法兰边切除方法及切除设备与流程

1.本发明涉及金属加工领域，特别是涉及一种法兰边切除方法及切除设备。


背景技术：

2.现有金属管或金属罐在冲压拉伸后，需要切除开口端连接的料带，目前的裁切方法如图1、图2所示，裁切模具包括下模20’、上模30’及设于所述上模30’内的冲头31’。金属管或金属罐统称为金属工件10’，所述金属工件10在冲压拉升后连接在料带上，所述金属工件10包括筒壁11’及设于所述筒壁11开口端的法兰边12’，所述法兰边12’形成有折弯弧面121’使所述料带以与所述筒壁11垂直方向与所述法兰边12’外侧连接。而后，通过柱形冲头31’向下冲压所述法兰边12’与所述料带连接处，从而切断所述法兰边12’。该方案获取的金属工件10’存在以下问题，由于公差的原因，所述法兰边12’与所述筒壁11’的外侧面之间会存在不平整的台阶结构122’，且所述法兰边12’的折弯弧面121’弧度过大。所述台阶结构122’的消除还需要进行cnc加工或采用打磨的方式，无疑增加了大量的制造成本。


技术实现要素：

3.鉴于此，有必要提供一种法兰边切除方法及切除设备，可以无痕切除与法兰边连接的料带，保证法兰边外观面的光滑。
4.为解决上述技术问题，本申请提供了一种法兰边切除方法，包括如下步骤：s10、冲压成型连接有料带金属工件；所述金属工件包括筒壁、通过所述筒壁围设成的管腔及形成于所述筒壁开口端的法兰边，所述法兰边包括弧形翻折部及形成于所述弧形翻折部外侧的料带连接部，若干所述金属工件通过所述料带连接部连接于所述料带上；s20、将所述金属工件的弧形翻折部冲压成型为板状开口部；所述板状开口部为环形平板结构，内径自下向上逐渐变大；s30、在所述板状开口部与所述筒壁的结合处进行裁切，并在所述筒壁顶部内侧挤压形成呈环形的切口；s40、向下冲挤所述筒壁顶部的切口表面，使所述金属工件向下与所述板状开口部的底部切断。
5.优选地，步骤s20中，是将所述户型翻折部的弧形面通过斜面挤压形成平板结构的板状开口部，所述板状开口部与水平面之间的夹角介于于15
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60度之间。
6.优选地，所述板状开口部与所述水平面之间的夹角为45度。
7.优选地，步骤s30中，所述切口通过冲压裁切，而所述切口并未完全切断所述筒壁与所述板状开口部之间的连接，所述切口外周存在一定的余量连接所述筒壁与所述板状开口部底部。
8.优选地，所述料带连接部所在平面与所述料带处于同一水平面，所述料带连接部是所述管壁的开口端翻折90度形成的，所述料带呈长条状，包括料带主体及自所述料带主体延伸形成的连接于所述料带连接部上的若干连接条，若干所述金属工件均匀排列于所述料带长度方向上并通过料带连接部连接为一体。
9.为解决上述技术问题，本申请还提供了一种法兰边切除设备，包括上模及下模，所
述下模包括沿横向方向设置的第一、第二、第三冲模芯，所述上模包括对应所述第一、第二、第三冲模芯的第一、第二、第三冲头，所述第一冲模芯包括第一冲孔及形成于所述第一冲孔上端内侧的敞口，所述敞口为环形平面结构，所述第一冲头包括与所述敞口仿形的斜台，所述第二冲模芯包括第二冲孔，所述第二冲头包括外径不小于所述第二冲孔内径的裁切台阶，所述第三冲模芯包括自上向下设置的冲切孔与下料孔，所述下料孔的内径大于所述冲切孔的内径，所述第三冲头低端冲入所述冲切孔内。
10.优选地，所述法兰边切除设备用于切除金属工件的法兰边，所述金属工件包括筒壁、通过所述筒壁围设成的管腔及形成于所述筒壁开口端的法兰边，所述法兰边包括弧形翻折部及形成于所述弧形翻折部外侧的料带连接部，若干所述金属工件通过所述料带连接部连接于所述料带上，所述料带拉动所述金属工件依次通过所述第一、第二、第三冲模芯内并被所述第一、第二、第三冲头冲压。
11.优选地，所述第一冲模芯的敞口与所述第一冲头的斜台相互挤压所述弧形翻折部，使所述弧形翻折部被挤压成平板状的板状开口部，所述板状开口部为平板结构且与水平面之间的夹角介于15
‑
60度之间。
12.优选地，所述筒壁与所述板状开口部的连接处内壁面被所述第二冲模芯与所述第二冲头的裁切台阶挤压形成一个环形切口，所述第二冲头还包括第二冲头主体、第二冲头冲入部、位于所述第二冲头冲入部之间的裁切部及形成于所述第二冲头主体与所述裁切部之间的避让部，所述第二冲头主体的外径大于所述裁切部的外径，所述裁切部的外径大于所述第二冲头冲入部的外径，所述裁切台阶形成于所述裁切部底面外周。
13.优选地，所述筒壁顶端的环形切口表面被所述第三冲头底部向下挤压而与所述板状开口部断裂开完成切除。
14.本申请法兰边切除方法及切除设备通过将金属工件开口端的法兰边的弧形翻折部冲压成板状开口部，再在所述板状开口部的根部冲裁形成切口，最后向下冲击所述金属工件顶部的切口表面而使所述金属工件与法兰边断开脱离；通过此方法裁切获得的金属工件，其开口端的板状开口部为板状结构，使下一步的切口冲裁可以直接作用在所述板状开口部的根部，使获得的金属工件的开口端内侧面几乎无残留的弧形面，且所述金属工件开口端的外侧也不存在台阶结构，获得了良好的产品品质，无需再进行打磨等工艺，节约了成本。
附图说明
15.图1为现有技术法兰边切除设备的剖视图；
16.图2为图1虚线圈的局部放大图；
17.图3为本发明法兰边切除方法的切边步骤示意图；
18.图4为本发明法兰边切除设备的剖视图及其三个局部放大图；
19.图5为本发明法兰边切除设备的冲头组件的正视图。
20.附图中各标号的含义为：金属工件
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10；筒壁
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11；法兰边
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12；弧形翻折部
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121；料带连接部
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122；板状开口部
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123；切口
