CN116586502A - 成形力及压边力可控的冲孔装置及冲孔方法 - Google Patents

成形力及压边力可控的冲孔装置及冲孔方法 Download PDF

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CN116586502A CN202310579355.XA CN202310579355A CN116586502A CN 116586502 A CN116586502 A CN 116586502A CN 202310579355 A CN202310579355 A CN 202310579355A CN 116586502 A CN116586502 A CN 116586502A
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严西星
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Abstract

本发明提供一种成形力及压边力可控的冲孔装置及冲孔方法,其包括冲头、冲孔模具、上模座、下模座、导柱、导套、磁性上模压料板、磁性下模冲孔板、固定被吸板、冲头、卸料弹簧、定位销及磁垫,导柱依次连接磁性下模冲孔板、固定被吸板及磁性上模压料板,下模座与固定被吸板借助定位销进行连接,磁性上模压料板借助卸料弹簧放置在固定被吸板上,冲头与下模冲孔板固定连接。工作过程中,通过线圈控制软磁体的磁感应强度,从而控制磁吸力,对成形力及压边力进行控制。本发明的冲孔装置无需动力及传动装置、结构简单、可靠性高、噪音少且无污染,冲孔过程中,可采用硬磁体产生的磁力提供成形力,冲裁过程中可对冲裁力进行精确调节。

Description

成形力及压边力可控的冲孔装置及冲孔方法
技术领域
本发明涉及电控永磁技术及冲孔技术领域,特别是涉及一种成形力及压边力可控的冲孔装置及冲孔方法。
背景技术
根据板料变形性质的不同,可将冲压工艺分为分离工艺和体积成形工艺。而冲孔作为主要的分离工序之一,通常是凸模或凹模以一定的速度与板料接触并使板料发生分离,从而得到预期形状和尺寸的孔的一种加工工艺方法。随着工业技术的迅速发展,生产设备逐渐向小型化、精密化发展。与钻孔相比,冲压成形的孔表面质量高,无划痕,因此冲孔工艺在薄板成形领域得到广泛应用。冲孔设备逐渐向大光亮带、高冲孔精度、无毛刺方向发展,达到现代工业技术对精度成形的要求。
在实际冲孔过程中,板材变形行为并不简单,其变形过程涉及弹性、塑性以及断裂等高度非线性问题,因此冲裁加工过程的研究受到一定程度上的制约。冲裁断裂变形区域的局部性和瞬时性等也提升了冲裁加工过程的研究及工艺优化难度。因此工程技术人员迫切地寻求新型的冲孔方式同时对冲孔工艺进行优化。
目前,已公开的冲孔设备通过液压设备提供压边力及成形力,设备尺寸大、结构复杂、拆卸维修难度大,难以满足小型化、精密化要求。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种成形力及压边力可控的冲孔装置及冲孔方法,其采用永磁磁力作为压边力及成形力,进行薄板冲孔,冲孔精度高,设备更加轻巧,成本更低,操作便捷且方便运输。
具体地,本发明提供一种基于电磁永控技术的成形力及压边力可控的冲孔装置,其包括冲头、冲孔模具、上模座、下模座、导柱、导套、磁性上模压料板、磁性下模冲孔板、固定被吸板、冲头、卸料弹簧、定位销及磁垫,所述导柱依次连接磁性下模冲孔板、固定被吸板及磁性上模压料板,所述下模座与固定被吸板借助所述定位销进行连接,所述磁性上模压料板借助所述卸料弹簧放置在所述固定被吸板上,所述冲头与所述下模冲孔板固定连接;
所述上模座和下模座分别开设有导柱孔,所述上模座和下模座借助于所述导柱孔与导柱固定连接构成冲孔装置框架;
