一种含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法

摘要

本发明公开了一种含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法，可以在双层环状拉伸件的外环壁面上侧冲孔，外环内壁无毛刺，侧冲孔的尺寸精度和位置精度高。所述制备方法包括：步骤10、在毛坯件上制备通孔，制成初始件；步骤20、对所述初始件进行拉伸，制成第一拉伸件；步骤30、对所述第一拉伸件，按由内向外的方向，在圆筒体上冲制侧冲孔，制成第一冲压件；步骤40、对所述第一冲压件的第一圆锥体和第一平面体进行反向拉伸，制成第二拉伸件；步骤50、对所述第二拉伸件进行冲孔，制成第三冲压件；步骤60、对所述第三冲压件的第二圆锥体拉直，形成内环，制成含有侧冲孔的双层环状拉伸件。

权利要求

1.一种含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法，其特征在于，所述双层环状拉伸件包括内环（1）、外环（2）、连接内环（1）和外环（2）的端面（3）；所述方法包括：步骤10、采用冲孔工艺在平面状的毛坯件上制备通孔（601），制成初始件（6）；

步骤20、采用拉伸工艺对所述初始件（6）进行拉伸，制成第一拉伸件（7），所述第一拉伸件（7）的上部呈中空的第一圆锥体（701），下部呈圆筒体（702），顶面为第一平面体（703）；

步骤30、采用侧冲孔工艺对所述第一拉伸件（7），按由内向外的方向，在圆筒体（702）上冲制侧冲孔（5），制成第一冲压件（8）；

步骤40、采用拉伸工艺对所述第一冲压件（8）的第一圆锥体（701）和第一平面体（703）进行反向拉伸，制成第二拉伸件（9）；所述第二拉伸件（9）包括依次连接的含有侧冲孔（5）的圆筒体（702）、第二平面体（901）、第二圆锥体（902）和第三平面体（903）；第二平面体（901）形成端面（3）；

步骤50、采用冲孔工艺对所述第二拉伸件（9）进行冲孔，去除第三平面体（903）和部分第二圆锥体（902），制成第三冲压件（10）；所述第三冲压件（10）中，与第二平面体（901）连接的第二圆锥体（902）的长度等于内环（1）的高度；

步骤60、对所述第三冲压件（10）的第二圆锥体（902）拉直，形成内环，制成含有侧冲孔的双层环状拉伸件。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双层环状拉伸件中，内环（1）位于外环（2）内腔中，内环（1）和外环（2）之间形成环形间隙（4），所述端面（3）连接内环（1）的一端和外环（2）的一端，端面（3）和环形间隙（4）相对；内环（1）另一端和外环（2）另一端为开口端；所述侧冲孔（5）位于外环（2），且侧冲孔（5）位于外环（2）内腔的一端无毛刺。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述环形间隙（4）的宽度小于10毫米。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤10中，毛坯件的厚度为2～4毫米；毛坯件为圆形；通孔（601）和毛坯件同心。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤20中，圆筒体（702）的外径等于外环（2）的外径，圆筒体（702）的高度等于外环（2）的高度。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤30中，

在圆筒体（702）上同时冲制所有的侧冲孔（5）。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤40中，第二圆锥体（902）和第三平面体（903）位于圆筒体（702）的内腔中，第三平面体（903）的直径大于第一平面体（703）的直径。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双层环状拉伸件还包括开口槽（11），开口槽（11）包括相通的第一开口子槽（111）和第二开口子槽（112）；所述开口槽（11）从外环（2）的开口端延伸至端面（3）的局部，第一开口子槽（111）位于外环（2），第二开口子槽（112）位于端面（3）。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤20和步骤30之间还包括：

步骤25 采用冲压工艺，对所述第一拉伸件（7）从内向外侧冲，制成第一开口子槽（111），所述第一开口子槽（111）从圆筒体（702）的一端延伸至圆筒体（702）的另一端。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤60还包括：制成内环（1）后，先将产品翻转180度，然后采用冲压工艺从上向下垂直冲裁，在端面（3）上形成第二开口子槽（112）。

说明书

一种含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及拉伸件的制备方法，具体来说，涉及一种含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法。

