CN214442313U - 一种减少冲孔拉伤的冲孔模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，包括自上至下依次分布的上模、凸模、凹模和下模；凹模的下端与下模固定连接，凹模的上侧面设有用于工件定位和限位的定位槽，定位槽内设有可供凸模贯穿工件的让位孔；凸模的上端与上模固定连接，凸模自上而下包括安装段和冲孔段，冲孔段自上而下包括内缩段和刃口段，内缩段具有沿凸模轴线方向的锥度，内缩段上端面的尺寸小于内缩段下端面的尺寸，刃口段的截面尺寸与内缩段下端面的尺寸相等。本实用新型，内缩段的外轮廓从刃口段的上边缘开始逐渐向内收缩，使冲孔段与工件不会出现摩擦严重的情况，避免凸模被拉伤，同时向凸模与工件之间引入更多冷却液，提高冲孔质量和凸模的使用寿命。

Description

一种减少冲孔拉伤的冲孔模具

技术领域

本实用新型属于对板或平面件进行孔加工的技术领域，具体涉及一种减少冲孔拉伤的冲孔模具。

背景技术

常用的孔加工方法有钻孔、镗孔、扩孔、铰孔和拉孔等；在对板或平面件进行非高精度孔加工时一般使用钢质模冲孔工艺，钢质模冲孔工艺是利用工具钢制造的凸模（冲头）和凹模对板材进行冲孔加工。

根据模具工作时凸模运动方向与压力机滑块运动方向的关系，钢质模冲孔又可分水平冲孔和垂直冲孔两种方式。所谓水平冲孔，即凸模运动方向与压力机滑块运动方向垂直，它是将凸、凹模都固定在下模上，利用固定在上模的斜楔推动下模上装有凸模的滑块作水平运动，达到对板材冲孔的目的；所谓垂直冲孔，即凸模运动方向与压力机滑块运动方向一致，它是将凸模置于上模随压力机滑块作上、下往复运动，而凹模则装于下模上。无论是水平冲孔还是垂直冲孔都是将工件置于凸模和凹模之间，凹模对工件起支撑或固定作用，凸模带有刃口的一端朝向工件，然后压力机带动凸模朝向凹模运动，在凸模刃口的剪切作用下凸模逐渐穿过工件，当凸模贯穿工件后，压力机带动凸模远离凹模运动，完成对工件的冲孔加工。

当对钢板这一类本身强度和硬度非常高的板材进行冲孔加工时，对凸模的拉伤非常严重，目前凸模为等横截面的柱体，造成凸模拉伤的主要原因在于冲孔后工件的孔径小于凸模尺寸，在凸模脱离工件之前，凸模被工件紧紧“箍”住，凸模与工件之间存在较大摩擦力，凸模在逐渐脱离工件的过程中被工件拉伤；而导致工件冲孔后孔径小于凸模尺寸的根本原因在于冲孔时凸模有沿被加工孔径向对工件挤压的力，当凸模贯穿工件后工件沿被加工孔径向回弹，从而使得孔径小于凸模尺寸，将冲头紧紧“箍”住。

被拉伤的凸模与被加工孔接触的面较为粗糙，接触面通常存在划痕、毛刺或尖锐凸起等，被拉伤的凸模在进行冲孔加工时，凸模粗糙的接触面很容易导致被加工孔出现撕裂或毛刺等现象，严重影响冲孔加工的质量。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，避免冲孔加工中凸模容易被拉伤的问题，取得提高凸模使用寿命和冲孔加工质量的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其上模包括冲孔段，所述冲孔段包括沿其长度方向相连的内缩段和用于冲孔的刃口段，所述内缩段的横截面尺寸小于所述刃口段的横截面尺寸。

这样，冲孔段分为内缩段和冲孔段，使用时，刃口段贯穿工件并冲裁出被加工孔，由于内缩段的横截面尺寸相较较小，具有消气作用，使冲孔段（内缩段）与被加工孔的孔壁不会因紧密接触而摩擦损坏，从而避免凸模在冲孔加工时被拉伤。实施时，内缩段可以是等截面的形式，也可以是靠近刃口段的一端圆弧过渡至与刃口段的横截面尺寸对应的形式，还可以是朝向远离刃口段的方向呈锥度逐渐缩小的形式，具体不限。

具体地，冲孔模具包括自上至下依次设置的上模、凸模、凹模和下模；所述凸模包括自上而下依次设置的安装段和所述冲孔段，所述安装段与上模固定连接；冲孔段通过内缩段连接在安装段下方，所述内缩段具有锥度，内缩段上端面的尺寸小于内缩段下端面的尺寸，所述刃口段的横截面尺寸与内缩段下端面的尺寸相等。

