CN112720696B - 冲裁模具及其制造方法与利用其冲裁聚酰亚胺薄膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冲裁模具及其制造方法与利用其冲裁聚酰亚胺薄膜的方法。针对利用精密冲裁设备冲裁聚酰亚胺薄膜时存在的成本高、对冲裁模具加工精度要求非常高，造价昂贵，制造周期长的问题。冲裁模具包括上模板、凸模、凹模及下模板，凸模固定在上模板上，凹模固定在下模板上，凸模与凹模同轴且零间隙配合。制造方法包括制作凸模、预加工凹模、利用凸模加工凹模及对凸模和凹模平磨开刃口的步骤。利用该模具可以对厚度大于等于0.04毫米的有机高分子材料或不锈钢薄板冲裁。本发明采用凸模与凹模间相互啃切形成零间隙配合，模具制造时无需考虑配合间隙，模具制造周期缩短一半左右，成本可降低50％左右。

Description

冲裁模具及其制造方法与利用其冲裁聚酰亚胺薄膜的方法
技术领域
本发明涉及一种冲裁模具制造方法，尤其涉及一种冲裁模具及其制造方法与利用其冲裁聚酰亚胺薄膜的方法。
背景技术
聚酰亚胺薄膜是用0.04毫米厚的有机高分子材料经冲裁加工制成，具有耐高温、耐绝缘性能，广泛应用于航空发动机燃油附件系统中。此类超薄冲压件，一般采用精密冲裁设备，其要求高，使用、维护费用高；且冲裁模具间隙要求是0.002毫米，加工精度要求非常高，造价昂贵，制造周期长。
为缩短航空产品研发和制造周期，在现有普通冲裁设备的条件下，降低模具制造成本、缩短加工周期是目前急待解决的问题。
发明内容
针对利用精密冲裁设备冲裁聚酰亚胺薄膜时存在的成本高、对冲裁模具加工精度要求非常高，造价昂贵，制造周期长的问题。本发明提供一种冲裁模具制造方法及利用其冲裁聚酰亚胺薄膜的方法，在现有设备资源条件下，实现0.04毫米厚聚酰亚胺薄膜冲裁加工的模具，降低冲裁模具制造成本，缩短加工周期，实现聚酰亚胺薄膜类零件的高品质加工。
本发明的技术方案是提供一种冲裁模具，其特殊之处在于：包括上模板、凸模、凹模及下模板，所述凸模固定在上模板上，所述凹模固定在下模板上，凸模与凹模同轴且零间隙配合。
进一步地，该冲裁模具，还包括凸模固定板，所述凸模通过凸模固定板固定在上模板上。
进一步地，该冲裁模具还包括退件器与顶杆；所述退件器位于凹模型孔内，所述顶杆从下至上穿过下模板，伸入凹模型孔内与退件器连接。
本发明还提供一种上述冲裁模具制造方法，包括以下步骤：
步骤1、制作凸模；
选取硬度为a的原材料制作凸模，其中a为正数；
步骤2、预加工凹模；
选取硬度为b的原材料预加工凹模，预加工的凹模型孔尺寸比凸模沿周小0.1-0.2mm；其中b为正数，且b小于a；
步骤3、利用凸模加工凹模；
保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤4、对凸模和凹模平磨开刃口。
进一步地，步骤1中：选用CrWMn制作凸模，热处理硬度为HRC58-62；步骤2中选用预硬钢NAK80预加工凹模，出厂硬度为HB340-380。
本发明还提供一种冲裁聚酰亚胺薄膜的方法，包括以下步骤：
步骤1、制作凸模；
选取硬度为a的原材料制作凸模，其中a为正数；
步骤2、预加工凹模；
选取硬度为b的原材料预加工凹模，预加工的凹模型孔尺寸比凸模沿周小0.1-0.2mm；其中b为正数，且b小于a；
步骤3、利用凸模加工凹模；
保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤4、对凸模和凹模平磨开刃口；
步骤5、对厚度大于等于0.04毫米的有机高分子材料或不锈钢薄板冲裁。
