一种压力罐体孔类冲裁模具的制作方法

本实用新型涉及一种汽车安全气囊气体发生器中的压力罐体孔类冲裁模具，属于汽车零部件制造技术领域。

背景技术：

现有技术中，汽车安全气囊气体发生器中的压力罐体在冲裁圆孔时，可通过一次冲裁和多次冲裁进行加工，但这两种加工方式都存在缺陷，具体表现为：

1.采用一次冲裁加工零件成型时，其冲裁件的断面分为四个区域，即：圆角带a、光亮带b、断裂带c和毛刺d四部分组成。图1示出了上述四个区域的结构。光亮带是板材类零件冲裁后主要用于与其他零部件进行连接安装的部位，其厚度通常需要占板材总厚度的70％以上。光亮带的厚度占板材厚度的比值直接影响制成的板材类零件的使用寿命。同时板材类零件加工出的光亮带厚度与板材自身的厚度、强度、塑性、韧性等有关，同时也与进行冲裁的凸、凹模之间的间隙以及模具刃口的磨损程度有关。传统的一次冲裁增加光亮带的加工步骤为：减小冲孔凸、凹模的间隙。减小冲裁间隙，光亮带延长，板材对冲孔凸模的挤压力增大，冲孔凸模工作部分磨损加剧，冲孔凸模的使用寿命降低，同时，冲裁间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带，影响产品质量。

2.多次冲裁则是通过对板材类零件冲裁开粗、精修(或多次精修)来完成冲裁。多次冲裁工艺多采用级进模，而且，多次冲裁对模具凸、凹模间隙要求高，较一次冲裁工艺成型成本增加；同时多次冲裁为满足冲裁的基准对定位提出了更高的标准，实现光亮带厚度占板材总厚度比值越大，模具的加工精度要求就越高；再者多次冲裁操作繁琐延长了生产加工时间。

因此人们更希望采用一种可同时解决一次冲裁所带来的光亮带窄造成孔的内壁与其匹配安装的零件侧壁接触面积小导致安装不稳定的问题，以及多次冲裁所带来的对模具加工精度提高、操作繁琐延长生产加工时间和成本增加的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种压力罐体孔类冲裁模具，以增加一次冲裁的光亮带的占比。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种压力罐体孔类冲裁模具，包括上模和下模；所述上模适于对板材类零件进行冲裁成型；所述下模适于支撑板材类零件，并与所述上模成套设置。

进一步，所述上模包括：上模座，与上模座固定连接的冲孔凸模，随上模座共同下移与上移；所述冲孔凸模的头部为冲裁刀口，冲裁刀口的后部设置有至少一段挤压段，用于对由冲裁刀口冲裁出的孔内壁进行挤压精修，挤压段的直径大于冲裁刀口的直径d1；

进一步，所述下模包括：下模座，与下模座固定连接的冲孔凹模，冲孔凹模具有直径为d7的凹模孔，并且，凹模孔的直径d7大于挤压段的直径。

进一步，所述冲孔凸模上冲裁刀口的后部设置有三段挤压段，从前至后依次为直径为d2的第一挤压段、直径为d3的第二挤压段、直径为d4的第三挤压段，并且，d1<d2<d3<d4<d7。

进一步，冲裁刀口与三段挤压段共轴设置，并且冲裁刀口的外圆周以及三段挤压段的外圆周位于同一个倒置圆锥面上，该倒置圆锥面的锥角为60°～80°。

进一步，所述冲孔凸模上第三挤压段的后部还设置有直径为d5的排屑让位段，并且d5<d1<d2<d3<d4<d7。

进一步，冲裁刀口与第一挤压段之间，以及相邻的两个挤压段之间均设有排屑让位槽，排屑让位槽为设置在冲裁刀口与第一挤压段之间的或相邻的两个挤压段之间的凹陷区域，并且，排屑让位槽的体积为对应的挤压段挤压材料体积的1.5倍。

进一步，所述上模还包括卸料板和施力部件，所述卸料板上开有贯通的通孔，所述冲孔凸模穿过卸料板的所述通孔，并且卸料板通过所述施力部件连接在上模座上，施力部件可伸缩，施力部件用于将卸料板压紧在待冲孔的零件上。

