本发明涉及冲压模具领域，特别是一种带有冲孔机构的拉伸模具。
背景技术：
冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。
冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。而且冲压可制出其他方法难以制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件。此外，由于冲压采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致。
由于装配及其他零部件安装需求，冲压件上通常需要开设孔位，常规方案是通过修冲模具实现孔位的制造，但是对于有些孔位较少的零件，单独制造修冲模具，模具成本高，则零件生产制造成本增加。
如果能在拉伸模具中实现孔位的制造，将极大降低模具的制造成本及零件的生产成本。然而，拉伸模具中实现冲孔存在一技术难点：拉伸模具生产过程中，料片存在变形，这样在拉伸同时冲孔的话，孔会发生变形，难以保证装配要求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种带有冲孔机构的拉伸模具，以解决现有技术中的不足，它能够实现拉伸模具中孔的冲制且保证孔的精度，从而降低模具生产制造成本，及零件的生产制造成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种带有冲孔机构的拉伸模具，包括固定在上模座上的上模和压边圈，及固定在下模座上的下模，所述上模和所述压边圈并排设于所述下模的上方，所述压边圈的纵截面为u形，并向所述上模的方向开口；还包括冲孔机构，所述冲孔机构包括：安装在所述上模上的驱动组件和安装在所述压边圈内的冲孔组件；
所述驱动组件包括可转动连接在所述上模上的驱动块，所述驱动块设有驱动导滑面和止动面，所述止动面能够与所述上模相抵；
所述冲孔组件包括：滑块、导向块和冲头，所述滑块与所述压边圈内的顶面滑动连接，所述滑块的滑动方向为垂直于所述上模的方向，其外端面设有与所述驱动导滑面匹配的导滑面，其底部设有第一斜面；所述导向块顶部设有与所述第一斜面匹配的第二斜面，所述导向块与所述压边圈竖直滑动连接；所述冲头安装于所述导向块的底部，所述压边圈的底部设有冲头导向孔，所述冲头的下端安装在所述冲头导向孔内；
所述下模上设有与所述冲头匹配的冲孔凹模。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，所述驱动块还设有第一避让面和第二避让面，所述第一避让面设于所述止动面的上方，所述第二避让面设于所述驱动导滑面的下方。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，所述驱动块通过驱动块支撑座可转动连接在所述上模上，所述驱动块支撑座上端固定在所述上模上，其下端与所述驱动块可转动连接。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，所述上模上固定有挡块，所述挡块的表面淬火，当所述驱动块由上往下转至水平状态时，所述止动面与所述挡块相抵。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，所述滑块还设有竖直的限位面，所述限位面设于所述导滑面和所述第一斜面之间，所述限位面与所述导向块靠近所述上模的端面平齐；