背景技术

[0002] 当产品的侧壁设计有孔时，通常需要通过模具的侧冲工艺去完成。在产品孔的侧冲工艺中，按照产品图纸对冲孔毛刺方向的要求不同。侧冲孔通常分为两大类结构：

[0003] 第一种由产品的外侧向材料壁厚的内侧冲裁，即由外向内侧冲孔，此时冲孔产生的毛刺在产品的内侧，外侧则是冲裁形成的圆角带（无毛刺带）。因为侧冲结构安装在产品轮廓的外围，相对空间较大。因此此种侧冲方式为常用结构，应用较广泛。

[0004] 第二种是由产品内侧向材料壁厚的外侧冲裁，即由内向外冲孔。此时产生的毛刺在产品的外侧，内侧无毛刺（同第一种状态相反）。因为侧冲孔所需的各种结构件需放置在产品内部，所以对产品的内部空间有一定要求，需保证结构件有足够的放置空间。此种侧冲孔结构只适用于产品内部空间较大，并且是产品内壁要求无毛刺的情况下使用此结构。

[0005] 对于双层环状零件，包括内环和外环，内环形成封闭的环形形状，侧冲孔位于产品的外环壁面。因为内环封闭形状的阻碍，上述第二种由内向外侧冲的方案显然无法实施。第一种由外向内侧冲孔的方案在理论上可以实现，但是当外环和内环所围成的空间狭小，冲裁力很大时，非常容易损坏内环，且无法实现批量生产。同时，从由外向内侧冲孔，在外环的内壁会形成毛刺，无法满足外环的内壁无毛刺的产品需求。

[0006] 目前，对于双层环状零件的外环侧冲孔的生产工艺通常是先在毛坯件平面预先冲孔，再拉伸平板成型，使孔形成在产品侧壁的工艺方案。此方案弊端是在成型过程中材料产生流动，会导致孔的尺寸产生变化，同时孔的位置也会发生偏移，无法保证产品侧冲孔的尺寸精度和位置精度。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法，可以在双层环状拉伸件的外环壁面上侧冲孔，外环内壁无毛刺，侧冲孔的尺寸精度和位置精度高。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案：

[0009] 一种含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法，所述双层环状拉伸件包括内环、外环、连接内环和外环的端面；所述方法包括：步骤10、采用冲孔工艺在平面状的毛坯件上制备通孔，制成初始件；步骤20、采用拉伸工艺对所述初始件进行拉伸，制成第一拉伸件，所述第一拉伸件的上部呈中空的第一圆锥体，下部呈圆筒体，顶面为第一平面体；步骤30、采用侧冲孔工艺对所述第一拉伸件，按由内向外的方向，在圆筒体上冲制侧冲孔，制成第一冲压件；步骤40、采用拉伸工艺对所述第一冲压件的第一圆锥体和第一平面体进行反向拉伸，制成第二拉伸件；所述第二拉伸件包括依次连接的含有侧冲孔的圆筒体、第二平面体、第二圆锥体和第三平面体；第二平面体形成端面；步骤50、采用冲孔工艺对所述第二拉伸件进行冲孔，去除第三平面体和部分第二圆锥体，制成第三冲压件；所述第三冲压件中，与第二平面体连接的第二圆锥体的长度等于内环的高度；步骤60、对所述第三冲压件的第二圆锥体拉直，形成内环，制成含有侧冲孔的双层环状拉伸件。

[0010] 作为优选例，所述双层环状拉伸件中，内环位于外环内腔中，内环和外环之间形成环形间隙，所述端面连接内环的一端和外环的一端，端面和环形间隙相对；内环另一端和外环另一端为开口端；所述侧冲孔位于外环，且侧冲孔位于外环内腔的一端无毛刺。

[0011] 作为优选例，所述环形间隙的宽度小于10毫米。

[0012] 作为优选例，所述步骤10中，毛坯件的厚度为2～4毫米；毛坯件为圆形；通孔和毛坯件同心。

[0013] 作为优选例，所述步骤20中，圆筒体的外径等于外环的外径，圆筒体的高度等于外环的高度。

[0014] 作为优选例，所述步骤30中，在圆筒体上同时冲制所有的侧冲孔。

[0015] 作为优选例，所述步骤40中，第二圆锥体和第三平面体位于圆筒体的内腔中，第三平面体的直径大于第一平面体的直径。

[0016] 作为优选例，所述双层环状拉伸件还包括开口槽，开口槽包括相通的第一开口子槽和第二开口子槽；所述开口槽从外环的开口端延伸至端面的局部，第一开口子槽位于外环，第二开口子槽位于端面。

