一种四爪壳体的加工工艺及其专用模具产线的制作方法

本发明涉及一种冲压零件的加工工艺及其加工专用产线，特别是一种四爪壳体的加工工艺及其加工专用产线。

背景技术：

本发明针对的对象为附图1至附图3所示的四爪壳体，四爪壳体整体为手爪状，其一端为四个隆起手爪，称为四爪端，四爪端具有负角，四爪端的对面侧为一个大的隆起半壳，称为大口端，四爪端的四个手爪长短不一，四爪端的一侧的手爪长度最长，该侧称为长指侧，对应的四爪端的另一侧称为短指侧。在四爪壳体上，其靠近大口端位置与四爪端位置分别开有一个通孔，其中靠近四爪端的通孔为第一通孔，靠近大口端的通孔为第二通孔。

对于上述四爪壳体，由于其型面的特征繁多，且形状不规则，加工精度要求高，很难通过一般的方法制作，或很难一次成形，必须分多步进行加工，因此选择合适的加工方法以及设计合适的加工设备显得尤为重要。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种效率高、成本低、能保证加工精度的四爪壳体的加工工艺及其专用模具产线。

技术方案：为实现上述目的，本发明的四爪壳体的加工工艺，具体步骤如下：

步骤一：从毛坯板料上裁切料片，所述料片中间窄两端宽，且对应于四爪壳体大口端的一端窄于对应于四爪壳体四爪端的一端；

步骤二：对步骤一中裁切的料片进行预成型；

步骤三：进一步对步骤二中预成型的工件冲压成形并进行整形；

步骤四：对整形后的工件进行裁切，切出其大口端的端面以及四爪端的端面；

步骤五：将工件上长指侧的余料的中段切除，并依次冲出第一通孔与第二通孔；

步骤六：切除工件长指侧与短指侧的多余的余料，并对大口端进行翻边整形。

四爪壳体的专用模具产线，从前到后对应于步骤一至步骤六依次包括落料模、预成型模、成型/整形模、切四爪端/切大口端模、切边/第一冲孔/第二冲孔模、侧切/翻边模，在后模具以在前模具加工完成的工件为基础进行继续加工。

进一步地，所述落料模包括第一上模板与第一下模板，第一上模板与第一下模板之间通过第一滚动导向引导开合模；第一上模板上安装有第一上模部分，第一下模板上安装有第一下模部分，所述第一上模部分包括第一凸模，第一下模部分包括第一凹模以及用于导引板料进给的板料导向组件；所述第一上模板与第一下模板之间设置有废料切除组件。

进一步地，所述预成型模包括第二上模板与第二下模板，第二上模板与第二下模板之间通过第二滚动导向引导开合模；第二上模板上安装有第二上模部分，第二下模板上安装有第二下模部分，所述第二上模部分包括第二凸模，第二下模部分包括第二凹模，第二凸模上设有预成型型面，第二凹模上铣有预成型型腔；所述预成型型腔周围设有多个第二定位块，每个第二定位块均与未冲压前的料片相切；第二凹模与第二凸模内均设有第二弹性顶销。

进一步地，所述成型/整形模包括第三上模板与第三下模板，第三上模板与第三下模板之间通过第三滚动导向引导合模，所述第三上模板与第三下模板之间设置有成型模块与整形模块；所述成型模块包括固连在第三上模板上的成型凹模、固连在第三下模板上的成型凸模A以及可相对第三下模板转动的成型凸模B；所述成型凹模下端铣有成型型腔，所述成型凸模B上端铣有四爪部分成型型面，成型凸模A上端铣有大口部分成型型面，四爪部分成型型面与大口部分成型型面合并后构成与所述成型型腔契合的完整成型型面；所述成型凸模B下端设有可使成型凸模B绕其转轴旋转的成型凸模顶杆，成型凸模顶杆下端设有第三弹性元件A。

进一步地，所述切四爪端/切大口端模包括第四上模板与第四下模板，第四上模板与第四下模板之间通过第四滚动导向引导开合模；第四上模板与第四下模板之间设有切四爪端模块以及切大口端模块，所述切四爪端模块包括安装在第四下模板上的四爪端下模以及四爪端下刀口，以及安装在第四上模板上的四爪端压料板以及四爪端切刀；所述切大口端模块包括安装在第四下模板上大口端下模与大口端下刀口，以及安装在第四上模板上的大口端压料板与大口端切刀。

