专利名称：精密细长凸模的导向保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及凸模的导向保护技术，特别涉及一种精密细长凸模的导向 保护装置及其导向型面的强化方法。
技术背景电子、电器、汽车和仪器等产品上存在很多细小孔位，需要用到精密细长 的凸模进行冲裁成形。小孔冲裁凸模具有结构细而长、强度和刚度差等特点, 在冲裁过程中，容易形成凸模折断等问题。目前，防止细长凸模折断的方法主 要是采用凸模导向保护套装置，而现有技术的凸模保护套是采用单导向形式 的，它的主要缺点是护套上下部位的导向精度一样，导向部位集中在凸模工作 段，导向精度有限，对凸模的保护长度较短。同时，目前保护套的材料大都采 用硬质合金，主要存在以下一些缺点l)硬质合金价格贵；2)硬质合金因硬 度太高，加工困难；3)目前凸模材料大多亦采用硬质合金，保护套与凸模同 属硬质合金材料，容易产生粘着磨损。 实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种精度高，保护 长度长，具有双导向的精密细长凸模的导向保护装置。本实用新型的另一目的在于提供一种精密细长凸模的导向保护装置的导 向型面的强化方法，用廉价的工具钢取代硬质合金制造上述保护套后，对保护 套导向型面进行化学复合镀强化，不仅可以有效地解决用廉价工具钢取代硬质 合金制造保护套后其强度、硬度、耐磨性不足的问题，而且可以显著地降低保 护套与凸模之间的粘着磨损，并使保护套具有自润滑的功能。镀层为镍磷纳米 碳化硅，磷在镀层中的含量为5-9% (重量百分比，下同)，镍为91-95%，纳 米碳化硅有微量，通过热处理后，镀层硬度达到900-1100Hv，纳米碳化硅硬 质点嵌于镀层中，镀层非常耐磨，与基体表面结合良好。 本实用新型的精密细长凸模的导向保护装置，包括上垫板、凸模固定板、 卸料垫板、细长凸模、卸料板、螺钉、夹板、双导向保护套、保护套次导向面、 保护套主导向面、凸模安装段和凸模工作段；所述凸模固定板、细长凸模、卸 料垫板、双导向保护套、卸料板位于上垫板的一侧；所述细长凸模定位于凸模 固定板内，并通过夹板及螺钉进行夹紧；所述上垫板与凸模固定板之间通过螺 钉固定连接；所述上垫板、凸模固定板、细长凸模、凸模夹板及螺钉构成一固 定组件I;所述双导向保护套镶嵌于卸料板内，卸料板与卸料垫板之间通过螺 钉固定连接，所述卸料垫板、卸料板及双导向保护套三者固定连接构成另一组 件II;上述组件I和组件II之间通过卸料螺钉与弹簧结构柔性连接。所述双导向保护套主导向段与细长凸模安装段相配合，双导向保护套次导 向段与细长凸模的工作段相配合，双导向保护套主导向段与细长凸模安装段的 配合间隙略小于双导向保护套次导向段与细长凸模的工作段之间的配合间隙。所述细长凸模的材料为硬质合金，双导向保护套的材料为普通工具钢，其 表面施加有镍磷纳米碳化硅化学复合镀层，镀层中磷的含量为5-9%，镍为 91-95%，纳米碳化硅有微量，镀层硬度为900-1100Hv。一种精密细长凸模的导向保护装置的导向型面的强化方法，是先对双导向 保护套超声波除油处理，然后对双导向保护套超声波除锈处理，'再对双导向保 护套进行化学复合镀，最后对双导向保护套进行热处理，包括如下步骤(1) 首先对双导向保护套超声波除油处理，所述除油的温度设置在 60-80GC，时间为10-15分钟，除油配方为氢氧化钠(NaOH， 97% (重量百 分比))60-80g/L,磷酸钠(Na3P04'12H20， 97%): 25g/L,碳酸钠(Na2C03， 97%): 25g/L;(2) 然后对双导向保护套超声波除锈处理，除锈的温度设置为室温，时 间为1-2分钟，除锈配方为盐酸(HC1， 37%): 25ml/L，硫酸(H2S04， 98%): 5ml/L;(3) 再对双导向保护套进行化学复合镀，化学复合镀的温度设置在 85-90QC，时间为90-120分钟，化学复合镀配方为硫酸镍(NiS04.6H20， 98%): 30g/L，次磷酸钠(NaH2P02.H20， 99.5%): 20g/L，柠檬酸(C6H807'H20， 99%):
