CN113894203B - 一种冲孔工装以及冲压冲孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲孔工装以及冲压冲孔方法，该冲孔工装包括上基体、底座、第一导向结构、凸模、凹模套以及设置在上基体上的冲头，其中：底座上设置有导向斜面，凸模与导向斜面滑动配合；凹模套设置在凸模上，且凹模套与冲头匹配；第一导向结构包括匹配的导柱和导套，导柱和导套其中一个设置在上基体上，另一个设置在凸模上，且上基体沿冲压方向运动设定距离后，使凸模沿导向斜面运动至导柱和导套套装对接。本发明可以避免干涉零件的取件放件，可以实现冲压过程中的冲孔。同时增设导向斜面和第一导向结构，保证了凸模的运行精度，避免在出现定位偏差，可保证在活动部件上冲孔的精度和稳定性。

Description

一种冲孔工装以及冲压冲孔方法

技术领域

本发明涉及冲压冲孔技术领域，具体涉及一种冲孔工装以及冲压冲孔方法。

背景技术

在冲压工艺中，存在负角冲孔的情况，为保证冲压生产时零件取件和放件与下模冲孔结构无干涉，传统冲压工艺方案此孔只能在零件侧壁形状未出来之前先行冲出，然后再进行负角侧壁整形。但采用冲孔后再整形的方案时，孔距整形区域较近，且整形时板料变形量大，会导致在已冲出的孔在斜楔整形的过程中产生变形，孔的位置和形状均无法保证，影响安装精度。

所以为保证冲孔精度，冲压必须要先整形后冲孔，但因冲孔附近零件的侧壁面为负角，冲头和凹模套会干涉，且现有的冲孔模具和工艺方法导向精度很低，通常用于翻边和整形工序内容，无法满足冲孔的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种冲孔工装以及冲压冲孔方法，避免了冲孔干涉，同时保证了凸模的运行精度以及冲孔的精度和稳定性。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种冲孔工装，包括上基体、底座、第一导向结构、凸模、凹模套以及设置在所述上基体上的冲头，其中：所述底座上设置有导向斜面，所述凸模与所述导向斜面滑动配合；所述凹模套设置在所述凸模上，且所述凹模套与所述冲头匹配；所述第一导向结构包括匹配的导柱和导套，所述导柱和所述导套其中一个设置在所述上基体上，另一个设置在所述凸模上，且所述上基体沿冲压方向运动设定距离后，使所述凸模沿所述导向斜面运动至所述导柱和所述导套套装对接。

进一步地，所述凸模上设置有与所述导向斜面匹配的安装斜面，以使所述凸模的运动方向具有平行于所述冲压方向的投影分量。

进一步地，所述底座和所述凸模之间设置有分别与所述底座和所述凸模连接的两个导板，所述两个导板相对且接触的两个面分别构成所述安装斜面和所述导向斜面；所述导向斜面上设置有匹配的第二导向结构。

进一步地，所述第二导向结构包括凸台和嵌槽；所述凸台和所述嵌槽的截面均呈V型。

进一步地，所述冲孔工装还包括设置在所述上基体上的插刀，所述插刀具有第一驱动斜面，所述凸模上设置有用于与所述第一驱动斜面配合的第二驱动斜面。

进一步地，所述冲孔工装还包括用于放置待冲孔零件的盖板以及用于固定所述待冲孔零件的正压料板；所述盖板设置在所述底座上，所述正压料板滑动设置在所述上基体上。

进一步地，所述导套和所述导柱的轴向设置为平行于所述冲压方向。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种冲压冲孔方法，基于上述的冲孔工装实施，包括以下几个步骤：