所述冲孔机构还包括限位块，所述限位块通过固定螺钉安装在所述导向块靠近所述上模的端面，且压合在所述限位面上。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，在所述导向块远离所述上模的端面设有法兰台，在所述压边圈上与所述法兰台相对应的位置设有卡板，通过所述法兰台和所述卡板限制所述导向块的水平位置。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，所述冲孔机构还包括第一弹性元件，所述第一弹性元件设于所述滑块和所述压边圈之间，当所述滑块在所述驱动块的驱动下滑动时，压缩所述第一弹性元件。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，所述冲孔机构还包括导板，所述导板固定在所述压边圈上，且位于所述滑块的上面，并与之贴合。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，所述导向块的上端水平设有限制杆，所述限制杆向远离所述上模的方向突出；
所述冲孔机构还包括第二弹性元件，所述第二弹性元件沿纵向布置，其上端与所述限制杆的底面相抵接，其下端与所述压边圈内的底面相抵接。
前述的带有冲孔机构的拉伸模具中，优选地，所述冲头通过冲头安装座安装于所述导向块的底部，所述冲头安装座的底部与所述压边圈之间的间隙不小于冲孔深度。
与现有技术相比，本发明提出了一种带有冲孔机构的拉伸模具，采用该模具，将拉伸工艺和冲孔工艺合并到一道工序中，降低了模具的制造成本和零件的制造成本，提高了生产效率；在整个冲孔过程中，压边圈一直与下模闭合，将料压紧，为冲孔提供压料力；同时冲孔是在拉伸工艺结束、零件已经成型到位后进行的，从而保证了孔的尺寸和位置，不会因为料的拉伸而发生变化。
附图说明
图1是本发明某实施例提供的带有冲孔机构的拉伸模具的结构示意图；
图2是本发明某实施例提供的带有冲孔机构的拉伸模具的剖视结构示意图；
图3是本发明某实施例提供的带有冲孔机构的拉伸模具冲孔状态的结构示意图；
图4是本发明某实施例提供的带有冲孔机构的拉伸模具的开模结构示意图；
图5是本发明某实施例提供的驱动块的结构示意图；
图6是本发明某实施例提供的滑块的结构示意图；
图7是本发明某实施例提供的导向块的结构示意图；
图8是本发明某实施例提供的驱动块支撑座的结构示意图。
附图标记说明：
1-上模，2-压边圈，21-冲头导向孔，3-下模，401-驱动块，4011-驱动导滑面，4012-止动面，4013-第一避让面，4014-第二避让面，402-滑块，4021-导滑面，4022-第一斜面，4023-限位面，403-导向块，4031-第二斜面，4032-法兰台，4033-限制杆安装孔，4034-沉孔，404-冲头，405-驱动块支撑座，4051-通槽，4052-第一销孔，4053-安装孔，406-挡块，407-限位块，4071-固定螺钉，408-第一弹性元件，409-导板，410-限制杆，411-第二弹性元件，412-冲头安装座。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的实施例：如图1和图2所示，一种带有冲孔机构的拉伸模具，主要用于孔位较少的冲压件的成型，利用拉伸模具拉伸工作结束后的开模过程，实现孔的冲裁。包括固定在上模座上的上模1和压边圈2，及固定在下模座上的下模3(图中上模座和下模座未示出)，所述上模1和所述压边圈2并排设于所述下模3的上方，所述压边圈2的纵截面为u形，并向所述上模1的方向开口，u形开口为下述冲孔机构提供安装空间。该模具还包括冲孔机构，所述冲孔机构包括：安装在所述上模1上的驱动组件和安装在所述压边圈2内的冲孔组件。
所述驱动组件包括可转动连接在所述上模1的上驱动块401，如图1、图2和图5所示，所述驱动块401设有驱动导滑面4011和止动面4012，所述止动面4012能够与所述上模1相抵。所述驱动块401可转动连接在所述上模1上，使其能够在自重的驱动下从所述上模1的方向向所述压边圈2的方向转动。当所述驱动块401由上往下转至水平时，所述止动面4012与所述上模1相抵，限制所述驱动块401的转动。
