CN104226807A - 刮挤复合精冲方法及模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刮挤复合精冲方法及模具，该刮挤复合精冲模具凸模的刃口为圆角刃口；凸模侧面与圆角刃口衔接处为斜面；刮挤复合精冲方法为先对工件整个轮廓进行冲裁加工，在要求高精度的局部轮廓面预留加工余量；然后利用刮挤复合精冲模具对局部轮廓面进行刮挤复合精整，利用对局部轮廓面进行“精切削和塑性挤压”的原理，促进了金属的塑性变形，能够提高工件局部轮廓的尺寸加工精度，成形面的形成是通过塑性剪切的方式成为光亮带，并且垂直度高，具有很高的光洁度，本发明的刮挤复合精冲方法及模具，可以使用普通冲压机，模具的加工简单，加工成本低，工件质量高，便于在冲压行业推广应用。

Description

刮挤复合精冲方法及模具

技术领域

本发明涉及一种机械加工方法，特别涉及局部精密轮廓的刮挤复合精冲方法及模具。

背景技术

在汽车及电子等行业中存在大量的局部精密板状轮廓零件，这类零件的特点是在整个轮廓中大部分轮廓的尺寸和表面精度要求不高，但局部轮廓面轮廓质量要求比较高。目前针对这种零件的加工，常用方法有铣削、精冲和整修等，但这些方法存在一定局限性，如铣削加工由于是切削加工,因而其加工效率低,成本较高,很难满足当今市场对这类零件的需求；齿圈压边精冲，这种工艺需要专门的三动压力机，其模具结构复杂，造价昂贵，零件制造成本高，而且，对于板状局部精密轮廓零件，用精冲方法成形了零件全部轮廓，显得比较浪费，加之对于某些小模数齿形零件，用精冲方法也无法成形；刮削整修也是加工这类零件的一个方法，但这种工艺加工表面质量不好，且表面力学性能也较差。因此，现在还没有高效低成本的模具和方法来加工此类零件。

因此，需要一种机械加工方法和模具，以克服铣削、精冲和整修在加工局部精密板状轮廓零件中的不足。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种刮挤复合精冲方法及模具，可以实现高效低成本的加工局部精密板状轮廓零件，并提高表面力学性能，克服铣削、精冲和整修在加工局部精密板状轮廓零件中的不足。

本发明的刮挤复合精冲模具，包括凸模、凹模和压料板；所述凸模的刃口为圆角刃口；凸模侧面与圆角刃口衔接处为斜面；

进一步，所述斜面与凸模侧面之间所夹的锐角为5°～10°；

进一步，所述斜面在凸模轴线上的投影高度与工件厚度相同；

进一步，所述圆角刃口半径为0.3mm～0.7mm；

进一步，所述凸模侧面与凹模之间单面间隙为0.01mm～0.03mm；

本发明的刮挤复合精冲方法，包括以下步骤：

A.对工件整个轮廓进行冲裁加工，在要求高精度的局部轮廓面预留加工余量；

B.在压力机上利用所述刮挤复合精冲模具对所述要求高精度的局部轮廓面进行刮挤复合精整。

进一步，所述工件为20钢材料或Q235材料；工件的加工余量、刮挤复合精冲模具的凸模斜面与凸模侧面之间所夹的锐角、凸模侧面与凹模之间单面间隙和圆角刃口半径对应工件厚度的参数选择如下表：

本发明的有益效果是：本发明的刮挤复合精冲方法及模具，凸模的圆角刃口和斜面对局部轮廓面附近变形区提供静水压力，利用对局部轮廓面进行“精切削和塑性挤压”的原理，促进了金属的塑性变形，且圆角刃口和斜面的组合有利于材料从凸模端面向侧面流动，缓和了与凸、凹模侧面接触的材料所受的拉应力，从而推迟了裂纹的发生，能够提高工件局部轮廓的尺寸加工精度，成形面的形成是通过塑性剪切的方式成为光亮带，并且垂直度高，具有很高的光洁度，本发明的刮挤复合精冲方法及模具，可以使用普通冲压机，模具的加工简单，加工成本低，工件质量高，便于在冲压行业推广应用。

附图说明

图1为刮挤复合精冲模具结构示意图；

图2为凸模局部放大视图。

具体实施方式

图1为刮挤复合精冲模具结构示意图，图2为凸模局部放大视图，如图所示：本实施例的刮挤复合精冲模具，包括凸模1、凹模2和压料板3；所述凸模1的刃口为圆角刃口4；凸模1侧面与圆角刃口4衔接处为斜面5，如图所示，压料板3与凸模1滑动配合，工件6通过压料板3压紧于凹模2上固定，凸模1侧面与圆角刃口4衔接处是指凸模1侧面与圆角刃口4相接的部分，凸模1侧面与圆角刃口4衔接处为斜面5是指凸模1侧面与圆角刃口4相接的部分相对于凸模1侧面倾斜设置，即该部分的母线与凸模1侧面之间不相平行和垂直；斜面5可以是平面也可以是曲面。

