CN114082844A - 一种波形弹簧冲压模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波形弹簧冲压模具。本发明包括下模组件和上模组件；所述下模组件的上部中心设有阳模上套设下模板，下模板上套设下模，下模上套设有下卸料板；所述上模组件下部的中心设有顶件器，顶件器上套设有上压模，上压模上套设有上模，上模上套设有上卸料板。本发明在冲压时，毛料上形成的波形弹簧的波峰波谷结构的高度差一致，且形成中心定位孔的同时冲压零件上留有余料，通过中心定位孔结构在共同基准原则下，将余料切割后，得到的波形弹簧的波峰波谷一致，弹力均匀，性能好。

Description

一种波形弹簧冲压模具
技术领域
本发明涉及冲压模具技术领域，特别是一种波形弹簧冲压模具。
背景技术
波形弹簧由于具有优良的空间结构特性而被越来越多的产品选用，典型单层三波波形弹簧如图1所示。
通用波形弹簧加工工艺流程为：下料→线切割零件外型→模具冲压→热处理→尺寸校正→线切割零件最终外形→表面处理→弹簧校检→验收。这种加工工艺主要存在三方面缺陷：
(1)冲压成型时波峰波谷易偏离及圆心偏离，三个波峰波谷高度差不一致，弹簧尺寸稳定性差；
(2)波形弹簧内外圆同一截面上存在一角度α，此值随零件波峰个数越少越明显，如图2所示；这就造成零件使用时实际是线接触，而非面接触，从而零件波峰波谷间弹力大小不均匀；
(3)波形弹簧每一个波的波长存在差异而影响零件的性能。
为了解决上述问题，现设计了一种新的波形弹簧冲压方法，而此方法必需用到一种新的波形弹簧模具才能实现。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种波形弹簧冲压模具，本发明在冲压时，毛料上形成的波形弹簧的波峰波谷结构的高度差一致，且形成中心定位孔的同时冲压零件上留有余料，通过中心定位孔结构在共同基准原则下，将余料切割后，得到的波形弹簧的波峰波谷一致，弹力均匀，性能好。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种波形弹簧冲压模具，包括下模组件和上模组件；所述下模组件的上部中心设有阳模上套设下模板，下模板上套设下模，下模上套设有下卸料板；所述上模组件下部的中心设有顶件器，顶件器上套设有上压模，上压模上套设有上模，上模上套设有上卸料板。
前述的波形弹簧冲压模具中，所述阳模与顶件器、下模板与上压模、下模与上模以及下卸料板和上卸料板之间均为上下位置对应设置。
前述的波形弹簧冲压模具中，所述上模组件和下模组件冲压在一起时，阳模与顶件器之间为毛料定位部，下模板与上压模之间为毛料内圈冲压成型部、下模与上模之间为波形弹簧冲压成型部，下卸料板和上卸料板之间的内沿处为毛料外圈冲压成型部。
前述的波形弹簧冲压模具中，所述下模组件包括下模板，下模板的中心连接螺钉Ⅰ，螺钉Ⅰ连接阳模；所述下模板中连接螺杆，螺杆的上部与固定板下部贴合；所述固定板与下模之间通过螺钉Ⅱ连接；所述固定板连接螺钉Ⅲ，螺钉Ⅲ的上部活动设于下卸料板中。
前述的波形弹簧冲压模具中，所述上模组件包括上模板，上模板的中心连接模柄，模柄中连接打杆，打杆下端连接上垫板，上垫板通过螺钉Ⅳ与上模板和上模连接；所述上模板和上垫板通过螺钉Ⅴ连接，螺钉Ⅴ的下部活动设于上卸料板中。
前述的波形弹簧冲压模具中，所述螺钉Ⅲ上于固定板和下卸料板之间、螺钉Ⅴ上于上垫板和上卸料板之间分别套设有弹簧Ⅰ。
前述的波形弹簧冲压模具中，所述顶件器和上压模之间、下模板和固定板之间分别设有弹簧Ⅱ。
前述的波形弹簧冲压模具中，所述固定板、上垫板和上模中设有圆销Ⅰ；所述固定板与下模中设有圆销Ⅱ；所述上模板和模柄之间设有锥端紧盯螺钉。