10g/L，乳酸(C3H603， 88%): 40mm/L，氟化氢铵(NH4HF， 99.5%) :2g/L， 钠米级碳化硅(SiC,粒径小于20nm): 5g/L;(4)最后对双导向保护套进行热处理，热处理的温度设置在390-410Gc， 在保温炉中保温时间为1小时。本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果(1) 本实用新型的细长凸模双导向保护套包括主导向面和次导向面两个 部分，分别对细长凸模的安装段和工作段进行同时导向，主导向面与凸模安装 段的配合间隙略小于次导向面与凸模工作段的配合间隙，整体导向精度比单导 向保护套高。(2) 本实用新型方法增加了对细长凸模安装段的导向保护，总的导向保 护长度增加，特别适合微细冲裁凸模的保护。 '(3) 本实用新型方法可以节约模具材料费用。因为传统的导向保护套材 料一般选用与细长凸模相同耐磨性的材料，如硬质合金，优质合金钢等，这些 材料不仅价格贵，而且难加工；选用化学复合镀方法后，导向保护套的材料可 以选用价格便宜很多的普通工具钢材料，这些材料不仅价格便宜，而且具有很 好的加工性能。(4) 本实用新型所采用的化学复合镀工艺和热处理工艺，不仅可以有效 地解决用宜价工具钢取代硬质合金制造保护套后其强度、硬度、耐磨性不足的 问题，而且可以显著地降低保护套与凸模之间的粘着磨损，并使保护套具有自 润滑的功能。镀层为镍磷纳米碳化硅，磷在镀层中的含量为5-9%，镍为91-95%， 纳米碳化硅有微量；通过热处理后，镀层硬度为900-1100Hv，纳米碳化硅硬 质点嵌于镀层中，镀层非常耐磨，与基体表面结合良好。
图1细长凸模双导向保护套的结构示意图； 图中l、上垫板；2、凸模固定板；3、卸料垫板；4、细长凸模；5、卸料板； 6、螺钉；7、夹板；8、双导向保护套(左右两块)；图2细长凸模双导向保护套导向型面示意图； 图中9、保护套次导向面；10、保护套主导向面；11、凸模安装段；12、凸模
工作段。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型 的实施方式不限于此。 实施例l:如图l所示为细长凸模双导向保护套的结构，所述凸模固定板2、卸料垫 板3、细长凸模4、卸料板5和双导向保护套8位于上垫板1的一侧；所述细 长凸模4定位于凸模固定板2内，并通过夹板7及螺钉6进行夹紧；所述上垫 板1与凸模固定板2之间通过螺钉固定连接；由此上垫板l、凸模固定板2、 细长凸模4、凸模夹板7及螺钉6即构成一固定组件I。所述双导向保护套8 镶嵌于卸料板5内，卸料板5与卸料垫板3之间通过螺钉固定连接，卸料垫板 3、卸料板5及双导向保护套8三者固定连接构成另一组件n。组件I与组件 II之间通过卸料螺钉与弹簧结构柔性连接。如图2所示，双导向保护套主导向段10与细长凸模安装段11相配合，双 导向保护套次导向段9与细长凸模的工作段12相配合，双导向保护套主导向 段10与细长凸模安装段11的配合间隙略小于双导向保护套次导向段9与细长 凸模的工作段12之间的配合间隙。 实施例2:在图1中，细长凸模4的材料为硬质合金CD650，双导向保护套8的材 料为普通工具钢，其表面施加有镍磷纳米碳化硅复合镀层，镀层中磷的含量为 5-9%，镍为91-95%，纳米碳化硅有微量，镀层硬度为900-1100Hv。对实施例1所述装置的导向型面施加镀层的操作工艺为是将双导向保护 套进行超声波除油、除锈、化学复合镀、热处理。所述精密细长凸模的导向保 护装置导向型面的强化方法，依次包括如下工艺步骤(1) 首先对双导向保护套超声波除油处理，所述除油的温度设置在80QC， 时间为10分钟，除油配方为氢氧化钠(NaOH， 97%(重量百分比))60-80g/L， 磷酸钠(Na3P04'12H20，97%): 25g/L，碳酸钠(Na2C03， 97%): 25g/L;(2) 然后对双导向保护套超声波除锈处理，除锈的温度设置为室温，时 间为2分钟，除锈配方为盐酸(HC1， 37%): 25ml/L，硫酸(H2S04,98%): 5ml/L;(3) 再对双导向保护套进行化学复合镀，化学复合镀的温度设置在85GC， 时间为120分钟，化学复合镀配方为硫酸镍(NiS04*6H20， 98%): 30g/L，次 磷酸钠(NaH2P02'H20， 99.5%): 20g/L，拧檬酸(C6H807.H20， 99%): lOg/L, 乳酸(C3H603， 88%): 40mm/L，氟化氢铵(NH4HF， 99.5%) : 2g/L，钠米级 碳化硅(SiC，粒径小于20nm): 5g/L;(4) 最后对双导向保护套进行热处理，热处理的温度设置在390GC，在 保温炉中保温时间为1小时。效果应用于细长凸模双导向保护套的化学复合镀强化工艺，通过超声波 除油、除锈、化学复合镀、热处理过程，在细长凸模双导向保护套表面获得结 合性能良好、硬度达900Hv且具有自润滑性能的镍磷纳米碳化硅复合镀层。实施例3对实施例1所述精密细长凸模的导向保护装置导向型面的强化工艺-(1) 首先对双导向保护套超声波除油处理，所述除油的温度设置在60QC， 时间为15分钟，除油配方为氢氧化钠(NaOH,97。/。