头由斜面过渡至针身，针身与导向孔相适配，当针头处于冲孔位置时，针身位于导向孔内,针头长度为8-25mm。

2.根据权利要求1所述的钢制零件冲深孔专用五金模具，其特征在于，所述冲针为两组且分别呈环状分布，两组冲针相背设置，所述顶块具有内外两个导向面，内外两个导向面分别与两组冲针的背面贴合导向。

3.根据权利要求1或2所述的钢制零件冲深孔专用五金模具，其特征在于，所述上模和下模之间设有限定上模行程的限位挡块，限位挡块固定安装在卸料板上。

4.根据权利要求1或2所述的钢制零件冲深孔专用五金模具，其特征在于，所述凹模芯上设有向上方凸出的支撑凸台，所述支撑凸台抵触在钢制零件上的底面上。

5.根据权利要求1所述的钢制零件冲深孔专用五金模具，其特征在于，所述上模座包括固公板、上垫板和上座板，所述冲针安装在固公板上，冲针的底部抵压在上垫板上，所述固公板和卸料板之间设有推动卸料板复位的弹性件。

6.根据权利要求5所述的钢制零件冲深孔专用五金模具，其特征在于，所述上模座还包括打料装置，打料装置包括打料杆和打料板，打料板设在上垫板上方，上垫板上设有容让孔，打料杆穿过容让孔并抵触在卸料板上对应顶块的位置上，打料板和上座板之间设有弹性件。