一种钣金加工的成型模具及其成型方法与流程

本发明涉及钣金加工技术领域，更具体地说，涉及一种钣金加工的成型模具及其成型方法。

背景技术：

在钣金加工过程中，冲孔、折弯和打扁等工序是不可或缺的。而钣金加工是包括传统的切割下料、冲孔加工、弯压成形等方法及工艺参数，又包括各种冷冲压模具结构及工艺参数、各种设备工作原理及操纵方法，还包括新冲压技术及新工艺。

目前，现有的钣金加工工序中所采用的加工模具都是安装加工其中一道工序的加工工具，使得加工模具只能独立完成一道加工工序。例如现有加工模具只是设置用于冲孔的冲头或用于折弯的冲头等，这样在加工连续多道工序时不仅使得加工速度慢和加工效率低，和半成品需不断更换加工工具使得加工操作繁琐复杂；而且由于不断更换加工工具以及每次更换工具均需调整工具的加工位置，导致加工精度大大降低，从而影响钣金加工的质量和后续成品的成型质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种钣金加工的成型模具，在一次钣金加工过程中采用该成型模具可达到连续多道工序同时加工的效果，从而提高钣金加工的速度和加工的精度，进而可保证钣金加工的质量和后续成品的成型质量。本发明还提供一种钣金加工的成型方法，该成型方法可实现钣金连续加工工序的合理排序，不仅可提高钣金加工的效率，而且可降低钣金的加工难度。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种钣金加工的成型模具，其特征在于：包括上模和下模；所述上模包括依次连接的上模固定板、上垫板和上模板；所述下模包括依次连接的下模固定板、下垫板和下模板；所述上模板和下模板设置有用于钣金连续加工工序所用的加工工具，每个加工工具包括凸模和凹模，凸模和凹模按照连续加工工序的顺序分别依次排列在上模板和下模板上，每个加工工具的凸模和凹模在上模板和下模板上的位置相互对应；

所述加工工具按照连续加工工序的顺序分别为三个冲孔加工工具、纵向切断加工工具、冲孔加工工具、纵向折弯加工工具、纵向打扁加工工具、横向切断加工工具、横向折弯加工工具和横向打扁加工工具；

还包括拉料装置，所述拉料装置设置在下模板上，并贯穿于横向切断加工工具、横向折弯加工工具和横向打扁加工工具之间。

在上述方案中，本发明连续每道工序所用的九个加工工具按照加工顺序合理排列分布在模具上，使得模具一次冲压实现连续多道工序同时加工。在使用过程中，通过自动动送料机构将钣金按一定的步距送料，采用本发明的模具连续冲压成型，可实现钣金的自动化生产和自动化加工。由于本发明连续每道工序针对的加工工具的位置和结构均固定的，这样使得模具一次冲压实现连续多道工序同时加工，不仅可加快加工速度和效率，而且钣金在固定步长传送过程中可保证同一道加工工序的工艺参数一致性，从而大大提高加工精度，进而可保证钣金加工的质量和后续成品的成型质量。

另外，本申请连续每道工序所用的九个加工工具按照加工顺序合理排列分布在模具上，不仅可提高钣金加工的效率和速度，而且对钣金的加工顺序合理安排，可大大降低钣金加工的难度和成本。

所述上模板底部还包括用于加工完成后分离钣金和加工工具的上模脱料板；所述上模脱料板套设于三个冲孔加工工具的凸模、纵向切断加工工具的凸模、冲孔加工工具的凸模、纵向折弯加工工具的凸模、纵向打扁加工工具的凸模和横向切断加工工具的凸模上。

所述下模板端面还包括用于加工完成后分离钣金和加工工具的下模脱料板；所述横向折弯加工工具的凹模和横向打扁加工工具的凹模均设置在下模脱料板上。

加工过程中上模和下模对接后，所述上模脱料板和下模脱料板之间设置有拉料空间；所述拉料空间延长伸入至下模脱料板内部，并与横向折弯加工工具的凹模和横向打扁加工工具的凹模连通；

所述拉料装置包括拉料钩和拉料槽；所述拉料槽开设在下模板端面上并设置在拉料空间中，所述拉料槽从横向切断加工工具的凹模中部开设，并延伸至横向折弯加工工具的凹模和横向打扁加工工具的凹模的下方；所述拉料钩伸出拉料槽，并在拉料槽内运动。