进一步地，所述切边/第一冲孔/第二冲孔模包括第五上模板与第五下模板，第五上模板与第五下模板之间通过第五滚动导向引导开合模；第五上模板与第五下模板之间设置有切边模块、第一冲孔模块以及第二冲孔模块；

所述切边模块包括安装在第五下模板上的第五凹模A以及安装在第五上模板上的第五压料板A和第五异形冲头A，所述第五压料板A可相对于所述第五上模板上下平移，所述第五异形冲头A相对于所述第五上模板固定，所述第五凹模A上设置有与第五异形冲头A配合侧切的第五镶块A；

所述第一冲孔模块包括安装在第五下模板上的第五下固定板B以及安装在第五上模板上的第五上压料板B和第五冲头B；所述第五上压料板B可相对于第五上模板上下平移，第五冲头B相对于第五上模板固定，第五下固定板B上设置有与第五冲头B配合冲孔的第五下镶块B；

所述第二冲孔模块包括安装在第五下模板上的第五下固定板C以及安装在第五上模板上的第五上压料板C和第五冲头C；所述第五上压料板C可相对于第五上模板上下平移，第五冲头C相对于第五上模板固定，第五下固定板C上设置有与第五冲头C配合冲孔的第五下镶块C。

进一步地，所述侧切/翻边模包括第六上模板与第六下模板，第六上模板与第六下模板之间设置有侧切模块以及翻边模块；

所述侧切模块包括安装在第六下模板上的侧切凸模、第一斜楔与第二斜楔，以及安装在第六上模板上的侧切上压料板，所述侧切上压料板可相对于第六上模板上下平移，其平移由侧切导向块导向且侧切上压料板与第六上模板之间压有侧切矩形弹簧；所述第一斜楔上安装有侧切刀口镶件A，所述第二斜楔上安装有侧切刀口镶件B以及侧切刀口镶件C；

所述翻边模块包括安装在第六下模板上的翻边整形下模以及安装在第六上模板上的翻边整形上模，所述翻边整形上模下端铣有整形型腔，所述翻边整形下模上端开有整形型面，且可相对于第六下模板上下平移，其平移由翻边导向块导向且翻边整形下模与第六下模板之间压有翻边矩形弹簧。

有益效果：本发明四爪壳体的加工工艺的步骤合理、主次分明，将能在一次冲程中进行的操作均设置在一次冲程中完成，最大程度节省了需要使用的模具数量，节省了成本且提高了工作效率。根据上述加工工艺设计的产线上各工位的模具能有效完成各工序的任务，加工精度高。

附图说明

附图1、附图2、附图3分别为四爪壳体的正视图、俯视图以及立体图(切边未显示)；

附图4(a)、附图4(b)、附图4(c)分别为落料模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图，附图4(d)为落料模所落料片的形状图；

附图5(a)、附图5(b)、附图5(c)分别为预成型模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图，附图5(d)为第二凸模的预成型型面图；

附图6(a)、附图6(b)、附图6(c)分别为成型/整形模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图，附图6(d)为经过成型处理后工件的形状，附图6(e)为经过整形处理后工件的形状；

附图7(a)、附图7(b)、附图7(c)分别为切四爪端/切大口端的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图，附图7(d)为切四爪端后工件的形状，附图7(e)为切大口端两侧后工件的形状；

附图8(a)、附图8(b)、附图8(c)分别为切边/第一冲孔/第二冲孔模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图；附图8(d)为切长指侧中段余料、冲出第一通孔后工件与第二通孔后工件的形状图；

附图9(a)、附图9(b)、附图9(c)分别为侧切/翻边模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图；附图9(d)为将工件两侧的轮廓线全部切出后工件的形状图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

应当首先说明的是，本发明涉及到众多模具，所有模具都包含诸如“上模板”、“下模脚”等重复名称，为了区分各套模具相似的零件名称，从上到下所涉及到的模具零件或组件名称之前加有前缀“第一”“第二”……如所叙述的第一套模具中的上模板称为“第一上模板”，单个模具特有的零件也统一加了前缀以便快速区分是第几套模具上的零件或组件；在整个说明书中，尽管使用术语“第一”和“第二”来描述不同的组件，但意图是组件不限于术语“第一”和“第二”。术语“第一”、“第二”等仅用来在各个组件之间进行区分。在整个说明书中，还将理解的是，当元件被称作“安装在”、“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。

