一種減小精沖件塌角的精沖成形方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種減小精沖件塌角的精沖成形方法，包括精沖成形上、下模的準(zhǔn)備工作和精沖成形工藝流程，精沖成形模的齒圈板和凹模上，圍繞型腔設(shè)有臺階形齒圈，推板上端面突出凹模上端面設(shè)定距離h取值為材料厚度40%～50%，凸凹模下端面凹入齒圈板下端面的設(shè)定距離H大于h，對推板施加的反壓力FG設(shè)置為沖裁力Fs的40%～50%，在正向沖裁前實現(xiàn)一次局部反向沖裁，將精沖件的塌角降低到10%S以下。與傳統(tǒng)的多工序復(fù)合模相比，設(shè)計和制造簡單，大大降低了成本。
【專利說明】一種減小精沖件塌角的精沖成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密沖裁的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種減小精沖件塌角的精沖成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]精密沖裁是一種新型的金屬壓力加工方法，可以取代扁平類零件的機械加工，具有優(yōu)質(zhì)、聞效、低耗的特點，合格的精密沖裁件具有很聞的質(zhì)量，可以免去后續(xù)工序，直接用于裝配。精沖件的質(zhì)量包含有:尺寸精度、剪切面質(zhì)量、塌角、毛刺高度和平面度等。塌角是指精沖零件內(nèi)、外廓平面與光潔面交界處的不規(guī)則外凸曲線形的下陷塑性變形面，若沖裁線是直線，塌角通常小于料厚的10%;若沖裁線在如轉(zhuǎn)角、尖點、齒部等不利的位置時，塌角通常過大(超過料厚的30%)就會影響精沖件的質(zhì)量。平面類零件塌角大可以通過增加后續(xù)磨削的方法減小或去除，但增本降效，但一些帶有凸臺等成型件無法采用此方法。
[0003]目前減小成型件塌角的方法主要有:1)在精沖模凹模上局部增加齒圈，能將精沖件尖角部位的塌角降低到10%s(s為料厚)，但常使用的齒圈為三角形(V形)，不僅加工制造復(fù)雜，局部增加齒圈的長度范圍很難控制，而且由于三角形(V形)齒圈在原材料上留下的齒圈印痕，必須增加原材料的沖裁步距和搭邊值，因而導(dǎo)致原材料利用率降低；2)多工位剔齒精沖模具對多齒零件部位進(jìn)行逐步?jīng)_壓，工位至少為3個，模具設(shè)計和制造復(fù)雜，且對精沖設(shè)備的送料步距精度有嚴(yán)格的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)計和制造簡單，且能降低成本的減小精沖件塌角的精沖成形方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種減小精沖件塌角的 精沖成形方法，所述的方法包括以下步驟:
A)精沖成形上、下模的準(zhǔn)備工作，它包括以下步驟:
Al)準(zhǔn)備精沖成形的下模，下模包括凹模、推板、凸模及頂桿，其中凹模的型腔與精沖件的外輪廓相同，為包括尖角和圓弧過渡的不規(guī)則形狀，精沖件為厚度為5mm的圓弧過渡的不規(guī)則形狀的平板件，精沖件頭部開有兩個圓形通孔，尾部尖角角度為60°，半徑為
0.2_，凹模圍繞型腔周圍設(shè)有臺階齒圈，推板的端面形狀與精沖件底面相同，為圓弧過渡的不規(guī)則形狀的平面，推板外輪廓與凹模間隙配合，推板上設(shè)有與精沖件上相同的圓形通孔，推板圓形通孔和圓孔凸模間隙配合，推板裝配后上端面突出凹模上端面設(shè)定距離，頂桿沿凹模的型腔周圍均勻分布在精沖成形的下模上；
A2)準(zhǔn)備精沖成形的上模，上模包括齒圈板、凸凹模、打桿及傳力桿，其中齒圈板的型腔與精沖件的外輪廓相同，為包括尖角和圓弧過渡的不規(guī)則形狀，齒圈板圍繞型腔周圍設(shè)有臺階齒圈，凸凹模的下端面形狀與精沖件頂面相同，為圓弧過渡的不規(guī)則形狀的平面，其上設(shè)有與精沖件上相同的圓形通孔，凸凹模與齒圈板間隙配合，凸凹模裝配后下端面凹入齒圈板下端面設(shè)定距離，傳力桿沿齒圈板的型腔周圍均勻分布在精沖成形的上模上；