由于钣金经过横向切断加工工具加工后，钣金为独立个体，因此需要拉料装置将钣金拉入至横向折弯加工工具的工位进行钣金的横向折弯，以及需要拉料装置将钣金拉入至横向打扁加工工具的工位进行钣金的横向打扁。本发明的拉料装置结构简单，由于其设置在拉料空间中，而且拉料空间与横向折弯加工工具的凹模和横向打扁加工工具的凹模连通，因此只需拉料钩将钣金通过拉料空间拉入至横向折弯加工工具的凹模和横向打扁加工工具的凹模即可实现钣金的横向折弯和横向打扁。

所述纵向折弯加工工具包括设置在上模板上的折长边冲头和设置在下模板上的折长边凹模；所述折长边冲头和折长边凹模均为矩形；所述折长边凹模的两侧长边设置有与其端面呈90°的长折边，折长边冲头下压至折长边凹模时，长折边包覆在折长边冲头的两侧侧面外壁上。

所述纵向打扁加工工具包括设置在上模板上的两个长边打扁冲头和设置在下模板上的长边打扁凹模；两个长边打扁冲头相互平行设置，并且每个长边打扁冲头的底部沿其长度方向设置有台阶结构；所述台阶结构由用于压扁钣金长折边的压扁部和用于理顺长折边边沿的纵向部连接组成，压扁部与纵向部相互垂直连接；

所述长边打扁凹模为矩形，并在与两个长边打扁冲头的相对处开设长边打扁凹槽。

所述横向折弯加工工具包括设置在上模板上的两个折短边冲头和设置在下模脱料板上的折短边凹模；两个折短边冲头均为矩形并两者相互平行设置；所述折短边凹模为矩形，其两侧短边设置有与其端面呈90°的短折边，两个折短边冲头下压至折短边凹模时，短折边包覆在两个折短边冲头的侧面外壁上。

一种钣金加工的成型方法，其特征在于：按照钣金连续加工工序依次排序包括三个冲孔加工工序、纵向切断加工工序、冲孔加工工序、纵向折弯加工工序、纵向打扁加工工序、横向切断加工工序、横向折弯加工工序和横向打扁加工工序；

每道加工工序对应设置加工工具；每个加工工具包括凸模和凹模，将凸模和凹模按照连续加工工序的顺序分别依次排列在模具的上模板和下模板上，每个加工工具的凸模和凹模在上模板和下模板上的位置相互对应，以实现模具一次冲压实现连续多道工序同时加工。

在上述方案中，钣金按照九道工序的顺序进行加工，在实际生产过程中，该九道工序是可以互换的，但是本申请采用这种优选的加工顺序，使得九道加工工序的顺序合理安排，不仅可提高钣金加工的效率，而且可降低钣金的加工难度。

在横向切断加工工序和横向折弯加工工序之间，以及在横向折弯加工工序和横向打扁加工工序之间还包括拉料工序；所述拉料工序是指：将经过横向切断加工工序得到的钣金通过拉料钩在拉料槽运动的方式拉至横向折弯加工工序的工位上，以实现钣金的横向折弯加工；以及将经过横向折弯加工工序得到的钣金通过拉料钩在拉料槽运动的方式拉至横向打扁加工工序的工位上，以实现钣金的横向打扁加工。

所述纵向折弯加工工序是指：设置矩形状的折长边冲头和折长边凹模，并在折长边凹模的两侧长边设置有与其端面呈90°的长折边；将经过冲孔加工工序得到的钣金通过在折长边冲头和折长边凹模之间进行冲压，使得长折边将钣金的长边包覆在折长边冲头的两侧侧面外壁上以实现钣金的长边90°折弯；

所述纵向打扁加工工序是指：设置两个相互平行的长边打扁冲头和矩形状的长边打扁凹模；在每个长边打扁冲头的底部沿其长度方向设置台阶结构，所述台阶结构由用于压扁钣金长折边的压扁部和用于理顺长折边边沿的纵向部连接组成，压扁部与纵向部相互垂直连接；在长边打扁凹模与两个长边打扁冲头的相对处开设长边打扁凹槽；将经过纵向折弯加工工序得到的钣金通过在长边打扁冲头和长边打扁凹模之间进行冲压，使得压扁部将钣金的长折边在长边打扁凹槽内进行压扁以及纵向部理顺钣金的长折边边沿，以实现钣金的长折边打扁；

所述横向折弯加工工序是指：设置两个相互平行的折短边冲头和矩形状的折短边凹模，并在折短边凹模的两侧短边设置有与其端面呈90°的短折边；将经过横向切断加工工序得到的钣金通过在折短边冲头和折短边凹模之间进行冲压，使得短折边将钣金的短边包覆在两个折短边冲头的侧面外壁上以实现钣金的短边90°折弯。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：

