CN117020006B - 一种铜铝复合板的冲孔模具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及冲孔加工领域，尤其涉及一种铜铝复合板的冲孔模具。包括定模和冲头，冲头包括竖直设置且由内至外依次套接的冲压杆、内冲压套、外冲压套，内冲压套的内侧面与冲压杆的外侧面沿竖直方向滑动连接，内冲压套的外侧面与外冲压套的内侧面沿竖直方向滑动连接，冲压杆的上端与液压驱动装置连接；冲压杆的侧壁上一体连接有第一限位部，内冲压套的外侧面一体连接有第二限位部；冲压杆的下表面的半径、内冲压套下表面内圈与外圈之间的径向距离、外冲压套下表面内圈与外圈之间的径向距离依次减小。经过逐级冲孔，使孔径逐步增大，减小孔边隆起高度，提高孔壁光滑度以及材质分布均匀程度，从而提高冲孔质量。

Description

一种铜铝复合板的冲孔模具

技术领域

本申请涉及冲孔加工领域，尤其涉及一种铜铝复合板的冲孔模具。

背景技术

铜铝复合板是由铜板和铝板经过冷轧、热轧等方式焊接在一起，不能分开的板材。

在冲孔过程中，通孔的端部边缘通常会因挤压而产生隆起。由于铜和铝的硬度不同（铝的硬度略高于铜），通孔内壁在铜板和铝板交界处会发生材质单向越界，以铝板朝上设置并从上至下冲孔为例，在交界处，铝材会向下变形越过交界线。且由于冲头存在形状误差，冲压运动的路径也存在一定的误差，因此在圆周方向上，各处的铝材越过交界线的距离通常是不确定的也是不一致的，导致通孔内壁材质分布不均匀，影响冲孔的质量。

发明内容

有鉴于此，提出一种铜铝复合板的冲孔模具，实现减小通孔端部边缘隆起程度，提高通孔内壁材质分布均匀程度，提高冲孔质量。

本申请提供了一种铜铝复合板的冲孔模具，包括定模和冲头，所述冲头位于所述定模上方，所述定模上设有型孔，所述冲头在液压驱动装置的驱动下沿所述型孔的中心轴线上下运动，所述冲头适于向下运动对所述定模上的复合板进行冲孔，当所述冲头插入所述型孔后完成对复合板的冲孔加工，冲孔产生的落料从所述型孔下方排出，

所述冲头包括竖直设置且由内至外依次套接的冲压杆、内冲压套、外冲压套，所述内冲压套的内侧面与所述冲压杆的外侧面沿竖直方向滑动连接，所述内冲压套的外侧面与所述外冲压套的内侧面沿竖直方向滑动连接，所述冲压杆的上端与液压驱动装置连接；

所述冲压杆的侧壁上一体连接有第一限位部，所述冲压杆相对所述内冲压套向下运动后，所述第一限位部能够与所述内冲压套的上端抵接，所述内冲压套的外侧面一体连接有第二限位部，所述内冲压套相对所述外冲压套向下运动后，所述第二限位部能够与所述外冲压套的上端抵接；