将所述待冲孔零件放置在所述底座上；

控制所述上基体沿所述冲压方向移动第一设定距离，以使所述凸模沿所述导向斜面移动至第一设定位置，且所述导柱和所述导套对接；

控制所述上基体沿所述冲压方向移动第二设定距离，以使所述冲头到达与所述凹模套对应的预对位位置；

控制所述冲头对所述待冲孔零件进行冲孔。

进一步地，所述控制冲头对所述待冲孔零件进行冲孔之前，所述冲压冲孔方法还包括：控制安装于所述上基体上的斜楔压料板沿冲孔方向运动并压紧所述待冲孔零件。

进一步地，所述控制所述上基体沿所述冲压方向继续移动至第二设定距离之前，所述冲压冲孔方法还包括：控制安装于所述上基体上的正压料板压紧所述待冲孔零件。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种冲孔工装，包括上基体、底座、第一导向结构、凸模、凹模套以及设置在上基体上的冲头，其中：底座上设置有导向斜面，凸模与导向斜面滑动配合，由于导向斜面的存在，凸模在向设定方向运动时，受到自身重力分力的作用，保证凸模运动的平稳和精确。凹模套设置在凸模上，且凹模套与冲头匹配，凹模套随凸模活动设置在底座上，通过凸模的运动退让可以避免干涉零件的取件放件，可以实现冲压过程中的冲孔。第一导向结构包括匹配的导柱和导套，导柱和导套其中一个设置在上基体上，另一个设置在凸模上，且上基体沿冲压方向运动设定距离后，使凸模沿导向斜面运动至导柱和导套套装对接，而后上基体和凸模在第一导向结构的作用下，继续相对运动，准确控制凸模的位置，保证冲孔前凸模精准定位。

相比现有技术中的水平导向，本发明增设了导向斜面和第一导向结构，由于导向斜面和第一导向结构的精度均较高，基于所增加的上述2种导向措施后，保证了凸模的运行精度，避免在出现定位偏差，可保证在活动部件上冲孔的精度和稳定性。

基于同样的发明构思，本发明提供的一种冲压冲孔方法，基于上述的冲孔工装实施，包括以下几个步骤：

将待冲孔零件放置在底座上，由于凸模活动设置，所以可以通过在取放件时操作凸模，以避免干涉零件的放件取件。

控制上基体沿冲压方向移动第一设定距离，以使凸模沿导向斜面移动至第一设定位置，且导柱和导套对接；凸模在上基体和导向斜面的共同作用下移动，相比现有技术中的水平导向，本发明通过斜面保证了凸模的运行精度，避免在出现定位偏差，导致冲孔的精度误差。

控制上基体沿冲压方向继续移动第二设定距离，以使冲头到达与凹模套对应的预对位位置，并控制冲头沿冲孔方向运动进行冲孔，在此运行期间，导柱和导套形成的第一导向结构对凸模在底座上的位置进行精准定位，保证了冲头与凹模套的准确对位，通过第一导向结构和导向斜面对凸模的最终定位进行双重保障，基于所增加的上述2种导向措施后，可保证在活动部件上冲孔的精度和稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的冲孔工装的工序一的示意图；

图2为图1的冲孔工装的工序二的示意图；

图3为图1的冲孔工装的工序三的示意图；

图4为图1的冲孔工装的工序四的示意图。

附图标记：1-正压料板；2-导柱；3-插刀；4-导套；5-凸模；6-上V型导板；7-下V型导板；8-盖板；9-凹模套；10-冲头；11-驱动座；12-斜楔压料板；13-斜楔滑块；14-上基体；15-底座。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

为了解决现有技术中负角冲孔工艺复杂、精度不高的技术问题，本发明提供了一种冲孔工装以及冲压冲孔方法实现冲压工艺中负角冲孔，且冲孔精度高。下面通过2个实施例对本发明的内容进行详细介绍：

实施例1

如图1-图4所示，本实施例提供了一种冲孔工装，包括上基体14、底座15、第一导向结构、凸模5、凹模套9以及设置在上基体14上的冲头10，其中：底座15上设置有导向斜面，凸模5与导向斜面滑动配合，由于导向斜面的存在，凸模5在向设定方向运动时，受到自身重力分力的作用，保证凸模5运动的平稳和精确。凹模套9设置在凸模5上，且凹模套9与冲头10匹配，凹模套9随凸模5活动设置在底座15上，通过凸模5的运动退让可以避免干涉零件的取件放件，可以实现冲压过程中的冲孔。第一导向结构包括匹配的导柱2和导套4，导柱2和导套4其中一个设置在上基体14上，另一个设置在凸模5上，且上基体14沿冲压方向运动设定距离后，使凸模5沿导向斜面运动至导柱2和导套4套装对接，而后上基体14和凸模5在第一导向结构的作用下，继续相对运动，准确控制凸模5的位置，保证冲孔前凸模5精准定位。

相比现有技术中的水平导向，本发明增设了导向斜面和第一导向结构，由于导向斜面和第一导向结构的精度均非常高，巧妙的增加2种导向措施后，保证了凸模5的运行精度，避免在出现定位偏差，可保证在活动部件上冲孔的精度和稳定性。

