专利名称：一种集小孔冲孔和成型为一体的级进模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及模具技术领域，具体涉及一种集小孔冲孔和成型为一体的自动化高精 密级进模具。
背景技术：
目前在孔间间距很小的多个小孔生产工艺中，采用三种工艺可以实现1)单工序 模冲压成形工艺用多副单工序模将小孔冲压成形，再用一副单工序模冲压成形所需要的 产品；2)激光蚀刻加工工艺首先使用单工序模或其他模具将所需要的产品制造成半成 品，然后使用激光发生器的激光产生的高热能将半成品蚀除小孔后成型；3)高速钻床钻孔 成型工艺将小孔逐个钻孔成型。以上工艺的共同缺点是工序长、效率低、成本高，同时产 品一致性差，质量都难以保证。为此，我们发明了一种使用自动化高精密模具一次成型多个小孔且孔间距非常小 的加工方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有生产工艺无法满足高效率生产多个小孔，且孔间距 非常小的产品的问题。本发明的另一目的是如何解决在提高生产效率高、降低成本的同时保证在高速冲 压过程中小冲头不易折断、寿命长的问题。本发明所提出的技术问题是这样解决的提供一种集小孔冲孔和成型为一体的级 进模具，其特征在于，所述级进模具包括上模、下模、凸模、凹模和二次精密导向机构；所述 凸模设置在上模内，凹模设置在下模内；所述上模和下模经二次精密导向机构相互连接在 一起；所述上模包括上模座、凸模垫板、凸模固定板、卸料垫板、卸料板；所述凸模垫板、 凸模固定板、卸料垫板和卸料板自上而下依次垫设在上模座内；所述凸模固定板上设置有 一用于固定凸模的凹模镶块；所述卸料垫板上设置有供凸模穿过的通孔；所述卸料板上设 置有卸料板上镶块和卸料板下镶块，卸料板上镶块和卸料板下镶块相互啮合在一起；所述 卸料板上镶块和卸料板下镶块上均设置有供凸模穿过的通孔；所述上模座内还设置有卸料 弹簧；所述凸模自下而上依次分为A、B、C、D四段，A段固定镶在凹模镶块内，B段设置在 卸料垫板上的通孔内，C段设置在卸料板上镶块内，D段设置在卸料板下镶块内；所述凸模 的D段的外径与所需加工的小孔的孔径保持一致；所述下模包括凹模固定板、凹模垫板和下模座；所述凹模固定板、凹模垫板自上而 下依次设置在下模座内；所述凹模由相互匹配的左镶件和右镶件组成；所述凹模固定镶嵌在凹模固定板 内；
所述二次精密导向机构包括主精密滚珠导向机构和副精密滚珠导向机构；所述主 精密滚珠导向机构由主导柱、主导套、主滚珠、主滚珠支撑架组成；所述副精密滚珠导向机 构由副导柱、副导套、副滚珠和副滚珠支撑架组成；所述主导套固定设置在上模座上，主导套的内壁上设置有一主滚珠支撑架；所述 主滚珠支撑架内设置有主滚珠，主滚珠支撑架的内壁紧贴在主导柱上；所述主导柱的上端 套接在主滚珠支撑架内，主导柱的下端插接在下模座内；所述主导套、主导柱和主滚珠之间 均采用过盈配合的联接方式；所述副导柱固定设置在卸料板上，副导柱的上端插接在上模座内，副导柱的下端 插接在下模座内；所述副导套分别固定设置在凸模固定板和凹模固定板上；所述副导套与 副导柱之间设置有副滚珠支撑架，副滚珠支撑架内设置有副滚珠；所述副导套、副导柱和副 滚珠之间均采用过盈配合的联接方式。按照本发明所提供的一种集小孔冲孔和成型为一体的级进模具，其特征在于所 述凹模的左镶件的右侧边缘处设置有一排半圆孔，凹模的左镶件的左侧有一端角处设置有 一直边倒角；所述凹模的右镶件的左侧边缘处设置有一排半圆孔，右镶件的右侧的两个端 角处均设置有直边倒角。按照本发明所提供的一种集小孔冲孔和成型为一体的级进模具，其特征在于所述卸料板上还设置有一定位针，凹模固定板上设置有一与定位针相互配合工作的定位孔。按照本发明所提供的一种集小孔冲孔和成型为一体的级进模具，其特征在于由 于卸料板上开设有一比代加工料带厚度浅0. 02mm的槽。综上所述，采用本发明所提供的集小孔冲孔和成型为一体的级进模具在高速冲床 上进行每分钟500冲次以上的工作，将产品一次冲压成型，不需要再进行二次加工。同时，采用该模具进行小孔加工不仅生产效率高，成本低，而且在高速冲压过程 中，小冲头不易折断、寿命长。附图及其说明