本实施例中，所述斜面5与凸模1侧面之间所夹的锐角为5°～10°，斜面5与凸模1侧面之间所夹的锐角指斜面5母线与凸模1侧面延长线之间的夹角，针对20钢材料和Q235材料，工件6厚度分别为2mm、3.2mm、4mm、6mm、8mm时，斜面5与凸模1侧面之间所夹的锐角对应取值5°、6°、6°、8°、10°，设置该夹角利于材料从凸模1端面向侧面流动，能改善剪挤面的质量。

本实施例中，所述斜面5在凸模1轴线上的投影高度与工件厚度相同，利于材料向侧面流动，缓和了与凸、凹模侧面接触的材料所受的拉应力，从而推迟裂纹的发生。

本实施例中，所述圆角刃口4半径为0.3mm～0.7mm；针对20钢材料和Q235材料，工件6厚度分别为2mm、3.2mm、4mm、6mm、8mm时，圆角刃口4半径对应取值0.3mm、0.4～0.5mm、0.5mm、0.5～0.6mm、0.5～0.7mm，利于材料从凸模1端面向侧面流动，缓和了与凸模1、凹模2侧面接触的材料所受的拉应力，从而推迟了裂纹的发生，达到全光亮带成形。

本实施例中，所述凸模1侧面与凹模2之间单面间隙为0.01mm～0.03mm；模具间隙大，切屑在最后与材料基体分离时，所受到的拉应力增大，材料容易断裂分离，产生较大的毛刺；本实施例针对20钢材料和Q235材料，工件6厚度分别为2mm、3.2mm、4mm、6mm、8mm时，凸模1侧面与凹模2之间单面间隙对应取值0.01mm、0.02mm、0.02mm、0.03mm、0.03mm，可以使材料在一个很窄的变形区内发生剪切面的形成和废料的分离，这提高了变形区的静水压应力，提高了材料的塑性。

本实施例的刮挤复合精冲方法，包括以下步骤：

A.对工件6整个轮廓进行冲裁加工，在要求高精度的局部轮廓面预留加工余量；

B.在压力机上利用所述刮挤复合精冲模具对所述要求高精度的局部轮廓面进行刮挤复合精整；

本实施例的刮挤复合精冲方法，利用对局部轮廓面进行“精切削和塑性挤压”的原理，促进了金属的塑性变形，能够提高工件6局部轮廓的尺寸加工精度，成形面的形成是通过塑性剪切的方式成为光亮带，并且垂直度高，具有很高的光洁度，本实施例的刮挤复合精冲方法可以使用普通冲压机，模具的加工简单，加工成本低，工件6质量高，便于在冲压行业推广应用。

本实施例中，所述工件6为20钢材料或Q235材料；工件6的加工余量、刮挤复合精冲模具的凸模1斜面5与凸模1侧面之间所夹的锐角、凸模1侧面与凹模2之间单面间隙和圆角刃口4半径对应工件6厚度的参数选择如下表：

该参数表通过大量的数值模拟和物理实验验证，能保证达到全光亮带成形。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种刮挤复合精冲模具，包括凸模、凹模和压料板；其特征在于：所述凸模的刃口为圆角刃口；凸模侧面与圆角刃口衔接处为斜面。

2.根据权利要求1所述的刮挤复合精冲模具，其特征在于：所述斜面与凸模侧面之间所夹的锐角为5°～10°。

3.根据权利要求1所述的刮挤复合精冲模具，其特征在于：所述斜面在凸模轴线上的投影高度与工件厚度相同。

4.根据权利要求1所述的刮挤复合精冲模具，其特征在于：所述圆角刃口半径为0.3mm～0.7mm。

5.根据权利要求1所述的刮挤复合精冲模具，其特征在于：所述凸模侧面与凹模之间单面间隙为0.01mm～0.03mm。

6.一种刮挤复合精冲方法，其特征在于：包括以下步骤：

A.对工件整个轮廓进行冲裁加工，在要求高精度的局部轮廓面预留加工余量；

B.在压力机上利用所述刮挤复合精冲模具对所述局部轮廓面进行刮挤复合精整。

7.根据权利要求6所述的刮挤复合精冲方法，其特征在于：所述工件为20钢材料或Q235材料；工件的加工余量、刮挤复合精冲模具的凸模斜面与凸模侧面之间所夹的锐角、凸模侧面与凹模之间单面间隙和圆角刃口半径对应工件厚度的参数选择如下表：