专利名称：：金属板材冲孔装置的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及板材的测试设备，更具体地说是一种金属板材冲孔装置。
背景技术：
：随着先进高强钢铁材料如双相钢(DP)、相变增塑钢(TRIP)与铝镁合金材料在汽车轻量化设计中所占的比重日益增强，以及辊压成形等先进加工工艺的广泛应用，准确表征与评价高强钢材料的加工成形特性已成为钢铁冶金企业与下游汽车制造企业共同关注的课题。由于高强钢普遍存在较强的内应力状态，使用过程中的剪切、冲裁与材料固有的回弹作用会加剧冲剪边缘部位的损伤与局部加工硬化的产生，在后续的冲压成形过程中特别是在受拉变形时，这些部位会过早地产生裂纹而导致破坏。因此，建立并准确实施扩孔试验是评价高强板钢成形性能的有效手段，而在钢板上制备符合标准要求的初始圆孔，则是扩孔试验的技术关键。扩孔是表征金属板材成形性能的基本试验之一，如图1、图2所示，其中1为试样、2为压边圈、3为凹模、4为锥头凸模、5为冲孔毛剌，使用锥头凸模4对试样1上的冲制圆孔进行扩孔(翻边)试验，并在孔缘(竖缘)发生开裂时检测和计算扩孔(翻边)变形量。通过扩孔试验可以模拟并评价材料在如局域加工硬化造成的部位损伤或裂纹等的不连续状态时所具有的稳态变形能力及翻边成形性。为在实验中尽可能贴近工业实际条件模拟板材在冲、剪、裁作用后留下的不连续特征，如加工硬化以及冲制毛剌等缺陷，GB/T15825.4-2008《金属薄板成形性能与试验方法第4部分扩孔(翻边)试验》(修改采用IS0/TS16630:2003《金属材料-扩孔试验方法》)规定预制在板材上的圆孔需采用机械冲压的方式冲制，而不能采用钻孔、镗孔等方式。此外，标准严格规定了冲制圆孔直径为10mm，以及根据试样厚度所设置的冲孔凸、凹模之间的相对间隙、冲孔模具的制造公差等技术要求。专利号为93217891.X的《薄板冲孔器》由冲杆与冲座构成，冲杆的工作端是上冲头，冲座的工作端是下冲头，冲杆上有定位销，冲座内有定位孔，可在3mm以上厚度的金属或非金属薄板上冲制出直径不小余30mm的孔。冲孔前需事先在板料上钻出小孔，供定位销插入确定冲孔位置，进而冲制出目标孔。因此采用此实用新型需进行两次冲孔过程，工作效率较低，且其技术支持的板料厚度及冲孔的直径无法满足标准提出的0.2-4.0mm/1.2-6mm板料厚度与10mm孔径的要求。专利号为88201084U的《冲孔器》是一种手动冲孔工具，利用冲头、冲模间的配合，以手旋转冲头，将孔冲出。根据技术原理，采用此装置其本质上属于一类慢速钻孔，不符合标准规定的一次冲孔保留毛剌等缺陷的技术要求。专利号为88220812.8的《多用冲孔器》是一种用于金属或非金属薄板打孔的手持式工具，根据杠杆原理并利用曲线运动，将手压力转变为垂直剪切力以达到冲孔的目的。由于此实用新型冲孔作用力来源压轮_穿销_压头的相互作用，穿销起到固定与传递载荷的作用，故此实用新型普遍存在冲孔作用力不高，制孔规格较小的缺陷，只能用于加工①15毫米的金属板(钢厚度低于lmm，铝低于2mm)禾P①18毫米的塑料板(厚度低于5mm)，达不到标准要求的10mm的孔径且厚度l-6mm高强钢板冲孔要求，而且还会出现穿销脱位而压头无法压入钢板的问题。
实用新型内容针对现有技术中存在的针对厚度为0.24.0mm与1.26mm的金属板、条、带料等的扩孔试验没有一种符合国家标准的设备的问题，本实用新型的目的是提供一种金属板材冲孔装置，可在金属板材上快速冲制出符合标准的圆孔。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案—种金属板材冲孔装置，包括上模和设于下方的下模，上模包括冲模、固定板、装配板，冲模上端固定在固定板上，固定板设于装配板底部；下模包括凹模和底座，底座上设有凸台，凹模设于凸台上，并与凸台螺纹配合。所述底座上还设有支架，支架上设有导向板，导向板上设有与凹模对中的导向孔，所述冲模下端穿过导向孔。所述固定板与导向板之间设有保护套。所述保护套包括缓冲块、弹簧，缓冲块设在固定板下方，弹簧设于缓冲块与导向板之间，所述冲模下端依次穿过缓冲块和弹簧。所述凸台上还设有落料孔。在上述技术方案中，本实用新型的一种金属板材冲孔装置，包括上模和设于下方的下模，上模包括冲模、固定板、装配板，冲模上端固定在固定板上，固定板设于装配板底部；下模包括凹模和底座，底座上设有凸台，凹模设于凸台上，并与凸台螺纹配合。通过冲模的上、下运动以及冲模与凹模形成的剪切力，可在金属板材上快速冲制出符合GB/T15825.4-2008标准的圆孔。由于凹模采用螺纹旋转的方式与凸台连接，可以方便的调节凹模的高度，以利于为不同厚度的板料冲制圆？L。本装置可采用手动锤击加载，也可装配在试验机上提供更大载荷的冲压力，适应高强钢板的扩孔试验需要。图1是扩孔(翻边)试验前的示意图；图2是扩孔(翻边)试验后的示意图；图3是本实用新型金属板材冲孔装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。