一种模具冲压的翻孔工艺的制作方法

本发明涉及五金冲压模具加工技术领域，尤其涉及一种模具冲压的翻孔工艺。

背景技术：

翻孔是利用模具把板材上的孔缘翻成竖边的冲压加工方法，是成型模中翻边的一种，属于冲压基本工序中的塑性变形工序，主要用于制出与其他零件装备的部分，或为了提高零件的刚度，而加下出的特定形状。利用这种方法可以加工形状较为复杂、且具有良好刚度和合理空间形状的立体零件，也可在大型钣金件成形时作为控制破裂或折皱的手段。现有技术中使用冲压模具为钣金件翻孔时，冲孔过程中生成的废料往往会粘附在翻边的口部附近，形成耳朵状的缺陷。产品投入使用后，这些废料一方面会挤压与之互相接触的部件或配件，影响产品的美观性或损坏产品；另一方面，也有可能在振动或抖动的工况下随机脱落，引发安全事故；或者也有可能会粘附在模具上，降低模具的精度，影响后续作业的顺利开展。目前生产上一般采用专用的裁切模具进行废料的切除或者由人工来最终完成产品的裁切和打磨工作，劳动强度大且工序复杂、质量不稳定。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种模具冲压的翻孔工艺，该模具冲压的翻孔工艺能够在完成翻孔的同时，将粘附在翻边的口部附近的废料直接进行切除，优化翻孔工艺，有效的简化翻孔工艺的实际操作过程，提高产品的生产质量和冲翻孔加工效率，降低工作人员的劳动强度。

基于此，本发明提出了一种模具冲压的翻孔工艺，其包括以下步骤：

(S1)将待加工的工件放置在设有阶梯孔的冲翻孔模具的凹模上，所述阶梯孔自上而下依次设有用于翻边的第一定位孔和用于落料的第二定位孔；

(S2)冲翻孔模具的凸模上的加工冲头自上而下依次设有翻孔冲头和冲孔冲头，将所述加工冲头正对于所述阶梯孔进行布置；

(S3)将所述凸模与所述凹模进行合模冲压，所述冲孔冲头进入所述第一定位孔内在工件上形成加工孔，废料粘附在工件上的所述加工孔周围；

(S4)继续合模冲压，所述翻孔冲头进入所述第一定位孔内，所述加工孔周围的材料在所述翻孔冲头的挤压下向所述第一定位孔内进行弯折，形成翻边，废料粘附在所述翻边周围；

(S5)所述翻孔冲头即将进入所述第二定位孔时，与所述第二定位孔的入口处形成裁切结构，对粘附在所述翻边周围的废料进行切除。

进一步的，所述凹模上设有至少两个顶料销，所述步骤S1中的待加工的工件放置于所述顶料销上，由所述顶料销的伸缩运动辅助实现待加工的工件的放置和取下。

进一步的，完成所述步骤S5后，由所述凸模带动所述加工冲头离开所述凹模，完成冲翻孔加工的工件被所述顶料销顶起后进行拆卸。

进一步的，所述第一定位孔的内径大于所述第二定位孔的内径，所述步骤S4中的翻孔冲头将所述加工孔周围的材料挤压进所述第一定位孔的底部与所述第二定位孔的内壁之间形成的台阶中，使材料在所述台阶中发生塑性变形以完成翻孔。

进一步的，所述第一定位孔的内径与所述第二定位孔的内径之差等于形成的所述翻边的厚度，所述加工孔周围的材料定位于所述第一定位孔的内壁与所述翻孔冲头之间，保证所述翻边的垂直度。

进一步的，所述第二定位孔为直孔或锥形孔或阶梯孔，且所述第二定位孔的入口处的内径等于所述翻孔冲头的直径，所述翻孔冲头在进入所述第二定位孔时，与所述第二定位孔的入口处的凸沿形成裁切结构，使废料与所述翻边分离。