B)精沖成形，它包括以下步驟:
BI)將精沖成形上、下模分別安裝在精沖機的上、下臺面上，精沖模具在開啟位置時，將開卷校平后的條料送到精沖工位；
B2)啟動精沖機，精沖機的下工作臺向上運動，對凹模、凸模施加沖裁力Fs，對傳力桿、打桿施加壓邊力Fk，對頂桿施加反壓力Fe，沖裁區(qū)周圍的條料被壓緊，條料向上沖裁；
B3)精沖機的下工作臺繼續(xù)向上運動，沖裁力Fs大于壓邊力FK，反壓力Fc設(shè)定為小于壓邊力Fk，條料向下沖裁直至剪切結(jié)束；
B4)精沖機的下工作臺向下運動，齒圈板將剪切后的條料從凸凹模上退下，推板將精沖件從凹模中頂出，得到成形后的精沖件。
[0006]按上述方案，所述的推板裝配后上端面突出凹模上端面的設(shè)定距離h取值為條料厚度的40%?50%。
[0007]按上述方案，所述的凸凹模裝配后下端面凹入齒圈板下端面的設(shè)定距離H取值大于設(shè)定距離h。
[0008]按上述方案，所述的傳力桿和頂桿個數(shù)為3?9個。
[0009]按上述方案，所述的步驟B2)中反壓力Fg設(shè)置為沖裁力Fs的40%?50%，條料向上沖裁至條料厚度的40%?50%。
[0010]按上述方案，所述的步驟A21)中凸凹模下端面凹入齒圈板下端面的設(shè)定距離H比推板上端面突出凹模上端面的設(shè)定距離h大0.5mm。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:齒圈的形狀為臺階形，而不是傳統(tǒng)的三角形(V形)，它不僅能在精沖過程中有效的阻止精沖時剪切區(qū)以外的金屬流動，保證沖裁面光亮，塌角小，而且僅利用一副簡單的精沖復(fù)合模將精沖件(包括有轉(zhuǎn)角或尖點或齒部)的塌角降低到10%s以下，與傳統(tǒng)的多工序復(fù)合模相比而且制造簡單，大大降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明中精沖件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的左視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的精沖模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明的精沖凹模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6為本發(fā)明的精沖凹模剖視圖。
[0018]圖7為本發(fā)明的齒圈板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖8為圖7的局部放大圖。
[0020]圖9為本發(fā)明中凸凹模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖10為本發(fā)明中推板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖11為本發(fā)明的精沖成形的方向沖裁工藝圖。
[0023]圖12為本發(fā)明的精沖成形的正向沖裁工藝圖。
[0024]圖13為本發(fā)明的精沖成形的沖裁完成工藝圖。
[0025]圖14為本發(fā)明的精沖成形的退出精沖件和條料工藝圖。[0026]圖中標(biāo)記為:精沖件1，條料2，凹模3，推板4，頂桿5，凸模A6，凸模B7，齒圈板8，傳力桿9,打桿B10,打桿All,凸凹模12,臺階齒13,內(nèi)凹圓弧14,第一外凸圓弧15,第二外凸圓弧16，第三外凸圓弧17，第四外凸圓弧18。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式進(jìn)行說明，本發(fā)明并不局限于下述實施例。
[0028]如圖1、圖2所示為一種精沖件結(jié)構(gòu)示意圖，其中精沖件的材質(zhì)為SAE1020，厚度為5mm，為圓弧過渡的不規(guī)則形狀的平板件，精沖件頭部開有兩個圓形通孔，尾部最小尖角處角度為60°，半徑R=0.2mm。零件對斷面質(zhì)量要求較高，光亮帶>90%，且塌角不超過0.5mm。如圖3所示為根據(jù)本發(fā)明實施的減小精沖件塌角的精沖成形工藝流程圖，包括2個步驟，各工步操作具體為:1)準(zhǔn)備工作:
