一种精冲模具及其使用方法

摘要

本发明公开了一种精冲模具，包括压料板和凸模，压料板上设置有第一通孔，凸模贯穿第一通孔且与第一通孔滑动配合；还包括用于与压料板配合实现对工件提供压边力的凹模，且凹模上设置有与凸模的施压面相适配的第二通孔；压料板朝向凹模的一侧设置有环形凸台，环形凸台的内环截面与第一通孔的截面相同，且环形凸台沿第一通孔的孔边向外延伸至预设宽度，环形凸台的高度不超过工件的厚度；凹模上对应环形凸台的位置设置有与环形凸台相适配的环形下沉台阶，且环形下沉台阶沿第二通孔的孔边周向布置。上述精冲模具减小塌角的同时，大大提高生产效率。另外本发明还公开了一种精冲模具的使用方法。

权利要求

1.一种精冲模具，包括上模组件和下模组件，其特征在于，所述上模组件包括压料板(1)和凸模(2)，所述压料板(1)上设置有第一通孔(3)，所述凸模(2)贯穿所述第一通孔(3)且与所述第一通孔(3)滑动配合；

所述下模组件包括用于与所述压料板(1)配合实现对工件(4)提供压边力的凹模(5)，且所述凹模(5)上设置有与所述凸模(2)的施压面相适配的第二通孔(6)；

所述压料板(1)朝向所述凹模(5)的一侧设置有环形凸台(7)，所述环形凸台(7)的内环截面与所述第一通孔(3)的截面相同，且所述环形凸台(7)沿所述第一通孔(3)的孔边向外延伸至预设宽度，所述环形凸台(7)的高度不超过所述工件的厚度，所述环形凸台(7)的外环截面小于所述工件的径向尺寸；

所述凹模(5)上对应所述环形凸台(7)的位置设置有与所述环形凸台(7)相适配的环形下沉台阶(8)，且所述环形下沉台阶(8)沿所述第二通孔(6)的孔边周向布置；

所述预设宽度为1.4mm±0.1mm；

所述环形凸台(7)的高度为所述工件的厚度的0.45-0.5倍。

2.如权利要求1所述的精冲模具，其特征在于，所述下模组件还包括用于向所述工件(4)提供预设的反向压力的反顶杆(9)，所述反顶杆(9)贯穿所述第二通孔(6)且与所述第二通孔(6)滑动配合。

3.一种精冲模具的使用方法，其特征在于，所述精冲模具为如权利要求1和2中任一项所述的精冲模具，该使用方法包括步骤：步骤S1：将工件(4)放置于所述凹模(5)的对应位置；

步骤S2：驱动所述压料板(1)和所述凸模(2)，并使所述压料板(1)的环形凸台(7)和所述凸模(2)均与所述工件(4)的表面相贴合；

步骤S3：同时向所述压料板(1)和所述凸模(2)施加压力，使所述工件(4)与所述环形下沉台阶(8)完全贴合，完成第一次剪切成形；

步骤S4：保持所述压料板(1)的位置不变，控制所述凸模(2)以预设速度将工件(4)对应的部分完全压入所述第二通孔(6)中，完成第二次剪切成形。

4.如权利要求3所述的使用方法，其特征在于，在所述步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S20：对所述工件(4)对应所述第二通孔(6)的位置施加预设的反向压力。

说明书

一种精冲模具及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及精密冲裁技术领域，尤其涉及一种精冲模具及其使用方法。

背景技术

[0002] 精冲，即精密冲裁。由于其成形质量好，生产效率高，被广泛应用于汽车、航空和军工等机械领域。但精冲件在精冲过程中常常出现塌角的现象，精冲件的塌角是指在精冲件断面处，工件边沿从凹模侧弯向凸模侧的弧形凹陷，塌角在工件剪切面上的尺寸为塌角深度，在工件端面上的尺寸为塌角宽度。塌角的存在影响工件剪切面和端面尺寸的完整性，若工件剪切面或端面用于零件装配时，塌角的存在影响装配精度和零件的接触强度，因此，精冲中把塌角尺寸列为精冲质量的评价指标。

[0003] 在精冲过程的弹性变形和塑性变形阶段，由于材料的相互作用以及成形零件对材料流动的阻碍作用，使得工件凹模侧材料向剪切面流动，形成塌角。在传统的精冲成形中，弹性变形阶段，弹性拉深变形时材料间的相互作用不可避免，塑性变形阶段，通过减小模具工作零件对材料流动的阻碍作用可以防止塌角的进一步扩大。因此根据材料强度的不同，精冲件会有一个最小塌角尺寸。