所述凹模的上表面设有定位槽，所述定位槽内设有竖向贯穿凹模的让位孔，所述让位孔的深度大于等于刃口段的长度，让位孔的截面尺寸与刃口段的截面尺寸相等，让位孔与凸模共轴线，所述凹模与下模固定连接。

本实用新型中，凹模设有定位槽，通过定位槽对工件进行定位和限位，避免冲孔加工时因工件放置偏差和加工过程中工件移动导致冲孔失败或冲孔质量差的情况；凸模的安装段用于与上模固定连接，安装段的尺寸根据冲孔加工的实际情况决定，保证凸模的结构强度，避免在冲孔加工中凸模出现变形或损坏；凸模的冲孔段用于对工件进行冲孔，冲孔段分为内缩段和冲孔段，其中刃口段的尺寸与被加工孔的尺寸相等，刃口段在冲孔时负责直接对工件施加冲裁的力，使工件被冲裁出被加工孔；内缩段自下而上具有向内收缩的锥度，当刃口段完成冲孔，凸模贯穿工件后，工件沿被加工孔径向回弹，但由于内缩段的外轮廓逐渐向内收缩，使冲孔段与被加工孔的孔壁不会出现接触紧密导致摩擦严重的情况，从而有效避免凸模在冲孔加工时被拉伤或损坏，同时内缩段的存在可以向凸模与工件之间引入更多冷却液，提高冲孔加工时的冷却效果，从而有效提高冲孔质量和凸模的使用寿命。

进一步地，还包括连接螺栓，所述安装段的下端面设有竖向的螺纹孔，所述连接螺栓的杆部自下而上贯穿所述冲孔段与所述螺纹孔螺纹连接，所述连接螺栓的头部不凸出于冲孔段的下端面。

这样，通过设置连接螺栓和螺纹孔实现安装段与冲孔段的可拆卸式连接，当冲孔段磨损严重或冲孔的规格变化时，不需要将整个凸模卸下更换，只需将连接螺栓拧下，就可以快速更换新的或满足当前冲孔规格的冲孔段，使该冲孔模具的使用更加方便，同时一个安装段可以匹配多个冲孔段，大大节约了冲孔模具的材料成本和加工成本。

进一步地，所述安装段的下端面设有对接槽，所述冲孔端的上端面设有与所述对接槽相匹配的对接凸台，所述对接凸台位于对接槽内。

这样，通过对接槽和对接凸台的配合，在连接安装段和冲孔段时，可以实现安装段和冲孔段的快速对齐，从而有效提高安装段和冲孔段安装的速度和准确度，使该冲孔模具的使用更加便捷。

进一步地，所述对接槽和对接凸台的横截面均为方形。

这样，当安装段和冲孔段通过对接槽和对接凸台对接后不会出现相互转动的情况，避免当刃口段和让位孔为方形或其它不规则形状时，因冲孔段转动使刃口段与让位孔未对齐而导致冲孔失败的情况，同时可以有效避免在冲孔加工时因冲孔段相对安装段转动而导致连接螺栓松动，进而导致冲孔段脱落或冲孔加工失败的情况，大大提高的安装段和冲孔段可拆卸式连接的可靠性。

进一步地，所述安装段为直径自上而下依次减小的三段式台阶轴，安装段最下方一段阶梯轴的横截面尺寸优选大于或等于内缩段上端面的尺寸以保证强度，所述安装段的外侧套设有与安装段位置靠上的两段台阶轴相匹配的安装套，所述安装段上端面与上模的下表面相抵；

所述安装套的外侧具有朝下的第一台阶面，安装套的外侧自上而下依次套设有第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘通过螺栓与上模螺纹固定连接，所述第二法兰盘与所述第一台阶面相抵，第二法兰盘通过螺栓与第一法兰盘螺纹固定连接。

这样，通过第一法兰盘、第二法兰盘和安装套实现安装段与上模的可拆卸式连接，需要更换安装段时，只需要卸下第二法兰盘即可；用第一法兰盘代替上模与第二法兰盘螺纹连接，可以将更换安装段时对上模螺纹孔的磨损转换成对第一法兰盘螺纹孔的磨损，当第一法兰盘的螺纹孔因多次更换安装段而磨损失效后，只需要更换新的第一法兰盘即可，不需要对整个上模进行更换，从而确保安装段与上模连接的可靠性，提高该冲孔模具的使用寿命和互换性。