图1为集小孔冲孔和成型为一体的级进模具的结构简图；图2为主精密滚珠导向机构的结构示意图；图3为集小孔冲孔和成型为一体的级进模具的装配图；图4为凸模的结构简图；图5为凹模的结构简图。其中，1、上模座；2、凸模垫板；3、凸模固定板；4、卸料垫板；5、卸料板；6、凹模固定 板；7、凹模垫板；8、下模座；9、凸模；10、凸模镶块；11、卸料板上镶块；12、卸料板下镶块； 13、凹模；14、卸料弹簧；15、定位针；16、主导柱；17、主导套；18、主滚珠；19、主滚珠支撑 架；20、副导柱；21、副导套；22、副滚珠；23、副滚珠支撑架。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施方式进行详细的描述。如图所示，该集小孔冲孔和成型为一体的级进模具包括上模、下模、凸模9、凹模 13和二次精密导向机构；所述凸模9设置在上模内，凹模13设置在下模内；所述上模和下 模经二次精密导向机构相互连接在一起；所述上模包括上模座1、凸模垫板2、凸模固定板3、卸料垫板4、卸料板5 ；所述凸模垫板2、凸模固定板3、卸料垫板4和卸料板5自上而下依 次垫设在上模座1内；所述凸模固定板3上设置有用于固定凸模9的凹模镶块10 ；所述卸 料垫板4上设置有供凸模9穿过的通孔；所述卸料板5上设置有卸料板上镶块11和卸料板 下镶块12，卸料板上镶块11和卸料板下镶块12相互啮合在一起；所述卸料板上镶块11和 卸料板下镶块12上均设置有供凸模9穿过的通孔；所述上模座1内还设置有卸料弹簧14 ； 所述凸模9自下而上依次分为A、B、C、D四段，A段固定镶在凹模镶块10内，B段设置在卸 料垫板4上的通孔内，C段设置在卸料板上镶块11内，D段设置在卸料板下镶块12内；所 述凸模9的D段的外径与所需加工的小孔的孔径保持一致；所述下模包括凹模固定板6、凹 模垫板7和下模座8 ；所述凹模固定板6、凹模垫板7自上而下依次设置在下模座8内；所述 凹模13由相互匹配的左镶件和右镶件组成；所述凹模13固定镶嵌在凹模固定板6内；所述 二次精密导向机构包括主精密滚珠导向机构和副精密滚珠导向机构；所述主精密滚珠导向 机构由主导柱16、主导套17、主滚珠18、主滚珠支撑架19组成；所述副精密滚珠导向机构 由副导柱20、副导套21、副滚珠22和副滚珠支撑架23组成；所述主导套17固定设置在上 模座1上，主导套17的内壁上设置有一主滚珠支撑架19 ；所述主滚珠支撑架19内设置有 主滚珠18，主滚珠支撑架19的内壁紧贴在主导柱16上；所述主导柱16的上端套接在主滚 珠支撑架19内，主导柱16的下端插接在下模座8内；所述主导套17、主导柱16和主滚珠 18之间均采用过盈配合的联接方式；所述副导柱20固定设置在卸料板5上，副导柱20的 上端插接在上模座1内，副导柱20的下端插接在下模座8内；所述副导套21分别固定设置 在凸模固定板3和凹模固定板6上；所述副导套21与副导柱20之间设置有副滚珠支撑架 23，副滚珠支撑架23内设置有副滚珠22 ；所述副导套21、副导柱20和副滚珠22之间均采 用过盈配合的联接方式。
所述凹模13的左镶件的右侧边缘处设置有一排半圆孔，凹模13的左镶件的左侧 有一端角处设置有一直边倒角；所述凹模13的右镶件的左侧边缘处设置有一排半圆孔，右 镶件的右侧的两个端角处均设置有直边倒角。通过设置直边倒角，可以有效地保证凹模13 镶入凹模固定板6时不会镶反。所述卸料板5上还设置有一定位针15，凹模固定板6上设置有一与定位针15相互 配合工作的定位孔。通过定位针15和定位孔的设置，可以有效地保证了在冲孔过程中的准 确定位。本发明所提供的集小孔冲孔和成型为一体的级进模具的上模和下模采用主、副精 密滚珠导向组件连接，使上模与下模形成二次精密导向结构，确保上模与下模在X、Y方向 形成零间隙的配合关系。凸模9的A段尺寸为冲裁工作尺寸，与小孔尺寸一致；凸模D段镶入凸模镶块10 中，凸模9的C段置于卸料板上镶块11中，凸模9的B段置于卸料板下镶块12中，它们均 以均勻的微小间隙配合，形成双导向结构，由于采用二次精密导向结构，凸模9的刚性及导 向精度得到充分的保证，并使凸模9与凹模13形成均勻的单面0. 005mm的间隙。工作时，上模落下，卸料板5先将带料压住，随着上模不断向下运动，卸料垫板4和 卸料板5由于受到下模的阻力不再运动，卸料弹簧14压缩，上模座1、凸模垫板2、和凸模固 定板3连同凸模9 一起继续向下运动，此时凸模9的A段伸出卸料板，并进入凹模13中，将 带料冲压成形(冲孔)。由于卸料板5开有比材料厚度浅0. 02mm的槽，模具闭合后卸料板5与凹模板6之间保持有0. 02mm的压料量，确保了产品孔间距不变形；由于凸模采用双导向机构，保护了凸模刚性，使凸模具有的很高的寿命。
