一種小塌角精沖件的成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密沖裁的技術(shù)領(lǐng)域，特別適用減小精沖零件指定部位的塌角的精沖成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]精沖是在普通沖裁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種精密沖壓加工，用以取代整修和沖裁供坯后進(jìn)行各種切削加工的繁雜工藝，從而改變沖壓生產(chǎn)技術(shù)的毛坯生產(chǎn)性質(zhì)，使其能直接提供符合產(chǎn)品裝配要求的板料沖壓件，達(dá)到降低成本、提高質(zhì)量的目的。塌角是板料進(jìn)入凹模時凹模刃口附近的材料發(fā)生塑性變形及流動而產(chǎn)生的塌陷現(xiàn)象，它是評價精沖零件好壞的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，實際生產(chǎn)中存在帶有尖角或齒形的精沖零件的尖角處塌角過大問題，有的塌角高度甚至超過材料厚度的25%，會減少零件的有效接觸配合面積，降低零件強度、零件的使用壽命以及零件工作的安全性;現(xiàn)有技術(shù)為了避免塌角過大的問題，一般采用增加輔助工序方法，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大大增加。
[0003]現(xiàn)有減小精沖零件塌角的主要方法有:1)對向凹模精沖，對向精沖是一種減小塌角的精沖工藝方式，其通過對向凹模產(chǎn)生方向壓得到無毛刺，小塌角的沖裁零件，但該方法對模具的設(shè)計，模具鋼的強度要求較高，無法在普通精沖機上使用，且需要伺服壓力機。2)負(fù)間隙精沖，負(fù)間隙精沖是一種凸模尺寸大于凹模型腔尺寸的一種擠壓式的精沖方法，可極大的減小塌角，此方法模具受力很大，模具壽命較短，且需要很大的沖裁力，對壓力機要求較高。3)修整法，對零件進(jìn)行二次的精修，可去除塌角，在加工出零件后的二次修整，使得零件生產(chǎn)周期變長，減小了效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種小塌角精沖件的成形方法，以求經(jīng)濟(jì)、快捷、方便地實現(xiàn)小塌角零件的精沖。
[0005]本發(fā)明所采用的方法，包括凹模鑲塊制作、板料預(yù)處理和沖裁步驟，其中:
[0006]凹模鑲塊制作步驟:在凹模型腔尖角部分略微向外處，設(shè)置凸起鑲塊包圍住尖角，凸起鑲塊的內(nèi)輪廓與所述尖角幾何相似，所述凹模型腔尖角在其凸起鑲塊的內(nèi)輪廓包圍中，凹模鑲塊上表面平整，凸起高度為板料厚度的80%~90%；
[0007]板料預(yù)處理步驟:在板料與凸起鑲塊相對應(yīng)的位置上，預(yù)加工出與凹模凸起鑲塊微過盈配合的沖孔；
[0008]沖裁步驟:將板料固定在凹模上，其預(yù)加工的沖孔正對凸起鑲塊，凸模沖裁，完成零件精沖成形。
[0009]進(jìn)一步的，所述凹模鑲塊的輪廓進(jìn)行倒圓角處理，方便板料上的沖孔與鑲塊相配入口 ο
[0010]進(jìn)一步的，所述凹模鑲塊內(nèi)輪廓與尖角外輪廓相距在0.5-1.5mm之間。
[0011]進(jìn)一步的，所述凸模側(cè)面設(shè)有壓邊圈，所述壓邊圈下表面與凸模工作面平行，其上設(shè)有V形齒，其高度為所述V形齒內(nèi)輪廓與所沖裁的零件輪廓相似;在所述凹模鑲塊對應(yīng)的區(qū)域不設(shè)V形齒，防止V形齒與凹模鑲塊發(fā)生干涉。