进一步地，所述凹模与下模之间设有第三法兰盘，所述第三法兰盘的上下两面分别与凹模的下表面和下模的上表面相抵，第三法兰盘与所述让位孔共轴线，第三法兰盘通过螺栓与下模螺纹固定连接；

所述凹模的外侧具有朝上的第二台阶面，所述凹模的外侧套设有第四法兰盘，所述第四法兰盘与所述第二台阶面相抵，第四法兰盘通过螺栓与第三法兰盘螺纹固定连接。

这样，通过第三法兰盘和第四法兰盘实现凹模与下模的可拆卸式连接，需要更换凹模时，只需要卸下第四法兰盘即可；用第三法兰盘代替下模与第四法兰盘螺纹连接，可以将更换凹模时对下模螺纹孔的磨损转换成对第三法兰盘螺纹孔的磨损，当第三法兰盘的螺纹孔因多次更换凹模而磨损失效后，只需要更换新的第三法兰盘即可，不需要对整个下模进行更换，从而确保凹模与下模连接的可靠性，提高该冲孔模具的使用寿命和互换性。

进一步地，所述上模和下模之间在凹模的周向均匀设有至少两个竖向的导向结构，所述导向结构包括导向套和导向轴，所述导向套的一端与上模固定连接，所述导向轴的一端与下模固定连接，所述导向套的另一端具有导向孔，所述导向轴的另一端位于所述导向孔中，导向轴与导向孔滑动配合。

这样，在冲孔加工中，下模固定安装在工作台上，上模与压力机连接，上模在压力机的作用下竖向运动，此时导向轴在导向套内沿竖直方向滑动，对上模的竖向运动起导向作用，避免上模在压力机的振动下，在竖向运动时出现横向摆动，从而提高冲孔加工的准确度和冲孔质量。

进一步地，所述内缩段的锥度为6～8°，所述刃口段的长度为1～3mm。

这样，冲孔段的长度应大于工件的厚度，内缩段的锥度设置在6～8°之间，在保证冲孔段结构强度的同时，使内缩段向内收缩形成锥面，避免在冲孔加工时凸模被工件拉伤；刃口段的尺寸设置在1～3mm，优选内缩段的长度大于刃口段的长度且大于工件的厚度，在保证刃口段结构强度，使凸模可以顺利完成冲孔加工中对工件冲裁作用的前提下，同时使内缩段占冲孔段的比例更大，使凸模在冲孔加工中受工件拉伤的可能性更低。

进一步地，所述内缩段沿凸模轴线方向具有7°的锥度，所述刃口段沿凸模轴线方向的尺寸为2mm。

这样，将内缩段的锥度设置为7°，刃口段的尺寸设置为2mm，内缩段的锥度和刃口段的尺寸均为中值，使冲孔段的结构强度和对工件冲裁作用都较好，使凸模可以满足绝大部分常规冲孔加工任务，大大降低了凸模的拉伤情况，提高了冲孔加工的质量。

进一步地，所述下模具有竖直贯穿的渣孔，所述渣孔与所述让位孔连通。

这样，在冲孔加工中，工件被凸模冲裁下的废料可以依次让位孔、第三法兰盘和渣孔落到下模的下方，在冲孔加工时，不需要频繁清洁凹模，可以有效避免废料在凹模中堆积对冲孔加工造成影响。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型，凸模中用于冲孔的冲孔段分为内缩段和刃口段，刃口段在冲孔时负责直接对工件施加冲裁的力，使工件被冲裁出被加工孔，当凸模贯穿工件，工件沿被加工孔径向回弹时，由于内缩段向上具有逐渐向内收缩的锥面，使冲孔段与被加工孔的孔壁不会产生接触或严重摩擦的情况，从而有效避免凸模在冲孔加工时被拉伤或损坏。

2、本实用新型，在冲孔加工时，内缩段的存在可以向凸模与工件之间引入更多冷却液，提高冲孔加工时的冷却效果，从而有效提高冲孔质量和凸模的使用寿命。

3、本实用新型，凸模中安装段与冲孔段可拆卸式连接，一个安装段可匹配多个冲孔段，当冲孔段磨损严重或需要加工不同规格的孔时，只需要单独更换冲孔段，不仅使该冲孔模具的使用更加方便，同时大大节约了冲孔模具的材料成本和加工成本。

4、本实用新型，凸模通过第一法兰盘和第二法兰盘与上模固定连接，凹模通过第三法兰盘和第四法兰盘与下模固定连接，使凹模和凸模在更换时更加方便，同时减少了更换过程中对上模和下模的损耗，提高了该冲孔模具整体的使用寿命。

