專利名稱：一種提高板材翻邊能力的沖孔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬塑性加工成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高板材翻邊能力的沖孔方法。
背景技術(shù)：
利用模具把板料上的孔緣或外緣翻成豎邊的沖壓加工方法叫做翻邊。利用翻邊可以加工具有特殊空間形狀和良好剛度的立體零件，還能在沖壓件上制取與其他零件裝配的部位(如鉚釘孔、螺紋底孔和軸承座等)。按工藝特點劃分有內(nèi)孔(圓孔或非圓孔)翻邊、外緣翻邊和變薄翻邊等方法。由于零件外緣的凸凹性質(zhì)不同,外緣翻邊又可分為內(nèi)曲翻邊和外曲翻邊。拉變形性質(zhì)劃分時,有伸長類翻邊、壓縮類翻邊以及屬于體積成形的變薄翻邊等。伸長類翻邊的特點是變形區(qū)材 料受拉應(yīng)力，切向產(chǎn)生伸長變形，導(dǎo)致厚度減薄，容易發(fā)生破裂，而破裂的部位基本在孔緣。翻邊是最典型的沖壓成形方式之一，應(yīng)用廣泛。影響鋼板翻邊能力的因素有
I、材料延伸率和應(yīng)變硬化指數(shù)η大，K小，成形極限大。2、孔緣無毛刺和硬化時，K較小，成形極限較大，為了改善孔緣情況，可采用鉆孔方法或在沖孔后進(jìn)行整修，有時還可在沖孔后退火，以消除孔緣表面的硬化。為了避免毛刺降低成形極限、翻邊時需將預(yù)制幾有毛刺的一側(cè)朝向凸模放置。3、用球形、錐形初拋物形凸模翻邊時，孔緣會被圓滑地脹開，變形條件比乎底凸模優(yōu)越，故K較小，成形極限較大。4、板料相對厚度越大.K越小.成形極限愈大。沖孔是翻邊的前道工序，孔緣的狀況很大程度上影響了翻邊能力，制孔方法有沖孔，鉆孔和激光切割等方法。沖孔效率高，而且可以和翻邊工序結(jié)合，形成連接的生產(chǎn)工藝，極大提高效率，但它會使孔緣生成毛刺和產(chǎn)生硬化，降低翻邊能力；而鉆孔和激光切割的特點正相反。在沖孔后修磨，退火是目前常用的提高翻邊能力方法，但這樣不僅增加了工序，降低了效率，而且退火會降低材料的強度，降低表面質(zhì)量。本發(fā)明在綜合沖裁和翻邊變形理論，形變熱處理理論和高頻感應(yīng)加熱的集膚原理，提出了新型沖孔方法和裝置，采用本方法和裝置完成的沖孔工序，效率與普通沖孔一樣高，可以和翻邊工序結(jié)合，形成連接的生產(chǎn)工藝。而且不產(chǎn)生毛刺，和硬化層，優(yōu)化邊緣組織，提高板材的翻邊能力同時不會降低材料的強度和表面質(zhì)量。由于伸長類翻邊破裂發(fā)生在孔緣處，應(yīng)用高頻感應(yīng)加熱的集膚原理使得加熱區(qū)域僅發(fā)生孔緣，應(yīng)用沖裁理論使得毛刺集中在廢料中，應(yīng)用形變熱處理理論改善孔緣的組織同時消除加工硬化
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種提高板材翻邊能力的沖孔方法，使用本發(fā)明方法在提高板材的翻邊能力同時不會降低材料的強度和表面質(zhì)量。本發(fā)明所提供的一種提高板材翻邊能力的沖孔方法具體步驟如下
(1)首先在普通沖孔模的壓邊圈環(huán)內(nèi)接入高頻加熱裝置，所述高頻感應(yīng)加熱裝置包括加熱線圈及溫度檢測傳感器，在所述普通沖孔模的凸模中部設(shè)有凸模絕熱層；
所述高頻感應(yīng)加熱裝置的參數(shù)如下
工作電源單相220V/50HZ ；
工作電壓范圍180V 250V ；
最大輸入電流5-100A ；
振蕩功率1_20KVA ；
振蕩頻率10 160KHz ；
所述凸模絕熱層的參數(shù)如下
絕熱層下邊部距凸模底部距離S=H+(3-8) mm；
其中H —板料厚度(mm)；
絕熱層高度(2-3) XH (mm)；
絕熱層厚度(0. 1-3) XH (mm)；
(2)將板料放入所述普通沖孔模中，開啟所述高頻加熱裝置，局部加熱板料，使所述板料沖孔邊緣區(qū)域溫度達(dá)到500-700°C后，將所述高頻加熱裝置關(guān)閉，然后將所述普通沖孔模的凸模下行，開始沖裁板料，設(shè)置沖裁的單面間隙C為所述板料厚度的(O. 02-0. 005)倍，所述板料沖裁完成后，對沖裁邊緣進(jìn)行保溫1-30秒，之后所述普通沖孔模的凸?；貜?fù)，板料取出，完成翻邊板料沖孔。使用該發(fā)明技術(shù)提高板材的翻邊能力同時不會降低材料的強度和表面質(zhì)量，該發(fā)明可以推廣應(yīng)用到其它沖壓工藝的板料制備中。