[0017] 作为优选例，所述步骤20和步骤30之间还包括：步骤25 采用冲压工艺，对所述第一拉伸件从内向外侧冲，制成第一开口子槽，所述第一开口子槽从圆筒体的一端延伸至圆筒体的另一端。

[0018] 作为优选例，所述步骤60还包括：制成内环后，先将产品翻转180度，然后采用冲压工艺从上向下垂直冲裁，在端面上形成第二开口子槽。

[0019] 与现有技术相比，本发明实施例的含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法，可以在双层环状拉伸件的外环壁面上侧冲孔，外环内壁无毛刺，侧冲孔的尺寸精度和位置精度高。本发明的方法包括步骤10、采用冲孔工艺在平面状的毛坯件上制备通孔，制成初始件；步骤20、采用拉伸工艺对所述初始件进行拉伸，制成第一拉伸件，所述第一拉伸件的上部呈中空的第一圆锥体，下部呈圆筒体，顶面为第一平面体；步骤30、采用侧冲孔工艺对所述第一拉伸件，按从内向外的方向，在圆筒体上冲制侧冲孔，制成第一冲压件；步骤40、采用拉伸工艺对所述第一冲压件的第一圆锥体和第一平面体进行反向拉伸，制成第二拉伸件；步骤50、采用冲孔工艺对所述第二拉伸件进行冲孔，制成第三冲压件；所述第三冲压件中，与第二平面体连接的第二圆锥体的长度等于内环的高度；步骤60、对所述第三冲压件的第二圆锥体拉直，制成含有侧冲孔的双层环状拉伸件。在制成内环之前，制成外环，从内向外圆筒体上冲制侧冲孔，使得外环内壁无毛刺。在制备内环时，外环中不发生材料流动，使得位于外环上的侧冲孔尺寸和位置不变，精度高。

附图说明

[0020] 图1是本发明实施例的方法中步骤10制成的初始件的俯视图；

[0021] 图2是本发明实施例的方法中步骤20制成的第一拉伸件结构示意图；

[0022] 图3是本发明实施例的方法中步骤25制成后的产品结构示意图；

[0023] 图4是本发明实施例的方法中步骤30制成的第一冲压件结构示意图；

[0024] 图5是本发明实施例的方法中步骤40制成的第二拉伸件结构示意图；

[0025] 图6是本发明实施例的方法中步骤50制成的第三冲压件结构示意图；

[0026] 图7是本发明实施例的方法中步骤60制成的产品结构示意图；

[0027] 图8是本发明实施例的方法中步骤60制成的产品翻转180度后的结构示意图；

[0028] 图9是本发明实施例的方法中制成第二开口子槽后的产品仰视图；

[0029] 图10是本发明实施例的方法制成的双层环状拉伸件的一种视角的立体图；

[0030] 图11是本发明实施例的方法制成的双层环状拉伸件的另一种视角的立体图。

[0031] 图中有：内环1、外环2、端面3、环形间隙4、侧冲孔5、初始件6、通孔601、第一拉伸件7、第一圆锥体701、圆筒体702、第一平面体703、第一冲压件8、第二拉伸件9、第二平面体
901、第二圆锥体902、第三平面体903、第三冲压件10、开口槽11、第一开口子槽111、第二开口子槽112。
实施方式

[0032] 下面结合附图，对本发明的技术内容进行详细的说明。

[0033] 本发明制备的含有侧冲孔的双层环状拉伸件结构，如图10和图11所示，包括内环1、外环2和端面3。内环1位于外环2内腔中，内环1和外环2之间形成环形间隙4。端面3连接内环1的一端和外环2的一端，端面3和环形间隙4相对。内环1另一端和外环2另一端为开口端。
侧冲孔5位于外环2，且侧冲孔5位于外环2内腔的一端无毛刺。优选的，环形间隙4的宽度小于10毫米，例如9毫米、6毫米、5毫米、4毫米。