进一步地，将凸模固定在冲床的滑块上，预加工后凹模固定于冲床工作台上；保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤5具体为：将厚度大于等于0.04毫米的有机高分子材料或不锈钢薄板平铺在凹模表面，冲床带动凸模向下，进行冲裁。
进一步地，将凸模固定在冲床的工作台上，预加工后凹模固定在冲床滑块上；保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤5具体为：将厚度大于等于0.04毫米的有机高分子材料或不锈钢薄板平铺在凸模表面，冲床带动凹模向下，进行冲裁。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用凸模与凹模间相互啃切形成零间隙配合，模具制造时无需考虑配合间隙，模具制造周期缩短一半左右，成本可降低50％左右。
2、本发明凸模与凹模零间隙配合，不会出现模具间隙大或装配误差而导致制品毛刺大或变形的问题，次品率大大降低；
3、本发明对设备无特殊要求，利用普通冲裁设备即可实现，易于普及应用，不仅适用于冲0.04mm厚度的聚酰亚胺薄膜，也可冲0.1mm厚度的不锈钢薄板，0.3mm厚度的聚乙烯塑料薄膜和0.5mm厚度的夹布橡胶薄膜。
附图说明
图1为实施例中冲裁模具结构示意图。
图中附图标记为：1-浮动模柄组件，2-上模板，3-凸模固定板，4-凹模，5-下模板，6-顶杆，7-退件器，8-凸模，9-卸料弹簧，10-垫板。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步地描述。
本发明利用普通冲裁设备即可加工模具同时完成薄膜类零件的加工，可适用于冲0.04mm厚度的聚酰亚胺薄膜，也可冲0.1mm厚度的不锈钢薄板，0.3mm厚度的聚乙烯塑料薄膜和0.5mm厚度的夹布橡胶薄膜。以下实施例以冲0.04mm厚度的聚酰亚胺薄膜为例进行说明。
从图1可以看出，本实施例聚酰亚胺薄膜冲裁模具，主要包括浮动模柄1、上模板2、凸模固定板3、凹模4、下模板5、顶杆6、退件器7、凸模8、卸料弹簧9及上模垫板10。其中浮动模柄1与凸模8连接置于上模板2上，上模垫板10位于上模板2与凸模8之间，并利用凸模固定板3对凸模8进一步固定。凹模4由销钉固定于下模板5上的中间部与凸模8对应在同一轴线上。退件器7位于凹模4型孔内，顶杆6从下至上穿过下模板5，伸入凹模4型孔内与退件器7连接。与现有技术不同的是，本实施例中凸模8与凹模4零间隙配合，而非常规的机械加工配成的0.002毫米。利用该模具冲裁聚酰亚胺薄膜，因凸模8与凹模4之间不存在间隙，不会出现模具间隙大或装配误差而导致制品毛刺大或变形的问题，使得成品率显著提高。
为了实现凸模8和凹模4相互零间隙配合，本实施例通过下述方法制造模具：
步骤1、制作凸模；
选用CrWMn材料制备凸模，该材料的热处理硬度为HRC58-62。
步骤2、预加工凹模；
凹模选用硬度较低的预硬钢NAK80，出厂硬度为HB340-380；同时，预加工时凹模型孔尺寸比凸模沿周小0.1mm。
步骤3、利用凸模加工凹模；
凸模和凹模没有进行相互啃切前，由模具装配钳工保证凸模和凹模的相对位置，装配完成后将整套工装装夹于冲床上，通过凸模固定板3将凸模8固定在上模板2上，通过销钉、螺钉将凹模4固定于下模板5上，通过浮动模柄组件将整个上模部分安装冲床滑块上，下模利用滚珠导柱保证与上模相对位置，并用压板固定。工作时，保证凸模与凹模间隙均匀，无偏移。
启动机床，调整滑块高度，使凸模逐步切入凹模口部0.5～1mm，形成啃切刃口。
步骤4、对凸模和凹模平磨开刃口；
将模具从冲床上拆除后，对凸模8和凹模4平磨开刃口后，重新组装。
利用该模具加工聚酰亚胺薄膜时，将0.04毫米厚的有机高分子材料平铺在凹模4上表面，使凸模逐步切入凹模口部，所得聚酰亚胺薄膜尺寸满足设计图要求，断面无毛刺。
