CN113102615A - 一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，包括：上底板、下底板、凸模、凸模固定板、凹模和凹模固定板；所述上底板和下底板相对设置；所述凸模固定板套设在所述凸模外，并通过紧固件与上底板固定连接，用于对凸模进行锁紧定位；所述凹模固定板包括一斜面结构，该斜面结构内设有与钢车轮轮辐形状相适配的凹槽；所述凹模固定板上与凸模对应的位置，沿凸模运动方向开设有通孔，所述凹模设置在所述通孔内。本发明通过上述结构实现了大通风孔轮辐一次性冲散热孔，工艺经济实用。

Description

一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具

技术领域

本发明涉及大通风孔钢车轮轮辐加工工艺领域，具体涉及一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具。

背景技术

钢车轮是耐用消费品汽车重要的功能件和安全构件。作为功能件，车轮必须满足规定的使用寿命，满足乘客的舒适性要求；作为汽车的外观件，也有美观的要求，大通风孔钢车轮(如图1所示)在外观上更接近铝合金车轮，外观更加美化。但其散热孔大，并且在表面曲率变化的轮辐轮廓弧面上，曲面法线角度最大相差90°，给散热孔冲裁带来较大的难度。

传统冲裁工艺，冲裁方向基本都垂直于被冲孔零件的表面，即冲裁断面垂直零件表面。

大通风孔钢车轮轮辐轮廓形状复杂，表面是3D空间曲面，曲率是不断变化的，并且靠近轮辐中心最近点与最远点的曲面法线角度成90°。

如果要保证大通风孔钢车轮轮辐散热孔断面垂直于轮辐表面，可以采取激光切割的加工方式，切割时激光头运动轨迹以及激光切割角度由机器人控制，可以保证激光发射方向始终垂直被切割表面，从而保证散热孔断面与轮辐表面垂直。激光切割设备昂贵，切割功率大，耗电多，能耗高，直接提高了制造成本；同时切割断面粗糙，外观质量差；切割过程中产生高热量、有害气体、切割废渣，污染环境，作业环境差，影响工人健康。该加工方式在钢车轮制造行业很少采用。

还有一种方式可以近似保证大通风孔钢车轮轮辐散热孔断面垂直于轮辐表面，即分段多次冲裁：在每一段表面法线基本相同的部分用垂直表面的方向冲裁，多次冲裁，相邻两部分冲裁断面有重叠，最后各冲裁断面连接成完整的散热孔断面，但该种方式，在各交接位置有尖角，断面结合部有分界坎，难以清除，人的手触摸会被划伤，外观差，工序长，成本高。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的大通风孔钢车轮轮辐散热孔加工难题，提供一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，一次性完整的将散热孔冲裁出来，冲裁方向与轮辐表面法线角度在0°-45°之间，随着轮辐表面曲面变化而不同，冲裁断面尖角在后续工序挤毛刺倒钝。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，包括：上底板、下底板、凸模、凸模固定板、凹模和凹模固定板；

所述上底板1和下底板2相对设置；

所述凸模固定板套设在所述凸模外，并通过紧固件与上底板固定连接，用于对凸模进行锁紧定位；

所述凹模固定板包括一斜面结构，该斜面结构内设有与钢车轮轮辐形状相适配的凹槽；

所述凹模固定板上与凸模对应的位置，沿凸模运动方向开设有通孔，所述凹模设置在所述通孔内。

进一步的，所述斜面结构的倾斜角度为0～45°。

进一步的，所述凹模的顶部边沿形状与待冲裁钢车轮轮辐的外表面形状相适配。

进一步的，所述凸模外还套设有退料板，所述退料板通过卸料螺栓与所述上底板连接，且所述退料板与所述上底板之间还设置有氮气弹簧。

进一步的，所述退料板的底部边沿形状与待冲裁钢车轮轮辐的内表面形状相适配。

进一步的，上底板和下底板之间通过导柱导套结构导向定位。

本发明的有益效果是：实现了大通风孔轮辐一次性冲散热孔，工艺经济实用，模具结构可靠，寿命长，回避了激光切割和多次冲裁存在的问题，成功实现了批量生产。

附图说明

图1为大通风孔轮辐结构示意图及其散热孔形状；

图2为本发明实施例提供的一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具整体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的冲孔模具剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、上底板，2、下底板，3、凸模，4、凹模，5、凸模固定板，6、凹模固定板，7、退料板，8、氮气弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图2-图3所示，本发明实施例提供一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，包括：上底板1、下底板2、凸模3、凸模固定板5、凹模4和凹模固定板6。

所述上底板1和下底板2相对设置，且所述上底板1与压力机滑块固定连接。冲压时，上底板1随压力机滑块向下底板2做直线往复运动。

所述凸模固定板5套设在所述凸模3外，并通过螺栓等紧固件与上底板1固定连接，用于对凸模3进行锁紧定位。

所述凹模固定板6通过螺栓等紧固件与下底板2固定连接。凹模固定板6包括一斜面结构，该斜面结构内设有与钢车轮轮辐形状相适配的凹槽。冲压时，钢车轮轮辐放置在所述凹槽内。所述斜面结构的倾斜角度为0～45°，以保证冲裁方向(凸模移动方向)与钢车轮轮辐表面法线的夹角在0～45°。