[0012]在上述方案中，所述的凹模凸起鑲塊的外輪廓為尖角的包絡(luò)輪廓，凸出凹模高度為板料厚度的80 %_90%，防止在加工的過程中板料厚度變薄，導(dǎo)致凸起與壓邊圈發(fā)生接觸產(chǎn)生危險及損壞。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:凸起鑲塊與板料沖孔的配合提高了尖角區(qū)域的三向壓應(yīng)力，使得塑性變形變得更加容易，極大減小了裂紋產(chǎn)生的概率，提高了尖角斷面的光潔度。且尖角區(qū)域廢料部分的廢料體積由于板料的預(yù)沖孔加工得到了極大的減小，廢料對于零件尖角區(qū)域的影響極大的減小，凸起鑲塊又極大的阻止了零件尖角部分的材料的流動，使得塌角得到了極大的改善，大小降低到板料厚度的10%以下。同時，本方法可以適用于任意形狀的精沖件，可以根據(jù)設(shè)計者的要求，來改善零件所需部位的斷面光潔度及塌角。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明中精沖件實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明中精沖件實施例的左視圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的精沖模結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的凹模結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明的壓邊圈結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明的凹模鑲塊示意圖；
[0020]圖7為本發(fā)明的凹模鑲塊的俯視圖；
[0021 ]圖8為本發(fā)明的凹模鑲塊的左視圖；
[0022]圖9為本發(fā)明的預(yù)加工板料的示意圖；
[0023]圖10為本發(fā)明的預(yù)加工板料的左視圖；
[0024]圖11為本發(fā)明沖裁完成后的板料不意圖；
[0025]圖12為本發(fā)明的精沖成形的正向沖裁示意圖；
[0026]圖13為本發(fā)明的精沖成形的沖裁完成示意圖；
[0027]圖14為本發(fā)明的精沖成形的退出精沖件和板料示意圖。
[0028]圖中標(biāo)記為:壓邊圈1，沖孔反頂器2，凸凹模3，凸起鑲塊4，凹模5，沖孔凸模6，落料反頂器7，板料8。
【具體實施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0030]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明方案進(jìn)行說明，本發(fā)明并不局限于下述實例。
[0031]如圖1、圖2所示的精沖件實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，材料為50號鋼，厚度為4mm，為帶尖角的普通平板件，存在一個圓形通孔，尖角大小為60°，半徑R = 0.5mm。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明方法針對上述零件設(shè)計的精沖模結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示的凹模結(jié)構(gòu)示意圖，在凹模設(shè)計加工時設(shè)置凹模尖角附近的凸起鑲塊，具體形狀尺寸如圖6、圖7、圖8所示，外輪廓為尖角包絡(luò)輪廓及三個10mm、兩個1.5mm的邊，臨邊為垂直關(guān)系。本實例中，設(shè)計了四組參數(shù)分別實施:1.凸起高度3.2mm，即板料厚度的80%，凹模鑲塊內(nèi)輪廓與尖角外輪廓相距0.5mm。2.凸起高度3.6mm，即板料厚度的90%，凹模鑲塊內(nèi)輪廓與尖角外輪廓相距凸起高度3.6mm，即板料厚度的90%，凹模鑲塊內(nèi)輪廓與尖角外輪廓相距1.0mmJ.凸起高度3.6mm，SP板料厚度的90%，凹模鑲塊內(nèi)輪廓與尖角外輪廓相距1.5mm。
[0032]如圖5所示的壓邊圈結(jié)構(gòu)示意圖，V形齒與零件輪廓間距2mm，形狀為等腰直角三角形，直角朝上且高度為1mm，在壓邊圈與凹模凸起鑲塊所對應(yīng)的位置，除去齒圈，防止V形齒與凹模鑲塊發(fā)生干涉。根據(jù)凹模凸起鑲塊的設(shè)計，以及板料上零件的相對位置，預(yù)加工如圖
