一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具，包括凹模、凸起壓板、凸模、反壓板；坯料厚度＝t；凹模頂面刃口一周設(shè)有環(huán)形沉臺(tái)，沉臺(tái)外、內(nèi)環(huán)半徑差＝30％t；沉臺(tái)臺(tái)面與凹模上表面間距1.5％t mm；凸起壓板底面設(shè)有圓臺(tái)，圓臺(tái)下底面設(shè)有貫穿凸起壓板頂面的圓口；圓臺(tái)下底面的環(huán)形平面的外、內(nèi)環(huán)半徑差＝30％t，圓臺(tái)母線與凸起壓板夾角＝45度，圓臺(tái)凸起高度＝60％t；凸模底面裝配時(shí)縮入圓臺(tái)下底面0.5mm，凸模周面與凸起壓板之間配合間隙、反壓板周面與沉臺(tái)凹模之間的配合間隙均為0.01mm；反壓板頂面裝配時(shí)高出沉臺(tái)底面0.2mm?？蓪⑤^厚板料以極小搭邊實(shí)現(xiàn)光潔精沖，生產(chǎn)成本更低。
【專利說(shuō)明】
一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于精沖技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具。
【背景技術(shù)】
[0002]精沖是在普通沖裁的基礎(chǔ)上，為了制造尺寸與形狀精確的沖壓件的一種精密沖壓加工工藝?，F(xiàn)有技術(shù)中，各種不同的精沖方法，按其工藝方式，主要分類如圖1所示，傳統(tǒng)意義上和目前常用的精沖方法，不是一般意義上的精密沖裁(如整修、光潔沖裁和高速?zèng)_裁等)，而是強(qiáng)力壓邊精沖。
[0003]強(qiáng)力壓邊精沖的基本原理是在專用(三向力)壓力機(jī)上，借助特殊結(jié)構(gòu)模具，在強(qiáng)力作用下，使材料產(chǎn)生塑性-剪切變形，從而得到優(yōu)質(zhì)精沖件。然而，根據(jù)強(qiáng)力壓邊精沖的機(jī)理和技術(shù)規(guī)范給出的各種材料可精沖的最大厚度可以看出，超過(guò)此極限向更厚的方向發(fā)展，將導(dǎo)致精沖過(guò)程塑性枯竭，而使剪切面的剪切終端表層剝落帶增寬，或使剪切面上出現(xiàn)撕裂，精沖件的表面完好率降低。此外厚度增加將使模具刃口的受力強(qiáng)度系數(shù)成比例的增加，使模具的壽命降低。傳統(tǒng)技術(shù)中多數(shù)精沖件的厚度都在6_8mm以下，厚度在1mm以上的精沖件并不多。為實(shí)現(xiàn)較大厚度的光潔精沖，人們進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)研究。
[0004]例如:授權(quán)公告號(hào)為CN103143612B，名為“光潔精沖模具”的中國(guó)專利中公開(kāi)了一種光潔精沖模具，包括凹模及與其對(duì)應(yīng)的平面壓邊圈、凸凹模及與其對(duì)應(yīng)的反壓板，凹模與凸凹模之間的相對(duì)沖裁間隙小于或等于0.5%，且相對(duì)沖裁間隙隨材料厚度的增加逐漸減少，凹模的刃口與凸凹模的刃口均倒有刃口圓角。在目前平板壓邊精沖的基礎(chǔ)上，通過(guò)微小沖裁間隙，突破強(qiáng)力壓邊精沖的極限厚度，使材料的變形區(qū)處于純剪切的應(yīng)力狀態(tài)而獲得剪切面光潔、無(wú)撕裂的零件。
[0005]采用這樣技術(shù)的光潔精沖模具裝置解決了相對(duì)較厚板料的光潔精沖的問(wèn)題，取得了很大的技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)然可以使用，但所產(chǎn)生的搭邊廢料較多，材料的浪費(fèi)較大，使用效果還不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)更為優(yōu)化、可以將較厚板料以極小的搭邊就能實(shí)現(xiàn)光潔精沖，生產(chǎn)成本更低、使用效果更理想的優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具。