[0034] 本发明实施例的含有侧冲孔的双层环状拉伸件的制备方法，包括以下步骤：

[0035] 步骤10、如图1所示，采用冲孔工艺在平面状的毛坯件上制备通孔601，制成初始件6。

[0036] 在初始件6上设置通孔601，是为了后续步骤中，将冲压结构件从通孔601伸入产品中，实现冲压侧冲孔。

[0037] 优选的，步骤10中，毛坯件的厚度为2～4毫米，例如，2毫米、2.6毫米、3毫米、3.5毫米、4毫米。毛坯件的厚度就是最终制成的环状拉伸件的内环1厚度，也是最终制成的环状拉伸件的外环2厚度。由于外环2具有一定的厚度，为2～4毫米之间，所以如果从外向内在外环2上冲压侧冲孔，那么冲裁力较大，否则难以完成冲压侧冲孔。而当冲裁力较大，环形间隙较小时，容易冲裁到内环1，破坏内环1。

[0038] 优选的，毛坯件为圆形，通孔601和毛坯件同心。这样便于制作环状拉伸件。

[0039] 步骤20、如图2所示，采用拉伸工艺对所述初始件6进行拉伸，制成第一拉伸件7，第一拉伸件7的上部呈中空的第一圆锥体701，下部呈圆筒体702，顶面为第一平面体703。通孔601位于第一平面体703中。第一圆锥体701连接在圆筒体702和第一平面体703之间。

[0040] 根据拉伸过程中材料流动等体积不变的原则，确定第一圆锥体701的高度和角度。步骤20所形成的第一圆锥体701最终会转化为双层环状拉伸件的内环1。步骤20中形成的第一圆锥体701材料体积大于最终产品双层环状拉伸件的内环1的材料体积。

[0041] 优选的，步骤20中，圆筒体702的外径等于外环2的外径，圆筒体702的高度等于外环2的高度。这样，通过步骤20制成了双层环状拉伸件的外环2。

[0042] 步骤30、如图4所示，采用侧冲孔工艺对所述第一拉伸件7，按由内向外的方向，在圆筒体702上冲制侧冲孔5，制成第一冲压件8。

[0043] 步骤30中，冲压结构件从通孔601伸入第一拉伸件7内腔，实现在第一拉伸件7的圆筒体702上冲压侧冲孔5。由于从圆筒体702的内侧向外侧冲压，所以制成的侧冲孔5位于圆筒体702内壁的一侧没有毛刺。侧冲孔5的形状可以有多种，规则的形状或不规则的形状。常用的形状为正方形通孔、长方形通孔或圆形通孔。例如，长7mm、宽7mm的正方形通孔。在同一个产品上，侧冲孔5的形状和尺寸可以相同，也可以不同。

[0044] 由于步骤20仅拉伸成型了双层环状拉伸件的外环2，内环1并未形成，所以产品内腔存在较大空间，并且没有阻隔。这为步骤30的实施提供了操作空间。

[0045] 优选的，步骤30中，在圆筒体702上同时冲制所有的侧冲孔5。在外环2上可设置多个侧冲孔5。为保持多个侧冲孔5相互间的位置和角度符合产品要求，对所有侧冲孔5同时进行冲制。

[0046] 步骤40、如图5所示，采用拉伸工艺对所述第一冲压件8的第一圆锥体701和第一平面体703进行反向拉伸，制成第二拉伸件9；所述第二拉伸件9包括依次连接的含有侧冲孔5的圆筒体702、第二平面体901、第二圆锥体902和第三平面体903；第二平面体901形成端面3。

[0047] 步骤40为内环的最终成型做准备。步骤40中，对第一圆锥体701和第一平面体703进行反向拉伸，不涉及圆筒体702。在该反向拉伸过程中，圆筒体702中的材料没有流动，第一圆锥体701和第一平面体703中的材料也不会流向圆筒体702。因此，步骤30中圆筒体702上的侧冲孔5位置不会发生改变，侧冲孔5的尺寸也不会发生改变。

[0048] 步骤40的第二拉伸件9中的圆筒体702就是步骤30制成的含有侧冲孔5的圆筒体702。第二平面体901是由部分第一圆锥体701拉伸而成。第二平面体901形成了最终产品的端面3。第二圆锥体902是由部分第一圆锥体701拉伸而成。第三平面体903是由部分第一圆锥体701和第一平面体703拉伸而成。