9、圖10所示的預(yù)加工板料，在板料上預(yù)加工出與凹模凸起鑲塊微過盈配合的沖孔，配合時可產(chǎn)生一定的橫向應(yīng)力，提高沖裁質(zhì)量。沖裁前，壓邊圈齒圈壓入板料，板料與凹模凸起鑲塊微過盈配合，進(jìn)行如圖12、圖13、圖14所示的精沖成形過程。圖11為本案例沖裁完成后的板料示意圖。
[0033]加工完成后的精沖件尖角處的斷面光潔度比其余部位高許多，塌角小于0.4mm，塌角減小的效果隨著凹模鑲塊與尖角外輪廓距離的減小而增大，但距離越小時，零件產(chǎn)生的毛刺越大。凹模鑲塊的高度設(shè)90 %時，塌角要略小于高度設(shè)為80 %時的塌角。應(yīng)結(jié)合實際加工要求設(shè)計這兩個參數(shù)，鑲塊的高度應(yīng)在不與壓邊圈產(chǎn)生干涉的情況下越高越好，凹模鑲塊與尖角外輪廓的距離應(yīng)根據(jù)實際對加工零件毛刺的要求進(jìn)行調(diào)整。與普通精沖成形相比較，本發(fā)明所提供的方法，開拓了一種新型的可控精沖件局部塌角及斷面光潔度的成形途徑，提高零件的使用性能及壽命。
[0034]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種小塌角精沖件的成形方法，其特征在于，包括凹模鑲塊制作、板料預(yù)處理和沖裁步驟，其中: 凹模鑲塊制作步驟:在凹模型腔尖角部分略微向外處，設(shè)置凸起鑲塊包圍住尖角，凸起鑲塊的內(nèi)輪廓與所述尖角幾何相似，所述凹模型腔尖角在其凸起鑲塊的內(nèi)輪廓包圍中，凹模鑲塊上表面平整，凸起高度為板料厚度的80 %~90%； 板料預(yù)處理步驟:在板料與凸起鑲塊相對應(yīng)的位置上，預(yù)加工出與凹模凸起鑲塊微過盈配合的沖孔； 沖裁步驟:將板料固定在凹模上，其預(yù)加工的沖孔正對凸起鑲塊，凸模沖裁，完成零件精沖成形。2.如權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于:所述凹模鑲塊制作步驟中，對凹模凸起鑲塊的輪廓進(jìn)行倒圓角處理。3.如權(quán)利要求1或2所述的成形方法，其特征在于，所述凹模鑲塊內(nèi)輪廓與尖角外輪廓相距在0.5-1.5mm之間。4.如權(quán)利要求1-3所述的成形方法，其特征在于，所述凸模側(cè)面設(shè)有壓邊圈，所述壓邊圈下表面與凸模工作面平行，壓邊圈下表面設(shè)有V形齒;所述V形齒內(nèi)輪廓包圍所沖裁的零件輪廓，兩者形狀幾何相似;在所述凹模鑲塊對應(yīng)的區(qū)域不設(shè)V形齒。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種減小精沖零件尖角處塌角，提高剪切面質(zhì)量的精沖成形工藝方法，包括凹模鑲塊制作、板料預(yù)處理和沖裁步驟。本發(fā)明在精沖成形的凹模上，圍繞凹模型腔尖角部分設(shè)置范圍的凸起鑲塊，鑲塊的凸起高度為板料厚度的80％-90％，凸起鑲塊的內(nèi)輪廓與所述尖角相似，凸起設(shè)置距離凹模型腔0.5-1.5mm，相應(yīng)壓邊圈位置除去齒圈。本方法減小了廢料對于零件尖角部分成形的影響，同時極大的增強了零件尖角部分的三向應(yīng)力，所得到的精沖件尖角部位塌角可減小到料厚的10％以下，且尖角部分?jǐn)嗝尜|(zhì)量大大提高。本發(fā)明設(shè)計簡單，成本低，且大大減小了精沖件尖角的塌角，提高了尖角精沖零件的有效工作面積。
【IPC分類】B21D28/02, B21D28/26
【公開號】CN105458065
【申請?zhí)枴緾N201610050590
【發(fā)明人】羅丞, 張祥林, 屈亞奇, 羅培源
【申請人】華中科技大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月26日