設(shè)備的準(zhǔn)備:準(zhǔn)備全自動液壓精沖機、開卷校平機，全自動液壓精沖機總壓力> 800KN(本實施例為2500KN)。
[0029]原材料的準(zhǔn)備:準(zhǔn)備精沖件I所要求的冷軋或熱軋鋼卷，厚度與精沖件I厚度相同，鋼卷經(jīng)球化退火處理，獲得一定的碳化物球化等級和較低的硬度(本實施例碳化物球化等級6級，表面硬度低于HB120)。
[0030]精沖成形上、下模的準(zhǔn)備，如圖4所示:
a、精沖成形下模的準(zhǔn)備:凹模3的型腔與精沖件I的外輪廓相同，為包括尖角和圓弧過渡的不規(guī)則形狀(本實施例中尖角左側(cè)邊與一個內(nèi)凹圓弧相切連接，內(nèi)凹圓弧與第一外凸圓弧通過內(nèi)切線連接，第一外凸圓弧與第二外凸圓弧通過外切線連接，第二外凸圓弧與第三外凸圓弧通過外切線連接，第三外凸圓弧與第四外凸圓弧通過外切線連接，第四外凸圓弧與尖角右側(cè)邊相切連接，尖角角度為60°，圓角半徑為0.2_)，如圖5所示，凹模3圍繞型腔周圍設(shè)有臺階齒圈13 (本實施例臺階的寬度3mm,高度0.4mm)。推板4的端面形狀與精沖件I底面相同，為圓弧過渡的平面，設(shè)有與精沖件I上相同的圓孔A和B ;推板4外輪廓與凹模3間隙配合，單邊配合間隙3-5 μ m，推板4圓孔和圓孔凸模A6、圓孔凸模B7間隙配合，單邊配合間隙3-5 μ m,推板4裝配后上端面突出凹模3上端面設(shè)定距離h，h取值為40%-50%S (S為材料厚度)，(本實施例設(shè)定距離h取值為40%S)。
[0031]b、精沖成形上模的準(zhǔn)備:
齒圈板8的型腔與精沖件I的外輪廓相同，為包括尖角和圓弧過渡的不規(guī)則形狀(本實施例中尖角左側(cè)邊與一個內(nèi)凹圓弧相切連接，內(nèi)凹圓弧與第一外凸圓弧通過內(nèi)切線連接，第一外凸圓弧與第二外凸圓弧通過外切線連接，第二外凸圓弧與第三外凸圓弧通過外切線連接，第三外凸圓弧與第四外凸圓弧通過外切線連接，第四外凸圓弧與尖角右側(cè)邊相切連接，尖角角度為60°，圓角半徑為0.2mm),齒圈板8圍繞型腔周圍設(shè)有臺階齒圈13 (本實施例臺階的寬度3_，高度0.4_)。凸凹模12的下端面形狀與精沖件I頂面相同，為圓弧過渡的平面，設(shè)有與精沖件I上相同的圓孔A和B ;凸凹模12的外輪廓以凹模3為基準(zhǔn)間隙配合，配合單邊間隙取卷料厚的5-5.5%o (本實施例為料厚的5%。)；凸凹模12的圓孔與打桿Al 1、打桿BlO間隙配合，配合單邊間隙取0.06-0.1mm ;凸凹模12與齒圈板8間隙配合，單邊配合間隙3-5 μ m。凸凹模12裝配后下端面凹入齒圈板8下端面設(shè)定距離H，且H_h=0.5mm。
[0032]2)精沖成形: ①將精沖成形上、下模分別安裝在精沖機的上、下臺面上，精沖模具在開啟位置時，將卷料開卷校平送到精沖工位；
②啟動精沖機，精沖機的下工作臺向上運動，對凹模3、凸模A6、凸模B7施加沖裁力Fs，對傳力桿9、打桿Al 1、打桿BlO施加壓邊力Fk，對頂桿5施加反壓力Fe，傳力桿9和頂桿5分別沿型腔周圍均勻分布在精沖成形上、下模上，一般個數(shù)為3-9個；在沖裁力Fs和壓邊力Fe的作用下，凹模3和齒圈板8的臺階齒圈13壓緊沖裁區(qū)周圍的條料，凹模3、推板4與齒圈板8，打桿AU、打桿BlO將開卷校平后的條料2同時壓緊，在壓緊的瞬間，推板4在較大反壓力Fe的作用下將條料2向上沖裁，剪切區(qū)的材料局部進(jìn)入齒圈板8內(nèi)，此時剪切區(qū)的材料向上沖裁；
③精沖機的下工作臺繼續(xù)向上運動，沖裁力Fs大于壓邊力Fk，反壓力Fc設(shè)定為小于壓邊力Fk，條料2剪切開始，此時剪切區(qū)的材料向下沖裁；精沖機的下工作臺繼續(xù)向上運動，凸凹模12完全進(jìn)入凹模3的同時，圓孔凸模A6、凸模B7也完全進(jìn)入凸凹模12，剪切后的條料2緊緊包在凸凹模12上，精沖件I鑲在凹模3中，條料2剪切結(jié)束。