附图说明

图1为具体实施例的一种减少冲孔拉伤的冲孔模具的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

其中，上模1，凸模2，安装段21，冲孔段22，内缩段221，刃口段222，连接螺栓225，凹模3，定位槽31，让位孔32，下模4，渣孔41，安装套51，第一法兰盘52，第二法兰盘53，第三法兰盘61，第四法兰盘62，导向套71，导向孔711，导向轴72。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1-2，一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，包括自上至下依次分布的上模1、凸模2、凹模3和下模4；所述凹模3的上侧面设有定位槽31，所述定位槽31的形状和尺寸与工件的尺寸和形状相匹配；

在冲孔加工时，上模1与压力机的工作端固定连接，下模4安装固定在工作台上，工件被全部或部分放置在定位槽31中，定位槽31对工件起定位和限位的作用，所述定位槽31内设有竖直贯穿凹模3的让位孔32，所述让位孔32的深度大于等于冲孔段22的长度，让位孔32上边缘的横截面尺寸与刃口段222的横截面尺寸相等，冲孔加工时，让位孔32为冲孔段22贯穿工件留出空间，冲孔段22贯穿工件后刃口段222位于让位孔32中；让位孔32可为自上而下截面尺寸逐渐增大的锥形，避免刃口段222被让位孔32和刃口段222之间的加工碎屑划伤。

所述凹模3与下模4之间设有第三法兰盘61，所述第三法兰盘61的上下两侧分别与凹模3的下侧面和下模4的上侧面相抵，第三法兰盘61与所述让位孔32共轴线，第三法兰盘61通过螺栓与下模4螺纹固定连接；所述凹模3的外侧具有朝上的第二台阶面，即凹模3的外轮廓为自上而下直径依次增大的两段式阶梯轴状，所述凹模3的外侧套设有第四法兰盘62，所述第四法兰盘62的下侧面与所述第二台阶面相抵，第四法兰盘62通过螺栓与第三法兰盘61螺纹固定连接。

所述第三法兰盘61与下模4固定连接为第四法兰盘62提供安装面，第四法兰盘62与第三法兰盘61固定连接，使第四法兰盘62间接与下模4固定连接，第四法兰盘62通过所述第二台阶面对凹模3施加向下的力，从而使凹模3与下模4紧紧相抵，在冲孔加工中，凹模3被牢牢限制，不会出现上下晃动的情况，确保冲孔加工的顺利进行。

所述凸模2与所述让位孔32共轴线，所述凸模2自上而下包括安装段21和冲孔段22，所述冲孔段22自上而下包括内缩段221和刃口段222，所述内缩段221沿凸模2轴线方向具有7°的锥度，内缩段221上端面的尺寸小于内缩段221下端面的尺寸，所述刃口段222沿凸模2轴线方向的截面尺寸与内缩段221下端面的尺寸相等；所述刃口段222沿凸模2轴线方向的尺寸为2mm。其中，冲孔段22的长度取决于被加工工件的厚度，冲孔段22的长度大于被加工件的厚度，且内缩段221的长度大于刃口段222的长度，在冲孔加工中，当凸模2贯穿工件后，被加工孔形成，工件沿被加工孔径向回弹，此时凸模2快速上移脱离工件准备下一次冲孔任务，由于内缩段221的侧面向内收缩，凸模2在上移的过程中，仅有刃口段222与被加工孔接触，不会出现凸模2被工件紧紧箍住的情况，使凸模2整体被拉伤的可能性降低，提高了凸模2的使用寿命，同时有效避免因被拉伤凸模2侧面不平整而导致冲孔撕裂或毛刺较多的情况，提高了冲孔质量。

所述冲孔模具还包括连接螺栓225，所述安装段21的下端面设有对接槽，所述对接槽内设有竖向的螺纹孔，所述冲孔段22的上端面具有对接凸台，所述对接槽和对接凸台沿凸模2轴线方向的截面均为方形，所述对接槽与所述对接凸台间隙配合或小过盈配合；所述连接螺栓225的杆部自下而上贯穿所述冲孔段22与所述螺纹孔螺纹连接，所述连接螺栓225的头部不凸出于冲孔段22的下端面；具体实施时，可在冲孔段22内加工一个自上而下直径依次增大的两段式台阶孔，所述两段式台阶孔中直径较大的一段的直径大于连接螺栓225头部的直径，所述两段式台阶孔中直径较大的一段沿竖直方向的尺寸大于连接螺栓225头部的厚度。