本发明的四爪壳体的加工工艺，具体步骤如下：

步骤一：从毛坯板料上裁切料片，所述料片中间窄两端宽，且对应于四爪壳体大口端的一端窄于对应于四爪壳体四爪端的一端；

步骤二：对步骤一中裁切的料片进行预成型；

步骤三：进一步对步骤二中预成型的工件冲压成形并进行整形；

步骤四：对整形后的工件进行裁切，切出其大口端的端面以及四爪端的端面；

步骤五：将工件上长指侧的余料的中段切除，并依次冲出第一通孔与第二通孔；

步骤六：切除工件长指侧与短指侧的多余的余料，并对大口端进行翻边整形。

四爪壳体的专用模具产线，从前到后对应于步骤一至步骤六依次包括落料模、预成型模、成型/整形模、切四爪端/切大口端模、切边/第一冲孔/第二冲孔模、侧切/翻边模，在后模具以在前模具加工完成的工件为基础进行继续加工。

附图4(a)、附图4(b)、附图4(c)分别为落料模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图，附图4(d)为落料模所落料片的形状图；

所述落料模包括第一上模板1-1与第一下模板1-2，第一上模板1-1与第一下模板1-2之间通过第一滚动导向1-3引导开合模；第一上模板1-1上安装有第一上模部分，第一下模板1-2上安装有第一下模部分。

为了提高加工效率，所述第一上模部分包括两个第一凸模1-4同时下料，两个第一凸模1-4之间为中心对称关系，对应地毛坯板料上目标料片的排列方式为正反交错排列。所述第一凸模1-4的轮廓形状中间窄两端宽，其较宽的两端分别用于之后成型为四爪壳体的大口端与四爪端，且对应于四爪壳体大口端的一端窄于对应于四爪壳体四爪端的一端，第一凸模1-4的周围为第一压料板1-5，第一压料板1-5可相对于第一上模板1-1上下平移，其平移由第一卸料螺丝1-6导向并由第一矩形弹簧1-7提供压边力；第一凸模1-4上还设置有用于对板料进行冲定位孔的第一冲头1-10。

第一下模部分包括两个位于第一凸模1-4正下方的第一凹模1-8以及用于导引板料进给的板料导向组件；所述板料导向组件包括毛坯板料引导通道、第一浮升导料销1-9以及利用第一冲头1-10冲出的定位孔进行定位的第一挡块1-11。所述第一浮升导料销1-9设置在毛坯板料的两侧限制毛坯板料的宽度方向的运动，第一浮升导料销1-9上端侧面开有沟槽，毛坯板料宽度方向的两侧嵌入所述第一浮升导料销1-9的沟槽中，第一浮升导料销1-9可相对于第一凹模1-8上下滑动，其下端设有第一弹簧A1-12。所述第一挡块1-11可相对于第一凹模1-8上下滑动，其下端设有第一弹簧B1-13。第一凹模1-8上对应于第一冲头1-10的正下方的位置设置有用于配合第一冲头1-10冲孔的第一冲孔镶块1-14。毛坯板料引导通道是由第一下垫板1-19、两块第一侧板1-18以及第一上顶板1-17围成的可供毛坯板料通过的口字形通道，两块第一侧板1-18平行放置且两者之间留有供毛坯板料通过的空档。

第一上模板1-1与第一下模板1-2之间还设置有废料切除组件。所述废料切除组件包括安装在第一上模板1-1上的第一上切刀1-15以及安装在第一下模板1-2上的第一下切刀1-16。

附图5(a)、附图5(b)、附图5(c)分别为预成型模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图，附图5(d)为第二凸模的预成型型面图；

所述预成型模包括第二上模板2-1与第二下模板2-2，第二上模板2-1与第二下模板2-2之间通过第二滚动导向2-3引导开合模；第二上模板2-1上安装有第二上模部分，第二下模板2-2上安装有第二下模部分；

所述第二上模部分包括第二凸模2-4，第二下模部分包括第二凹模2-5，第二凸模2-4上设有预成型型面，第二凹模2-5上铣有预成型型腔；所述预成型型腔周围设有多个第二定位块2-6，每个第二定位块2-6均可相对于第二凹模2-5滑动调节，调节后每个第二定位块2-6均与未冲压前的料片相切；第二凹模2-5与第二凸模2-4内均设有第二弹性顶销2-7，第二弹性顶销2-7的远离模具中心的一侧压有第二矩形弹簧2-8。

附图6(a)、附图6(b)、附图6(c)分别为成型/整形模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图，附图6(d)为经过成型处理后工件的形状，其中四爪端粗实线范围内的部分为负角区域；附图6(e)为经过整形处理后工件的形状；