所述磁性下模冲孔板连接所述冲头,所述磁性上模压料板连接所述冲孔模具,所述固定被吸板设置有供所述冲头穿过的通孔;
所述磁垫包括磁性上模压料板磁垫和磁性下模冲孔板磁垫,所述固定被吸板放置在所述磁性上模压料板磁垫和磁性下模冲孔板磁垫之间,经过电源控制器充磁后,能够分别提供压边力及冲孔力;
所述磁垫包括多个磁极单元,相邻磁极单元磁极方向相反;每组磁极单元包括八个硬磁体、一个软磁体、两个导磁体及两个磁力线圈,所述软磁体顶部与底部分别与导磁体接触,软磁铁侧面由磁力线圈包裹,导磁体侧面与硬磁体相接触,相邻磁极单元的导磁体顶部相互贴合;
通电充磁时,所述磁垫的电磁与硬磁体的磁路相互叠加,线圈磁化软磁体,使软磁体与硬磁体磁极方向一致,两磁场的磁力线分别从N极出发,经过空气域与固定被吸板后回到S极形成封闭磁路,在此过程中,固定被吸板磁化并产生相应的磁吸力,固定被吸板在磁垫产生的磁吸力的作用下向上移动并与磁垫贴合;
断电退磁时,磁垫的电磁与硬磁体的磁路相互排斥并抵消,线圈磁化软磁体并使软磁体与硬磁体的磁极方向相反,两磁场的磁力线分别从N极出发,穿过硬磁体到达相邻磁极单元后回到S极形成封闭磁路,磁路未穿过固定被吸板,无磁吸力产生,磁垫与固定被吸板脱离;
工作过程中,通过线圈控制软磁体的磁感应强度,从而控制磁吸力,对成形力及压边力进行控制,被吸板磁吸力大小根据下列公式计算:
其中,式中F为磁垫对被吸板的磁吸力,单位为N;μ0为真空磁导率;Br1为硬磁体剩磁,单位为T;Br2为软磁体剩磁,单位为T;k2为软磁体磁感线周波数;d2为软磁体厚度,单位为mm;a为磁垫有效长度,单位为mm;b为磁垫有效宽度,单位为mm。
优选地,所述磁性下模冲孔板开设有圆形凹槽,所述圆形凹槽通过多个沉头螺栓与多种冲头相连。
优选地,所述磁性上模压料板设置有阶梯孔,所述阶梯孔用于安装多种冲孔凹模在冲孔完成后取料,所述固定被吸板开开设的通孔为圆柱形通孔。
优选地,所述固定被吸板设置有用于放置薄板材料的凹槽。
优选地,所述磁垫嵌入磁性上模压料板及磁性下模冲孔板内并通过不导磁的材料环氧树脂进行连接;所述磁垫通过环氧树脂与磁性模板固定粘接。
优选地,所述磁性上模压料板与固定被吸板之间充磁后产生的永磁磁力作为压边力;所述磁性下模冲孔板与固定被吸板之间充磁后产生的永磁磁力作为冲孔力。
优选地,所述固定被吸板的上表面和下表面分别设置有上磁垫和下磁垫。
优选地,所述磁垫提供的冲孔力及压边力能够根据磁极单元组数进行分级调节或根据电源控制器调节磁力线圈电流进行无级调节。
优选地,所述硬磁体为钕铁硼硬磁体,所述导磁体为纯铁导磁体,所述软磁体为铝镍钴软磁体。
优选地,另一方面,本发明提供一种根据所述的基于电磁永控技术成形力及压边力可控的冲孔装置进行冲孔的方法,其包括以下步骤:
S1、冲孔装置运转时,上模座、下模座及导柱构成的冲孔框架静止,将薄板材料放置在固定被吸板的凹槽内,电源控制器为磁性上模压料板磁垫充磁,磁性上模压料板吸引固定被吸板贴合,完成压料步骤,在重力作用下,固定被吸板依靠定位销支撑;
S2、压料完成后,电源控制器为磁性下模冲孔板磁垫充磁,磁性下模冲孔板吸引固定被吸板贴合,与磁性下模冲孔板连接的冲头上行,配合与磁性上模压料板连接的冲孔凹模完成冲裁,薄板材料冲孔后分离为带圆孔的板料及圆形或其他形状轮廓的落料,落料从磁性上模压料板的阶梯通孔内取出;
S3、冲裁完成后,电源控制器为磁性下模冲孔板磁垫退磁,在重力作用下磁性下模冲孔板下行至下模座上表面,与磁性下模冲孔板连接的冲头位于完成冲孔后的板料下方;
S4、磁性下模冲孔板磁垫退磁后,电源控制器为磁性上模压料板磁垫退磁,卸料弹簧抵消磁性上模压料板的重力,在弹力作用下,磁性上模压料板上行并与固定被吸板分离,卸载压边力,此时带孔的板料能够从固定被吸板的凹槽内取出。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