[0007]本發(fā)明為達(dá)到上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是:一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具，包括凹模、凸起壓板、凸模、反壓板;板狀坯料的厚度=t;所述凹模的頂面中部的刃口一周設(shè)有環(huán)形的沉臺(tái)，環(huán)形沉臺(tái)的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差= 30%t;沉臺(tái)的臺(tái)面與凹模的上表面的間距= 1.5%t mm;所述凸起壓板的底面設(shè)有圓臺(tái)，圓臺(tái)下底面設(shè)有貫穿凸起壓板頂面的與凸模相適配的圓口；圓臺(tái)下底面的環(huán)形平面的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差= 30%t，圓臺(tái)母線與凸起壓板底面間的夾角=45度，圓臺(tái)凸起高度= 60%t;所述凸模的底面在初始裝配時(shí)縮入圓臺(tái)下底面的距離=0.5mm，凸模的周面與凸起壓板之間的配合間隙為0.0lmm;所述反壓板的頂面在初始裝配時(shí)高出沉臺(tái)底面的距離=0.2mm，反壓板的周面與沉臺(tái)凹模之間的配合間隙為0.01mm。
[0008]所述的板狀坯料的外周面與沉臺(tái)外環(huán)周面間的間距為O?0.5mm。
[0009]所述的精沖模具還包括與凸起壓板對(duì)應(yīng)的上頂桿和與反壓板對(duì)應(yīng)的下頂桿。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:由于所述凹模的頂面中部的刃口一周設(shè)有環(huán)形的沉臺(tái)，環(huán)形沉臺(tái)的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差= 30%t;沉臺(tái)的臺(tái)面與凹模的上表面的間距=1.5%tmm;所述凸起壓板的底面設(shè)有圓臺(tái)，圓臺(tái)下底面設(shè)有貫穿凸起壓板頂面的與凸模相適配的圓口；圓臺(tái)下底面的環(huán)形平面的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差= 30%t，圓臺(tái)母線與凸起壓板底面間的夾角=45度，圓臺(tái)凸起高度= 60%t;所述凸模的底面在初始裝配時(shí)縮入圓臺(tái)下底面的距離=0.5mm，凸模的周面與凸起壓板之間的配合間隙為0.0lmm;所述反壓板的頂面在初始裝配時(shí)高出沉臺(tái)底面的距離=0.2mm，反壓板的周面與沉臺(tái)凹模之間的配合間隙為O-Olmm0
[0011]本發(fā)明借鑒了擠壓工藝方法、對(duì)向凹模精沖方法和強(qiáng)力壓邊精沖方法，結(jié)構(gòu)更為優(yōu)化、可以將較厚板料以極小的搭邊就能實(shí)現(xiàn)光潔精沖，生產(chǎn)成本更低、使用效果更理想。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。其中:
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的精沖工藝的分類示意圖；
[0014]圖2是采用本發(fā)明技術(shù)后的精沖工藝的分類示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明模具結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明擠壓精沖過(guò)程中的模具初始位置狀態(tài)的示意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明擠壓精沖過(guò)程中的擠壓精沖起始位置的示意圖；
[0018]圖6是本發(fā)明擠壓精沖過(guò)程中的擠壓開(kāi)始狀態(tài)的示意圖；
[0019]圖7是本發(fā)明擠壓精沖過(guò)程中的擠壓結(jié)束精沖開(kāi)始狀態(tài)的示意圖；
[0020]圖8是本發(fā)明擠壓精沖過(guò)程中的精沖結(jié)束狀態(tài)的示意圖；
[0021 ]圖9是本發(fā)明擠壓精沖過(guò)程中的模具開(kāi)啟狀態(tài)的示意圖；
