CN202943124U - 汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开并提供了一种汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，具有效率高、能耗低，能够有效提高产品质量，且生产成本较低，能够有效地消除普通冲压方法带来的缺陷的优点。本实用新型所述的精冲模具包括模柄（1）、上模座（2）、上垫板（3）、凸模（4）、凹模（5）以及下模座（6），所述模柄（1）设于所述上模座（2）上，所述凹模（5）设于所述下模座（6）上，本实用新型还包括弹性卸料装置，所述上模座（2）、所述上垫板（3）以及所述弹性卸料装置依次通过螺钉（11）相连接，所述凸模（4）滑动穿设连接在所述弹性卸料装置内，所述凸模（4）、所述弹性卸料装置均位于所述凹模（5）的正上方。

Description

汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具

技术领域

本实用新型属于汽车配件冲压制造领域，尤其是涉及一种汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具。

背景技术

汽车盘式制动刹车片钢背是汽车刹车片中的重要的零件之一，如图1所示，它用于固定摩擦材料，同时便于刹车片安装在刹车系统上。因此刹车片的质量受钢背断面质量的影响很大，其断裂面区域及其大小直接关系着钢背能否使用及其使用效果，毛刺越大，断裂面越不平整，则刹车噪音越大，制动效果越差。而目前钢背主要采用普通冲压方法进行冲裁，由于冲裁模具的设计欠缺完善，使得冲裁件的冲裁面不可避免地出现大量断裂面及毛刺，从而影响钢背的使用性能；又或者是增加了后续的加工，延长了生产周期而且大大提高了生产成本。有的生产厂家采用三动精冲压力机冲裁，得到的冲裁件质量有所提升，但却大大增加了生产设备的投入以及产品的生产成本，不利于多规格、小批量的企业进行柔性生产，从而降低了企业的产品竞争力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，该精冲模具效率高、能耗低，能够有效提高产品质量，且生产成本较低，能够有效地消除普通冲压方法带来的缺陷的优点。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型所述的一种精冲模具，包括模柄、上模座、上垫板、凸模、凹模以及下模座，所述模柄设于所述上模座上，所述上模座、所述上垫板以及所述凸模依次相连接，所述凹模设于所述下模座上，所述上模座、所述下模座通过导柱相连接，所述汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具还包括弹性卸料装置，所述上模座、所述上垫板以及所述弹性卸料装置依次通过螺钉相连接，所述凸模滑动穿设连接在所述弹性卸料装置内，所述凸模、所述弹性卸料装置均位于所述凹模的正上方。

优选地，所述弹性卸料装置包括固定板、卸料板以及设置在所述固定板与所述卸料板之间的弹性橡胶，所述上模座、所述上垫板、所述固定板、所述弹性橡胶以及所述卸料板通过所述螺钉相连接，所述凸模的下端滑动穿设连接在所述卸料板上。

优选地，所述弹性卸料装置包括固定板、卸料板以及设置在所述固定板与所述卸料板之间的蝶形弹簧，所述上模座、所述上垫板、所述固定板以及所述卸料板通过所述螺钉相连接，所述蝶形弹簧套接在所述螺钉上，所述凸模的下端滑动穿设连接在所述卸料板上。

优选地，所述凸模与所述凹模的冲裁间隙为设计钢背厚度的0.2%。

优选地，所述凹模的刃口高度为设计钢背厚度的2～3倍。

优选地，所述凹模的上端设有两个导料销，两个所述导料销位于送料方向的同一侧，所述导料销露出所述凹模的高度小于板材的厚度。

优选地，所述凹模的刃口圆角半径为钢背厚度的20%。

优选地，所述导柱与所述上模座之间设有导套，所述导柱与所述导套之间设置有导向滚珠。

本实用新型的有益效果有以下几点：

（1）精冲模具中特别设计了弹性卸料装置，提供了精冲过程中的巨大压边力，实现了无齿圈精冲；

（2）精冲模具中凹模刃口的特殊设计，依靠已经冲好的零件提供反顶力，不需要反顶板，并且实现了普通压力机上的精冲；

（3）凸模或凹模刃口有小圆角，以便更多的材料被挤入变形区，增加压应力成分；

（4）在精冲加工过程中，由于冷作硬化的作用，其精冲表面硬度甚至可以达到HRC42，在很多情况下，精冲零件往往可直接用于装配而无需后续加工。

（5）冲裁过程的压力非常大，精度高，采用高精度的导向滚珠，对设备精度、模具结构、材料乃至润滑都提出了很高的要求，得到的冲裁件精度高。

总之，本实用新型能够有效地消除锻件存在的缺陷，有效地节约原材料，节约原材料10%以上。能够有效地提高光洁面的比例，而且模具精度高，使用寿命长，不易损坏。另外，本实用新型成本低廉，使用的设备简单，能够在普通冲压机上实现精密冲裁，投产时间快，生产效率高，具有良好的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型中钢背的结构示意图；