(重量百分比))60-80g/L， 磷酸钠(Na3P04'12H20,97%): 25g/L，碳酸钠(Na2C03,97%): 25g/L;(2) 然后对双导向保护套超声波除锈处理，除锈的温度设置为室温，时 间为1分钟，除锈配方为盐酸(HCl， 37%): 25ml/L，硫酸(H2S04，98%): 5ml/L;(3) 再对双导向保护套进行化学复合镀，化学复合镀的温度设置在90V， 时间为卯分钟，化学复合镀配方为硫酸镍(NiS04'6H20， 98%): 30g/L，次 磷酸钠(NaH2P02'H20， 99.5%): 20g/L，柠檬酸(C6H807.H20， 99%): lOg/L, 乳酸(C3H603， 88%): 40mm/L，氟化氢铵(NH4HF， 99.5%) : 2g/L，钠米级 碳化硅(SiC，粒径小于20nm): 5g/L;(4) 最后对双导向保护套进行热处理，热处理的温度设置在410QC，在 保温炉中保温时间为1小时。效果在细长凸模双导向保护套表面获得结合性能良好、硬度达llOOHv
且具有自润滑性能的镍磷纳米碳化硅复合镀层。实施例4对实施例1所述精密细长凸模的导向保护装置导向型面的强化工艺(1) 首先对双导向保护套超声波除油处理，所述除油的温度设置在70GC， 时间为13分钟，除油配方为氢氧化钠(NaOH， 97% (重量百分比))70g/L， 磷酸钠(Na3P04'12H20，97%): 25g/L，碳酸钠(Na2C03,97%): 25g/L;(2) 然后对双导向保护套超声波除锈处理，除锈的温度设置为室温，时 间为1分钟，除锈配方为盐酸(HCl， 37%): 25ml/L，硫酸(H2S04，98%): 5ml/L;(3) 再对双导向保护套进行化学复合镀，化学复合镀的温度设置在87QC， 时间为100分钟，化学复合镀配方为硫酸镍(NiS04*6H20, 98%): 30g/L，次 磷酸钠(NaH2P02'H20， 99.5%): 20g/L，柠檬酸(C6HgOrH20， 99%): lOg/L, 乳酸(C3H603， 88%): 40mm/L，氟化氢铵(NH4HF， 99.5%) : 2g/L，钠米级 碳化硅(SiC，粒径小于20nm): 5g/L;(4) 最后对双导向保护套进行热处理，热处理的温度设置在400GC，在 保温炉中保温时间为1小时。效果在细长凸模双导向保护套表面获得结合性能良好、硬度达lOOOHv 且具有自润滑性能的镍磷纳米碳化硅复合镀层。
权利要求1、一种精密细长凸模的导向保护装置，其特征在于，包括上垫板、凸模固定板、卸料垫板、细长凸模、卸料板、螺钉、夹板、双导向保护套、保护套次导向面、保护套主导向面、凸模安装段和凸模工作段；所述凸模固定板、细长凸模、卸料垫板、双导向保护套、卸料板位于上垫板的一侧；所述细长凸模定位于凸模固定板内，并通过夹板及螺钉进行夹紧；所述上垫板与凸模固定板之间通过螺钉固定连接；所述上垫板、凸模固定板、细长凸模、凸模夹板及螺钉构成一固定组件I；所述双导向保护套镶嵌于卸料板内，卸料板与卸料垫板之间通过螺钉固定连接，所述卸料垫板、卸料板及双导向保护套三者固定连接构成另一组件II；上述组件I和组件II之间通过卸料螺钉与弹簧结构柔性连接。
2、 根据权利要求1所述的导向保护装置，其特征在于，所述双导向保护 套主导向段与细长凸模安装段相配合，双导向保护套次导向段与细长凸模的工 作段相配合，双导向保护套主导向段与细长凸模安装段的配合间隙略小于双导 向保护套次导向段与细长凸模的工作段之间的配合间隙。
3、 根据权利要求1所述的导向保护装置，其特征在于，所述细长凸模的 材料为硬质合金，双导向保护套的材料为普通工具钢，其表面施加有镍磷纳米 碳化硅化学复合镀层，镀层硬度为900-1100Hv。
专利摘要本实用新型涉及一种精密细长凸模的导向保护装置，包括上垫板、凸模固定板、卸料垫板、细长凸模、卸料板、螺钉、夹板、双导向保护套、保护套次导向面、保护套主导向面、凸模安装段和凸模工作段；所述导向保护装置的导向型面的强化方法，包括对双导向保护套超声波除油处理、超声波除锈处理、化学复合镀和热处理；该方法在低耐磨性、低硬度、低价格、易加工的普通工具钢材料加工成的导向保护套导向段上添加镍磷纳米碳化硅镀层，取代传统的用硬质合金之类高耐磨性、高硬度、高价格、难加工材料制造导向保护套的方法，得到的双导向保护套具有高耐磨性、高硬度和自润滑功能，增强对细长凸模的导向和保护，减小导向保护套和细长凸模之间的粘着磨损、提高寿命。
文档编号B21D37/00GK201052538SQ20072005196
公开日2008年4月30日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者罗建东, 明 肖, 锋 阮, 黄珍媛 申请人:华南理工大学