请参阅图3所示，一种金属板材冲孔装置10包括上模11和设于下方的下模12，上模11包括冲模111、固定板114、装配板113，冲模111的上端与固定板114连接固定，固定板114设于装配板113底部。其中冲模111与固定板114可以通过热机械装配的方式紧密装配形成一体，并通过螺栓与固定板114连接。装配板113可通过螺栓连接至试验机压板，也可以作为手动锤击加载的部位。下模12包括凹模122和底座123，底座123上设有凸台1231，凹模122设于凸台1231上，并与凸台1231螺纹配合。凹模122可以采用内有旋转螺纹的圆柱形套筒式设计，与此对应的是，底座本体1232的上方中央设计有外开旋转螺纹的凸台1231。通过螺纹装配与旋转，凹模122可在凸台1231上下调节高度并固定。凹模122上的冲孔内径根据板料的厚度规格按照GB/T15825.4-2008标准加工制造。底座123上还设有支架121，支架121设于底座123的两侧，支架121上设有导向板124，导向板124上设有与凹模122对中的导向孔1241，冲模111下端穿过导向孔1241。导向板124与底座123通过两侧的支架123形成固定式螺栓连接。导向孔1241可以使冲模111上下移动，导向孔1241的孔径比冲模111直径略大，用于工作前对中状态的调节以及冲模111的冲压行程。冲孔时通过调节凹模122高度位置，使板料被凹模122上表面与导向板124的下表面压紧，防止冲孔过程中板料受中央剪切力作用翘曲。固定板114与导向板124之间设有保护套13，保护套13包括为可变形塑胶的缓冲块131、弹簧132，缓冲块131设在固定板114下方，弹簧132设于缓冲块131与导向板124之间，所述冲模111下端依次穿过缓冲块131和弹簧132，这样的话可以起到平衡加载与保护作用，避免了冲孔装置10过载毁损并便于冲孔落料后上模11回程归位。在底座123中央处设有落料孔1233，便于冲孔后小圆片落料移出。底座123下方通过螺栓还固定连接有垫块125，可以对整个装置起到缓冲和防止撞击的作用。使用时，由冲模111，固定板114，装配板113构成的上模11通过装配螺栓固定在压力机压板上，由导向板124、底座123、支架121、两侧垫块125构成的下模12水平放置在压力机底座上，调整下模12位置使得冲模111能够在导向板124中央导向孔1241内无阻力移动，并以此确定工作位置。实际冲压前，将由缓冲块131与弹簧132构成的保护套13包围在冲模111周围。将板料放置在凹模122上，旋转凹模122使其在底座123中央凸台1231上移动并与导向板124下表面接触并压紧板料。启动压力机使压板下移，冲模111经过导向孔1241接触凹模122上的金属板料，并在冲模111与凹模122相互剪切作用下完成冲孔，落料经过凹模122与底座123中央落料孔1233落出，冲模11在压力机压板与弹簧132的平衡作用下回程归位。根据板料厚度并按照GB/T15825.4-2008标准，并经过多次反复的试验，设计凹模122时可供选择的一组最佳实施例如表1所示。表1单位为mm5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本
技术领域：
中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。权利要求一种金属板材冲孔装置，其特征在于，包括上模和设于下方的下模，上模包括冲模、固定板、装配板，冲模上端固定在固定板上，固定板设于装配板底部；下模包括凹模和底座，底座上设有凸台，凹模设于凸台上，并与凸台螺纹配合。2.如权利要求l所述的冲孔装置，其特征在于所述底座上还设有支架，支架上设有导向板，导向板上设有与凹模对中的导向孔，所述冲模下端穿过导向孔。3.如权利要求2所述的冲孔装置，其特征在于所述固定板与导向板之间设有保护套。4.如权利要求3所述的冲孔装置，其特征在于所述保护套包括缓冲块、弹簧，缓冲块设在固定板下方，弹簧设于缓冲块与导向板之间，所述冲模下端依次穿过缓冲块和弹簧。5.如权利要求1所述的冲孔装置，其特征在于所述凸台上还设有落料孔。6.如权利要求1所述的冲孔装置，其特征在于所述底座下方还设有垫块。专利摘要本实用新型公开了一种金属板材冲孔装置，包括上模和设于下方的下模，上模包括冲模、固定板、装配板，冲模上端固定在固定板上，固定板设于装配板底部；下模包括凹模和底座，底座上设有凸台，凹模设于凸台上，并与凸台螺纹配合。通过冲模的上、下运动以及冲模与凹模形成的剪切力，可在金属板材上快速冲制出符合GB/T15825.4-2008标准的圆孔。由于凹模采用螺纹旋转的方式与凸台连接，可以方便的调节凹模的高度，以利于为不同厚度的板料冲制圆孔。本装置可采用手动锤击加载，也可装配在试验机上提供更大载荷的冲压力，适应高强钢板的扩孔试验需要。文档编号B21D28/34GK201537655SQ20092021080公开日2010年8月4日申请日期2009年10月15日优先权日2009年10月15日发明者丁富连,方健,魏毅静申请人:宝山钢铁股份有限公司