所述冲压杆的下表面的半径、所述内冲压套下表面内圈与外圈之间的径向距离、所述外冲压套下表面内圈与外圈之间的径向距离依次减小；

所述外冲压套下表面的外圈与所述型孔上端边缘沿竖直方向对齐。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述冲压杆的下端一体连接有圆柱形的第一冲压部，所述第一冲压部的直径大于所述冲压杆的直径，所述第一冲压部与所述冲压杆同轴设置。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述内冲压套的下端一体连接有圆环形的第二冲压部，所述第二冲压部环绕所述第一冲压部设置，所述第二冲压部位于所述第一冲压部外侧，所述第二冲压部的内圈直径小于所述内冲压套内侧面的直径，所述冲压杆相对所述内冲压套向上运动后，所述内冲压套的下端能够与所述第一冲压部的上端抵接。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述外冲压套的下端一体连接有圆环形的第三冲压部，所述第三冲压部环绕所述第二冲压部设置，所述内冲压套的下端外侧面一体连接有内限位部，所述内限位部环绕所述内冲压套设置，所述内限位部的外圈直径与所述第二限位部的外圈直径相等，所述外冲压套的下端设有圆柱形的扩口，所述第二冲压部和所述内限位部位于所述扩口内侧，所述内冲压套相对所述外冲压套向上运动后，所述扩口的顶面能够与所述内限位部抵接，所述第三冲压部的外侧面与所述外冲压套的外侧面沿竖直方向对齐。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述第二冲压部的下端设有圆锥形的扩口并在所述第二冲压部的下端外圈边缘形成刃口，所述第二冲压部的内圈直径大于所述第一冲压部的直径。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述第三冲压部的下端设有圆锥形的扩口并在所述第三冲压部的下端外圈边缘形成刃口，所述第三冲压部的内圈直径大于所述第二冲压部的外圈直径。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述第二冲压部下表面的圆锥形扩口内壁的锥度大于所述第三冲压部下表面的圆锥形扩口内壁的锥度。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述第一冲压部的下表面设有圆锥形的凹槽并在所述第一冲压部的下端边缘形成刃口。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述第一限位部的下表面固定连接有第一弹性垫片。

在上述铜铝复合板的冲孔模具的一些实施方式中，所述第二限位部的下表面固定连接有第二弹性垫片。

本发明的有益效果：

将待冲孔的铜铝复合板平放在定模上，调整铜铝复合板的位置使待冲孔区域处于冲头正下方，液压驱动装置驱动冲压杆向下运动，冲压杆下端先对铜铝复合板进行初级冲压，在待冲孔区域内形成直径最小的初级通孔，随着冲压杆继续向下运动，第一限位部与内冲压套上端抵接，带动内冲压套向下运动，内冲压套对铜铝复合板进行次级冲压，在待冲孔区域内形成直径更大的次级通孔，随着冲压杆继续向下运动，第二限位部与外冲压套上端抵接，带动外冲压套向下运动，外冲压套下端对铜铝复合板进行末级冲压，在待冲孔区域内形成直径最大的末级通孔，末级通孔的直径与型孔直径相等，且末级通孔与型孔同轴，随着冲压杆继续向下运动，冲压杆、内冲压套、外冲压套均下端均穿过末级通孔并插入型孔，初级冲压、次级冲压、末级冲压产生的落料均从型孔下方排出，经过逐级冲孔，使孔径逐步增大，减小了每次冲压过程中铜铝复合板在竖直方向上受到的挤压面积，即减小了液压驱动装置所需要的最大输出载荷，又减小了末级通孔上端边缘隆起的高度，由于每次冲压的孔壁厚度逐渐减小，因此末级冲压时相当于对次级通孔的孔壁进行切削或刮削，末级冲压时孔壁受到的竖直方向的挤压力相对较小，有利于减小铜铝复合板的材质在交界线处越界的距离，铜铝复合板的材质在交界线处被切削掉，有利于使圆周方向各处的材质在交界线处越界距离的一致性，提高末级通孔的内壁光滑度以及材质分布均匀程度，提高冲孔质量。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1是本申请实施例中铜铝复合板的冲孔模具在冲压加工时的结构示意图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图3是本申请实施例中铜铝复合板的冲孔模具在初级冲压时的结构示意图；

图4是本申请实施例中铜铝复合板的冲孔模具在次级冲压时的结构示意图；

图5是本申请实施例中铜铝复合板的冲孔模具在末级冲压时的结构示意图；

图6是本申请实施例中铜铝复合板的冲孔模具复位时的结构示意图；

图7是本申请实施例中本申请一个示例性实施方式中铜铝复合板的冲孔模具的结构示意图。

附图标记说明

100、定模；102、冲头；104、型孔；106、复合板；108、冲压杆；110、内冲压套；112、外冲压套；114、第一限位部；116、第二限位部；118、第一冲压部；120、第二冲压部；122、第三冲压部；124、内限位部；126、第一弹性垫片；128、第二弹性垫片；130、初级通孔；132、次级通孔；134、末级通孔；136、凹槽。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本申请，本领域技术人员应当理解，在下文的各实施方式中给出了众多的具体细节。没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实施方式中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段和元件未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