进一步的，所述第二定位孔为锥形孔，该锥形孔的内径为由所述第二定位孔的入口至出口处逐渐增大，被所述翻孔冲头裁切下的废料从该锥形孔内落下。

进一步的，所述锥形孔的锥角θ的角度范围满足1°≤θ≤5°。

进一步的，所述冲孔冲头的直径小于所述翻孔冲头的直径。

进一步的，所述冲孔冲头的端部与所述翻孔冲头的端部之间采用圆弧面过渡连接。

实施本发明所提供的模具冲压的翻孔工艺，具有如下有益效果：

冲翻孔模具的凹模上设有阶梯孔，该阶梯孔包括自上而下依次布置的第一定位孔和第二定位孔，冲翻孔模具的凸模上的加工冲头正对于阶梯孔上能够对位于凹模上的待加工的工件进行冲孔和翻边的工作，加工冲头包括自上而下依次连接的翻孔冲头和冲孔冲头，当凸模与凹模进行合模时，冲孔冲头能够穿过待加工的工件的表面进入第一定位孔中，在待加工的工件上形成加工孔，此时废料粘附在加工孔的周围，当凸模与凹模继续进行合模时，翻孔冲头逐步向下进入第一定位孔中，此时加工孔周围的材料在翻孔冲头的冲力作用下，逐渐向第一定位孔中进行弯折并发生塑性变形，从而在加工孔的周围形成翻边，由此完成对待加工的工件的翻孔加工，保证翻孔的加工精度，防止出现翻孔的口部开裂和严重变薄的现象，简化翻孔的操作步骤；此时废料仍然粘附在翻边的口部周围，此时翻孔冲头继续向下运动至即将进入第二定位孔中，此时翻孔冲头的端部与第二定位孔的入口凸沿之间形成裁切结构，将粘附在翻边的口部周围的废料直接切除，从而能够极大地简化翻孔加工工艺的加工流程，在完成翻孔的同时将废料直接切下并排出，有效的提高产品的生产质量和冲翻孔加工效率，也能够降低工作人员的劳动强度。

进一步的，凹模上设有至少两个顶料销，在安装待加工的工件以及拆卸完成加工的工件时，顶料销顶起，方便辅助工作人员对工件进行安装和拆卸，工作过程简单有效。第一定位孔的内径大于第二定位孔的内径，在翻孔冲头的冲力作用下，加工孔周围的材料能够弯折至第一定位孔和第二定位孔之间的台阶内，并在该台阶内塑性变形，由此保证在冲孔的同时翻边的形成，简化加工操作；第一定位孔的内径与第二定位孔的内径之差等于翻边的厚度，故而加工孔周围弯折的材料能够在第一定位孔与第二定位孔之间的台阶中进行定位，确保翻边竖立边与加工孔之间的垂直度，保证翻孔的加工质量。第二定位孔的入口处的内径等于翻孔冲头的直径，当翻孔冲头进入第二定位孔时，翻孔冲头的端部能够与第二定位孔的凸沿处形成裁切结构，从而使得粘附在翻边上的废料被切除，且被切除的废料能够从第二定位孔中落下排出，整个过程的原理简单，操作可靠，能够极大地提高冲翻孔过程废料裁切的工作效率，且保证工件的加工质量。

附图说明

图1是本实施例所述的冲翻孔模具的凸模与凹模分离时的结构示意图；

图2是图1中A处的放大结构示意图；

图3是本实施例所述的冲翻孔模具的凸模与凹模合模时翻孔冲头位于第一定位孔内的结构示意图；

图4是图3中B处的放大结构示意图；

图5是本实施例所述的冲翻孔模具的凸模与凹模合模时翻孔冲头位于第二定位孔内的结构示意图；

图6是图5中C处的放大结构示意图。

附图标记说明：

1、凸模，2、加工冲头，21、翻孔冲头，22、冲孔冲头，3、凹模，31、第一定位孔，32、第二定位孔，4、废料，5、工件，51、翻边，6、顶料销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1至图6，本发明的优选实施例所述的模具冲压的翻孔工艺包括如下步骤：

(S1)将待加工的工件5放置在设有阶梯孔的冲翻孔模具的凹模3上，所述阶梯孔自上而下依次设有用于翻边的第一定位孔31和用于落料的第二定位孔32；

(S2)冲翻孔模具的凸模1上的加工冲头2自上而下依次设有翻孔冲头21和冲孔冲头22，将所述加工冲头2正对于所述阶梯孔进行布置；

(S3)将所述凸模1与所述凹模3进行合模冲压，所述冲孔冲头22进入所述第一定位孔31内在工件5上形成加工孔，废料4粘附在工件5上的所述加工孔周围；

(S4)继续合模冲压，所述翻孔冲头21进入所述第一定位孔31内，所述加工孔周围的材料在所述翻孔冲头21的挤压下向所述第一定位孔31内进行弯折，形成翻边51，废料4粘附在所述翻边51周围；