为了便于凸模5在导向斜面上滑动，本实施例中，凸模5上设置有与导向斜面匹配的安装斜面，以使凸模5的运动方向具有平行于冲压方向的投影分量，以使凸模5可在上基体14的驱动下沿导向斜面运动。

本发明对安装斜面和导向斜面不做具体限定，可以由凸模5和底座15的一个面构成，也可以在凸模5和底座15上增设单独的斜面。为了减小相对运动对凸模5和底座15的磨损，本实施例中，底座15和凸模5之间设置有分别与底座15和凸模5连接的两个导板，两个导板相对且接触的两个面分别构成安装斜面和导向斜面；导向斜面上设置有匹配的第二导向结构。凸模5通过安装斜面设置在导向斜面上，且导向斜面上设置有第二导向结构，以使凸模5沿导向斜面运动，避免路线的偏移，安装好的凸模5的上表面平行于水平面，导柱2或导套4设置简单，避免角度偏差导致的导柱2和导套4对位不精准的技术问题。

本发明对凸模5的结构形状不做限定，比如挡构成安装斜面的导板为三角板时，凸模5可以呈立方体，不用特意加工出斜面。本实施例中，构成安装斜面的导板为平板，凸模5为具有缺角的立方体，以与安装斜面连接，同时便于设置导套4或凸模5。

为了对凸模5的移动路线进行限制，本实施例中，第二导向结构包括凸台和嵌槽，本发明对凸台和嵌槽的形状结构不做限定，只要保证嵌合后实现导向作用即可，比如可采用燕尾槽结构。为了进一步保证定位导向精度，本实施例中，凸台和嵌槽的截面均呈V型，以构成设置在凸模5上的上V型导板6以及设置在底座15上的下V型导板7。

为了将上基体14沿冲压方向的运动转换为凸模5沿导向斜面的运动，本实施例中，冲孔工装还包括设置在上基体14上、用于驱动凸模5的插刀3，插刀3具有第一驱动斜面，凸模5上设置有用于与第一驱动斜面配合的第二驱动斜面。需要说明的是，第一驱动斜面、第二驱动斜面以及导向斜面的倾斜方向不一定要平行，即不一定要相同，只需要保证倾斜朝向相同即可。

为了实现凸模5回位状态下的限位，避免凸模5在重力作用下脱离底座15的导向斜面，本实施例中，导向斜面沿凸模5的运动方向的两端极限位置设置有限位部。

在正压料板1压紧待冲孔零件之前，为了放置零件，对本实施例中，还包括用于放置待冲孔零件的盖板8，盖板8固定设置在底座15上，且靠近凸模5的上表面设置，凸模5各凹模套9沿导向斜面运动时，也贴合盖板8的底面运动。

为了对待冲孔零件进行一个定位固定，避免冲孔时因震动等因素导致的冲孔偏差，本实施例中，冲孔工装还包括用于固定冲压零件的正压料板1，正压料板1活动设置在上基体14上，本发明对正压料板1的具体设置不做限定，只要满足在冲孔前压紧零件即可，本实施例中，在凸模5处于回位状态至导向对接结构完成对位过程中，正压料板1随上基体14下行，当导向对接结构完成对接时，正压料板1压紧零件，此后正压料板1不再随上基体14继续下移。

为了进一步保证冲孔精度，本实施例中，冲孔工装还包括用于安装冲头10的斜楔压料板12，斜楔压料板12滑动安装在上基体14上，且斜楔压料板12可控制地沿冲头10的冲孔方向滑动，在冲头10到达预对位位置后、冲头10冲孔之前，沿冲孔方向斜楔压料板12以及冲头10与凹模套9之间均存在距离，斜楔压料板12带动冲头10沿冲孔方向运动，至斜楔压料板12在冲孔方向压紧零件，通过对零件两个方位上的双重压紧保证了冲孔精度。

为了对冲头10以及斜楔压料板12进行定位，保证预对位位置的精度，本实施例中，冲孔工装还包括设置在上基体14上的斜楔滑块13以及设置在底座15上的驱动座11，斜楔压料板12活动设置在斜楔滑块13上，斜楔滑块13具有与驱动座11的对接斜面匹配的第三斜面，当第三斜面与驱动座11接触时，冲头10恰好到达预对位位置，保证对位精度，避免冲头10与凹模套9之间的误差。