结合图1和图2所示，本申请提供了一种铜铝复合板的冲孔模具，包括定模100和冲头102，冲头102位于定模100上方，定模100上设有型孔104，冲头102在液压驱动装置的驱动下沿型孔104的中心轴线上下运动，冲头102适于向下运动对定模100上的复合板106进行冲孔，当冲头102插入型孔104后完成对复合板106的冲孔加工，冲孔产生的落料从型孔104下方排出，冲头102包括竖直设置且由内至外依次套接的冲压杆108、内冲压套110、外冲压套112，内冲压套110的内侧面与冲压杆108的外侧面沿竖直方向滑动连接，内冲压套110的外侧面与外冲压套112的内侧面沿竖直方向滑动连接，冲压杆108的上端与液压驱动装置连接；冲压杆108的侧壁上一体连接有第一限位部114，冲压杆108相对内冲压套110向下运动后，第一限位部114能够与内冲压套110的上端抵接，内冲压套110的外侧面一体连接有第二限位部116，内冲压套110相对外冲压套112向下运动后，第二限位部116能够与外冲压套112的上端抵接；冲压杆108的下表面的半径、内冲压套110下表面内圈与外圈之间的径向距离、外冲压套112下表面内圈与外圈之间的径向距离依次减小；外冲压套112下表面的外圈与型孔104上端边缘沿竖直方向对齐。

结合图3至图6所示，将待冲孔的铜铝复合板106平放在定模100上，调整铜铝复合板106的位置使待冲孔区域处于冲头102正下方，液压驱动装置（例如液压缸）驱动冲压杆108向下运动，冲压杆108下端先对铜铝复合板106进行初级冲压，在待冲孔区域内形成直径最小的初级通孔130，内冲压套110和外冲压套112下端与铜铝复合板106上表面抵接，限制内冲压套110和下冲压套向下运动，随着冲压杆108继续向下运动，冲压杆108下端穿过初级通孔130，第一限位部114与内冲压套110上端抵接，带动内冲压套110向下运动，内冲压套110对铜铝复合板106进行次级冲压，在待冲孔区域内形成直径更大的次级通孔132，外冲压套112下端仍然与铜铝复合板106上表面抵接，限制外冲压套112向下运动，随着冲压杆108继续向下运动，内冲压套110下端穿过次级通孔132，第二限位部116与外冲压套112上端抵接，带动外冲压套112向下运动，外冲压套112下端对铜铝复合板106进行末级冲压，在待冲孔区域内形成直径最大的末级通孔134，末级通孔134的直径与型孔104直径相等，且末级通孔134与型孔104同轴，随着冲压杆108继续向下运动，冲压杆108、内冲压套110、外冲压套112均下端均穿过末级通孔134并插入型孔104，初级冲压、次级冲压、末级冲压产生的落料均从型孔104下方排出，经过逐级冲孔，使孔径逐步增大，减小了每次冲压过程中铜铝复合板106在竖直方向上受到的挤压面积，即减小了液压驱动装置所需要的最大输出载荷，又减小了末级通孔134上端边缘隆起的高度，由于每次冲压的孔壁厚度逐渐减小，末级冲压过程中的孔壁厚度小于2毫米，因此末级冲压时相当于对次级通孔132的孔壁进行切削或刮削，末级冲压时孔壁受到的竖直方向的挤压力相对较小，有利于减小铜铝复合板106的材质在交界线处越界的距离，铜铝复合板106的材质（孔壁处的材质）在交界线处被切削掉，有利于使圆周方向各处的材质在交界线处越界距离的一致性，提高末级通孔134的内壁光滑度以及材质分布均匀程度，提高冲孔质量。

结合图7所示，在一些示例性的实施方式中，冲压杆108的下端一体连接有圆柱形的第一冲压部118，第一冲压部118的直径大于冲压杆108的直径，第一冲压部118与冲压杆108同轴设置。