(S5)所述翻孔冲头21即将进入所述第二定位孔32时，与所述第二定位孔32的入口处形成裁切结构，对粘附在所述翻边51周围的废料4进行切除。

冲翻孔模具的凸模1上设有加工冲头2，加工冲头2包括自上而下依次连接的翻孔冲头21和冲孔冲头22，冲翻孔模具的凹模3上设有阶梯孔，阶梯孔包括自上而下依次连通的用于翻边的第一定位孔31和用于落料的第二定位孔32，在凸模1与凹模3进行合模的过程中，冲孔冲头22先与位于凹模3上的待加工工件5进行接触并穿过该工件5以形成加工孔，以为翻孔过程加工出预制孔，此时工件5上的废料4粘附在加工孔的周围；凸模1与凹模3继续合模的过程中，冲孔冲头22穿过加工孔进入第二定位孔32时，翻孔冲头21向下进入第一定位孔31中，加工孔周围的材料在翻孔冲头21的冲力下开始发生变形并弯折，第一定位孔31的底部与第二定位孔32之间形成台阶，弯折的材料定位在该台阶内并逐渐发生塑性变形，最终形成加工孔周围的翻边51，但此时废料4仍然粘附在翻边51的端口上；翻孔冲头21继续向下运动至即将进入第二定位孔32时，翻孔冲头21的端部与第二定位孔32的凸沿之间能够形成裁切结构，将粘附的废料4从翻边51的端口上切除，从而完成工件5的翻孔和裁切整形，整个操作过程非常简单，原理可靠，能够极大的提高工件5实施翻孔工艺的加工效率，提高工件5的加工质量，简化操作步骤，降低工作人员的劳动强度。在本实施例中，凹模3的两侧还分别设有一个顶料销6，在对工件5进行安装时，顶料销6处于顶出状态，工作人员直接将工件5放置在顶料销6上进行定位即可，方便快捷；对工件5的翻孔和废料4切除的工作完成后，顶料销6能够直接将工件5顶出，方便工作人员对加工好的工件5进行拆卸，提高工件5的安装和拆卸效率。

其中，第一定位孔31的内径大于第二定位孔32的内径，故而第一定位孔31的底部能够与第二定位孔32的内壁之间形成台阶，从而为翻边51提供定位的空间，由翻孔冲头21挤压获得的翻边51在台阶内进行定位和塑性变形，确保翻边51的成型可靠；第一定位孔31的内径与第二定位孔32的内径之差等于形成的翻边51的厚度，即弯折后的材料能够在第一定位孔31的内壁与翻孔冲头21之间的空间内实现精确的定位，且第一定位孔31和第二定位孔32之间形成的台阶的宽度能够对翻边51的垂直度进行可靠的确定，保证翻孔工艺过程中形成翻孔的质量。

另外，第二定位孔32可以是直孔，也可以是锥形孔或者阶梯孔，且第二定位孔32的入口处的内径等于所述翻孔冲头21的直径，即当翻孔冲头21进入第二定位孔32时，翻孔冲头21的端部能够与第二定位孔32的凸沿之间形成裁切结构，从而使得粘附在翻边51的端口处的废料4能够被直接裁切掉，并从第二定位孔32中排出，由此在实现翻孔的同时将粘附的废料4切除，完成工件5的裁切加工和整形过程，有效的简化工件5的加工工艺，提高翻孔工艺的成型效率，提高产品的加工质量。当第二定位孔32选用锥形孔时，锥形孔的内径为由第二定位孔32的入口至出口处逐渐增大，从而便于被翻孔切头裁切下来的废料4从该锥形孔内落下，防止出现废料4被卡在第二定位孔32中无法落下而造成第二定位孔32堵塞的现象，避免对加工过程的效率和质量造成影响，锥形孔的锥角θ的角度范围优选为1°≤θ≤5°。

参见图2、图4和图6，冲孔冲头22的直径小于翻孔冲头21的直径，便于冲孔冲头22为翻孔冲头21进行翻孔加工提供前提条件，直径较小的冲孔冲头22在工件5上先形成的加工孔为后续翻孔冲头21能够进行翻孔加工提供预制孔，便于后续加工过程的顺利进行。冲孔冲头22的端部与翻孔冲头21的端部之间采用圆弧面过渡连接，能够有效的避免加工口处的翻孔口部出现开裂或严重变薄的缺陷，保证翻边51的加工精度，简化翻孔过程的操作步骤，保证对工件5进行翻孔加工的质量。

本发明所提供的模具冲压的翻孔工艺具有如下有益效果：冲翻孔模具的凹模上设有阶梯孔，该阶梯孔包括自上而下依次布置的第一定位孔和第二定位孔，冲翻孔模具的凸模上的加工冲头正对于阶梯孔上能够对位于凹模上的待加工的工件进行冲孔和翻边的工作，加工冲头包括自上而下依次连接的翻孔冲头和冲孔冲头，当凸模与凹模进行合模时，冲孔冲头能够穿过待加工的工件的表面进入第一定位孔中，在待加工的工件上形成加工孔，此时废料粘附在加工孔的周围，当凸模与凹模继续进行合模时，翻孔冲头逐步向下进入第一定位孔中，此时加工孔周围的材料在翻孔冲头的冲力作用下，逐渐向第一定位孔中进行弯折并发生塑性变形，从而在加工孔的周围形成翻边，由此完成对待加工的工件的翻孔加工，保证翻孔的加工精度，防止出现翻孔的口部开裂和严重变薄的现象，简化翻孔的操作步骤；此时废料仍然粘附在翻边的口部周围，此时翻孔冲头继续向下运动至即将进入第二定位孔中，此时翻孔冲头的端部与第二定位孔的入口凸沿之间形成裁切结构，将粘附在翻边的口部周围的废料直接切除，从而能够极大地简化翻孔加工工艺的加工流程，在完成翻孔的同时将废料直接切下并排出，有效的提高产品的生产质量和冲翻孔加工效率，也能够降低工作人员的劳动强度。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述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变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。