凹模固定板6上与凸模3对应的位置，沿凸模3运动方向开设有通孔，所述凹模4设置在所述通孔内。

所述凹模4的顶部边沿形状与待冲裁钢车轮轮辐的外表面形状相适配。防止冲孔时由于受力不匀而导致的轮辐通孔形变。

所述凸模3外还套设有退料板7，所述退料板7通过卸料螺栓与所述上底板1连接，且所述退料板7与所述上底板1之间还设置有氮气弹簧8。冲裁时，氮气弹簧8的力量通过退料板作用在轮辐上，防止冲裁时轮辐变形。

所述退料板7的底部边沿形状与待冲裁钢车轮轮辐的内表面形状相适配。退料板7和凹模4相互作用加紧轮辐时，使得轮辐受力均匀。

上底板1和下底板2之间通过导柱导套结构导向定位。上底板随压力机滑块上下移动，完成冲裁。

工作时，轮辐放入凹模固定板及凹模上，并且依靠自身形状及凹模固定板对应形状可靠定位，压力机滑块下行，退料板在氮气弹簧压力下压紧轮辐，滑块继续下行，完成冲裁，压力机滑块上行，凸模从散热孔中退出，此时退料板继续压紧轮辐，凸模从轮辐散热孔完全退出，滑块继续上行，上底板带动退料板上行，松开轮辐，然后从模具中取出轮辐，进行下一个循环。

该实施例中，由于冲裁方向竖直向下，轮辐散热孔部位凹面向上，模具设计时调整轮辐位置，保证凸模及退料板能顺利进入轮辐凹面，调整后冲裁方向与被冲裁表面法线角度在0°～45°之间，在轮辐径向方向，距离轮辐回转中心最远位置被冲裁表面法线与冲裁方向角度成45°角；在轮辐径向方向，距离轮辐回转中心最近位置被冲裁表面法线与冲裁方向角度成45°角；其余被冲裁部位表面法线方向随着位置不同而逐渐变化，与冲裁方向夹角从45°至0°也在逐渐变化，散热孔在轮辐圆周方向两侧位置的被冲裁表面法线与冲裁方向夹角接近0°。

针对钢板冲裁，凸模、凹模之间需要有合理的间隙，其中一个主要影响因素是冲裁板料厚度。由于被冲裁表面法线与冲裁方向的夹角因位置不同而不同，散热孔周边各处冲裁厚度也是不一样的，对应的冲裁间隙也要随不同部位的冲裁材料厚度而变化，在被冲裁表面法线与冲裁方向角度成45°角位置间隙最大，在被冲裁表面法线与冲裁方向角度成0°角位置间隙最小，在各位置合理的冲裁间隙条件下，保证了模具寿命和冲裁质量。

冲裁需要合理的搭边及压边力，才能保证冲裁时工件不产生大的变形，在轮辐散热孔靠近边缘的位置，此处被冲裁表面法线与冲裁方向角度成45°角，极易产生变形，为此采用大压边力压紧轮辐冲裁边缘，防止轮辐因为在倾斜断面上冲裁而变形过大，在上底板与退料板之间设置强力氮气弹簧，冲裁前将轮辐被冲裁位置压紧，将变形控制在可以接受的合理范围内；从而一次性把散热孔冲裁出来。

本发明成功实现了大通风孔轮辐一次性冲散热孔，工艺经济实用，模具结构可靠，寿命长，回避了激光切割和多次冲裁存在的问题，成功实现了批量生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，其特征在于，包括：上底板、下底板、凸模、凸模固定板、凹模和凹模固定板；

所述上底板和下底板相对设置；

所述凸模固定板套设在所述凸模外，并通过紧固件与上底板固定连接，用于对凸模进行锁紧定位；

所述凹模固定板包括一斜面结构，该斜面结构内设有与钢车轮轮辐形状相适配的凹槽；

所述凹模固定板上与凸模对应的位置，沿凸模运动方向开设有通孔，所述凹模设置在所述通孔内。

2.根据权利要求1所述的一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，其特征在于，所述斜面结构的倾斜角度为0～45°。

3.根据权利要求1所述的一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，其特征在于，所述凹模的顶部边沿形状与待冲裁钢车轮轮辐的外表面形状相适配。

4.根据权利要求1所述的一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，其特征在于，所述凸模外还套设有退料板，所述退料板通过卸料螺栓与所述上底板连接，且所述退料板与所述上底板之间还设置有氮气弹簧。

5.根据权利要求4所述的一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，其特征在于，所述退料板的底部边沿形状与待冲裁钢车轮轮辐的内表面形状相适配。

6.根据权利要求1所述的一种大通风孔钢车轮轮辐冲孔模具，其特征在于，上底板和下底板之间通过导柱导套结构导向定位。

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