[0022]圖10是本發(fā)明擠壓精沖過(guò)程中的頂出零件卸除廢料后狀態(tài)的示意圖；
[0023]圖11是本發(fā)明擠壓精沖過(guò)程中的移去零件廢料后狀態(tài)的示意圖。
[0024]附圖中的標(biāo)記編號(hào)及尺寸標(biāo)注符號(hào)說(shuō)明如下:凸起壓板1、凸模2、反壓板3、凹模4、坯料5、廢料6、零件7、環(huán)形平面8、沉臺(tái)9、沉臺(tái)的臺(tái)面與凹模的上表面的間距A、環(huán)形沉臺(tái)的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差B、凸模的底面在初始裝配時(shí)縮入圓臺(tái)下底面的距離K、圓臺(tái)凸起高度C、圓臺(tái)下底面的環(huán)形平面的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差E、反壓板的頂面在初始裝配時(shí)高出沉臺(tái)底面的距離F、板狀坯料的厚度=t、圓臺(tái)母線與凸起壓板底面間的夾角β
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明的實(shí)施例，如圖2至圖11所示。一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具，包括凹模4、凸起壓板1、凸模2、反壓板3;板狀坯料5的厚度=t;所述凹模4的頂面中部的刃口一周設(shè)有環(huán)形的沉臺(tái)9，環(huán)形沉臺(tái)9的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差B = 30%t;沉臺(tái)9的臺(tái)面與凹模4的上表面的間距A=1.5%t mm;所述凸起壓板I的底面設(shè)有圓臺(tái)，圓臺(tái)下底面設(shè)有貫穿凸起壓板I頂面的與凸模2相適配的圓口；圓臺(tái)下底面的環(huán)形平面的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差E = 30%t，圓臺(tái)母線與凸起壓板I底面間的夾角β = 45度，圓臺(tái)凸起高度C = 60%t;所述凸模2的底面在初始裝配時(shí)縮入圓臺(tái)下底面的距離K = 0.5mm，凸模2的周面與凸起壓板I之間的配合間隙為0.0lmm;所述反壓板3的頂面在初始裝配時(shí)高出沉臺(tái)9底面的距離F =
0.2mm，反壓板3的周面與沉臺(tái)凹模之間的配合間隙為0.0 Imm。
[0026]所述的板狀坯料5的外周面與沉臺(tái)9外環(huán)周面間的間距為O?0.5mm。
[0027]所述的精沖模具還包括與凸起壓板I對(duì)應(yīng)的上頂桿和與反壓板3對(duì)應(yīng)的下頂桿。
[0028]本發(fā)明的工作原理是:當(dāng)凸起壓板I與凸模2同步下行時(shí)，將放入凹模4上的板狀坯料5，先以正擠壓的形式壓入凹模4型腔，廢料6部分被逐漸壓薄，當(dāng)凸起壓板I下方板狀坯料5的變形抗力大于預(yù)設(shè)的壓邊力時(shí)，凸起壓板I停止移動(dòng)，凸模2繼續(xù)下行，將零件7與被壓薄的廢料6塑性剪切分離，完成擠壓精沖過(guò)程。
[0029]無(wú)論是在初期的正擠壓過(guò)程還是隨后的精沖過(guò)程，零件沖切面附近的材料都處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，因此可以獲得剪切面光潔、無(wú)撕裂的零件。
[0030](I)在初期80%t的工作行程內(nèi)，板狀坯料5以正擠壓方式產(chǎn)生變形，剩余的20%的料厚，以精沖方式塑性剪切；
[0031](2)凸起壓板I的斜度為45度、凸起高度設(shè)定為60%t，既保證了被壓薄廢料的順利流出，又保證了凸起壓板I的強(qiáng)度，還由于對(duì)廢料6產(chǎn)生二次壓薄，進(jìn)一步促進(jìn)了剪切區(qū)三向壓應(yīng)力的形成；
[0032](3)凹模4上設(shè)計(jì)的沉臺(tái)9，有利于形成正擠壓工況，使擠入凹模4工件的剪切面光潔。
[0033]具體步驟為:如圖4至圖11為擠壓精沖的一個(gè)工作循環(huán)。
