冲裁修边模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热成型钢板冲裁技术领域，特别涉及一种冲裁修边模具。
【背景技术】
[0002]热冲压成型是将硼钢钢板(初始强度为500~600MPa)加热至900°C，使其达到奥氏体化状态，然后快速转移到模具中高速冲压成型，制件在模具本体中以大于27°C /s的冷却速度保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织、强度在1400~1600MPa的超高强钢板零件的成型技术。而制件在高温状态下成型，生产环境对其边线尺寸的影响比较大，且大部分热成型制件对边线的尺寸公差要求又比较严格，比如汽车B柱加强板的法兰以及A柱部分边线要求切边公差±0.5mm，热成型出来的制件无法达到这样的公差要求，就需要增加切边工艺。
[0003]目前切边的方法有两种，比较普遍的是使用激光切割，另一种是使用模具冲裁修边。由于使用激光切割成本较高，所以现在使用模具冲裁修边已越来越广泛，但使用模具冲裁修边目前也存在许多技术难点需要解决，比如所需冲裁力大、刀块磨损严重、容易崩刃等问题。
[0004]冲裁修边模具的冲裁力计算公式为:P=K*L*t* τ，Ρ—平刃口冲裁力(N); t—待冲裁制件的厚度(mm); L—冲裁周长(mm); τ—待冲裁制件的抗剪强度(MPa) ; K—安全系数，一般取K=L 3，根据此公式可知L*t即为刀块与待冲裁制件的接触面积，要减小冲裁力，就需要减小刀块冲裁时与待冲裁制件的接触面积。
[0005]现有冲裁修边模具中最好的结构是将切边上刀5的刃口做成波浪形刃口(中间高两边低的弧形)，如图1所示，即做剪切角度，使刃口冲切时接触待冲裁制件9的面积减小，从而减小所需冲裁力。切边下刀6刃口与待冲裁制件9匹配，弧形的切边上刀5刃口两侧与切边下刀6刃口制件有一定的夹角a，如图2，使刃口冲切时接触待冲裁制件9的面积减小，从而减小所需冲裁力。但现有冲裁修边模具中，所有切边上刀5冲切工作同时开始、同时完成，如图3，如果修边长度较长，切边上刀5较多，则冲裁力也很大，还是不能满足小吨位设备的使用。
【发明内容】
[0006]发明目的:针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种冲裁修边模具，能够对待冲裁制件进行分段冲裁，有效减小模具冲裁力。
[0007]技术方案:本发明提供了一种冲裁修边模具，包括上模座、压料芯、氮气弹簧、下模座、至少一排两个切边上刀以及与各所述切边上刀一一对应的切边下刀；所述压料芯与所述上模座配合安装，所述氮气弹簧安装在所述上模座与所述压料芯之间，每一排中的各所述切边上刀依次固定在所述上模座底部，且每一排中的各所述切边上刀的下表面呈阶梯状分布，与各所述切边上刀对应的各切边下刀依次固定在所述下模座的上部并与各所述切边上刀交错设置。
[0008]优选地，每一排中的各所述切边上刀的下表面成阶梯状对称分布，有助于减小甚至消除切边上刀的侧向力。
[0009]优选地，每一排中间位置的所述切边上刀位于阶梯的最低点。从中间到两边切边上刀的位置依次增高。
[0010]进一步地，所述的冲裁修边模具还包含与所述切边上刀数量相等的上刀垫板，各所述上刀垫板均固定在各所述切边上刀与所述上模座之间。首先，上刀垫板可以在大的冲裁力下有效保护上模座，使其不变形；其次，当切边上刀磨损严重需要重新加工时，可以通过上刀垫板调整切边上刀的位置，以保证有足够的加工量；再次，通过调整上刀垫板的厚度，可以方便地控制切边上刀的冲裁行程。
[0011]进一步地，所述的冲裁修边模具还包含与所述切边下刀数量相等的下刀垫板，各所述下刀垫板均固定在各所述切边下刀与所述下模座之间。首先，下刀垫板可以在大的冲裁力下有效保护下模座，使其不变形；其次，当切边下刀磨损严重需要重新加工时，可以通过下刀垫板调整切边下刀的位置，以保证有足够的加工量。
[0012]优选地，各所述切边上刀的刃口均为中间高两边低的弧形结构，各所述切边下刀的刃口与待冲裁制件的边线形状相匹配。切边下刀刃口与待冲裁制件匹配，弧形的切边上刀刃口两侧与下刀刃口制件有一定的夹角，使刃口冲切时接触待冲裁制件的面积减小，从而减小所需冲裁力。
[0013]优选地，各所述切边上刀均通过螺纹连接固定在所述上模座下部；各所述切边下刀均通过螺纹连接固定在所述下模座上部。螺纹连接便于拆卸，便于调整上刀垫板和下刀垫板的厚度。
[0014]进一步地，所述的冲裁修边模具还包含废料滑板，所述废料滑板倾斜固定在所述切边下刀下方的所述下模座侧壁上。废料滑板使得冲裁下来的废料能够按照预设的路线收集到废料收集处。
[0015]工作原理及有益效果:使用本发明进行工作时，首先将上模座上移，将待冲裁制件放置在切边下刀上，然后下移上模座，压料芯与氮气弹簧配合压紧待冲裁制件，当下模座下移到一定程度，切边上刀开始冲裁待冲裁制件，由于每一排中各切边上刀依次阶梯状排列，所以位于最下方的切边上刀首先冲裁到位于其正下方的部分待冲裁制件，最下方的切边上刀冲裁完成后上模座继续下行，位于第二个阶梯处的切边上刀开始冲裁位于其正下方的部分待冲裁制件，依次类推直至一整排的切边上刀都完成冲裁，待冲裁制件就被冲裁完毕，冲裁完毕后上模座上行，上模座带动切边上刀脱模，此时由于氮气弹簧也到达最大行程，提供的压力也最大，可以保证压料芯有足够的卸料力，当所有切边上刀全部脱模完成，压料芯还在压着待冲裁制件，上模座再移动一段压料行程后，压料芯脱离待冲裁制件，整个切边过程完成。由上述工作过程可见，由于将一排切边上刀依次阶梯型固定，使得本发明能够对待冲裁制件进行分段冲裁，有效的减小了模具冲裁力，从而使大型的高强度热成型零件的冷冲压修边更加简单、可靠，不但省去了高成本的激光切割工艺，而且大大降低了冲裁压机的吨位，让更大热成型零件的冷冲压修边成为可能，降低了设备能耗，也就降低了零件的生产成本。
【附图说明】
[0016]图1为现有技术中切边上刀与切边下刀配合时的结构示意图；
图2为图1中圆圈I内的放大结构示意图；
图3为现有技术中切边上刀对待冲裁制件进彳丁冲裁时的状态不意图；
图4为本发明中冲裁修边模具的正视图；
图5为本发明中冲裁修边模具中各切边上刀与各切边下刀配合时的侧视图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明进行详细的介绍。
[0018]实施方式1:
本实施方式提供了一种冲裁修边模具，如图4和5所示，压料芯2与上模座I配合安装，氮气弹簧3安装在上模座I与压料芯2之间，为压料芯2在上模座I内的运动提供动力，也为上模座I在下行时压料芯2压紧待冲裁制件9提供压