为了获得更广泛的加工范围，也可以采取倒装结构，将0.04毫米厚的有机高分子材料平铺在凸模上表面，使滑块带动凹模向下，凸模切入凹模口部完成冲切。

Claims (7)

1.一种冲裁模具，其特征在于：包括上模板（2）、凸模（8）、凹模（4）及下模板（5），所述凸模（8）固定在上模板（2）上，所述凹模（4）固定在下模板（5）上，凸模（8）与凹模（4）同轴且零间隙配合；还包括退件器（7）与顶杆（6）；所述退件器（7）位于凹模（4）型孔内，所述顶杆（6）从下至上穿过下模板（5），伸入凹模（4）型孔内与退件器（7）连接；
基于下述过程制备：
步骤1、制作凸模；
选取硬度为a的原材料制作凸模，其中a为正数；
步骤2、预加工凹模；
选取硬度为b的原材料预加工凹模，预加工的凹模型孔尺寸比凸模沿周小0.1-0.2mm；其中b为正数，且b小于a；
步骤3、利用凸模加工凹模；
保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤4、对凸模和凹模平磨开刃口。
2.根据权利要求1所述的冲裁模具，其特征在于：还包括凸模固定板（3），所述凸模（8）通过凸模固定板（3）固定在上模板（2）上。
3.一种权利要求1或2所述冲裁模具制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、制作凸模；
选取硬度为a的原材料制作凸模，其中a为正数；
步骤2、预加工凹模；
选取硬度为b的原材料预加工凹模，预加工的凹模型孔尺寸比凸模沿周小0.1-0.2mm；其中b为正数，且b小于a；
步骤3、利用凸模加工凹模；
保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤4、对凸模和凹模平磨开刃口。
4.根据权利要求3所述的冲裁模具制造方法，其特征在于，步骤1中：选用CrWMn制作凸模，热处理硬度为HRC58-62；步骤2中选用预硬钢NAK80预加工凹模，出厂硬度为HB340-380。
5.一种基于权利要求1或2所述冲裁模具冲裁聚酰亚胺薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、制作凸模；
选取硬度为a的原材料制作凸模，其中a为正数；
步骤2、预加工凹模；
选取硬度为b的原材料预加工凹模，预加工的凹模型孔尺寸比凸模沿周小0.1-0.2mm；其中b为正数，且b小于a；
步骤3、利用凸模加工凹模；
保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤4、对凸模和凹模平磨开刃口；
步骤5、对厚度大于等于0.04毫米的有机高分子材料或不锈钢薄板冲裁。
6.根据权利要求5所述的冲裁聚酰亚胺薄膜的方法，其特征在于，步骤3具体为：将凸模固定在冲床的滑块上，预加工后凹模固定于冲床工作台上；保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤5具体为：将厚度大于等于0.04毫米的有机高分子材料或不锈钢薄板平铺在凹模表面，冲床带动凸模向下，进行冲裁。
7.根据权利要求6所述的冲裁聚酰亚胺薄膜的方法，其特征在于，步骤3具体为：将凸模固定在冲床的工作台上，预加工后凹模固定在冲床滑块上；保证凸模和步骤2预加工后凹模的相对位置，使凸模逐步切入预加工后凹模型孔0.5～1mm，形成啃切刃口；
步骤5具体为：将厚度大于等于0.04毫米的有机高分子材料或不锈钢薄板平铺在凸模表面，冲床带动凹模向下，进行冲裁。
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