[0034]如圖4所示，是模具工作的初始位置，此時(shí)要求板狀坯料5能夠放入凹模4的沉臺(tái)9內(nèi)，且板狀坯料5的外形與沉臺(tái)9間的單邊間隙介于O?0.5_之間。這種形狀的板狀坯料5，可以用普通沖裁方法獲得。
[0035]如圖5所示，模具開(kāi)始閉合，此時(shí)凸起壓板I和反壓板3分別壓緊板狀坯料5;
[0036]如圖6所示，凸起壓板I將板狀坯料5鐓擠壓薄0.5mm，反壓板3被壓下0.2mm，其頂面與凹模4的沉臺(tái)9表面齊平。然后凸起壓板I與凸模2同時(shí)下行，使坯料5以正擠壓方式變形。
[0037]如圖7所示，此時(shí)正擠壓過(guò)程結(jié)束，凸起壓板I相對(duì)凹模4靜止，凸模2繼續(xù)下壓，對(duì)坯料5實(shí)施精沖。通過(guò)調(diào)整凸起壓板I壓力大小，控制凸起壓板I下部坯料5的壓余厚度，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)壓余厚度等于20% t時(shí)，效果最佳。
[0038]如圖8所示，為擠壓精沖過(guò)程結(jié)束，此時(shí)零件7和廢料6分離；
[0039]如圖9所示，模具開(kāi)啟，此時(shí)零件7存在凹模4內(nèi)，廢料6轂在凸模2上；
[0040]如圖10所示，凸起壓板I將廢料6從凸模2上卸下，反壓板3將零件7從凹模4中頂出；[0041 ]如圖11所示，移除零件7和廢料6，開(kāi)始下一工作循環(huán)。
[0042]本發(fā)明是借鑒擠壓工藝、對(duì)向凹模精沖方法和強(qiáng)力壓邊精沖方法而發(fā)展出來(lái)的創(chuàng)新型工藝。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:可以在極小的搭邊情況下實(shí)現(xiàn)精沖，大幅提高了材料的利用率，降低了材料成本。這項(xiàng)技術(shù)不僅適用于沖裁厚度較大(8mm?15mm之間)的鋼材，尤其適用于沖裁鋁及鋁合金、銅及銅合金材料，因?yàn)檫@類材料相對(duì)與鋼材，價(jià)格更高，材料成本比重更大。
[0043]本發(fā)明不僅限于上述具體實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可以做出各種變形和修改，這些都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具，包括凹模、凸起壓板、凸模、反壓板;板狀坯料的厚度=t;其特征在于:所述凹模的頂面中部的刃口一周設(shè)有環(huán)形的沉臺(tái)，環(huán)形沉臺(tái)的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差= 30%t;沉臺(tái)的臺(tái)面與凹模的上表面的間距= 1.5%t mm；所述凸起壓板的底面設(shè)有圓臺(tái)，圓臺(tái)下底面設(shè)有貫穿凸起壓板頂面的與凸模相適配的圓口；圓臺(tái)下底面的環(huán)形平面的外環(huán)半徑與內(nèi)環(huán)半徑的差= 30%t，圓臺(tái)母線與凸起壓板底面間的夾角=45度，圓臺(tái)凸起高度= 60% t;所述凸模的底面在初始裝配時(shí)縮入圓臺(tái)下底面的距離= 0.5mm，凸模的周面與凸起壓板之間的配合間隙為0.01mm;所述反壓板的頂面在初始裝配時(shí)高出沉臺(tái)底面的距離=0.2mm，反壓板的周面與沉臺(tái)凹模之間的配合間隙為0.01mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具，其特征在于:所述的板狀坯料的外周面與沉臺(tái)外環(huán)周面間的間距為O?0.5mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的小搭邊大厚度光潔精沖模具，其特征在于:所述的精沖模具還包括與凸起壓板對(duì)應(yīng)的上頂桿和與反壓板對(duì)應(yīng)的下頂桿。
【文檔編號(hào)】B21D28/14GK105921594SQ201610326018
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】趙彥啟, 陳邦順, 鄭漢林, 肖振沿
【申請(qǐng)人】中機(jī)精沖科技（福建）有限公司