(1)本发明的冲孔装置无需动力及传动装置、结构简单、可靠性高、噪音少且无污染,冲孔过程中,可采用硬磁体产生的磁力提供成形力,冲裁过程中可对冲裁力进行精确调节。
(2)采用永磁磁力作为压边力及成形力,进行薄板冲孔,冲孔精度高,设备更加轻巧,成本更低,操作便捷且方便运输。
(3)本发明的装置运行时磁性上模压料板下行,提供薄板材料所需压边力,随后磁性下模冲孔板上行,带动冲头进行冲孔,冲下的料通过磁性上模压料板上的通孔取出,冲孔完成后,磁性下模冲孔板下行至下模座位置,磁性上模压料板上行至上模座位置,卸载压边力,取出带孔的薄板零件,此时冲孔及卸料步骤完成,同时,冲孔装置恢复初始状态,等侯下次冲孔,整个冲孔步骤动作灵活,操作便捷。
附图说明
图1为本发明的主视图;
图2为本发明的磁极单元结构简图;
图3为本发明的铝镍钴硬磁体工作磁极示意图。
图4为本发明的磁垫充磁原理图。
图5为本发明的磁垫退磁原理图。
1-上模座,2-冲孔凹模落料,3-固定螺钉,4-磁性上模压料板磁垫,5-导套,6-磁性上模压料板,7-固定被吸板,8-卸料弹簧,9-冲头,10-磁性下模冲孔板磁垫,11-定位销,12-磁性下模冲孔板,13-导柱,14-下模座;
15-钕铁硼硬磁体,16-纯铁导磁体,17-铝镍钴软磁体,18-磁力线圈;
19-冲头孔,20-磁极单元,21-磁性下模冲孔板本体,22-卸料弹簧孔,23-导套孔。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
本发明提供一种成形力及压边力可控的冲孔装置,如图1所示,其包括上模座1、下模座14、冲孔凹模2、卸料弹簧8、冲头9、下模磁垫10和固定销11。上模座1和下模座14分别设置有导柱13。上模座1通过导柱13与下模座14固定连接,冲孔凹模2通过固定螺栓3与磁性上模压料板6连接,冲头9通过固定螺栓3与磁性下模冲孔板12连接,磁性上模压料板6通过卸料弹簧8与固定被吸板7连接,定位销11穿过磁性下模冲孔板12后将磁性下模冲孔板12和下模座14连接,并对固定被吸板7进行固定,磁性下模冲孔板12及磁性上模压料板6通过磁性上模压料板磁垫4和磁性下模冲孔板磁垫10提供的磁力分别与固定被吸板连接。导柱13通过导套5分别与磁性下模冲孔板12、磁性上模压料板6及固定被吸板7连接。
磁性下模冲孔板12包括磁性下模冲孔板磁垫10及带有冲头孔19、卸料弹簧孔22及导套孔23的磁性下模冲孔板本体21,磁性上模压料板磁垫4和磁性下模冲孔板磁垫10均包括多个磁极方向相反的磁极单元20,磁极单元20包括钕铁硼硬磁体15、纯铁导磁体16、铝镍钴软磁体17及磁力线圈18。
通电充磁时,磁垫的电磁与永磁磁路相互叠加,线圈磁化软磁体,使软磁体与硬磁体磁极方向一致,两磁场的磁力线分别从N极出发,经过空气域与固定被吸板后回到S极形成封闭磁路,在此过程中,固定被吸板磁化并产生相应的磁吸力,固定被吸板在磁垫产生的磁吸力的作用下向上移动并与磁垫贴合;
断电退磁时,磁垫的电磁与永磁磁路相互排斥并抵消,线圈磁化软磁体并使软磁体与硬磁体的磁极方向相反,两磁场的磁力线分别从N极出发,穿过硬磁体到达相邻磁极单元后回到S极形成封闭磁路,磁路未穿过固定被吸板,无磁吸力产生,磁垫与固定被吸板脱离。
工作过程中,通过线圈控制软磁体的磁感应强度,从而控制磁吸力,对成形力及压边力进行控制。线圈电流通过电源控制器直接加载,其输入电压为380V,输出电流可在±40A内无级调节,线圈电流与磁吸力呈现明显非线性关系,控制电流需根据所需磁吸力及软磁体磁滞曲线共同决定,通电20毫秒即可完成磁垫充退磁以达到节能的目的。其中退磁电流恒定为20A,此时可忽略磁垫漏磁,对外不表现出磁性。
其中,磁吸力大小根据下列公式计算:
其中,式中F为磁垫对被吸板的磁吸力,单位为N;μ0为真空磁导率;Br1为硬磁体剩磁,单位为T;Br2为软磁体剩磁,单位为T;k2为软磁体磁感线周波数;d2为软磁体厚度,单位为mm;a为磁垫有效长度,单位为mm;b为磁垫有效宽度,单位为mm。