[0033]④精沖機的下工作臺向下運動，在壓邊力作用下，齒圈板8將剪切后的條料從凸凹模12上退下，在反壓力Fe的作用下，推板4將精沖件I從凹模3中頂出，得到成形后的精沖件I。
[0034]成形后的精沖件I光亮帶達(dá)到95%，最小尖角處塌角不超過0.4mm，其余區(qū)域幾乎無塌角，達(dá)到了零件的技術(shù)要求。與傳統(tǒng)精沖成形方法對比，本發(fā)明開拓了精沖件減小塌角的精沖成形途徑。
【權(quán)利要求】
1.一種減小精沖件塌角的精沖成形方法，其特征在于:所述的方法包括以下步驟: 精沖成形上、下模的準(zhǔn)備工作，它包括以下步驟: Al)準(zhǔn)備精沖成形的下模，下模包括凹模、推板、凸模及頂桿，其中凹模的型腔與精沖件的外輪廓相同，為包括尖角和圓弧過渡的不規(guī)則形狀，精沖件為厚度為5_的圓弧過渡的平板件，精沖件頭部開有兩個圓形通孔，尾部最小尖角處角度為60° ,半徑為0.2mm,凹模圍繞型腔周圍設(shè)有臺階齒圈，推板的端面形狀與精沖件底面相同，為圓弧過渡的平面，推板外輪廓與凹模間隙配合，推板上設(shè)有與精沖件上相同的圓形通孔，推板圓形通孔和圓孔凸模間隙配合，推板裝配后上端面突出凹模上端面設(shè)定距離，頂桿沿凹模的型腔周圍均勻分布在精沖成形的下模上； A2)準(zhǔn)備精沖成形的上模，上模包括齒圈板、凸凹模、打桿及傳力桿，其中齒圈板的型腔與精沖件的外輪廓相同，為包括尖角和圓弧過渡的不規(guī)則形狀，齒圈板圍繞型腔周圍設(shè)有臺階齒圈，凸凹模的下端面形狀與精沖件頂面相同，為圓弧過渡的平面，其上設(shè)有與精沖件上相同的圓形通孔，凸凹模與齒圈板間隙配合，凸凹模裝配后下端面凹入齒圈板下端面設(shè)定距離，傳力桿沿齒圈板的型腔周圍均勻分布在精沖成形的上模上； B)精沖成形，它包括以下步驟: BI)將精沖成形上、下模分別安裝在精沖機的上、下臺面上，精沖模具在開啟位置時，將開卷校平后的條料送到精沖工位； B2)啟動精沖機，精沖機的下工作臺向上運動，對凹模、凸模施加沖裁力Fs，對傳力桿、打桿施加壓邊力Fk，對頂桿施加反壓力Fe，沖裁區(qū)周圍的條料被壓緊，條料向上沖裁； B3)精沖機的下工作臺繼續(xù)向上運動，沖裁力Fs大于壓邊力FK，反壓力Fc設(shè)定為小于壓邊力Fk，條料向下沖裁直至剪切結(jié)束； B4)精沖機的下工作臺向下運動，齒圈板將剪切后的條料從凸凹模上退下，推板將精沖件從凹模中頂出，得到成形后的精沖件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小精沖件塌角的精沖成形方法，其特征在于，所述的推板裝配后上端面突出凹模上端面的設(shè)定距離h取值為條料厚度的40%?50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減小精沖件塌角的精沖成形方法，其特征在于，所述的凸凹模裝配后下端面凹入齒圈板下端面的設(shè)定距離H取值大于設(shè)定距離h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減小精沖件塌角的精沖成形方法，其特征在于，所述的傳力桿和頂桿個數(shù)為3?9個。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的減小精沖件塌角的精沖成形方法，其特征在于，所述的步驟B2)中反壓力Fg設(shè)置為沖裁力Fs的40%?50%，條料向上沖裁至條料厚度的40%?50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減小精沖件塌角的精沖成形方法，其特征在于，所述的步驟A21)中凸凹模下端面凹入齒圈板下端面的設(shè)定距離H比推板上端面突出凹模上端面的設(shè)定距離h大0.5mm。
【文檔編號】B21D28/14GK103691798SQ201310675989
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】張正威, 郭銀芳, 彭林香 申請人:武漢華夏精沖技術(shù)有限公司