如图1、图2、图6及图7所示，所述冲孔组件包括：滑块402、导向块403和冲头404。所述滑块402与所述压边圈2内的顶面滑动连接，所述滑块402的滑动方向为垂直于所述上模1的方向，其外端面设有与所述驱动导滑面4011匹配的导滑面4021，其底部设有第一斜面4022。具体地，导滑面4021在驱动导滑面4011的上面与之匹配，当驱动块401向上旋转或向上运动时，会推动滑块402向远离驱动块401的方向运动。所述导向块403顶部设有与第一斜面4022匹配的第二斜面4031，所述导向块403与所述压边圈2竖直滑动连接。具体地，在所述导向块403的的前后侧(图2中平行纸面的方向)设有卡板，所述卡板固定在压边圈2上，所述导向块403沿着所述卡板上下运动，所述卡板对所述导向块403进行水平限位。所述冲头404安装于所述导向块403的底部，所述压边圈2的底部设有冲头导向孔21，所述冲头404的下端安装在所述冲头导向孔21内。冲头导向孔21对冲头404起到支撑和导向的作用，防止冲头404在冲孔过程中发生晃动影响冲孔精度。
所述下模3上设有与所述冲头404匹配的冲孔凹模。
使用过程中，模具先进行拉伸工艺：压边圈2与下模3闭合压紧料片，如图1和图2所示，然后上模1再往下运动对料片进行拉伸，直至下死点完成零件的拉伸。然后是在开模过程中进行冲孔：开模过程中，如图3所示，上模1首先往上运动，此时由于重力作用驱动块401旋转至水平方向，其止动面4012与上模1相抵，限制其旋转，使其保持水平状态；上模1继续往上运动，驱动块401随之一起往上运动，当驱动块401与滑块402接触时，在相互匹配的驱动导滑面4011和导滑面4021的配合作用下，滑块402向远离驱动块401的方向移动，与此同时，在相互匹配的第一斜面4022和第二斜面4031的配合作用下，导向块403带着冲头404竖直向下运动，直至冲头404与下模3上的冲孔凹模闭合，完成冲孔工艺。冲孔结束后，如图4所示，压边圈2往上运动，模具完全打开，将零件取出，零件取出的同时，零件未冲孔部分与冲头404接触，会将冲头404向上顶起，则导向块403向上运动，并驱使滑块402恢复至冲孔前的状态，完成零件的整体拉伸冲孔工作。
在整个冲孔过程中，压边圈2一直与下模3闭合，将料片压紧，为冲孔提供压料力；同时冲孔是在拉伸工艺结束、零件已经成型到位后进行的，从而保证了孔的尺寸和位置，不会因为料的拉伸而发生变化。采用一个模具，将拉伸工艺和冲孔工艺合并到一道工序中，降低了模具的制造成本和零件的制造成本，提高了生产效率。
上述结构中，所述驱动块401还设有第一避让面4013和第二避让面4014，所述第一避让面4013设于所述止动面4012的上方，所述第二避让面4014设于所述驱动导滑面4011的下方。通过设置第一避让面4013，避免驱动块401在旋转过程中与上模1发生干涉。通过设置第二避让面4014，避免驱动块401在旋转过程中与压边圈2发生干涉。当然，也可以采取在上模1或压边圈2上开设凹槽的方式来避免干涉，但由于此方式加工不便且对模具影响较大，所以优选在驱动块401上设置避让面。
在一种优选地实施方式中，所述驱动块401通过驱动块支撑座405可转动连接在所述上模1上，所述驱动块支撑座405上端固定在所述上模1上，其下端与所述驱动块401可转动连接。具体地，如图8所示，所述驱动块支撑座405通过安装孔4053和螺栓固定在所述上模1上，所述驱动块支撑座405的下端开设通槽4051，所述通槽4051两侧相对设置第一销孔4052，采用销轴以此穿过一侧的第一销孔4052、驱动块401及另一侧的第一销孔4052，如此，便可将驱动块401可转动连接在所述通槽4051内。通槽4051可对驱动块401起到导向的作用，使其运动更加稳定，保证其在竖直面内运动；采用驱动块支撑座405而不是直接可转动连接在上模1上，还便于驱动块401的安装和更换，也可减少对模具整体的损害，延长模具的使用寿命。
在一种具体地实施方式中，如图2所示，所述上模1上固定有挡块406，所述挡块406的表面淬火，当所述驱动块401由上往下转至水平状态时，所述止动面4012与所述挡块406相抵。由于驱动块401重复与上模1发生接触摩擦，若使驱动块401直接与上模1接触，则对上模1的磨损较大，而上模1损坏后更换成本较大；通过设置挡块406，使驱动块401与挡块406相抵，可以减少对上模1的磨损，延长模具的使用寿命；挡块406的表面淬火，用以增加挡块406的强度。具体地，挡块406通过沉头螺栓固定在上模1上。采用沉头螺栓不会突出挡块406的表面，避免了与驱动块401发生干涉。