[0004] 精整修边是一种提高冲裁件剪切面质量的冲压工艺，其成形精度高，粗糙度小，塌角和毛刺小，剪切面质量高于精冲件剪切面质量，常用冲压件剪切面的修整，使其达到甚至超越精冲件质量要求。一般的操作过程是，对工件进行第一次冲裁时，留有修边余量，然后放入精整修改模具中进行第二次修正，由于精整修边工作间隙小，修边余量小，在精整变形过程中变形区以外材料对变形区材料的作用小，极大地降低了材料的流动阻力，从而有效地减小了塌角的形成。但精整修边工艺仍存在如下缺点：修边余量小，定位要求高，生产效率低。

[0005] 综上所述，如何解决精冲件为减小塌角导致生产效率低的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种精冲模具及其使用方法，以实现减小塌角的同时，提高生产效率。

[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种精冲模具，包括上模组件和下模组件，所述上模组件包括压料板和凸模，所述压料板上设置有第一通孔，所述凸模贯穿所述第一通孔且与所述第一通孔滑动配合；

[0008] 所述下模组件包括用于与所述压料板配合实现对工件提供压边力的凹模，且所述凹模上设置有与所述凸模的施压面相适配的第二通孔；

[0009] 所述压料板朝向所述凹模的一侧设置有环形凸台，所述环形凸台的内环截面与所述第一通孔的截面相同，且所述环形凸台沿所述第一通孔的孔边向外延伸至预设宽度，所述环形凸台的高度不超过所述工件的厚度；

[0010] 所述凹模上对应所述环形凸台的位置设置有与所述环形凸台相适配的环形下沉台阶，且所述环形下沉台阶沿所述第二通孔的孔边周向布置。

[0011] 优选地，所述下模组件还包括用于向所述工件提供预设的反向压力的反顶杆，所述反顶杆贯穿所述第二通孔且与所述第二通孔滑动配合。

[0012] 优选地，所述预设宽度为1.4mm±0.1mm。

[0013] 优选地，所述环形凸台的高度为所述工件的厚度的0.45-0.5倍。

[0014] 相比于背景技术介绍内容，上述精冲模具在使用过程中，通过压料板上的环形凸台和凸模同时对工件进行第一次冲剪成形，使得工件的下表面与凹模上的环形下沉台阶相贴合，从而为第二次冲剪成形留下了充足的修边余量，在保持压料板的位置不变，使凸模继续以预设速度进行下压，使工件对应的部分完全被压入第二通孔中完成第二次冲剪成形。上述仅通过一套精冲模具即可完成工件的冲剪和修边的两个工艺过程，整个操作过程连贯，无需更换精冲模具，实现减小塌角的同时，大大提高生产效率。

[0015] 另外本发明还提供了一种精冲模具的使用方法，其中，精冲模具为上述任一方案所描述的精冲模具，并且该使用方法包括步骤：

[0016] 步骤S1：将工件放置于所述凹模的对应位置；

[0017] 步骤S2：驱动所述压料板和所述凸模，并使所述压料板的环形凸台和所述凸模均与所述工件的表面相贴合；

[0018] 步骤S3：同时向所述压料板和所述凸模施加压力，使所述工件与所述环形下沉台阶完全贴合，完成第一次剪切成形；

[0019] 步骤S4：保持所述压料板的位置不变，控制所述凸模以预设速度将工件对应的部分完全压入所述第二通孔中，完成第二次剪切成形。

[0020] 由于上述精冲模具的使用方法，使用了上述精冲模具，而上述精冲模具具有上述技术效果，因此对应上述精冲模具的使用方法也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