圖I為本發(fā)明沖孔方法所用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I :凹模；2 :凸模；3 :壓邊圈；4 :凸模絕熱層；5 :高頻加熱裝置；6 :板料；7 :加熱保護罩。
具體實施例方式實施例I :板料為馬氏體雙相鋼，力學(xué)性能如下
屈服強度:435 MPa ;極限強度786Mpa ;延伸率24% ；
板料厚度2mm ;毛還上初始內(nèi)孔直徑10mm ；
以翻邊系數(shù)K衡量翻邊性能
K=d/D ；
式中d——毛坯上初始內(nèi)孔直徑；
D —翻邊后豎邊中徑；
采用普通沖孔方法，沖裁單面間隙O. 05mm，該材料的翻邊系數(shù)在O. 7-0. 8之間。采用本發(fā)明的沖孔方法，工藝參數(shù)如下工作電源單相220V/50HZ ;工作電壓范圍180V 250V ;最大輸入電流20A ;振蕩功率2KVA;振蕩頻率IOOKHzο凸模絕熱層下邊部距凸模底部；S=5mm，絕熱層高度5mm，絕熱層厚度3mm 沖裁的單面間隙值C=0. 02mm，沖孔后保溫15S，
這時該板料的翻邊系數(shù)在O. 4-0. 5之間，翻邊性能有很大提高。實施例2 :板料為貝氏體雙相鋼，力學(xué)性能如下
屈服強度:345 MPa ;極限強度556Mpa ;延伸率34%
板料厚度3mm ;毛坯上初始內(nèi)孔直徑10mm
采用普通沖孔方法，沖裁單面間隙O. 06mm，該材料的翻邊系數(shù)在O. 6-0. 65之間。 采用本發(fā)明的沖孔方法，工藝參數(shù)如下
工作電源單相220V/50HZ ;工作電壓范圍180V 250V ;最大輸入電流30A ;振蕩功率5KVA;振蕩頻率80KHzo絕熱層下邊部距凸模底部；S=6mm，絕熱層高度6mm，絕熱層厚度3mm 沖裁的單面間隙值C=0. 02mm，沖孔后保溫10S。這時該板料的翻邊系數(shù)在O. 38-0. 45之間，翻邊性能有很大提高。
權(quán)利要求
1.一種提高板材翻邊能力的沖孔方法，其特征在于該方法具體步驟如下 (1)首先在普通沖孔模的壓邊圈環(huán)內(nèi)接入高頻加熱裝置，所述高頻感應(yīng)加熱裝置包括加熱線圈及溫度檢測傳感器，在所述普通沖孔模的凸模中部設(shè)有凸模絕熱層； 所述高頻感應(yīng)加熱裝置的參數(shù)如下 工作電源單相220V/50HZ ； 工作電壓范圍180V 250V ； 最大輸入電流5-100A ； 振蕩功率1_20KVA ； 振蕩頻率10 160KHz ； 所述凸模絕熱層的參數(shù)如下 絕熱層下邊部距凸模底部距離S=H+(3-8) mm； 其中H —板料厚度(mm)； 絕熱層高度(2-3) XH (mm)； 絕熱層厚度(0. 1-3) XH (mm)； (2)將板料放入所述普通沖孔模中，開啟所述高頻加熱裝置，局部加熱板料，使所述板料沖孔邊緣區(qū)域溫度達(dá)到500-700°C后，將所述高頻加熱裝置關(guān)閉，然后將所述普通沖孔模的凸模下行，開始沖裁板料，設(shè)置沖裁的單面間隙C為所述板料厚度的(O. 02-0. 005)倍，所述板料沖裁完成后，對沖裁邊緣進(jìn)行保溫1-30秒，之后所述普通沖孔模的凸?；貜?fù)，板料取出，完成翻邊板料沖孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高板材翻邊能力的沖孔方法，屬于金屬塑性加工成型技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法是在普通沖孔模的壓邊圈環(huán)內(nèi)接入高頻加熱裝置，在凸模中部設(shè)有凸模絕熱層；將板料放入普通沖孔模中后開啟高頻加熱裝置，使板料沖孔邊緣區(qū)域溫度達(dá)到500-700℃后，關(guān)閉高頻加熱裝置，然后凸模下行，開始沖裁板料，沖裁完成后對沖裁邊緣保溫1-30秒，之后凸?；貜?fù)，板料取出，完成翻邊板料沖孔。使用本發(fā)明方法提高板材的翻邊能力同時不會降低材料的強度和表面質(zhì)量，該發(fā)明可以推廣應(yīng)用到其它沖壓工藝的板料制備中。
文檔編號B21D28/26GK102886422SQ20121040370
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者錢健清, 李勝祗 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)