权利要求
一种集小孔冲孔和成型为一体的级进模具，其特征在于，所述级进模具包括上模、下模、凸模(9)、凹模(13)和二次精密导向机构；所述凸模(9)设置在上模内，凹模(13)设置在下模内；所述上模和下模经二次精密导向机构相互连接在一起；所述上模包括上模座(1)、凸模垫板(2)、凸模固定板(3)、卸料垫板(4)、卸料板(5)；所述凸模垫板(2)、凸模固定板(3)、卸料垫板(4)和卸料板(5)自上而下依次垫设在上模座(1)内；所述凸模固定板(3)上设置有一用于固定凸模(9)的凹模镶块(10)；所述卸料垫板(4)上设置有供凸模(9)穿过的通孔；所述卸料板(5)上设置有卸料板上镶块(11)和卸料板下镶块(12)，卸料板上镶块(11)和卸料板下镶块(12)相互啮合在一起；所述卸料板上镶块(11)和卸料板下镶块(12)上均设置有供凸模(9)穿过的通孔；所述上模座(1)内还设置有卸料弹簧(14)；所述凸模(9)自下而上依次分为A、B、C、D四段，A段固定镶在凹模镶块(10)内，B段设置在卸料垫板(4)上的通孔内，C段设置在卸料板上镶块(11)内，D段设置在卸料板下镶块(12)内；所述凸模(9)的D段的外径与所需加工的小孔的孔径保持一致；所述下模包括凹模固定板(6)、凹模垫板(7)和下模座(8)；所述凹模固定板(6)、凹模垫板(7)自上而下依次设置在下模座(8)内；所述凹模(13)由相互匹配的左镶件和右镶件组成；所述凹模(13)固定镶嵌在凹模固定板(6)内；所述二次精密导向机构包括主精密滚珠导向机构和副精密滚珠导向机构；所述主精密滚珠导向机构由主导柱(16)、主导套(17)、主滚珠(18)、主滚珠支撑架(19)组成；所述副精密滚珠导向机构由副导柱(20)、副导套(21)、副滚珠(22)和副滚珠支撑架(23)组成；所述主导套(17)固定设置在上模座(1)上，主导套(17)的内壁上设置有一主滚珠支撑架(19)；所述主滚珠支撑架(19)内设置有主滚珠(18)，主滚珠支撑架(19)的内壁紧贴在主导柱(16)上；所述主导柱(16)的上端套接在主滚珠支撑架(19)内，主导柱(16)的下端插接在下模座(8)内；所述主导套(17)、主导柱(16)和主滚珠(18)之间均采用过盈配合的联接方式；所述副导柱(20)固定设置在卸料板(5)上，副导柱(20)的上端插接在上模座(1)内，副导柱(20)的下端插接在下模座(8)内；所述副导套(21)分别固定设置在凸模固定板(3)和凹模固定板(6)上；所述副导套(21)与副导柱(20)之间设置有副滚珠支撑架(23)，副滚珠支撑架(23)内设置有副滚珠(22)；所述副导套(21)、副导柱(20)和副滚珠(22)之间均采用过盈配合的联接方式。
2.根据权利要求1所述的集小孔冲孔和成型为一体的级进模具，其特征在于所述凹 模(13)的左镶件的右侧边缘处设置有一排半圆孔，凹模(13)的左镶件的左侧有一端角处 设置有一直边倒角；所述凹模(13)的右镶件的左侧边缘处设置有一排半圆孔，右镶件的右 侧的两个端角处均设置有直边倒角。
3.根据权利要求1所述的集小孔冲孔和成型为一体的级进模具，其特征在于所述卸 料板(5)上还设置有一定位针(15)，凹模固定板(6)上设置有一与定位针(15)相互配合工 作的定位孔。
4.根据权利要求1或3所述的集小孔冲孔和成型为一体的级进模具，其特征在于由 于卸料板(5)上开设有一比代加工料带厚度浅0. 02mm的槽。
全文摘要
本发明公开了一种集小孔冲孔和成型为一体的级进模具，其特征在于，所述级进模具包括上模、下模、凸模、凹模和二次精密导向机构；所述凸模设置在上模内，凹模设置在下模内；所述上模和下模经二次精密导向机构相互连接在一起。采用本发明所提供的集小孔冲孔和成型为一体的级进模具在高速冲床上进行每分钟500冲次以上的工作，将产品一次冲压成型，不需要再进行二次加工；同时，采用该模具进行小孔加工不仅生产效率高，成本低，而且在高速冲压过程中，小冲头不易折断、寿命长。
文档编号B21D37/12GK101837411SQ20101015167
公开日2010年9月22日 申请日期2010年4月19日 优先权日2010年4月19日
发明者向盛元, 杨政武, 林和森, 田国富, 腾斌, 陈绍荣, 龚家祯 申请人:成都宏明双新科技股份有限公司