成型整形模具包括第三上模板3-1与第三下模板3-2，第三上模板3-1与第三下模板3-2之间通过第三滚动导向3-3引导合模，所述第三上模板3-1与第三下模板3-2之间设置有成型模块与整形模块；所述成型模块包括固连在第三上模板3-1上的成型凹模3-4、固连在第三下模板3-2上的成型凸模A3-5以及可相对第三下模板3-2转动的成型凸模B3-6；所述成型凹模3-4下端铣有成型型腔，所述成型凸模B3-6上端铣有四爪部分成型型面，成型凸模A3-5上端铣有大口部分成型型面，四爪部分成型型面与大口部分成型型面合并后构成与所述成型型腔契合的完整成型型面；所述成型凸模B3-6下端设有可使成型凸模B3-6绕其转轴旋转的成型凸模顶杆3-7，成型凸模顶杆3-7下端设有第三弹性元件A3-8，此处第三弹性元件A3-8为氮气弹簧。

所述四爪部分成型型面包括两侧两爪的内侧的成型型面以及中间两爪的成型型面。

所述成型凸模A3-5内开有上下贯穿的通孔，通孔内设有成型下顶块3-9，所述成型下顶块3-9可相对于成型凸模A3-5上下运动，且成型下顶块3-9的下端设有用于提供顶出力的第三弹性元件B3-10，此处第三弹性元件B3-10为氮气弹簧。

所述成型凹模3-4内开有上下贯通的通孔，通孔内设有成型上顶块3-11，所述成型上顶块3-11可相对于成型凹模3-4上下运动，成型上顶块3-11上端设有使其具有向下运动趋势的第三弹性元件C3-12，此处第三弹性元件C3-12为弹簧。

所述成型凸模A3-5与成型凸模B3-6上均安装有多个用于对待冲压工件定位的成型定位块3-13，每个成型定位块3-13均与待冲压工件的外轮廓相切。

安装在成型凸模A3-5的成型定位块3-13可相对于成型凸模A3-5滑动调整位置，滑动方向为靠近或远离所述大口部分成型型面的方向；安装在成型凸模B3-6的成型定位块3-13可相对于成型凸模B3-6滑动调整位置，滑动方向为靠近或远离所述四爪部分成型型面的方向。

所述整形模块包括安装在第三上模板3-1上的整形凹模3-14以及安装在第三下模板3-2上的整形凸模3-15，所述整形凹模3-14下端铣有对应于四爪形半壳的四爪端曲面的整形型腔，所述整形凸模3-15上端铣有对应于四爪形半壳的四爪端曲面的整形型面。

所述整形凹模3-14的两侧对称设置有整形凹模挡块3-16，每个整形凹模挡块3-16均固定在所述第三上模板3-1上，且整形凹模挡块3-16的一个面紧靠在所述整形凹模3-14的侧面。

附图7(a)、附图7(b)、附图7(c)分别为切四爪端/切大口端的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图，附图7(d)为切四爪端后工件的形状，附图7(e)为切大口端两侧后工件的形状；

所述切四爪端/切大口端模包括第四上模板4-1与第四下模板4-2，第四上模板4-1与第四下模板4-2之间通过第四滚动导向4-3引导开合模；第四上模板4-1与第四下模板4-2之间设有切四爪端模块以及切大口端模块，所述切四爪端模块包括安装在第四下模板4-2上的四爪端下模4-4以及四爪端下刀口，以及安装在第四上模板4-1上的四爪端压料板4-5以及四爪端切刀4-6；所述四爪端下刀口由四个镶块组成，分别为四爪端下刀口镶块A4-7、四爪端下刀口镶块B4-8、四爪端下刀口镶块C4-9、四爪端下刀口镶块D4-10，四个镶块分别对应安装在四爪端的四指所在位置；所述四爪端压料板4-5可相对于第四上模板4-1上下平移，其平移由第四卸料螺丝A4-11导向，由第四矩形弹簧A4-12提供压边力。所述四爪端切刀4-6的刀背侧设置有第四挡块A4-13以增强四爪端切刀4-6的刚性，四爪端切刀4-6的刃口位置安装有四爪端刀口镶件4-14以方便维修与加工。

所述切大口端模块包括安装在第四下模板4-2上大口端下模4-15与大口端下刀口，以及安装在第四上模板4-1上的大口端压料板4-16与大口端切刀4-17。大口端下刀口为安装在大口端下模4-15上的大口端下刀口镶件4-18，所述大口端压料板4-16可相对于所述第四上模板4-1上下平移，其平移由第四卸料螺丝B4-19导向，由第四矩形弹簧B4-20提供压边力。所述大口端切刀4-17的刀背侧设置有第四挡块B4-21以增强大口端切刀4-17的刚性，大口端切刀4-17的刃口位置安装有大口端刀口镶件4-22以方便维修与加工。