所述安装段21为直径自上而下依次减小的三段式台阶轴，所述安装段21的外侧套设有与安装段21位置靠上的两段台阶轴相匹配的安装套51，所述安装段21的上端与上模1的下侧面相抵；所述安装套51的外侧具有朝下的第一台阶面，即安装套51的外轮廓为自上而下直径依次减小的两端式阶梯轴状，安装套51的外侧自上而下依次套设有第一法兰盘52和第二法兰盘53，所述第一法兰盘52通过螺栓与上模1螺纹固定连接，所述第二法兰盘53的上侧面与所述第一台阶面相抵，第二法兰盘53通过螺栓与第一法兰盘52螺纹固定连接。

所述第一法兰盘52与上模1固定连接为第二法兰盘53提供安装面，第二法兰盘53与第一法兰盘52固定连接，使第二法兰盘53间接与上模1固定连接，第二法兰盘53通过所述第一台阶面对安装套51施加向上的力，由于安装套51的内壁与安装段21位置靠上的两端阶梯轴相匹配，安装套51对安装段21提供向上的力，使安装段21与上模1紧紧相抵，在冲孔加工中，凸模2被牢牢限制，不会出现上下晃动的情况，确保冲孔加工的顺利进行。

所述上模1和下模4之间在凹模3的周向均匀设有至少两个竖向的导向结构，所述导向结构包括导向套71和导向轴72，所述导向套71的一端与上模1固定连接，所述导向轴72的一端与下模4固定连接，所述导向套71的另一端具有导向孔711，所述导向孔711的直径与所述导向轴72的直径相等，所述导向轴72的另一端位于所述导向孔711中，导向轴72与导向孔711滑动配合。

所述下模4具有竖直贯穿的渣孔41，所述渣孔41与所述让位孔32共轴线并连通。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，包括上模，所述上模具有冲孔段，其特征在于：所述冲孔段包括沿其长度方向相连的内缩段和用于冲孔的刃口段，所述内缩段的横截面尺寸小于所述刃口段的横截面尺寸。

2.根据权利要求1所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：所述上模的下表面连接有向下延伸的凸模，所述凸模包括安装段和所述冲孔段，所述安装段与上模固定连接，冲孔段通过内缩段连接于所述安装段的下方；

所述内缩段具有沿凸模轴线方向的锥度，内缩段上端面的尺寸小于内缩段下端面的尺寸，内缩段下端面的尺寸与刃口段的横截面尺寸对应。

3.根据权利要求2所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：所述内缩段和刃口段为一体结构，通过连接螺栓将所述冲孔段连接于安装段的下方；所述安装段的下端面设有竖向的螺纹孔，所述连接螺栓的杆部自下而上贯穿冲孔段并与所述螺纹孔螺纹连接，所述连接螺栓的头部不凸出刃口段的下表面。

4.根据权利要求2所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：所述内缩段的上端面设有对接凸台，所述安装段的下端面设有与所述对接凸台适配的对接槽，所述对接凸台伸入所述对接槽内以起到定位作用。

5.根据权利要求4所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：所述对接凸台的横截面为方形。

6.根据权利要求2所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：所述安装段为直径自上而下依次减小的三段式台阶轴，所述安装段的外侧套设有与安装段位置靠上的两段台阶轴相匹配的安装套，安装段的上端面与上模的下表面相抵；

所述安装套的外侧具有朝下的第一台阶面，安装套的外侧自上而下依次套设有第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘通过螺栓与上模螺纹固定连接，所述第二法兰盘与所述第一台阶面相抵，第二法兰盘通过螺栓与第一法兰盘螺纹固定连接。

7.根据权利要求2所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：还包括与所述上模配合使用的下模，下模的上表面连接有与所述凸模适配的凹模，所述凹模的上表面设有定位槽，所述定位槽内设有竖向贯穿凹模的让位孔，所述让位孔的横截面与所述刃口段对应。

8.根据权利要求7所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：所述凹模与下模之间设有第三法兰盘，第三法兰盘通过螺栓与下模螺纹固定连接；

所述凹模的外侧具有朝上的第二台阶面，所述凹模的外侧套设有第四法兰盘，所述第四法兰盘与所述第二台阶面相抵，第四法兰盘通过螺栓与第三法兰盘螺纹固定连接；

所述下模具有竖向贯穿的渣孔，所述渣孔与所述让位孔连通。

9.根据权利要求7所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：所述上模和下模之间设有若干导向结构，所述导向结构包括导向轴，所述导向轴凸起设于下模上，所述导向轴可滑动穿过上模上开设有的导向孔。

10.根据权利要求2-9任一项所述一种减少冲孔拉伤的冲孔模具，其特征在于：所述内缩段沿凸模轴线方向的锥度为6～8°，所述刃口段沿凸模轴线方向的厚度尺寸为1～3mm。

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