一种用于生产金属件的高速冲压模具的制作方法

本发明涉及冲压模具技术领域，尤其是涉及一种用于生产金属件的高速冲压模具。

背景技术：

冲压模具是在冷冲压加工中，将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法；现有冲压模具应用于金属件纽扣的生产中时，存在以下不足：1、在多穴的生产线中，相邻的两个穴位，经常因为上模下压时，对原材料(金属片或金属带)进行挤压，导致原材料(金属片或金属带)的表面被相邻的两个穴位拉扯，发生穴位之间的抢料现象，其中有一穴位的原材料(金属片或金属带)不能完全覆盖穴位以及冲压件，影响冲压件纽扣的成型质量，2、用于拉伸和剪口的镶件均设置在同一板件上，导致镶件不能进行针对性的维修和保养，其中一镶件出现故障，均需拆卸和搬运整套模具。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种用于生产金属件的高速冲压模具，其具有稳定性、高效性，有利于提高纽扣金属件生产的质量和效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于生产金属件的高速冲压模具，包括上模、下模，所述上模平行叠放于下模的顶面，所述上模包括有由左至右设置的上分料区、上冲料区、上剪料区，所述上分料区包括开料刀，所述上冲料区包括有由左至右且直径由小至大排列的拉伸针、设于右端的冲孔针，所述上剪料区包括有由左至右排列的用于开窗的第一镶件、用于整形的第二镶件、用于压唛的第三镶件、用于剪口的第四镶件，所述下模包括有与上模对应设置的下分料区、下冲料区、下剪料区。

优选地，所述上模还包括有上底板，所述上分料区平行叠放于上底板的顶面，所述上分料区包括有供所述开料刀镶嵌的上开刀板，所述上冲料区平行叠放于上底板的顶面，且上冲料区包括有由下至上叠放的上公垫板、上针垫板、上针夹板、上压料板，若干所述拉伸针、所述冲孔针镶嵌于所述上针夹板上，且所述上压料板上设有供若干所述拉伸针、所述冲孔针穿过的通孔，上剪料区平行叠放于上底板的顶面，且上剪料区包括有由下至上叠放的上剪口垫板、上剪口板、上剪口过料板，所述第一镶件、第二镶件、第三镶件、第四镶件均镶嵌于上剪口板上,所述上剪口过料板上设有供第一镶件、第二镶件、第三镶件、第四镶件穿过的通孔。

优选地，所述下模还包括有由下至上叠放的下底板、下垫板、模芯垫板、模芯板，所述下分料区设于模芯板的左侧且设有与所述开料刀一一对应的穴位，所述下冲料区设于模芯板的右侧且设有与若干所述拉伸针、冲孔针一一对应的穴位，所述下剪料区平行叠放于下底板的顶面，所述下剪料区包括有由下至上叠放的下剪口垫板、下剪口板、下剪口过料板，所述下剪口板上设有与第一镶件、第二镶件、第三镶件、第四镶一一对应的穴位。

优选地，所述第三镶件包括母模种、公模种，所述母模种的顶面设有凹纹面，用于在若干所述公模种的顶面刻印凸纹面，所述公模种用于产品生产线中，生产线中的产品表面刻印有与公模种对应的凹纹面，所述母模种与公模种均由油钢制成；所述母模种的顶面还可设有凸纹面，用于在若干所述公模种的顶面刻印凹纹面，所述公模种用于产品生产线中，生产线中的产品表面刻印有与公模种对应的凸纹面。

优选地，所述第三镶件的加工包括以下步骤：

s1，采用cnc精雕在母模种的顶面雕刻出凹纹面；

s2，在公模种的顶面加工出锥度面；

s3，将顶面雕刻有凹纹面的母模种放入热处理装置中进行硬化处理；

s4，将热处理硬化后的母模种凹纹面朝上安装在油压机的工作台面上；

s5，将公模种的锥度面朝下安装在油压机的油压杆上，母模种的凹纹面与公模种的锥度面对齐后，油压杆带动公模种下压，锥度面挤压凹纹面，公模种的顶面通过挤压后，成型出与凹纹面对应的凸纹面；

s6，将顶面成型有凸纹面的公模种放置入热处理装置中进行硬化处理；

s7，将母模种冲洗干净，擦干母模种表面后，放置于储物盒中进行储存。

优选地，所述步骤s2中的锥度面与水平面的夹角为66度-68度，所述步骤s5中的油压机压力为200吨-210吨。

更优选地，所述步骤s2中的锥度面与水平面的夹角为67度，所述步骤s5中的油压机压力为202吨-208吨。

优选地，所述步骤s3、s6中的热处理为真空热处理，真空热处理的温度为830℃-860℃，且时间控制在20分钟-40分钟之间，热处理回火温度为200℃-240℃，且时间控制在30分钟-50分钟之间；油钢原始硬度为20度-24度，通过步骤s3、s6热处理硬化后，油钢的硬度为56度-58度。