1、在一次钣金加工过程中采用本发明的成型模具可达到连续多道工序同时加工的效果，从而提高钣金加工的速度和加工的精度，进而可保证钣金加工的质量和后续成品的成型质量。

2、本发明钣金加工的成型方法可实现钣金连续加工工序的合理排序，不仅可提高钣金加工的效率，而且可降低钣金的加工难度。

附图说明

图1是本发明钣金加工的成型模具示意图；

图2是本发明通过成型模具进行钣金加工的示意图；

图3是本发明成型模具中纵向折弯加工工具的示意图；

图4是本发明成型模具中纵向折弯加工工具冲压时的示意图；

图5是本发明成型模具中纵向打扁加工工具的示意图；

图6是本发明成型模具中横向折弯加工工具的示意图；

图7是本发明成型模具中横向折弯加工工具冲压时的示意图；

其中，1为上模，11为上模固定板，12为上垫板，13为上模板，131、132、133和135为上模冲针，134为纵向切断冲头，136为折长边冲头，14为上模脱料板，161为长边打扁冲头，163为切边冲头一，164为切边冲头二，165为折短边冲头，166为短边打扁冲头，18为导套，2为下模，21为下模板，212、213、214和216为冲孔凹模，215为纵向切断凹模，217为折长边凹模，217.1为长折边，218为长边打扁凹模，218.1为长边打扁凹槽，22为下垫板，23为下模固定板，24为下模脱料板，241折短边凹模，243为短边打扁凹模，251为切边凹模一，252为切边凹模二，27为导柱，3为支撑座，31为支撑座一，32为支撑座二，4为拉料空间，5为拉料钩，6为拉料槽，7为钣金长折边、8压扁部、9为纵向部、10为钣金。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例

如图1至图7所示，本发明一种钣金加工的成型模具包括上模1和下模2；该上模1包括依次连接的上模固定板11、上垫板12和上模板13，下模2包括依次连接的下模固定板23、下垫板22和下模板21。本发明还包括设置在上模固定板11的导套18和设置在下垫板22上的导柱27，模具冲压时导柱27插入导套18内实现上模1和下模2的导向作用。在下模固定板23底部还设置有支撑座3，该支撑座3包括支撑座一31和支撑座二32，支撑座一31和支撑座二32可缓解模具冲压时的压力。

本发明的上模板13和下模板21设置有用于钣金10连续加工工序所用的加工工具，每个加工工具包括凸模和凹模，凸模和凹模按照连续加工工序的顺序分别依次排列在上模板13和下模板21上，每个加工工具的凸模和凹模在上模板13和下模板21上的位置相互对应。而加工工具按照连续加工工序的顺序分别为三个冲孔加工工具、纵向切断加工工具、冲孔加工工具、纵向折弯加工工具、纵向打扁加工工具、横向切断加工工具、横向折弯加工工具和横向打扁加工工具。本发明的模具还包括拉料装置，该拉料装置设置在下模板21上，并贯穿于横向切断加工工具、横向折弯加工工具和横向打扁加工工具之间。

本发明上模板13底部还包括用于加工完成后分离钣金10和加工工具的上模脱料板14，上模脱料板14套设于三个冲孔加工工具的凸模、纵向切断加工工具的凸模、冲孔加工工具的凸模、纵向折弯加工工具的凸模、纵向打扁加工工具的凸模和横向切断加工工具的凸模上。下模板21端面还包括用于加工完成后分离钣金10和加工工具的下模脱料板24，横向折弯加工工具的凹模和横向打扁加工工具的凹模均设置在下模脱料板24上。

加工过程中上模1和下模2对接后，上模脱料板14和下模脱料板24之间设置有拉料空间4，该拉料空间4延长伸入至下模脱料板24内部，并与横向折弯加工工具的凹模和横向打扁加工工具的凹模连通。而拉料装置包括拉料钩5和拉料槽6，拉料槽6开设在下模板21端面上并设置在拉料空间4中，拉料槽6从横向切断加工工具的凹模中部开设，并延伸至横向折弯加工工具的凹模和横向打扁加工工具的凹模的下方；拉料钩5伸出拉料槽6，并在拉料槽6内运动。