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124；下模
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20；下模座
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21；下模板
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22；下模芯
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23；落料孔
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24；第一冲模芯
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25；第一冲孔
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251；敞口
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252；第二冲模芯
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26；第二冲孔
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261；第三冲模芯
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27；冲切孔
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272；下料孔
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271；支撑柱
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28；上模
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30；上模板
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31；上模垫板
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32，33；上模
芯
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34；第一冲头
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35；第一冲头主体
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351；第一冲头冲入部
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352；斜台
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353；第二冲头
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36；第二冲头主体
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361；第二冲头冲入部
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362；裁切部
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363；裁切台阶
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364；避让部
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365；第三冲头
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37。
具体实施方式
21.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
24.本申请以图4所示产品方位为本申请的方向设定，即图4的右侧为右方，正对图4后侧为后方，图4上侧为上方。
25.请参照图3所示，本申请法兰边切除方法适用于切除一种金属工件10开口端的法兰边。所述金属工件10为金属罐或金属管状产品，具体地，所述金属工件10呈圆柱形，包括筒壁11、管腔13及设于所述筒壁11开口端的法兰边12。所述金属工件10的两端可以一端是封闭的，也可以两端都是开放的开口。
26.本申请法兰边切除方法包括如下步骤：
27.s10、冲压成型连接有料带40金属工件10；
28.本步骤中，所述金属工件10通过冲压拉伸工艺成型，使所述金属工件10成型所述筒壁11、通过所述筒壁11围设成的管腔13及形成于所述筒壁11开口端的法兰边。所述法兰边12包括拉伸工艺中形成的弧形翻折部121及形成于所述弧形翻折部121外侧的料带连接部122。所述料带连接部122所在平面与所述料带40处于同一水平面，即所述料带连接部122是所述管壁11的开口端翻折90度形成的。所述料带40呈长条状，包括料带主体41及自所述料带主体41延伸形成的连接于所述料带连接部122上的若干连接条42。所述金属工件10均匀排列于所述料带40长度方向上并通过料带连接部122连接为一体。
29.s20、将所述金属工件10的弧形翻折部121冲压成型为板状开口部123；
30.本步骤中，将所述弧形翻折部121被上下冲压打平形成板状开口部123。所述板状开口部123与水平方向的夹角介于15
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60度之间，优选为45度，即使所述板状开口部123与所述筒壁11的结合处出现较大的折弯角度以便于后续的切除作业。所述板状开口部123为环形平板结构，内径自下向上逐渐变大。
