一种铝合金薄板冲圆孔、方孔翻边和切断复合模的制作方法

本发明涉及冲压模具领域，具体涉及一种铝合金薄板冲圆孔、方孔翻边和切断复合模。

背景技术：

汽车的轻量化设计是为了提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染而減轻汽车自身重量的最有效的措施，其方法是在保证强度和安全性的前提下尽可能采用铝合金或碳纤维材料替代原来广使用的钢铁材料，包括公司为整车配套生产的多种型号规格的安装螺母限位板就是0.8或1.0的长方形铝合金薄板零件，其中有一种的宽度为34mm，长度为938mm，表面设有多个￠22、￠12和￠6的圆孔，以及多组在圆孔两侧对称分布的切长方形口后的翻边的安装螺母限位板。其技术要求：内孔容许误差+0.1或+0.2，孔距和产品总长度尺寸容许误差±0.2或±0.3，表面平整且无毛刺。现有技术是采用落料冲圆孔、冲方口翻边和切两端的三副模具冲制完成，其产品存在圆孔和方口处毛刺大、翻边后工件扒模或翻边处开裂、孔距和产品总长度尺寸容许误差不能满足的问题，导致产品冲制后大多需要返工，部份产品要报废，且存在冲方口翻边冲头易折断的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铝合金薄板冲圆孔、方孔翻边和切断复合模，以解决现有技术中在同一工件上加工多种圆孔、方孔翻边和切断边缘需要多副模具，加工时间长，模具造价高，特别是产品多次更换模具加工导致产品的尺寸误差过大，报废和需要返工的产品较多，以及方孔翻边冲头寿命短的问题。

所述的铝合金薄板冲圆孔、方孔翻边和切断复合模，包括上模板、下模板、外导套、外导柱、安装在所述上模板下面的固定板、固定在所述下模板上的凹模板和滑动安装在所述固定板下方的压料板，所述固定板上固定安装有若干冲头，所述压料板通过大弹簧与所述固定板连接，所述凹模板上设有与所述冲头相对应的凹模孔，其特征在于：所述冲头包括若干圆孔冲头、安装在所述固定板端部的切断冲头和方孔翻边冲头，所述凹模板在与所述方孔翻边冲头对应的位置的下表面设有凹槽，所述凹槽内滑动安装有顶板，所述顶板通过小弹簧与所述下模板相连，所述顶板弹起时顶在所述凹槽的顶面，所述固定板固定有推板，所述推板下端在合模时将所述顶板压向所述下模板,所述的上模板、固定板和所述的压料板采用多个大锁紧螺栓连接。

优选的，所述圆孔冲头包括直径不同的圆冲头一、圆冲头二和圆冲头三，所述方孔翻边冲头有多对，每对方孔翻边冲头对称设在所述圆冲头三的两侧，每对方孔翻边冲头下对应位置设有一个顶板。

优选的，上下模分开后，所述推板底面向下伸出超过压料板底部的距离与所述方孔翻边的高度相匹配。

优选的，所述压料板上表面和所述固定板下表面都设有安装所述大弹簧的弹簧凹坑，所述顶板下表面和所述下模板上表面也都设有安装所述小弹簧的弹簧凹坑，所述凹模板下表面凹槽的深度与工件的方孔翻边的高度相匹配。

优选的，所述压料板上设有若干台阶孔，小锁紧螺栓穿过所述台阶孔将限位块固定在所述压料板的上表面，所述限位块顶部到所述固定板底板的距离等于所述冲头的冲切深度。

优选的，所述圆孔冲头和所述切断冲头与对应的凹模孔形状相配合，所述方孔翻边冲头对应的凹模孔的形状与方孔翻边后的形状相匹配。

优选的，所述凹模板上面设有多个内导柱，所述压料板下面设有多个与所述内导柱相对应的导柱孔，所述凹模板上面还设有对工件定位的定位块。

优选的，所述推板成对对称固定在所述圆冲头三部位的固定板两侧，一对推板之间的距离不小于所述凹模板的宽度，所述长条形的顶板的长度大于一对推板间的间距。

优选的，所述方孔翻边冲头的冲切部分由上至下依次分为圆弧段、冲方孔段和刃口，所述圆弧段与工件的方孔翻边上的圆角相匹配，所述凹模孔上也设有与所述方孔翻边上圆角相匹配的侧边圆弧面，所述刃口为斜面切刀形状，所述冲方孔段为形状与工件上方孔相配合的矩形柱体，所述刃口的斜面和所述圆弧面都朝向所述方孔翻边一侧。优选的，所述冲方孔段的长度范围是所述方孔翻边的高度的2～3倍，所述刃口的斜面与冲切方向的夹角α为20°～30°。

本发明的优点在于：将三种尺寸不同的圆孔、工件边缘切断以及对方孔翻边的多种加工工序集成到一副模具中。通过该模具一次合模就能实现对工件冲圆孔、方孔翻边和切断的多种工序。而且由于加工的冲头和凹模孔都设在一副模具中能缩短三分之二的加工时间，用一副模具代替三幅大大降低了模具的总造价。而本发明最大的优点是同一模具加工令产品的尺寸距离更加稳定精确，避免毛刺过大、翻边后工件扒模的结果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的左视图方向的结构示意图；

图3为本发明中方孔翻边冲头的结构示意图。

其中，1、方孔翻边冲头，101、刃口，102、冲方孔段，103、圆弧段，2、顶板，3、小弹簧，4、推板，5、圆冲头三，6、圆冲头一，7、圆冲头二，8、切断冲头，9、上模板，10、外导套，11、压料板，12、大弹簧，13、固定板，14、限位块，15、导柱孔，16、大锁紧螺栓，17、外导柱，18、定位块，19、下模板，20、凹模板，21、凹模孔，22、小锁紧螺栓，23、内导柱。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1：