本发明的冲孔加工工具包括作为凸模的上模冲针131、132、133和135，以及作为凹模的冲孔凹模212、213、214和216。纵向切断加工工具包括作为凸模的纵向切断冲头134和作为凹模的纵向切断凹模215。横向切断加工工具包括作为凸模的切边冲头一163和切边冲头二164，以及作为凹模的切边凹模一251和切边凹模二252；切边冲头一163和切边冲头二164两者相互平行设置，切边凹模一251和切边凹模二252两者相互平行设置。横向打扁加工工具包括作为凸模的两个相互平行的短边打扁冲头166，以及作为凹模的两个相互平行的短边打扁凹模243。

本发明的纵向折弯加工工具包括设置在上模板13上的折长边冲头136和设置在下模板21上的折长边凹模217，折长边冲头136和折长边凹模217均为矩形，折长边凹模217的两侧长边设置有与其端面呈90°的长折边217.1，折长边冲头136下压至折长边凹模217时，长折边217.1包覆在折长边冲头136的两侧侧面外壁上。

纵向打扁加工工具包括设置在上模板13上的两个长边打扁冲头161和设置在下模板21上的长边打扁凹模218；两个长边打扁冲头161相互平行设置，并且每个长边打扁冲头161的底部沿其长度方向设置有台阶结构，该台阶结构由用于压扁钣金长折边7的压扁部8和用于理顺钣金长折边7边沿的纵向部9连接组成，压扁部8与纵向部9相互垂直连接。该长边打扁凹模218为矩形，并在与两个长边打扁冲头161的相对处开设长边打扁凹槽218.1。

横向折弯加工工具包括设置在上模板13上的两个折短边冲头165和设置在下模脱料板24上的折短边凹模241，两个折短边冲头165均为矩形并两者相互平行设置；折短边凹模241为矩形，其两侧短边设置有与其端面呈90°的短折边241.1，两个折短边冲头165下压至折短边凹模241时，短折边241.1包覆在两个折短边冲头165的侧面外壁上。

本发明一种钣金加工的成型方法是这样的：按照钣金10连续加工工序依次排序包括三个冲孔加工工序、纵向切断加工工序、冲孔加工工序、纵向折弯加工工序、纵向打扁加工工序、横向切断加工工序、横向折弯加工工序和横向打扁加工工序；

每道加工工序对应设置加工工具；每个加工工具包括凸模和凹模，将凸模和凹模按照连续加工工序的顺序分别依次排列在模具的上模板13和下模板上21，每个加工工具的凸模和凹模在上模板13和下模板21上的位置相互对应，以实现模具一次冲压实现连续多道工序同时加工。

在横向切断加工工序和横向折弯加工工序之间，以及在横向折弯加工工序和横向打扁加工工序之间还包括拉料工序，该拉料工序是指：将经过横向切断加工工序得到的钣金10通过拉料钩5在拉料槽6运动的方式拉至横向折弯加工工序的工位上，以实现钣金10的横向折弯加工；以及将经过横向折弯加工工序得到的钣金10通过拉料钩5在拉料槽6运动的方式拉至横向打扁加工工序的工位上，以实现钣金10的横向打扁加工。

其中，纵向折弯加工工序是指：设置矩形状的折长边冲头136和折长边凹模217，并在折长边凹模217的两侧长边设置有与其端面呈90°的长折边217.1；将经过冲孔加工工序得到的钣金10通过在折长边冲头136和折长边凹模217之间进行冲压，使得长折边217.1将钣金10的长边包覆在折长边冲头136的两侧侧面外壁上以实现钣金10的长边90°折弯。

纵向打扁加工工序是指：设置两个相互平行的长边打扁冲头161和矩形状的长边打扁凹模218；在每个长边打扁冲头161的底部沿其长度方向设置台阶结构。该台阶结构由用于压扁钣金长折边7的压扁部8和用于理顺钣金长折边7边沿的纵向部9连接组成，压扁部8与纵向部9相互垂直连接；在长边打扁凹模218与两个长边打扁冲头161的相对处开设长边打扁凹槽218.1；将经过纵向折弯加工工序得到的钣金10通过在长边打扁冲头161和长边打扁凹模218之间进行冲压，使得压扁部8将钣金长折边7在长边打扁凹槽218.1内进行压扁以及纵向部9理顺钣金长折边7边沿，以实现钣金长折边7的打扁。

横向折弯加工工序是指：设置两个相互平行的折短边冲头165和矩形状的折短边凹模241，并在折短边凹模241的两侧短边设置有与其端面呈90°的短折边241.1；将经过横向切断加工工序得到的钣金10通过在折短边冲头165和折短边凹模241之间进行冲压，使得短折边241.1将钣金10的短边包覆在两个折短边冲头165的侧面外壁上以实现钣金10的短边90°折弯。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。