本发明对导套4和导柱2的设置不做限定，只要分别设置在上基体14和底座15上即可。为了便于计算距离，简化工装的使用，本实施例中，导套4和导柱2的轴向设置为平行于冲压方向，使得导柱2和导套4对接后，导柱2和导套4在导向的同时保持凸模5在底座15上的位置不再变化。

本发明对上基体14的运动方向不做具体限制，可以与冲压方向相同或不同，为了简化结构的设计，本实施例中，上基体14的运动方向与冲压方向一致。本发明对上基体14的运动方向不做具体限定，优选地，导套4和导柱2需要平行于插刀3设置，以保证在导向斜面和第一导向结构的双重导向下的精准定位。本实施例中，上基体14沿竖直方向运动，即上基体14的运动方向以及冲压方向均为竖直方向；导柱2和正压料板1垂直设置在上基体14上，导套4垂直设置在凸模5的上表面。当凸模5处于回位状态时，导套4和导柱2错位，插刀3随上基体14下移，插刀3的驱动斜面推动凸模5在导向斜面上沿右上角运动，当插刀3和凸模5的驱动斜面，导套4和导柱2恰好对接成功，上基体14带着冲头10继续下移，到达预设的冲头10的预对位位置，此时冲头10与凹模套9共轴线，且冲头10此时的轴向方向即为冲孔方向。

相比现有技术，本发明通过将凸模5活动设置在底座15上，通过凸模5运动可以避免干涉零件的取件放件，可以实现冲压过程中的冲孔。同时增设导向斜面和第一导向结构，由于导向斜面和导向结构的精度均非常高，通过增加的上述2种导向措施后，保证了凸模5的运行精度，避免在出现定位偏差，可保证在活动部件上冲孔的精度和稳定性。

实施例2

基于同样的发明构思，本发明提供的一种冲压冲孔方法，基于上述的冲孔工装实施，包括以下几个步骤：

将待冲孔零件放置在底座15上，具体地，待冲孔零件放置在固定设置在底座15上的盖板8上，由于凸模5活动设置，所以可以通过在取放件时操作凸模5，以避免干涉零件的放件取件。

控制上基体14沿冲压方向移动第一设定距离，以使凸模5沿导向斜面移动至第一设定位置，且导柱2和导套4对接；凸模5在上基体14和导向斜面的共同作用下移动，相比现有技术中的水平导向，本发明通过斜面保证了凸模5的运行精度，避免在出现定位偏差，导致冲孔的精度误差。

控制上基体14沿冲压方向移动第二设定距离，以使冲头10到达与凹模套9对应的预对位位置，此时冲头10与凹模套9对位。

控制冲头10对待冲孔零件进行冲孔，在上基体14运动第二设定距离至冲孔期间，导柱2和导套4形成的第一导向结构对凸模5在底座15上的位置进行精准定位，保证了冲头10与凹模套9的准确对位，通过第一导向结构和导向斜面对凸模5的最终定位进行双重保障，巧妙的增加2种导向后，可保证在活动部件上冲孔的精度和稳定性。

为了进一步保证冲孔精度，本实施例中，控制冲头10对待冲孔零件进行冲孔之前，冲压冲孔方法还包括：控制安装于上基体14上的斜楔压料板12沿冲孔方向运动并压紧待冲孔零件。本实施例中，冲头10与凹模套9在预对位位置时，冲头10和凹模套9之间还预留有一定间距，避免发生碰撞，冲头10设置在斜楔压料板12上，冲头10随斜楔压料板12运动至斜楔压料板12在冲孔方向压紧零件。

为了在斜楔压料板12压紧零件之前，避免因震动等因素导致的零件位置偏移、冲孔精度低的问题，本实施例中，在控制上基体14沿冲压方向继续移动至第二设定距离之前，冲压冲孔方法还包括：控制安装于上基体14上的正压料板1将待冲孔零件压紧在盖板8上。

应用实例

该应用实例中，冲压方向与上基体14的运动方向相同，均垂直水平面，插刀3、导柱2和导套4的轴向均沿竖直方向，导柱2和导套4对接完成后形成的第一导向结构保证凸模5与插刀3间的距离固定不变，将凸模5定位在第一设定位置，保证了冲孔精度。具体的工艺过程如下：

工序一：模具打开，底座15上活动设置的凸模5处于回位状态，将零件投放至盖板8上(见图1)。

工序二：零件放置到位后，上基体14下行，上基体14上的插刀3随着上基体14一起下行，当插刀3与凸模5之间的驱动斜面接触后，凸模5开始沿着上V型导板6和下V型导板7的导向方向运动(见图2)。