附图8(a)、附图8(b)、附图8(c)分别为切边/第一冲孔/第二冲孔模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图；附图8(d)为切长指侧中段余料、冲出第一通孔后工件与第二通孔后工件的形状图；

所述切边/第一冲孔/第二冲孔模包括第五上模板5-1与第五下模板5-2，第五上模板5-1与第五下模板5-2之间通过第五滚动导向5-3引导开合模；第五上模板5-1与第五下模板5-2之间设置有切边模块、第一冲孔模块以及第二冲孔模块；

所述切边模块包括安装在第五下模板5-2上的第五凹模A5-4以及安装在第五上模板5-1上的第五压料板A5-5与第五异形冲头A5-6，所述第五压料板A5-5可相对于所述第五上模板5-1上下平移，其平移由固定在第五上模板5-1上的第五导向块A5-7导向，并由第五卸料螺丝A5-8限制行程，由第五矩形弹簧A5-9提供压边力；所述第五异形冲头A5-6相对于所述第五上模板5-1固定，所述第五凹模A5-4上设置有与第五异形冲头A5-6配合侧切的第五镶块A5-10；

所述第一冲孔模块包括安装在第五下模板5-2上的第五下固定板B5-11以及安装在第五上模板5-1上的第五上压料板B5-12和第五冲头B5-13；所述第五上压料板B5-12可相对于第五上模板5-1上下平移，其平移由固定在第五上模板5-1上的第五导向块B5-14导向，并由第五卸料螺丝B5-15限制行程，由第五矩形弹簧B5-16提供压边力；第五冲头B5-13相对于第五上模板5-1固定，第五下固定板B5-11上设置有与第五冲头B5-13配合冲孔的第五下镶块B5-17；

所述第二冲孔模块包括安装在第五下模板5-2上的第五下固定板C5-18以及安装在第五上模板5-1上的第五上压料板C5-19和第五冲头C5-20；所述第五上压料板C5-19可相对于第五上模板5-1上下平移，其平移由固定在第五上模板5-1上的第五导向块C5-21导向，并由第五卸料螺丝C5-22限制行程，由第五矩形弹簧C5-23提供压边力；第五冲头C5-20相对于第五上模板5-1固定，第五下固定板C5-18上设置有与第五冲头C5-20配合冲孔的第五下镶块C5-24。

附图9(a)、附图9(b)、附图9(c)分别为侧切/翻边模的正视图、下半模的俯视图以及上半模的俯视图；附图9(d)为将工件两侧的轮廓线全部切出后工件的形状图。

所述侧切/翻边模包括第六上模板6-1与第六下模板6-2，第六上模板6-1与第六下模板6-2之间设置有侧切模块以及翻边模块；第六上模板6-1与第六下模板6-2之间通过第六滚动导向6-3引导开合模。

所述侧切模块包括安装在第六下模板6-2上的侧切凸模6-4、第一斜楔6-5与第二斜楔6-6，以及安装在第六上模板6-1上的侧切上压料板6-7，所述侧切上压料板6-7可相对于第六上模板6-1上下平移，其平移由侧切导向块6-8导向、由侧切卸料螺丝6-10限制行程，且侧切上压料板6-7与第六上模板6-1之间压有侧切矩形弹簧6-9；所述第一斜楔6-5上安装有侧切刀口镶件A6-11，所述第二斜楔6-6上安装有侧切刀口镶件B6-12以及侧切刀口镶件C6-13；

所述翻边模块包括安装在第六下模板6-2上的翻边整形下模6-14以及安装在第六上模板6-1上的翻边整形上模6-15，所述翻边整形上模6-15下端铣有整形型腔，所述翻边整形下模6-14上端开有整形型面，且可相对于第六下模板6-2上下平移，其平移由翻边导向块6-16导向，由翻边卸料螺丝6-18限制行程，且翻边整形下模6-14与第六下模板6-2之间压有翻边矩形弹簧6-17用于提供压边力。

本发明四爪壳体的加工工艺的步骤合理、主次分明，将能在一次冲程中进行的操作均设置在一次冲程中完成，最大程度节省了需要使用的模具数量，节省了成本且提高了工作效率。根据上述加工工艺设计的产线上各工位的模具能有效完成各工序的任务，加工精度高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。