上述公式由被吸板上的磁场强度进行积分得到,
其中,硬磁体在Z方向上的磁化矢量对应的磁场强度分别为:
软磁体在Z方向上的磁化矢量对应的磁场强度为:
Hz3=M2 cosk2y(1-e-k2d2)e-k2h
其中,M1为硬磁体初始磁化强度,单位为A/m;k1为硬磁体磁感线周波数;d1为硬磁体厚度,单位为mm;h为磁垫与被吸板之间的气隙,单位为mm;x为横轴方向坐标;y为纵轴方向坐标;HZ1为横轴方向磁化强度分量,单位为A/m;HZ2为纵轴方向磁化强度分量,单位为A/m;HZ3为软磁体在Z方向上的磁化矢量对应的磁场强度。M2为软磁体初始磁化强度,单位为A/m;k2为软磁体磁感线周波数;d2为软磁体厚度;
根据硬磁体和软磁铁在Z方向上的磁化矢量对应的磁场强度得到被吸板内部的磁感应强度如下:
BZ1=2μ0hZ1
Bz2=2μ0hz2
BZ3=2μ0hz3
之后计算被吸板内部的总磁感应强度:
B0=BZ1+BZ2+BZ3
根据磁场公式和虚位移法得到被吸板磁吸力计算公式并进行积分计算得到:
实施例一
本实施例仅设置磁性上模压料板磁垫4和磁性下模冲孔板磁垫10两个磁垫。
本实施例中,冲孔装置运转时,上模座1、下模座14及导柱13构成的冲孔框架静止,将薄板材料放置在固定被吸板7的凹槽内,电源控制器给磁性上模压料板6的磁性上模压料板磁垫4充磁,磁性上模压料板6吸引固定被吸板7紧密贴合,完成压料步骤,在重力作用下,固定被吸板7依靠定位销11支撑。参照图1,压料步骤完成后,电源控制器给磁性下模冲孔板12的磁性下模冲孔板磁垫10充磁,磁性下模冲孔板12吸引固定被吸板7紧密贴合,与磁性下模冲孔板12连接的冲头9上行,配合与磁性上模压料板6连接的冲孔凹模3完成冲裁,薄板材料冲孔后分离为带圆孔的板料及圆形或其他形状轮廓的落料,落料可从磁性上模压料板6加工出的阶梯通孔内取出。冲裁完成后,电源控制器给磁性下模冲孔板12的磁性下模冲孔板磁垫10退磁,在重力作用下磁性下模冲孔板12下行至下模座14上表面,此时与磁性下模冲孔板12连接的冲头9位于完成冲孔后的板料下方,对板料的水平位置没有限制,方便下一步卸料操作。磁性下模冲孔板12的磁性下模冲孔板磁垫10退磁后,电源控制器给磁性上模压料板6的磁垫退磁,卸料弹簧8抵消磁性上模压料板6的重力,在弹力作用下,磁性上模压料板6上行并与固定被吸板7分离,卸载压边力,此时带孔的板料可从固定被吸板7的凹槽内取出,至此,薄板材料的进料、冲孔、取料步骤均已完成且进行了说明,冲孔装置也在冲孔后返回初始状态,方便进行下次冲孔操作。
实施例二
本实施例中,除磁性上模压料板磁垫4和磁性下模冲孔板磁垫10之外,还在固定被吸板7上分别设置上磁垫和下磁垫。
冲孔装置四磁垫同时参与冲孔时,将薄板材料放置在固定被吸板7的凹槽内,电源控制器给磁性上模压料板6的磁性上模压料板磁垫4及固定被吸板7的上磁垫同时充磁,磁性上模压料板6与固定被吸板7相互紧密贴合,完成压料步骤,在重力作用下,固定被吸板7依靠定位销11支撑。如图1所示,压料步骤完成后,电源控制器给磁性下模冲孔板12的磁性下模冲孔板磁垫10及固定被吸板的上磁垫充磁,磁性下模冲孔板12与固定被吸板7相互吸引并紧密贴合,与磁性下模冲孔板12连接的冲头9上行,配合与磁性上模压料板6连接的冲孔凹模3完成冲裁,薄板材料冲孔后分离为带圆孔的板料及圆形或其他形状轮廓的落料,落料可从磁性上模压料板6加工出的阶梯通孔内取出。冲裁完成后,电源控制器给磁性下模冲孔板12的下模磁垫10及固定被吸板7的下磁垫退磁,在重力作用下磁性下模冲孔板12下行至下模座14上表面,此时与磁性下模冲孔板12连接的冲头9位于完成冲孔后的板料下方,对板料的水平位置没有限制,方便下一步卸料操作。磁性下模冲孔板12的下模磁垫10退磁后,电源控制器给磁性上模压料板6的磁垫及固定被吸板7的上磁垫退磁,卸料弹簧8抵消磁性上模压料板6的重力,在弹力作用下,磁性上模压料板6上行并与固定被吸板7分离,卸载压边力,此时带孔的板料可从固定被吸板7的凹槽内取出。相较于实施例一中的双磁垫冲孔,四磁垫装置所产生的成形力远大于双磁垫冲孔装置,冲孔力及压边力可直接通过磁垫的磁极单元数量进行大范围调节,也可通过调节激励电流进行调节。
