超高强度钢材料零件的切断刀具的制作方法

本发明涉及汽车零部件冲切工具，更具体地说，涉及超高强度钢材料零件的切断刀具。

背景技术：

在现代化的汽车生产中，汽车钢板均由模具冲切而成，在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件。汽车模具的生产主要有冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造等成形加工工艺。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)，应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。

由于汽车减重、节能和提高安全性的需要，要求汽车钢板强度更高，钢板抗拉强度从原先440Mpa提高到1180Mpa，随着材料强度的显著提升，随之而来是材料切断难度的增加。汽车用钢板强度的增加，导致冲切模具内的切断刀的磨损频次增加。刀具的频繁更换，严重影响着生产效率，同时增加维护成本。

传统模切断刀结构为整体设计，刀刃表面为平面。冲切时，与切断零件表面完全贴合切断。由于传统设计的切断刀刃线和切断刀底面在冲切的时候，与零件表面完全接触，而零件材料为1180Mpa的马氏体超高强钢，因此，此种结构需要更大的冲切力，相应的也会加速模具的磨损速度。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的冲切模具内的切断刀的磨损频次增加，刀具频繁更换，严重影响生产效率和维护成本的问题，本发明的目的是提供一种超高强度钢材料零件的切断刀具。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超高强度钢材料零件的切断刀具，包括切断接触面、过渡斜面、下沉面、切刀刃线。切断接触面用于切割钢材料零件，其边缘为切刀刃线， 下沉面的高度低于切断接触面，且与切断接触面之间通过过渡斜面连接。

根据本发明的一实施例，切断刀具包括上刀块和下刀块，上刀块和下刀块可分离替换，上刀块的上表面包括切断接触面、过渡斜面、下沉面、切刀刃线，其下表面与下刀块相连接，下刀块为块状固件。

根据本发明的一实施例，上刀块的材料为V4E或者粉末冶金材料，下刀块的材料为cr12mov模具钢。

根据本发明的一实施例，下沉面的高度低于切断接触面5mm。

根据本发明的一实施例，过渡斜面的倾斜角度为135度。

根据本发明的一实施例，上刀块和下刀块通过螺栓和定位销相结合。

在上述技术方案中，本发明的超高强度钢材料零件的切断刀具显著优化了传统的冲切结构，提升了切断刀具性能，提高了生产效率，降低了刀具维护成本，满足了超高强度材料零件产品大批量生产切断的要求。

附图说明

图1是本发明超高强度钢材料零件的切断刀具的俯视图；

图2是图1的侧视图；

图3是上刀块和下刀块的组合示意图；

图4是本发明超高强度钢材料零件的切断刀具的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

参照图4，本发明改进了现有的切断刀具的结构，使其结构上主要包括切断接触面3、过渡斜面4、下沉面5、切刀刃线6，并且设计了分体式的上刀块1、下刀块2的结构，从而在材料的选择上也较以往有了改进。如图4所示，本发明的刀具是一个两端大，中间具有一“颈部”连接的不规则形状，大致上类似于“工”字形，适用于汽车钢材形状的匹配。下面来详细说明上述各个结构的具体特征及其材料选择。

首先在材料的选择上，由于超高强钢切断所要求的高冲压力，必须选择合适的模具及刀具材质。模具基体需要更高的刚度和韧度以避免失效。 模具内的切断刀具需要更高的硬度，推荐硬度在60～65HRC。

当钢材的抗拉强度不小于1000Mpa时，切断刀具应该热处理，材料建议为1.2379或高性能的模具材料，例如粉末冶金(PM)材料。当钢材的抗拉强度小于1000Mpa时，推荐使用镀层以减少刀具的磨损。

由于冲切材料为马氏体高强度冷连轧钢板，屈服强度950～1200Mpa，抗拉强度不小于1180Mpa。按照上述分析，切断刀具材料选用粉末冶金(PM)材料V4E，并且不使用镀层。

如图1和图4所示，切断接触面3用于切割钢材料零件，其位置与调整前传统切断刀具保持一致，除中部保持原有的宽度尺寸为10mm以外，其他的宽度尺寸为2mm。切断接触面3其边缘为切刀刃线6。除新确定的切断接触面3以外的原先其他接触面整体下沉约5mm左右，形成图1所示的下沉面5。下沉面5的高度低于切断接触面3，且与切断接触面3之间通过过渡斜面4连接，调整后的切断接触面3与下沉面5通过倾斜角约为135度的过渡斜面4相连接，如图2所示。

经过上述结构调整，使得切断时，刀具与零件的接触面积大幅度减少，减少幅度达到87.5％。因此，降低了对冲切力的需求。

另一方面，考虑到传统模切断刀结构为整体设计，而超高强钢零件的切断刀具通常采用高性能的模具材料，如粉末冶金(PM)材料，其材料成本较高，这便导致了刀具的维护及更换成本很高。同时，频繁的刀具维护，将会严重影响着产品的生产效率，所以有必要对切断刀具进行分体结构设计，提高刀具的维护效率，降低刀具的维护成本。

因此，如图3所示，本发明将原先的整体模具分为上下部分，即切断刀具包括上刀块1和下刀块2。上刀块1和下刀块2可分离替换，上述的切断接触面3、过渡斜面4、下沉面5、切刀刃线6均位于上刀块1。上刀块1的下表面与下刀块2相连接，下刀块2为块状固件。上刀块1材料使用V4E或其他类似粉末冶金(PM)材料，下刀块2材料使用模具钢cr12mov或同类牌号材料，使用螺栓和定位销相结合的方式将上下两部分结合起来。

本发明这种上刀块1、下刀块2的优势在于，如果刀具经过长时间的使用有了磨损，则只需要替换上刀块1即可，下刀块2可以长时间反复使 用。另一方面，由于上刀块1的体积较传统的一体式刀具的体积要小，因此可以将上刀块1整体采用更加高强度的金属，例如V4E，而并不会增加过多的成本。

综上所述，本发明的有益效果有：

1.满足抗拉强度超过1000Mpa的高强度材料零件的冲切要求。

2.通过对传统刀具结构的优化设计，提升了刀具使用寿命(从原先的1万冲次，提升到3万冲次)，降低了刀具维护成本，材料成本降低75％，并且提升了生产效率和刀具更换速度。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。