图2是本实用新型中精冲钢背外形的模具结构示意图；

图3是本实用新型中精冲钢背若干个孔的模具结构示意图；

图4是图2中A部分结构的放大示意图；

图5是图3中B部分结构的放大示意图。

具体实施方式

本实用新型涉及一种汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型一种汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具包括模柄1、上模座2、上垫板3、凸模4、凹模5以及下模座6，冲压设备通过所述模柄1提供冲压动力，所述模柄1设于所述上模座2上并采用紧固螺钉14连接，所述上模座2、所述上垫板3以及所述凸模4依次相连接，所述凹模5设于所述下模座6上，所述上模座2、所述下模座6通过导柱7相连接，其间设置有导套70，并且在所述导柱与所述导套70直接设置有导向滚珠71，有效提高了模具的导向效果。所述汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具还包括弹性卸料装置，所述上模座2、所述上垫板3以及所述弹性卸料装置依次通过螺钉11相连接，所述所述凸模4滑动穿设连接在所述弹性卸料装置内，所述凸模4、所述弹性卸料装置均位于所述凹模5的正上方。所述弹性卸料装置可以包括固定板8、卸料板9以及设置在所述固定板8与所述卸料板9之间的弹性橡胶10或蝶形弹簧12等其他具有弹性效果的弹性体。

由于冲压时模具的压边力、反顶力以及冲裁力是精冲变形区域内形成静水压力的重要影响因素，静水压力越大，则产生微裂纹的时间越晚，精冲质量越好。其中：

压边力的计算公式为：

                   （1）

式中：

——压边力系数，取值为0.35～0.45；

——材料的屈服应力；

——钢背面积；

——压边力。

反顶力的计算公式为： 

                             （2）

式中：

——反顶力系数，取值为0.25～0.35；

——材料的屈服应力；

——钢背面积；

——反顶力。

冲裁力的计算公式为：

              （3）

式中：

——凸模载荷系数，取值为0.65～0.75；

——材料的屈服应力；

——钢背面积；

——冲裁力。

冲裁间隙是形成侧压力的重要因素，冲裁间隙越小，则侧压力越大，精冲质量也越好。但是过小的冲裁间隙会引起模具过快磨损，从而影响模具的使用寿命。根据研究发现，当冲裁间隙为0.2%t（t为设计钢背的厚度，下文同义）与无间隙冲裁所得到的钢背质量基本一致，而此时模具的磨损程度远远小于无间隙，因此本实用新型中冲裁间隙的值为0.2%t。

凹模圆角有助于增加冲裁纤维，因此凹模圆角越大，则断裂面百分比越小，然而凹模圆角过大则会引起塌角面高度的增加。经过研究发现，当凹模圆角半径为20%t时断裂面高度为最小，塌角面高度也处于较小值，此时钢背光洁面高度达到最大值，因此本实用新型凹模圆角半径的值为20%t。

如图2、图3、图4、图5所示，为汽车刹车片精冲示意图，精冲前，板材15位于所述卸料板9、所述凸模4和所述凹模5之间。其精冲过程主要分2个阶段：首先，压力机的动力通过所述模柄1、所述上模座2、所述上垫板3、所述固定板8向下压，从而使得所述弹性橡胶10或所述蝶形弹簧12处于压缩状态并带动所述卸料板9向下压入所述板材15；然后，当所述蝶形弹簧10或所述蝶形弹簧12压缩到极限位置时，所述凸模4将所述板材15压入所述凹模5的型腔中，获得的冲裁件即为汽车刹车片精冲零件，所述板材15的其他部分作为废料去除，从而完成汽车刹车片钢背的整个精冲过程。由于在精冲模具中增加了所述弹性卸料装置，并利用所述凸模4与所述凹模5之间极小的冲裁间隙，即为0.2%t，形成小间隙冲压。冲压时，利用所述弹性卸料装置提供的压力使得所述板材15与所述凹模5产生巨大的压边力，阻止所述板材15沿水平方向流动，并且所述凹模5的刃口尺寸与钢背零件尺寸相同，间隙很小，而所述凹模5的刃口高度为设计钢背厚度t的2～3倍，使得已经冲下来的冲裁件与所述凹模5之间有巨大的摩擦力提供反顶力，使所述板材15处于三维压应力状态，在材料不出现拉伸裂纹的情况下实现毛坯板材的冲裁分离，达到表面光洁度和冲压直面均在90%以上的要求。