如图2及图4所示,磁垫包括钕铁硼硬磁体15,纯铁导磁体16,铝镍钴软磁体17和磁力线圈18。其中硬磁体为永磁体,软磁铁为可逆磁体。铝镍钴软磁体17顶部与底部分别于导磁体16接触,侧面由磁力线圈包裹,导磁体16侧面与钕铁硼硬磁体15相接触,两磁垫导磁体顶部相互贴合,减少漏磁。当充磁时,磁力线圈18通入正向电流,铝镍钴软磁体17磁极方向与上钕铁硼硬磁体15磁极方向相同,磁力线穿过上侧空气域到达相邻磁极单元,而铝镍钴软磁体17磁极方向与下钕铁硼硬磁体15磁极方向相反,磁力线直接穿过下侧钕铁硼硬磁体15到达相邻磁极单元,整体为磁垫上侧表现出磁力,下侧无磁力。
如图2至图5所示,当退磁时,磁力线圈18通入反向电流,铝镍钴软磁体17磁极方向与上钕铁硼硬磁体15磁极方向相反,磁力线穿过上侧钕铁硼硬磁体15到达相邻磁极单元,而铝镍钴软磁体17磁极方向与下钕铁硼硬磁体15磁极方向相同,磁力线穿过下侧空气域到达相邻磁极单元,整体为磁垫下侧表现出磁力,上侧无磁力。
工作过程中,通过线圈控制铝镍钴磁体的磁感应强度,从而控制磁吸力,对成形力及压边力进行控制。
磁垫的接触面积Sg将保持恒定,工作电流和冲孔间隙对磁吸力的大小起着决定性的作用,为保证冲裁力在实际作业中的可调节性,通过合理地设计磁垫以保证恒定的冲孔间隙。磁感应强度Bg主要由铝镍钴磁体和钕铁硼磁体产生的磁场共同决定。钕铁硼硬磁体的磁感应强度一般不发生改变,因此铝镍钴磁体的磁感应强度对Bg的大小起着决定性的作用。
通电充磁时,忽略磁路漏磁,磁垫对被吸板的磁吸力与Z方向上的磁感应强度矢量大小有关,硬磁体在Z方向上的磁化矢量对应的磁场强度分别为:
磁体剩磁可根据铝镍钴磁滞曲线调节线圈电流进行精确控制,磁吸力大小可按照如下公式计算:
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:其包括冲头、冲孔模具、上模座、下模座、导柱、导套、磁性上模压料板、磁性下模冲孔板、固定被吸板、冲头、卸料弹簧、定位销及磁垫,所述导柱依次连接磁性下模冲孔板、固定被吸板及磁性上模压料板,所述下模座与固定被吸板借助所述定位销进行连接,所述磁性上模压料板借助所述卸料弹簧放置在所述固定被吸板上,所述冲头与所述下模冲孔板固定连接;
所述上模座和下模座分别开设有导柱孔,所述上模座和下模座借助于所述导柱孔与导柱固定连接构成冲孔装置框架;
所述磁性下模冲孔板连接所述冲头,所述磁性上模压料板连接所述冲孔模具,所述固定被吸板设置有供所述冲头穿过的通孔;
所述磁垫包括磁性上模压料板磁垫和磁性下模冲孔板磁垫,所述固定被吸板放置在所述磁性上模压料板磁垫和磁性下模冲孔板磁垫之间,通过电源控制器充磁后,能够分别提供压边力及冲孔力;
所述磁垫包括多个磁极单元,相邻磁极单元磁极方向相反;每组磁极单元包括八个硬磁体、一个软磁体、两个导磁体及两个磁力线圈,所述软磁体顶部与底部分别与导磁体接触,软磁铁侧面由磁力线圈包裹,导磁体侧面与硬磁体相接触,相邻磁极单元的导磁体顶部相互贴合;
通电充磁时,所述磁垫的电磁与硬磁体的磁路相互叠加,线圈磁化软磁体,使软磁体与硬磁体磁极方向一致,两磁场的磁力线分别从N极出发,经过空气域与固定被吸板后回到S极形成封闭磁路,在此过程中,固定被吸板磁化并产生相应的磁吸力,固定被吸板在磁垫产生的磁吸力的作用下向上移动并与磁垫贴合;
断电退磁时,磁垫的电磁与硬磁体的磁路相互排斥并抵消,线圈磁化软磁体并使软磁体与硬磁体的磁极方向相反,两磁场的磁力线分别从N极出发,穿过硬磁体到达相邻磁极单元后回到S极形成封闭磁路,磁路未穿过固定被吸板,无磁吸力产生,磁垫与固定被吸板脱离;