更优选地，所述步骤s3、s6中的热处理为真空热处理，真空热处理的温度为840℃-850℃，且时间控制在25分钟-35分钟之间，热处理回火温度为210℃-230℃，且时间控制在35分钟-45分钟之间；油钢原始硬度为22度-23度，通过步骤s3、s6热处理硬化后，油钢的硬度为57度。

优选地，所述开料刀至少设有四个，所述上冲料区上设有至少五组拉伸针、冲孔针，所述上剪料区设有至少五组第一镶件、第二镶件、第三镶件、第四镶件，所述上模与下模之间还包括有用于导向上模和下模完成开模、合模的导柱。

优选地，所述上底板、上公垫板、上压料板、上剪口垫板、上剪口过料板均由黄牌钢制作，所述上开刀板、上针垫板、上针夹板、上剪口板均由油钢制作。

优选地，所述下底板、下垫板、下剪口垫板、下剪口过料板均由黄牌钢制作，所述模芯垫板、下剪口板均由油钢制作，所述模芯板由skd11制作。

本发明的有益效果是：通过上分料区、下分料区设于模具的左侧，在原材料进入模芯内首先将原材料等分成若干份，防止上模下压时，单片原材料被多组穴位同时拉扯，采用分割后的多份原材料对应单组穴位进行生产，解决了抢料的问题，且能保证每组穴位生产出完整的纽扣金属件，同时通过上冲料区由左至右且直径由小至大排列的拉伸针，冲压的孔径从小到大，有利于稳定纽扣金属件的中心点，防止在高速工作下，原材料的输送有偏移，即使本发明可应用于高速生产冲压模具中；通过在上底板和下底板上设置独立的分料、冲料、剪料功能分区其中对应功能的镶件设置于单块板件上，维修和保养时仅需拆卸对应分区的板件，即可对镶件进行维修和保养；通过加工一个顶面设有凹纹面的母模种，而母模种并不需要投入生产中，仅用于复制顶面设有凸纹面的公模种，通过液压机挤压压印的方式使得每个制作出来的公模种表面凸纹均一致，保证生产线中的每一批产品印纹一致，同时也节省了加工机种上涉及的刀具为保持加工的精度需要保养以及更换的成本且加工周期降低数倍，有利于提高印纹产品的生产效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中的一种用于生产金属件的高速冲压模具的上模结构示意图；

图2为本发明中的一种用于生产金属件的高速冲压模具的板件叠放示意图。

图中所示：1-上模，10-上底板，11-上公垫板，12-上针垫板，13-上针夹板，14-上压料板，141-拉伸针，15-冲孔针，16-第一镶件，17-第二镶件，18-第三镶件，19-第四镶件，101-上开刀板，102-开料刀，103-上剪口垫板，104-上剪口板，105-上剪口过料板，106-导柱；

2-下模，20-下底板，21-下垫板，22-模芯垫板，23-模芯板，24-下剪口垫板，25-下剪口板，26-下剪口过料板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1和图2，本发明实施例中，一种用于生产金属件的高速冲压模具，包括上模1、下模2，所述上模1平行叠放于下模2的顶面，所述上模1包括有由左至右设置的上分料区、上冲料区、上剪料区，所述上分料区包括开料刀102(用于分割原材料)，所述上冲料区包括有由左至右且直径由小至大排列的拉伸针141(用于拉伸纽扣的形状)、设于右端的冲孔针15，所述上剪料区包括有由左至右排列的用于开窗的第一镶件16、用于整形的第二镶件17、用于压唛的第三镶件18、用于剪口的第四镶件19，所述下模2包括有与上模1对应设置的下分料区、下冲料区、下剪料区。

优选地，所述上模1还包括有上底板10，所述上分料区平行叠放于上底板10的顶面，所述上分料区包括有供所述开料刀102镶嵌的上开刀板101，所述上冲料区平行叠放于上底板10的顶面，且上冲料区包括有由下至上叠放的上公垫板11、上针垫板12、上针夹板13、上压料板14，若干所述拉伸针141、所述冲孔针15镶嵌于所述上针夹板13上，且所述上压料板14上设有供若干所述拉伸针141、所述冲孔针15穿过的通孔，上剪料区平行叠放于上底板10的顶面，且上剪料区包括有由下至上叠放的上剪口垫板103、上剪口板104、上剪口过料板105，所述第一镶件16、第二镶件17、第三镶件18、第四镶件19均镶嵌于上剪口板104上,所述上剪口过料板105上设有供第一镶件16、第二镶件17、第三镶件18、第四镶件19穿过的通孔。

优选地，所述下模2还包括有由下至上叠放的下底板20、下垫板21、模芯垫板22、模芯板23，所述下分料区设于模芯板23的左侧且设有与所述开料刀102一一对应的穴位，所述下冲料区设于模芯板23的右侧且设有与若干所述拉伸针141、冲孔针15一一对应的穴位，所述下剪料区平行叠放于下底板20的顶面，所述下剪料区包括有由下至上叠放的下剪口垫板24、下剪口板25、下剪口过料板26，所述下剪口板25上设有与第一镶件16、第二镶件17、第三镶件18、第四镶一一对应的穴位。