第一冲压部118采用高硬度的合金材质，或经过淬火处理，提高第一冲压部118的耐磨性和硬度，减小在冲压过程中产生的应力变形。

在一些示例性的实施方式中，内冲压套110的下端一体连接有圆环形的第二冲压部120，第二冲压部120环绕第一冲压部118设置，第二冲压部120位于第一冲压部118外侧，第二冲压部120的内圈直径小于内冲压套110内侧面的直径，冲压杆108相对内冲压套110向上运动后，内冲压套110的下端能够与第一冲压部118的上端抵接。

第二冲压部120采用高硬度的合金材质，或经过淬火处理，提高第二冲压部120的耐磨性和硬度，减小在冲压过程中产生的应力变形。冲孔完毕后，液压驱动装置冲压杆108向上运动，内冲压套110的下端与第一冲压部118的上端抵接，第一冲压部118带动内冲压套110向上运动复位。

在一些示例性的实施方式中，外冲压套112的下端一体连接有圆环形的第三冲压部122，第三冲压部122环绕第二冲压部120设置，内冲压套110的下端外侧面一体连接有内限位部124，内限位部124环绕内冲压套110设置，内限位部124的外圈直径与第二限位部116的外圈直径相等，外冲压套112的下端设有圆柱形的扩口，第二冲压部120和内限位部124位于扩口内侧，内冲压套110相对外冲压套112向上运动后，扩口的顶面能够与内限位部124抵接，第三冲压部122的外侧面与外冲压套112的外侧面沿竖直方向对齐。

第三冲压部122采用高硬度的合金材质，或经过淬火处理，提高第三冲压部122的耐磨性和硬度，减小在冲压过程中产生的应力变形。冲孔完毕后，液压驱动装置冲压杆108向上运动，内冲压套110的下端与第一冲压部118的上端抵接，第一冲压部118带动内冲压套110向上运动复位。扩口的顶面与内限位部124抵接，第二冲压部120带动第三冲压部122向上运动复位。

第一冲压部118的半径、第二冲压部120外侧面与第一冲压部118外侧面之间的距离、第三冲压部122外侧面与第二冲压部120外侧面之间的距离依次减小。

冲压杆108的下表面的半径、内冲压套110下表面内圈与外圈之间的径向距离、外冲压套112下表面内圈与外圈之间的径向距离依次减小

在一些示例性的实施方式中，第二冲压部120的下端设有圆锥形的扩口并在第二冲压部120的下端外圈边缘形成刃口，第二冲压部120的内圈直径大于第一冲压部118的直径。

在一些示例性的实施方式中，第三冲压部122的下端设有圆锥形的扩口并在第三冲压部122的下端外圈边缘形成刃口，第三冲压部122的内圈直径大于第二冲压部120的外圈直径。

在一些示例性的实施方式中，第二冲压部120下表面的圆锥形扩口内壁的锥度大于第三冲压部122下表面的圆锥形扩口内壁的锥度。

在一些示例性的实施方式中，第一冲压部118的下表面设有圆锥形的凹槽136并在第一冲压部118的下端边缘形成刃口。

刃口能够在每次冲孔过程中对孔壁进行切削或刮削，使材料朝通孔中心变形，从而减小通孔上端边缘隆起的高度，同时增大对铜铝复合板106产生的剪切应力，提高冲孔效率。由于孔壁在切削或刮削过程中朝通孔中心变形，因此次级冲压和末级冲压产生的落料（环形落料）的上端内圈的直径会减小，第二冲压部120的内圈直径大于第一冲压部118的直径且第三冲压部122的内圈直径大于第二冲压部120的外圈直径，可以避免环形落料挂在第一冲压部118和内限位部124上，便于落料排出。

在一些示例性的实施方式中，第一限位部114的下表面固定连接有第一弹性垫片126。

在一些示例性的实施方式中，第二限位部116的下表面固定连接有第二弹性垫片128。

弹性垫片采用橡胶材料制成，能够减小第一限位部114与内冲压套110上端产生的冲击，以及减小第二限位部116与外冲压套112上端产生的冲击。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (4)