工作过程中,通过线圈控制软磁体的磁感应强度,从而控制磁吸力,对成形力及压边力进行控制,磁吸力大小根据下列公式计算:
其中,式中F为磁垫对被吸板的磁吸力,单位为N;μ0为真空磁导率;Br1为硬磁体剩磁,单位为T;Br2为软磁体剩磁,单位为T;k2为软磁体磁感线周波数;d2为软磁体厚度,单位为mm;a为磁垫有效长度,单位为mm;b为磁垫有效宽度,单位为mm。
2.根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:所述磁性下模冲孔板开设有圆形凹槽,所述圆形凹槽通过多个沉头螺栓与多种冲头相连。
3.根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:所述磁性上模压料板设置有阶梯孔,所述阶梯孔用于安装多种冲孔凹模在冲孔完成后取料,所述固定被吸板开开设的通孔为圆柱形通孔。
4.根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:所述固定被吸板设置有用于放置薄板材料的凹槽。
5.根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:所述磁垫嵌入磁性上模压料板及磁性下模冲孔板内并通过环氧树脂进行连接。
6.根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:所述磁性上模压料板与固定被吸板之间充磁后产生的永磁磁力作为压边力;所述磁性下模冲孔板与固定被吸板之间充磁后产生的永磁磁力作为冲孔力。
7.根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:所述固定被吸板的上表面和下表面分别设置有上磁垫和下磁垫。
8.根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:所述磁垫提供的冲孔力及压边力能够根据磁极单元组数进行分级调节或根据电源控制器调节磁力线圈电流进行无级调节。
9.根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置,其特征在于:所述硬磁体为钕铁硼硬磁体,所述导磁体为纯铁导磁体,所述软磁体为铝镍钴软磁体。
10.一种根据权利要求1所述的成形力及压边力可控的冲孔装置进行冲孔的方法,其特征在于:其包括以下步骤:
S1、冲孔装置运转时,上模座、下模座及导柱构成的冲孔框架静止,将薄板材料放置在固定被吸板的凹槽内,电源控制器为磁性上模压料板磁垫充磁,磁性上模压料板吸引固定被吸板贴合,完成压料步骤,在重力作用下,固定被吸板依靠定位销支撑;
S2、压料完成后,电源控制器为磁性下模冲孔板磁垫充磁,磁性下模冲孔板吸引固定被吸板贴合,与磁性下模冲孔板连接的冲头上行,配合与磁性上模压料板连接的冲孔凹模完成冲裁,薄板材料冲孔后分离为带孔的板料及圆形或其他形状轮廓的落料,落料从磁性上模压料板的阶梯通孔内取出;
S3、冲裁完成后,电源控制器为磁性下模冲孔板磁垫退磁,在重力作用下磁性下模冲孔板下行至下模座上表面,与磁性下模冲孔板连接的冲头位于完成冲孔后的板料下方;
S4、磁性下模冲孔板磁垫退磁后,电源控制器为磁性上模压料板磁垫退磁,卸料弹簧抵消磁性上模压料板的重力,在弹力作用下,磁性上模压料板上行并与固定被吸板分离,卸载压边力,此时带孔的板料能够从固定被吸板的凹槽内取出。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117772923A (zh) * 2024-02-26 2024-03-29 合肥工业大学 一种电辅助成形的点阵导电压边模具
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