如图1-3所示，本发明提供了一种铝合金薄板冲圆孔、方孔翻边和切断复合模，包括上模板9、下模板19、外导套10、外导柱17、固定安装在所述上模板9下面的固定板13、固定安装在所述下模板19上的凹模板20和滑动安装在所述固定板13下方的压料板11。所述固定板13上固定有若干冲头，所述压料板11通过大弹簧12与所述固定板13连接，所述凹模板20上设有与所述冲头相对应的凹模孔21。

所述上模板9和固定板13通过大锁紧螺栓16固定安装，所述凹模板20与所述下模板19之间通过螺栓固定，所述压料板11通过大锁紧螺栓16安装在所述固定板13下方，所述固定板13中设有与所述大锁紧螺栓16的滑动配合的台阶形滑道。所述压料板11和所述固定板13都设有安装所述大弹簧12的弹簧凹坑，通过大弹簧12作用于压料板11对工件的材料在冲压前进行预压紧。大锁紧螺栓16伸入部分具有限位结构被台阶形滑道的台阶部分阻挡限位。

所述冲头包括若干圆孔冲头、切断冲头8和方孔翻边冲头1。切断冲头8安装在所述固定板13端部。所述圆孔冲头包括直径不同的圆冲头一6、圆冲头二7和圆冲头三5，根据工件的加工需要设置在相应位置。所述圆孔冲头和所述切断冲头8与对应的凹模孔21形状相配合。

所述压料板11上设有若干台阶孔，小锁紧螺栓22穿过所述台阶孔将限位块14固定在所述压料板11的上表面，所述限位块14顶部到所述固定板13底板的距离等于所述冲头的冲切深度。所述凹模板20上面设有多个内导柱23，所述压料板11下面设有多个与所述内导柱23相对应的导柱孔15，所述凹模板20上面还设有与工件的定位孔相对应的定位块18。所述内导柱23引导压料板11方向，限位块14用于决定冲切深度，保护压料板11、冲头和工件。

所述方孔翻边冲头1有多对，一对方孔翻边冲头1对称设在所述圆冲头三5的两侧，加工产生的方孔翻边位于两边靠外一侧。每对方孔翻边冲头1对应一个顶板2，所述顶板2为沿一对方孔翻边冲头1设置方向延伸的长条形的顶板2。凹模板19在与所述方孔翻边冲头1对应的位置设有凹槽，凹槽位于凹模板19的下表面，此处的凹模孔贯穿凹槽顶部，顶板2上也设有对应圆冲头三5的下料孔。所述顶板2通过小弹簧3连接到所述凹槽底部，所述顶板2弹起时压在所述凹槽顶部。

所述固定板13上固定有推板4，所述推板4成对对称设在所述圆冲头三5的两侧，一对推板4之间的距离不小于所述凹模板20的宽度，所述长条形的顶板2的长度大于一对推板4间的间距，所述推板4下端在合模时将所述顶板2压下模板19。固定板13的宽度等于凹模板20的情况下可以将推板4固定在所述固定板13的两侧。所述凹槽的深度与工件的方孔翻边的高度相匹配，这里的匹配是指深度由方孔翻边的高度相对应，方孔翻边冲头伸入该凹槽内的长度等于刃口高度和冲方孔段高度之和，所述冲方孔段高度的范围是方孔翻边的高度的2～3倍，凹槽的深度相当于弹簧压缩余量、顶板厚度、顶板移动距离三者之和，前两者都可采用固定数值，而刃口高度在斜面刃口夹角不变的情况下和冲方孔段高度都是由所述方孔翻边高度相关联的。

由所述顶板2和所述下模板19也都设有安装所述小弹簧3的弹簧凹坑。完全合模时，所述推板4将顶板2压向下模板19，上下模分开后，所述推板4底面向下伸出超过压料板11底部的距离与所述方孔翻边的高度相匹配，二者基本相等，所述推板4底面向下伸出超过压料板11底部的距离可稍大一些。这样当压料板11压在工件上时，所述推板4将顶板2压下，顶板2下沉与压料板11之间的距离不小于方孔翻边的高度，防止方孔翻边冲头1的刃口101与顶板2发生接触或碰撞顶板2在小弹簧3回弹时将工件顶起，便于脱模防止翻边后工件扒模。

所述方孔翻边冲头1的冲切部分由上至下依次分为圆弧段103、冲方孔段102和刃口101，所述圆弧段103下边一侧为过渡到冲方孔段102侧面的弧面，与工件的方孔翻边上的圆角相配合，所述凹模孔21上也设有与所述方孔翻边上圆角相配合的侧边圆弧面，所述圆弧段103和所述侧边圆弧面令方孔翻边的圆角成型。与所述方孔翻边冲头1对应的凹模孔21在所述方孔翻边一侧与所述方孔翻边冲头1之间留有与所述方孔翻边厚度相适应的距离，因此该凹模孔21的形状与方孔翻边后的形状相匹配。

所述刃口101为斜面切刀形状，所述冲方孔段102为形状与工件上方孔相配合的矩形柱体，所述刃口101的斜面和所述圆弧面都朝向所述方孔翻边一侧。所述冲方孔段102的长度范围是所述方孔翻边的高度的2～3倍，所述刃口101的斜面与冲切方向的夹角α范围为20°～30°。这种结构能保证冲切后方孔翻边的质量，防止开裂。

本发明通过该模具一次合模就能实现对工件冲圆孔、方孔翻边和切断的多种工序。同一模具加工令产品的尺寸距离更加稳定精确，避免毛刺过大、翻边后工件扒模的结果。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。