1.一种铜铝复合板的冲孔模具，包括定模（100）和冲头（102），所述冲头（102）位于所述定模（100）上方，所述定模（100）上设有型孔（104），所述冲头（102）在液压驱动装置的驱动下沿所述型孔（104）的中心轴线上下运动，所述冲头（102）适于向下运动对所述定模（100）上的复合板（106）进行冲孔，当所述冲头（102）插入所述型孔（104）后完成对复合板（106）的冲孔加工，冲孔产生的落料从所述型孔（104）下方排出，其特征在于，

所述冲头（102）包括竖直设置且由内至外依次套接的冲压杆（108）、内冲压套（110）、外冲压套（112），所述内冲压套（110）的内侧面与所述冲压杆（108）的外侧面沿竖直方向滑动连接，所述内冲压套（110）的外侧面与所述外冲压套（112）的内侧面沿竖直方向滑动连接，所述冲压杆（108）的上端与液压驱动装置连接；

所述冲压杆（108）的侧壁上一体连接有第一限位部（114），所述冲压杆（108）相对所述内冲压套（110）向下运动后，所述第一限位部（114）能够与所述内冲压套（110）的上端抵接，所述内冲压套（110）的外侧面一体连接有第二限位部（116），所述内冲压套（110）相对所述外冲压套（112）向下运动后，所述第二限位部（116）能够与所述外冲压套（112）的上端抵接；

所述外冲压套（112）下表面的外圈与所述型孔（104）上端边缘沿竖直方向对齐；

所述冲压杆（108）的下端一体连接有圆柱形的第一冲压部（118），所述第一冲压部（118）的直径大于所述冲压杆（108）的直径，所述第一冲压部（118）与所述冲压杆（108）同轴设置；

所述内冲压套（110）的下端一体连接有圆环形的第二冲压部（120），所述第二冲压部（120）环绕所述第一冲压部（118）设置，所述第二冲压部（120）位于所述第一冲压部（118）外侧，所述第二冲压部（120）的内圈直径大于所述内冲压套（110）内侧面的直径，所述冲压杆（108）相对所述内冲压套（110）向上运动后，所述内冲压套（110）的下端能够与所述第一冲压部（118）的上端抵接；

所述外冲压套（112）的下端一体连接有圆环形的第三冲压部（122），所述第三冲压部（122）环绕所述第二冲压部（120）设置，所述内冲压套（110）的下端外侧面一体连接有内限位部（124），所述内限位部（124）环绕所述内冲压套（110）设置，所述内限位部（124）的外圈直径与所述第二冲压部（120）的外圈直径相等，所述外冲压套（112）的下端设有圆柱形的扩口，所述第二冲压部（120）和所述内限位部（124）位于所述扩口内侧，所述内冲压套（110）相对所述外冲压套（112）向上运动后，所述扩口的顶面能够与所述内限位部（124）抵接，所述第三冲压部（122）的外侧面与所述外冲压套（112）的外侧面沿竖直方向对齐；

所述第二冲压部（120）的下端设有圆锥形的扩口并在所述第二冲压部（120）的下端外圈边缘形成刃口，所述第二冲压部（120）的内圈直径大于所述第一冲压部（118）的直径；

所述第三冲压部（122）的下端设有圆锥形的扩口并在所述第三冲压部（122）的下端外圈边缘形成刃口，所述第三冲压部（122）的内圈直径大于所述第二冲压部（120）的外圈直径；

所述第二冲压部（120）下表面的圆锥形扩口内壁的锥度大于所述第三冲压部（122）下表面的圆锥形扩口内壁的锥度；

第一冲压部（118）的半径、第二冲压部（120）外侧面与第一冲压部（118）外侧面之间的距离、第三冲压部（122）外侧面与第二冲压部（120）外侧面之间的距离依次减小。

2.根据权利要求1所述的铜铝复合板的冲孔模具，其特征在于，所述第一冲压部（118）的下表面设有圆锥形的凹槽（136）并在所述第一冲压部（118）的下端边缘形成刃口。

3.根据权利要求1所述的铜铝复合板的冲孔模具，其特征在于，所述第一限位部（114）的下表面固定连接有第一弹性垫片（126）。

4.根据权利要求1所述的铜铝复合板的冲孔模具，其特征在于，所述第二限位部（116）的下表面固定连接有第二弹性垫片（128）。