上述的波形弹簧冲压模具的使用方法：将毛料放在上模上，上模组件和下模组件闭合对毛料冲压成型；毛料在阳模与顶件器的作用下定位，在下模板与上压模之间完成毛料内圈冲压成型，在下模与上模之间完成波形弹簧冲压成型，在下卸料板和上卸料板之间的内沿处完成毛料外圈冲压成型，得冲压零件；打开上模组件和下模组件，取出冲压零件即可。
前述的波形弹簧冲压模具的使用方法中，所述毛料的中心预加工有圆孔，毛料内径Ф11.5mm，外径Ф61.5mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
针对技术问题1：“冲压成型时波峰波谷易偏离及圆心偏离，三个波峰波谷高度差不一致，弹簧尺寸稳定性差”。经分析是由于现有模具设计无定位尺寸，圆环料与模具间存在间隙及相对位移，冲压成型时将导致波峰波谷偏离及圆心偏离，从而导致三个波峰波谷高度差不一致，弹簧尺寸稳定性差的问题。
针对技术问题2:“弹簧内外圆同一截面上存在一角度α，此值随零件波峰个数越少越明显，如图2所示；这就造成零件使用时实际是线接触，而非面接触，从而零件波峰波谷间弹力大小不均匀”。经分析是由于现有技术线切割后的环形毛料弯曲时，由于内外环的拉伸弧长不匹配，造成零件在宽度上同一截面内为一斜线，内外圆同一截面上存在一角度α。
针对技术问题3：“弹簧每一个波的波长存在差异而影响零件的性能”。经分析是由于现有模具与零件接触时，由于模具没有上下模板，模具在与零件接触时，零件各点并非同时受力，零件容易在凸凹模上窜动，使每一个波的波长存在差异而影响零件的性能。
针对上述问题，本发明为了制备Ф39-0.1mm、内径外Ф39+0.1mm的单层三波波形弹簧，采用了内径Ф11.5mm，外径Ф61.5mm的毛料然后用本发明装置进行加工，毛料在阳模和顶件器之间、上模和下模之间、下模板和上压模之间冲压，零件不会窜动，并在可在毛料中心形成中心定位孔，并在冲压零件成型后其内圈和外圈都留有足够变形余度尺寸。利用本发明得到的冲压零件，可通过共同基准原则(通过中心定位孔的同心结构和常规的法兰边定位装夹固定)，即可找正圆孔，保证零件同轴及同心要求，再线切割出波形弹簧的外形(将留出的余料切除)，就能够确保波峰波谷一致性，防止波峰波谷点接触，以面接触的方式保证弹力均匀性，保障成品波形弹簧的品质。
附图说明
图1是单层三波波形弹簧的结构示意图；
图2是现有加工工艺技术得到的存在缺陷的波形弹簧的结构示意图；
图3是毛料的结构示意图；
图4是本发明得到的冲压零件的结构示意图；
图5是验收产品时的结构示意图；
图6是图4沿Φ39的展开图；
图7是本发明的结构示意图；
图8是图7中虚线范围A中结构的放大示意图；
图9是本发明的俯视结构示意图；
图10是上模的结构示意图；
图11是上垫板的结构示意图；
图12是下模的结构示意图；
图13是固定板的结构示意图；
图14是下卸料板的结构示意图；
图15是下模板的结构示意图；
图16是上模板的结构示意图；
图17是上卸料板的结构示意图。
附图中的标记为：1-下模板，2-螺钉Ⅰ，3-固定板，4-圆销Ⅱ，5-下模，6-下模板，7-螺钉Ⅲ，8-下卸料板，9-上卸料板，10-上模，11-上压模，12-圆销Ⅰ，13-上垫板，14-上模板，15-螺钉Ⅴ，16-模柄，17-打杆，18-螺钉Ⅳ，19-锥端紧盯螺钉，20-弹簧Ⅱ，21-弹簧Ⅰ，22-顶件器，23-阳模，24-螺钉Ⅱ，25-螺杆，26-毛料内圈冲压成型部，27-波形弹簧冲压成型部，28-毛料外圈冲压成型部，29-冲压零件。
为了进一步说明本发明的技术细节，对附图中部分标注作进一步说明，尺寸单位均为mm。其中，图1中a1是R9.5，指示位置在波形弹簧的两面各三处分布，a2是6，a3是Φ33；图2中A-A表示波峰波谷处截面，剪头指向右边表示该波峰波谷处的放大截面图，存在角度a；图3中毛料的外径Ф61.5，内径Φ11.5；图4中c1是Φ15，c2是Φ26.2，c3是Φ47.8，c4是0.4，c5是R1.5，c6是Φ33，c7是Φ41，c8是Φ52.2，c9是33，c10指出波峰波谷结构，该结构两面各三处分布；图5中，b1是t0.4,b2成型前是350 +0.1,b3成型前是390 -0.1。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