31.s30、在所述板状开口部123与所述筒壁11的结合处进行裁切，并在所述筒壁11顶部内侧挤压形成呈环形的切口124；
32.本步骤中，所述切口124通过冲压裁切，而所述切口124并未完全切断所述筒壁11与所述板状开口部123之间的连接，所述切口124外周存在一定的余量连接所述筒壁11与所
述板状开口部123底部的连接。
33.s40、向下冲挤所述切口124上端缘，使所述金属工件10向下与所述板状开口部123的底部脱离并完成裁切。
34.本申请法兰边切除方法通过将金属工件10开口端的法兰边12的弧形翻折部121冲压成板状开口部123，再在所述板状开口部123的根部冲裁形成切口124，最后向下冲击所述金属工件10顶部的切口124表面而使所述金属工件10与法兰边12断开脱离；通过此方法裁切获得的金属工件10，其开口端的板状开口部123为板状结构，使下一步的切口124冲裁可以直接作用在所述板状开口部123的根部，使获得的金属工件10的开口端内侧面几乎无残留的弧形面，且所述金属工件10开口端的外侧也不存在台阶结构，获得了良好的产品品质，无需再进行打磨等工艺，节约了成本。
35.请继续参阅图4、图5所示，本申请法兰边切除设备为冲压模具，具体地，本申请法兰边切除设备包括下模20及上模30。
36.所述下模20包括下模座21、固定于所述下模座21上的下模板22、固定于所述下模板22上的下模芯23及在横向方向上依次嵌入所述下模芯23内的第一至第三冲模芯25，26，27.
37.所述第一冲模芯25与所述第二冲模芯26之间的距离等于所述料带40上两个相邻金属工件10之间的距离，所述上模芯23在所述第一冲模芯25左侧、第二冲模芯26与所述第三冲模芯27之间及所述第三冲模芯27右侧分别设有容纳槽231。所述料带40连接的若干金属工件10被自动拉料并以从左向后的方向移动。
38.所述第一冲模芯25包括第一冲孔251及设于所述第一冲孔251顶端内侧的敞口252。所述敞口252呈环形平面结构，与水平面的夹角介于15
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60度之间，优选为45度。所述金属工件10的筒壁11的外径不大于所述第一冲孔251的内径。
39.所述第二冲模芯26包括第二冲孔261，所述第二冲孔261的内径等于所述第一冲孔251的内径，所述第二冲孔261的顶部为直角结构，所述法兰边12的板状开口部123的根部限位于所述第二冲孔261顶部外周。
40.所述第三冲模芯27包括位于下侧的下料孔271及位于所述下料孔271上方的冲切孔272，所述冲切孔272的内径等于所述第二冲孔261的内径，所述下料孔271的内径大于所述冲切孔272的内径。
41.所述第一、第二冲孔251，261下方设有支撑柱28，所述支撑柱28的外径等于所述第一、第二冲孔251，261的内径，所述支撑柱28下方设有弹簧，所述弹簧提供向上的弹性力给所述支撑柱28。所述下模20还包括设于所述第三冲模芯27下方的落料孔24，所述落料孔24贯穿所述下模座21、下模板22并与所述下料孔271连通以供所述金属工件10向下落料。
42.所述上模30包括上模板31、固定于所述上模板31下方的两个层叠的上模垫板32，33、固定于所述上模垫板33下方的上模芯34、固定于所述上模垫板32，33与所述上模芯34内的第一至第三冲头35，36，37。
43.所述第一冲头35对应于所述第一冲模芯25，所述第一冲头35包括第一冲头主体351、自所述第一冲头主体351底部中间向下凸出形成的第一冲头冲入部352及形成于所述第一冲头主体351与所述第一冲头冲入部352之间的斜台353。所述第一冲头主体351的外径大于所述第一冲头冲入部352的外径，所述斜台353自所述第一冲头冲入部352外壁面朝向
所述第一冲头主体351底面延伸，使所述斜台353朝向下方，所述斜台353与所述第一冲模芯25的敞口252为仿形面。所述敞口252与所述斜台353共同挤压将所述弧形翻折部121压平成所述板状开口部123。在冲压成型所述板状开口部123时，所述第一冲头冲入部352进入所述金属工件10的管腔13内。
44.所述第二冲头36对应于所述第二冲模芯26，所述第二冲头36包括第二冲头主体361、第二冲头冲入部362、位于所述第二冲头主体361与所述第二冲头冲入部362之间的裁切部363、形成于所述裁切部363底面且位于所述第二冲头冲入部362外周顶部的裁切台阶364及形成于所述裁切部363与所述第二冲头主体361之间的避让部365。所述第二冲头主体361的外径大于所述裁切部363的外径，所述裁切部363的外径大于所述第二冲头冲入部362的外径，所述裁切台阶364形成于所述第二冲头冲入部362与所述裁切部363的外径差。所述裁切部363的外径不小于所述第二冲孔261的内径，所述避让部365是自所述裁切部363外周斜向上的斜面，所述避让部365是避免所述第二冲头主体361干涉所述板状开口部123。所述第二冲头36冲下后，所述裁切台阶364与所述第二冲孔261顶部边缘共同作用，在所述筒壁11与所述板状开口部123的根部(底部)挤压金属并形成一个环形的切口124，但切口124不会切断所述筒壁11与所述板状开口部123，而会保留一定的连接余量。
45.所述第三冲头37对应所述第三冲模芯27，所述第三冲头37的底部呈圆柱形结构，所述第三冲头37底部的外径等于第三冲模芯27的冲切孔272。当所述第三冲头37向下冲压时，所述第三冲头37的底部向下挤压所述筒壁11上端的切口124表面使所述筒壁11与所述板状开口部123断裂并被挤入所述下料孔271内并进一步通过所述落料孔24落料。
46.本申请法兰边切除设备通过自动拉料拉动所述料带40沿横向右侧移动，分别通过所述第一冲头35、第二冲头36、第三冲头37的三次冲压，完成对所述金属工件10与所述法兰边12的断裂切除，使所述金属工件10的开口端内侧消除或保持较小的折弯弧面，且使所述金属工件10的开口端外壁面保持光滑，获得良好的外观面。
47.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
48.以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。