工序三：插刀3继续下行至到底前30mm时，凸模5在其驱动下沿着上V型导板6和下V型导板7运动到位，上基体14的导开始与凸模5上的导套4进行精确导向，同时正压料板1下行压住零件(见图3)。

工序四：导柱2与导套4继续对上基体14下行导向25mm，冲头10到达预对位位置，斜楔压料板12伸出压住板料，冲头10开始冲孔，直至运动完成(见图4)。

通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

1)本发明提供了一种可保证冲孔精度的冲孔工装，凸模活动设置在底座上，将凹模套安装在活动凸模上进行冲孔，冲孔时活动凸模带着凹模套到达工作状态进行冲孔；取件、放件时，活动凸模处于回退状态，避免与零件干涉。同时可以有效解决在冲压冲孔时活动凸模上冲孔精度差的问题，避免了在焊装冲孔时的车间工位面积需求和工装投资。在提高冲孔精度的同时又降低了工装成本，值得推广。

2)本发明提供的冲孔工装，凸模在上基体和导向斜面的共同作用下移动，相比现有技术中的水平导向，本发明通过将凸模活动设置在底座上，通过凸模运动可以避免干涉零件的取件放件，可以实现冲压过程中的冲孔。同时增设导向斜面和第一导向结构，由于导向斜面和导向结构的精度均非常高，通过上述2种高精度的导向措施，保证了凸模的运行精度，避免在出现定位偏差，可保证在活动部件上冲孔的精度和稳定性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种冲孔工装，其特征在于，包括上基体、底座、第一导向结构、凸模、凹模套以及设置在所述上基体上的冲头，其中：所述底座上设置有导向斜面，所述凸模与所述导向斜面滑动配合；所述凹模套设置在所述凸模上，且所述凹模套与所述冲头匹配；所述第一导向结构包括匹配的导柱和导套，所述导柱和所述导套其中一个设置在所述上基体上，另一个设置在所述凸模上，且所述上基体沿冲压方向运动设定距离后，使所述凸模沿所述导向斜面运动至所述导柱和所述导套套装对接；所述凸模上设置有与所述导向斜面匹配的安装斜面，以使所述凸模的运动方向具有平行于所述冲压方向的投影分量；所述底座和所述凸模之间设置有分别与所述底座和所述凸模连接的两个导板，所述两个导板相对且接触的两个面分别构成所述安装斜面和所述导向斜面；所述导向斜面上设置有匹配的第二导向结构。

2.如权利要求1所述的冲孔工装，其特征在于，所述第二导向结构包括凸台和嵌槽；所述凸台和所述嵌槽的截面均呈V型。

3.如权利要求1所述的冲孔工装，其特征在于，所述冲孔工装还包括设置在所述上基体上的插刀，所述插刀具有第一驱动斜面，所述凸模上设置有用于与所述第一驱动斜面配合的第二驱动斜面。

4.如权利要求1所述的冲孔工装，其特征在于，所述冲孔工装还包括用于放置待冲孔零件的盖板以及用于固定所述待冲孔零件的正压料板；所述盖板设置在所述底座上，所述正压料板滑动设置在所述上基体上。

5.如权利要求1-4中任一项所述的冲孔工装，其特征在于，所述导套和所述导柱的轴向设置为平行于所述冲压方向。

6.一种冲压冲孔方法，其特征在于，基于权利要求1-5中任一项所述的冲孔工装实施，包括以下几个步骤：

将待冲孔零件放置在所述底座上；

控制所述上基体沿所述冲压方向移动第一设定距离，以使所述凸模沿所述导向斜面移动至第一设定位置，且所述导柱和所述导套对接；

控制所述上基体沿所述冲压方向移动第二设定距离，以使所述冲头到达与所述凹模套对应的预对位位置；

控制所述冲头对所述待冲孔零件进行冲孔。

7.如权利要求6所述的冲压冲孔方法，其特征在于，所述控制冲头对所述待冲孔零件进行冲孔之前，所述冲压冲孔方法还包括：控制安装于所述上基体上的斜楔压料板沿冲孔方向运动并压紧所述待冲孔零件。

8.如权利要求6或7所述的冲压冲孔方法，其特征在于，所述控制所述上基体沿所述冲压方向继续移动至第二设定距离之前，所述冲压冲孔方法还包括：控制安装于所述上基体上的正压料板压紧所述待冲孔零件。