[0021] 优选地，在所述步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S20：

[0022] 对所述工件对应所述第二通孔的位置施加预设的反向压力。

附图说明

[0023] 图1为本发明实施例提供的精冲模具的结构示意图；

[0024] 图2为本发明实施例提供的精冲模具第一次剪切成形的过程示意图；

[0025] 图3为本发明实施例提供的精冲模具第二次剪切成形的过程示意图。

[0026] 上图1-图3中，

[0027] 压料板1、凸模2、第一通孔3、工件4、凹模5、第二通孔6、环形凸台7、环形下沉台阶8、反顶杆9。

具体实施方式

[0028] 本发明的核心是提供一种精冲模具及其使用方法，以实现减小塌角的同时，提高生产效率。

[0029] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0030] 如图1-图3所示，本发明实施例提供的一种精冲模具，包括上模组件和下模组件，其特征在于，上模组件包括压料板1和凸模2，压料板1上设置有第一通孔3，凸模2贯穿第一通孔3且与第一通孔3滑动配合；下模组件包括用于与压料板1配合实现对工件4提供压边力的凹模5，且凹模5上设置有与凸模2的施压面相适配的第二通孔6；压料板1朝向凹模5的一侧设置有环形凸台7，环形凸台7的内环截面与第一通孔3的截面相同，且环形凸台7沿第一通孔3的孔边向外延伸至预设宽度，环形凸台7的高度不超过工件的厚度；凹模5上对应环形凸台7的位置设置有与环形凸台7相适配的环形下沉台阶8，且环形下沉台阶8沿第二通孔6的孔边周向布置。

[0031] 上述精冲模具在使用过程中，通过压料板上的环形凸台和凸模同时对工件进行第一次冲剪成形，使得工件的下表面与凹模上的环形下沉台阶相贴合，从而为第二次冲剪成形留下了充足的修边余量，在保持压料板的位置不变，使凸模继续以预设速度进行下压，使工件对应的部分完全被压入第二通孔中完成第二次冲剪成形。上述仅通过一套精冲模具即可完成工件的冲剪和修边的两个工艺过程，整个操作过程连贯，无需更换精冲模具，实现减小塌角的同时，大大提高生产效率。

[0032] 这里需要说明的是，上述凸模的施压面与所述工件的预冲裁图形相对应；另外本领域技术人员都应该能够理解的是，为了使得精冲模具，能够实现冲剪的功能，上述凸模对应的外缘、压料板上的环形凸台的外缘、凹模上第二通孔的孔边以及凹模上环形下沉台阶的边缘都应该是锋刃的结构。此外需要说明的是，上述环形凸台和环形下沉台阶中所说的环形的具体结构，可以是圆环形、也可以是矩形、又或者是本领域技术人员所熟知的其他封闭式的图形结构。

[0033] 在一些具体的实施方案中，上述下模组件还可以包括有用于向工件4提供预设的反向压力的反顶杆9，反顶杆9贯穿第二通孔6且与第二通孔6滑动配合。通过设置反顶杆，不仅能够对工件的背面的预冲剪区域提供反向的支撑压力，进而使得整个冲剪过程中背面的受力相对均匀，能够进一步减小塌角的形成，另一方面，通过设置反顶杆，使得冲剪完成后，更加方便将精冲件反向顶出。

[0034] 在一些更具体的实施方案中，上述预设宽度一般选择1.4mm±0.1mm。当然可以理解的是，上述仅仅是本发明实施例对于预设宽度的一种优选地举例，也可以是根据实际生产情况选择其他的预设宽度值，比如工件的材质特性等选择对应的预设宽度值。

[0035] 另外，上述环形凸台7的高度优选为工件的厚度的0.45-0.5倍。当然可以理解的是，上述仅仅是本发明实施例对于环形凸台的高度的优选举例，也可以是根据实际生产情况，选择环形凸台的高度为工件厚度的其他百分比厚度。

[0036] 另外本发明还提供了一种精冲模具的使用方法，其中，精冲模具为上述任一方案所描述的精冲模具，具体地，该使用方法包括步骤：

[0037] 步骤S1：将工件4放置于凹模5的对应位置；

[0038] 步骤S2：驱动压料板1和凸模2，并使压料板1的环形凸台7和凸模2均与工件4的表面相贴合；

[0039] 步骤S3：同时向压料板1和凸模2施加压力，使工件4与环形下沉台阶8完全贴合，完成第一次剪切成形；

[0040] 步骤S4：保持压料板1的位置不变，控制凸模2以预设速度将工件4对应的部分完全压入第二通孔6中，完成第二次剪切成形。

[0041] 由于上述精冲模具的使用方法，使用了上述精冲模具，而上述精冲模具具有上述技术效果，因此对应上述精冲模具的使用方法也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

[0042] 在一些更具体的实施方案中，在完成步骤S2后，执行步骤S3之前还包括步骤S20：

[0043] 对工件4对应第二通孔6的位置施加预设的反向压力。通过对工件实施预设的反向压力，使得工件的背面的预冲剪区域得到了反向的支撑压力，进而使得整个冲剪过程中背面的受力相对均匀，能够进一步减小塌角的形成。这里需要说明的是，上述预设的反向压力主要是为了实现背面受力的整体性，因此预设的反向压力的大小可根据实际生产的工件选择对应的反向压力值。

[0044] 以上对本发明所提供的一种精冲模具及其使用方法进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

[0045] 还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0046] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。