[0049] 步骤40中，第二圆锥体902和第三平面体903位于圆筒体702的内腔中，第三平面体903的直径大于第一平面体703的直径。这可以为步骤50精冲孔工序预留出足够的平面。

[0050] 步骤50、如图6所示，采用冲孔工艺对所述第二拉伸件9进行冲孔，去除第三平面体903和部分第二圆锥体902，制成第三冲压件10。第三冲压件10中，与第二平面体901连接的第二圆锥体902的长度等于内环1的高度。步骤50是精冲孔工序。经过该工序，第二圆锥体
902剩余的长度等于内环1的高度。

[0051] 步骤60、如图7所示，对所述第三冲压件10的第二圆锥体902拉直，形成内环，制成含有侧冲孔的双层环状拉伸件。

[0052] 上述制备方法采用冲压工艺和拉伸工艺，实现在双层环状拉伸件的外环制备侧冲孔，且侧冲孔位于外环内腔的一侧没有毛刺。该工艺可以实现大批量生产。制备的侧冲孔在外环上的位置和尺寸稳定，精度高。

[0053] 根据产品设计要求，所述双层环状拉伸件还包括开口槽11。例如，开口槽11为长26mm、宽18mm的开口形状的长方孔。开口槽11包括相通的第一开口子槽111和第二开口子槽
112；开口槽11从外环2的开口端延伸至端面3的局部，第一开口子槽111位于外环2，第二开口子槽112位于端面3。也就是开口槽11位于外环2和端面3上。基于该结构的双层环状拉伸件，可采用前述的制备方法，另外增加以下步骤：

[0054] 在步骤20和步骤30之间设置步骤25。

[0055] 步骤25 采用冲压工艺，对所述第一拉伸件7从内向外侧冲，制成第一开口子槽111，所述第一开口子槽111从圆筒体702的一端延伸至圆筒体702的另一端。

[0056] 开口槽11并非一次性制成，而是分为了两个步骤。步骤25制成第一开口子槽111，属于开口槽11的一部分。步骤25位于步骤30之前。也就是在冲制侧冲孔之前，冲制第一开口子槽111。第一开口子槽111从圆筒体702的一端延伸至圆筒体702的另一端，使得圆筒体702形成了一个断口。利用第一开口子槽111作为步骤30冲制侧冲孔的基准，实现对侧冲孔的精准定位。

[0057] 由于步骤20仅拉伸成型了产品的外环，内环并未形成，所以产品的内腔存在较大空间，并且没有阻隔。这就为步骤25的实施提供了作业空间。

[0058] 所述步骤60还包括：如图8和图9所示，制成内环1后，先将产品翻转180度，然后采用冲压工艺从上向下垂直冲裁，在端面3上形成第二开口子槽112。

[0059] 在步骤25中，对所述第一拉伸件7从内向外侧冲，制成第一开口子槽111。第一开口子槽111位于第一拉伸件7内壁的一侧无毛刺，第一开口子槽111的毛刺位于第一拉伸件7外壁一侧。为保持第二开口子槽112和第一开口子槽111的毛刺在同一侧，即都位于产品外侧壁上，先将产品翻转180度，此时产品的端面内侧朝上，端面外侧朝下，然后采用冲压工艺从上向下垂直冲裁，即从产品的内腔向外侧冲裁，在端面3上形成第二开口子槽112。这样，第二开口子槽112的毛刺位于端面3外壁一侧。第二开口子槽112位于端面3内壁一侧无毛刺。

[0060] 本申请的制备方法克服了目前侧冲孔工艺存在的由外向内冲裁时，由于外环与内环之间形成的空间狭小，模具零件受内部空间局限，冲孔凹模强度不够的缺陷，以及由内向外侧冲时，受内环阻碍无法侧冲的缺陷。

[0061] 本申请的制备方法有效的解决了双层环状拉伸件在有限空间内的侧冲孔工艺难点，在对于厚材料的侧冲孔上更具备优势。本申请通过拉伸工艺把有限空间转换成可利用的较大空间实现侧冲孔。相对于传统的先平面冲孔再拉伸的工艺，本申请具备冲孔尺寸和位置精度稳定的优点，并可根据产品要求选择不同的冲裁毛刺方向。

[0062] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。