一种波形弹簧冲压模具，构成如图1-17所示，包括下模组件和上模组件；所述下模组件的上部中心设有阳模23上套设下模板6，下模板6上套设下模5，下模5上套设有下卸料板8；所述上模组件下部的中心设有顶件器22，顶件器22上套设有上压模11，上压模11上套设有上模10，上模10上套设有上卸料板9。
所述阳模23与顶件器22、下模板6与上压模11、下模5与上模10以及下卸料板8和上卸料板9之间均为上下位置对应设置。各部件位置对应，保障对毛料各处的冲压均匀，最终可制出合格的波形弹簧。
所述上模组件和下模组件冲压在一起时，阳模23与顶件器22之间为毛料定位部，下模板6与上压模11之间为毛料内圈冲压成型部、下模5与上模10之间为波形弹簧冲压成型部，下卸料板8和上卸料板9之间的内沿处为毛料外圈冲压成型部。为保证波形弹簧冲压冲压成型，对毛料成型的内圈和外圈，均通过相应结构进行冲压。
所述下模组件包括下模板1，下模板1的中心连接螺钉Ⅰ2，螺钉Ⅰ2连接阳模23；所述下模板1中连接螺杆25，螺杆25的上部与固定板3下部贴合；所述固定板3与下模5之间通过螺钉Ⅱ24连接；所述固定板3连接螺钉Ⅲ7，螺钉Ⅲ7的上部活动设于下卸料板8中。
所述上模组件包括上模板14，上模板14的中心连接模柄16，模柄16中连接打杆17，打杆17下端连接上垫板13，上垫板13通过螺钉Ⅳ18与上模板14和上模10连接；所述上模板14和上垫板13通过螺钉Ⅴ15连接，螺钉Ⅴ15的下部活动设于上卸料板9中。
所述螺钉Ⅲ7上于固定板3和下卸料板8之间、螺钉Ⅴ15上于上垫板13和上卸料板9之间分别套设有弹簧Ⅰ21。弹簧Ⅰ21的作用:当零件放在下卸料板8上开始冲压时,上模10开始向下运动,此时弹簧21起压紧力作用,上卸料板9通过压紧力将材料固定。上模件10继续向下运动至零件需要的工艺高度时完成冲压。冲压完成后上模10回位,此时弹簧21起复位及卸料作用,上卸料板9及下卸料板8将零件退出,零件成型。
所述顶件器22和上压模11之间、下模板6和固定板3之间分别设有弹簧Ⅱ20。弹簧Ⅱ20的作用：使顶件器22与上垫板13紧密贴合，同时使上压模11随工件压力大小而移动,确保上压模11紧贴上垫板13，最终以确保工件型面尺寸。
所述固定板3、上垫板13和上模10中设有圆销Ⅰ12；所述固定板3与下模5中设有圆销Ⅱ4；所述上模板14和模柄16之间设有锥端紧盯螺钉19。
将毛料放在上模10上，上模组件和下模组件闭合对毛料冲压成型；毛料在阳模23与顶件器22的作用下定位，在下模板6与上压模11之间完成毛料内圈冲压成型，在下模5与上模10之间完成波形弹簧冲压成型，在下卸料板8和上卸料板9之间的内沿处完成毛料外圈冲压成型，得冲压零件；打开上模组件和下模组件，取出冲压零件即可。
本发明是通过冲床设备使本模具进行冲压动作，冲床设备优选型号JB23-35。
本发明的作用是辅助加工出波峰波谷均匀的波形弹簧，下面结合本发明装置说明利用本发明时制备波形弹簧的工艺步骤：
1、下料线切割外型：采用厚度0.5mm的60Si2MnA弹簧钢带，线切割毛料外形，外径Ф61.5mm，内径Ф11.5mm，如图3所示；
2、使用本发明模具冲压：将步骤1得到的毛料放在下模组件和上模组件之间，具体是通过毛料中心的孔由阳模23定位(冲压翻边Ф15mm定位孔)，毛料放置好后开始冲压；上模组件向下模组件运动，此时上卸料板9压住材料将其固定，上模10继续向下，毛料在阳模23和顶件器22之间，上模10和下模5之间，下模板6和上压模11之间成型，上模组件向下运动至零件需要的工艺高度时完成冲压，最后上模组件回位，上卸料板9及下卸料板8将得到的冲压零件退出，冲压零件成型(图4)；