优选地，所述开料刀102至少设有四个，所述上冲料区上设有至少五组拉伸针141、冲孔针15，所述上剪料区设有至少五组第一镶件16、第二镶件17、第三镶件18、第四镶件19，所述上模1与下模2之间还包括有用于导向上模和下模2完成开模、合模的导柱106。

生产时，将原材料从模具的左侧输送，首先原材料通过上分料区和下分料区，对原材料进行切割成5份金属条，然后单份的金属条对应的进入上冲料区和下冲料区，而金属条上的拉伸的孔位直径从小到大依次进行，随后在上冲料区和下冲料区的末端进行冲孔，最后金属条对应的进入上剪料区和下小剪料区，依次完成开窗、调整形状、压印纹理或图案、剪断与金属条的连接处，落料叠放与收料盆中，完成纽扣金属件的制作。

优选地，所述上底板10、上公垫板11、上压料板14、上剪口垫板103、上剪口过料板105均由黄牌钢(合理的成份配比，使该钢具有良好的强韧性，该钢含碳量≥0.4，耐磨性优良)制作，所述上开刀板101、上针垫板12、上针夹板13、上剪口板104均由油钢(油钢在淬火和低温回火后具有比铬钢(cr12)和9sicr钢更多的过剩碳化物和更高的硬度、耐磨性)制作。

优选地，所述下底板20、下垫板21、下剪口垫板24、下剪口过料板26均由黄牌钢制作，所述模芯垫板22、下剪口板25均由油钢制作，所述模芯板23由skd11(钢质纯净,具有淬透性好、淬火变形量小的良好淬硬性)制作。

实施例2

本发明实施例中，所述第三镶件18包括母模种、公模种，所述母模种的顶面设有凹纹面，用于在若干所述公模种的顶面刻印凸纹面，所述公模种用于产品生产线中，生产线中的产品表面刻印有与公模种对应的凹纹面，所述母模种与公模种均由油钢制成油钢在淬火和低温回火后具有比铬钢(cr12)和9sicr钢更多的过剩碳化物和更高的硬度、耐磨性，使得未经热处理的公模种与热处理硬化母模种形成约为45度的硬度差，有利于公模种的锥形面被成型，以及起到保护母模种表面的凹印纹，使得母模种可反复多次供更多的公模种进行复制生产；所述母模种的顶面还可设有凸纹面，用于在若干所述公模种的顶面刻印凹纹面，所述公模种用于产品生产线中，生产线中的产品表面刻印有与公模种对应的凸纹面。

优选地，所述第三镶件18的加工包括以下步骤：

s1，采用cnc精雕在母模种的顶面雕刻出凹纹面或凸纹面，其中凹纹面或凸纹面可以是花纹、图案、文字等；

s2，在公模种的顶面加工出锥度面，具体的是先使用车床对公模种的顶部加工出大致的锥度，随后使用磨床对锥度面进行调整，锥度面与水平面的夹角为66度-68度，使得锥度面上的顶点(即公模种顶部的圆心或中心)先与母模种的顶面进行接触，在油压杆下降时锥度面以圆心或中心向周边扩散，供给公模种与母模种一个缓慢的压贴过程，有利于保护母模种上的花纹、图案、文字等结构，以及保证公模种的复制质量；

s3，将顶面雕刻有凹纹面或凸纹面的母模种放入热处理装置中进行硬化处理，热处理为真空热处理，真空热处理的温度为830℃-860℃，且时间控制在20分钟-40分钟之间，热处理回火温度为200℃-240℃，且时间控制在30分钟-50分钟之间，经申请人多次实践，上述热处理参数可使得油钢应用于本工艺中体现出最优的材质性能；

s4，将热处理硬化后的母模种凹纹面或凸纹面朝上安装在油压机的工作台面上；

s5，将公模种的锥度面朝下安装在油压机的油压杆上，母模种的凹纹面或凸纹面与公模种的锥度面对齐后，油压杆带动公模种下压，其中油压机压力为200吨-210吨，公模种的锥度面挤压母模种的凹纹面或凸纹面，公模种的顶面通过挤压后，成型出与凹纹面或凸纹面对应的凸纹面或凹纹面；

s6，将顶面成型有凸纹面的公模种放置入热处理装置中进行硬化处理，热处理硬化后的公模种可投入生产线中；应用于本发明中的用于压唛的第三镶件18，通过加工一个顶面设有凹纹面的母模种，而母模种并不需要投入生产中，仅用于复制顶面设有凸纹面的公模种，通过液压机挤压压印的方式使得每个制作出来的公模种表面凸纹均一致，保证生产线中的每一批产品印纹一致，有利于提高生产的质量和效率；

s7，将母模种冲洗干净，擦干母模种表面后，放置于储物盒中进行储存，起到保护母模种的作用，防止生产过程中的钢碎屑、油脂等贴附于母模种的表面而影响使用，有利于提高公模种的复制质量；

优选地，所油钢原始硬度为20度-24度，通过步骤s3、s6热处理硬化后，油钢的硬度为56度-58度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。