在另一种优选地实施方式中，如图6所示，所述滑块402还设有竖直的限位面4023，所述限位面4023设于所述导滑面4021和所述第一斜面4022之间，所述限位面4023与所述导向块403的立面平齐。所述冲孔机构还包括限位块407，所述限位块407通过固定螺钉4071安装在所述导向块403靠近所述上模1的端面，且压合在所述限位面4023上。具体地，如图8所示，导向块403上水平开设有沉孔4034，用于固定所述固定螺4071。通过设置限位面4023和限位块407，对滑块402进行水平方向的限位，防止滑块402滑离导向块403。另外，固定限位块407的固定螺钉4071突出限位块407，可以在冲孔完成后上模1上行的过程中，与驱动块401接触，并驱使驱动块401向上转动，使驱动块401自动恢复至未冲孔前的状态。更具体地，在冲孔完成后上模1上行的过程中，固定螺钉4071与驱动块401的第二避让面4014接触。
在另一种具体地实施方式中，如图1、图3-4及图7所示，为了很好地对导向块403进行限位，在所述导向块403远离所述上模1的端面设有法兰台4032，在所述压边圈2上与所述法兰台4032相对应的位置设有卡板(图中未明显示出)，通过所述法兰台4032和所述卡板限制所述导向块403的水平位置。
在一种优选地实施方式中，如图1-4所示，为了使滑块402可以自动恢复至未冲孔前的状态，所述冲孔机构还包括第一弹性元件408，所述第一弹性元件408设于所述滑块402和所述压边圈2之间，当所述滑块402在所述驱动块401的驱动下滑动时，压缩所述第一弹性元件408。通过设置第一弹性元件408，滑块402向远离驱动块401的方向移动后，第一弹性元件408被压缩，在滑块402失去外力后，便会在第一弹性元件408的反弹力作用下，自动恢复至未冲孔前的状态。这里第一弹性元件408可以是弹簧、气缸、气囊等弹性元件，但是由于弹簧具有成本低、安装方便的有点，所以优选弹簧。
在另一种具体地实施方式中，如图2和图6所示，所述冲孔机构还包括导板409，所述导板409固定在所述压边圈2上，且位于所述滑块402的上面，并与之贴合。具体地，导板409的底部设有凹槽，所述凹槽与滑块402的顶面匹配，滑块402可以在凹槽内自由移动。通过设置导板409，一方面可以为滑块402的运动提供导向，使滑块402的运动更加稳定；另一方面可以减少滑块402对压边圈2的磨损，延长模具使用寿命。
在一种优选地实施方式中，如图1和图2所示，为了使导向块403可以自动恢复至未冲孔前的状态，所述导向块403的上端水平设有限制杆410，所述限制杆410向远离所述上模1的方向突出；所述冲孔机构还包括第二弹性元件411，所述第二弹性元件411沿纵向布置，其上端与所述限制杆410的底面相抵接，其下端与所述压边圈2内的底面相抵接。具体地，如图8所示，导向块403上水平开设有限制杆安装孔4033，限制杆安装孔4033为通孔，用于固定限制杆410。通过设置限制杆410和第二弹性元件411，导向块403向下运动后，第二弹性元件411被压缩，在导向块403失去外力后，便会在第二弹性元件411的反弹力作用下，向上运动，自动恢复至未冲孔前的状态。这里第二弹性元件411可以是弹簧、气缸、气囊等弹性元件，但是由于弹簧具有成本低、安装方便的有点，所以优选弹簧。
在另一种具体地实施方式中，如图2所示，所述冲头404通过冲头安装座412安装于所述导向块403的底部，所述冲头安装座412的底部与所述压边圈2之间的间隙不小于冲孔深度。通过设置冲头安装座412，一方面可以保证冲头404的安装精度，便于冲头404的安装；另一方面冲头安装座412对冲头404起到一定的加固作用和限位作用，防止冲头404冲孔深度太深，不容易开模。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。