如图2、图4所示，为本实施例中精冲钢背外形的示意图，所述弹性卸料装置是由固定板8、卸料板9、弹性橡胶10以及螺钉11等零件组成，所述上模座2、所述上垫板3、所述固定板8、所述弹性橡胶10以及所述卸料板9通过螺钉11相连接，所述凸模4的下端滑动穿设连接在所述卸料板9上。精冲时，使所述凹模5处于锁定状态，控制所述凸模4和弹性卸料装置下行，所述弹性卸料装置首先接触所述板材15并压住所述板材15提供压边力，所述弹性橡胶10是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，当螺栓出现松弛时，所述弹性橡胶10释放部分势能以保持法兰连接间的压力达到密封要求。因此，所述弹性卸料装置既起卸料作用又起压料作用，所以冲裁件质量较好，平直度较高，冲裁件精度要求高。当一次冲压完成后，压力机带动所述模柄1、所述上模座2、所述上垫板3、所述固定板8上行，此时由于所述弹性橡胶10的压力作用，所述卸料板9和所述螺钉11并未上行且所述卸料板9与废料之间仍有较大压力，当所述模柄1上行到一定高度时，弹性恢复自由状态并逐渐转为拉伸状态，此时所述上模座1带动螺钉11端面上行，从而带动所述卸料板9上行完成整个卸料过程。

在所述凹模5的上端设有导料销13，所述导料销13露出所述凹模5的高度小于设计钢背的厚度。所述导料销13可以对板材条料的侧向送料进行导向，以免送偏的定位零件。所述导料销13一般设两个，并位于板材条料的同一侧，从前端向后方送料时，所述导料销13装在左侧。所述导料销13设在所述凹模5的上端面，其结构参照相应国家标准。本实用新型设计中根据需要选用的导料销规格为M8。

如图3、图5所示，为本实施例中精冲钢背上若干个孔的示意图，完成钢背外形精冲后，更换与冲孔工艺相适配的凸模4和凹模5，所述弹性卸料装置是由固定板8、卸料板9、蝶形弹簧12以及螺钉11等零件组成，具体精冲原理及过程与精冲钢背外形时相同，此处不再赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，特别是本文所述的弹性卸料装置，可以有多种方式实现，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，包括模柄（1）、上模座（2）、上垫板（3）、凸模（4）、凹模（5）以及下模座（6），所述模柄（1）设于所述上模座（2）上，所述上模座（2）、所述上垫板（3）以及所述凸模（4）依次相连接，所述凹模（5）设于所述下模座（6）上，所述上模座（2）、所述下模座（6）通过导柱（7）相连接，其特征在于：所述汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具还包括弹性卸料装置，所述上模座（2）、所述上垫板（3）以及所述弹性卸料装置依次通过螺钉（11）相连接，所述凸模（4）滑动穿设连接在所述弹性卸料装置内，所述凸模（4）、所述弹性卸料装置均位于所述凹模（5）的正上方。

2.根据权利要求1所述的汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，其特征在于：所述弹性卸料装置包括固定板（8）、卸料板（9）以及设置在所述固定板（8）与所述卸料板（9）之间的弹性橡胶（10），所述上模座（2）、所述上垫板（3）、所述固定板（8）、所述弹性橡胶（10）以及所述卸料板（9）通过所述螺钉（11）相连接，所述凸模（4）的下端滑动穿设连接在所述卸料板（9）上。

3.根据权利要求1所述的汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，其特征在于：所述弹性卸料装置包括固定板（8）、卸料板（9）以及设置在所述固定板（8）与所述卸料板（9）之间的蝶形弹簧（12），所述上模座（2）、所述上垫板（3）、所述固定板（8）以及所述卸料板（9）通过所述螺钉（11）相连接，所述蝶形弹簧（12）套接在所述螺钉（11）上,所述凸模（4）的下端滑动穿设连接在所述卸料板（9）上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，其特征在于：所述凸模（4）与所述凹模（5）的冲裁间隙为设计钢背厚度的0.2%。

5.根据权利要求1至3任一项所述的汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，其特征在于：所述凹模（5）的刃口高度为设计钢背厚度的2～3倍。

6.根据权利要求1至3任一项所述的汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，其特征在于：所述凹模（5）的上端设有两个导料销（13），两个所述导料销（12）位于送料方向的同一侧，所述导料销（13）露出所述凹模（5）的高度小于板材的厚度。

7.根据权利要求1至3任一项所述的汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，其特征在于：所述凹模（5）的刃口圆角半径为设计钢背厚度的20%。

8.根据权利要求1至3任一项所述的汽车盘式制动刹车片钢背的精冲模具，其特征在于：所述导柱（7）与所述上模座（2）之间设有导套（70），所述导柱（7）与所述导套（70）之间设置有导向滚珠（71）。

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