3、热处理：真空油淬热处理，淬火860±10℃，保温30±10min，回火460±20℃，保温30-60min。目的是达到硬度45-51HRC；
4、校平：校正零件平行度；
5、线切割零件最终外形：以Ф15mm定位孔，在波形环带上线切割波形弹簧，其外径Ф39-0.1mm，内径外Ф39+0.1mm；
6、表面处理：波形弹簧化学氧化；
7、弹力检测：压缩尺寸至h＝3mm时，弹力值为43-58N；
8、验收：按技术图纸检查尺寸，如图8，合格后验收入库，成品如图5所示。
本发明结构图如图7所示，本发明部分零件设置有多个，具体零件数量如表1所示，结合零件数量和图8-17可以全面知晓本发明结构。
表1
Figure BDA0003322324900000071
Figure BDA0003322324900000081
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种波形弹簧冲压模具，其特征在于：包括下模组件和上模组件；所述下模组件的上部中心设有阳模(23)上套设下模板(6)，下模板(6)上套设下模(5)，下模(5)上套设有下卸料板(8)；所述上模组件下部的中心设有顶件器(22)，顶件器(22)上套设有上压模(11)，上压模(11)上套设有上模(10)，上模(10)上套设有上卸料板(9)。
2.根据权利要求1所述的波形弹簧冲压模具，其特征在于：所述阳模(23)与顶件器(22)、下模板(6)与上压模(11)、下模(5)与上模(10)以及下卸料板(8)和上卸料板(9)之间均为上下位置对应设置。
3.根据权利要求1所述的波形弹簧冲压模具，其特征在于：所述上模组件和下模组件冲压在一起时，阳模(23)与顶件器(22)之间为毛料定位部，下模板(6)与上压模(11)之间为毛料内圈冲压成型部(26)、下模(5)与上模(10)之间为波形弹簧冲压成型部(27)，下卸料板(8)和上卸料板(9)之间的内沿处为毛料外圈冲压成型部(28)。
4.根据权利要求1所述的波形弹簧冲压模具，其特征在于：所述下模组件包括下模板(1)，下模板(1)的中心连接螺钉Ⅰ(2)，螺钉Ⅰ(2)连接阳模(23)；所述下模板(1)中连接螺杆(25)，螺杆(25)的上部与固定板(3)下部贴合；所述固定板(3)与下模(5)之间通过螺钉Ⅱ(24)连接；所述固定板(3)连接螺钉Ⅲ(7)，螺钉Ⅲ(7)的上部活动设于下卸料板(8)中。
5.根据权利要求4所述的波形弹簧冲压模具，其特征在于：所述上模组件包括上模板(14)，上模板(14)的中心连接模柄(16)，模柄(16)中连接打杆(17)，打杆(17)下端连接上垫板(13)，上垫板(13)通过螺钉Ⅳ(18)与上模板(14)和上模(10)连接；所述上模板(14)和上垫板(13)通过螺钉Ⅴ(15)连接，螺钉Ⅴ(15)的下部活动设于上卸料板(9)中。
6.根据权利要求5所述的波形弹簧冲压模具，其特征在于：所述螺钉Ⅲ(7)上于固定板(3)和下卸料板(8)之间、螺钉Ⅴ(15)上于上垫板(13)和上卸料板(9)之间分别套设有弹簧Ⅰ(21)。
7.根据权利要求4所述的波形弹簧冲压模具，其特征在于：所述顶件器(22)和上压模(11)之间、下模板(6)和固定板(3)之间分别设有弹簧Ⅱ(20)。
8.根据权利要求5所述的波形弹簧冲压模具，其特征在于：所述固定板(3)、上垫板(13)和上模(10)中设有圆销Ⅰ(12)；所述固定板(3)与下模(5)中设有圆销Ⅱ(4)；所述上模板(14)和模柄(16)之间设有锥端紧盯螺钉(19)。
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