进一步，所述上模还包括上垫板和上固定板，所述冲孔凸模固定在上固定板上，上固定板通过上垫板与上模座连接；所述冲孔凸模的排屑让位段的后部为直径为d6的主体段，并且，d5<d1<d2<d3<d4<d6<d7。

进一步，所述下模还包括下垫板，冲孔凹模通过下垫板与下模座连接，下垫板与下模座上均设置有与冲孔凹模上的凹模孔同轴的通孔。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型的冲孔凸模的头部除了设置冲裁刀口，在冲裁刀口的后部还设置挤压段，挤压段至少设置有一段，利用挤压段依次对孔内壁进行挤压精修，对一次冲裁的孔内壁的剪裂进行修正，以增加冲裁后的孔内壁的光亮带的占比。利用本实用新型的冲裁模具冲出的孔，基本能达到二次冲裁的效果，光亮带占比能够达到80％以上，增加挤压段的数量，还可以适当增大光亮带占比，使孔的内壁与其匹配安装的零件侧壁接触面积增大，使安装更加牢靠，避免了二次冲裁带来的模具加工精度提高、操作繁琐延长生产加工时间和成本增加的问题。

2)冲裁刀口与第一挤压段之间，以及相邻的两个挤压段之间均设有排屑让位槽，排屑让位槽为设置在冲裁刀口与第一挤压段之间的或相邻的两个挤压段之间的凹陷区域，并且，排屑让位槽的体积为对应的挤压段挤压材料体积的1.5倍，保证被挤压的孔壁上的材料在挤压后能够进入排屑让位槽。由于被挤压材料的体积后期还需待挤压，因此多余材料排出，对环境无污染。

3)利用本实用新型的冲裁模具冲裁孔内内壁，可有效减少冲裁零件的毛刺，使其在组装时安全气囊组件的其余零件都能避开毛刺影响安装到位，保证安全气囊的质量，增加其工作的稳定性。冲孔凸模的多个挤压段的外端部优选采用圆角结构，在对孔壁进行精修时，作用于冲孔凸模上的挤压力可被分摊到达多个挤压段上，进而减小了冲裁时冲裁零件的冲裁孔壁对冲孔凸模的磨损，延长了模具使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中一次冲裁后的冲孔的内壁的结构的示意图；

图2为本实用新型的孔类冲裁模具的整体结构示意图；

图3为本实用新型的孔类冲裁模具对零件冲裁时的状态图；

图4为本实用新型的冲孔凸模的主视图；

图5为本实用新型的冲孔凸模的头部的局部结构放大图；

图6为本实用新型的第一挤压段对孔内壁挤压精修时的状态图；

图7为图6的m部局部放大图；

图8为本实用新型的第二挤压段对孔内壁挤压精修时的状态图；

图9为图8的n部局部放大图；

图10为本实用新型的第三挤压段对孔内壁挤压精修时的状态图；

图11为图10的q部局部放大图；

图12为本实用新型的三段挤压段对孔内壁挤压后的状态图；

图13为图12的r部局部放大图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

除非别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

实施例1：

如图2至图13所示，一种压力罐体孔类冲裁模具，包括上模和下模。

所述上模包括上模座1，以及与上模座1固定连接的冲孔凸模10，冲孔凸模10随上模座10共同下移与上移。所述冲孔凸模10的头部为冲裁刀口101，冲裁刀口101的后部设置有至少一段挤压段，挤压段的直径大于冲裁刀口的直径d1，挤压段用于对由冲裁刀口101冲裁出的孔内壁进行挤压精修。

所述下模包括：

下模座8，

与下模座8固定连接的冲孔凹模6，冲孔凹模6具有直径为d7的凹模孔61，并且，凹模孔61的直径d7大于挤压段的直径。

本实用新型的冲孔凸模10的头部除了设置冲裁刀口101，在冲裁刀口101的后部还设置挤压段，挤压段至少设置有一段，利用挤压段依次对孔内壁进行挤压精修，对一次冲裁的孔内壁的剪裂进行修正，以增加冲裁后的孔内壁的光亮带的占比。利用本实用新型的冲裁模具冲出的孔，基本能达到二次冲裁的效果，光亮带占比能够达到80％以上，增加挤压段的数量，还可以适当增大光亮带占比，避免了二次冲裁带来的模具加工精度提高、操作繁琐延长生产加工时间和成本增加的问题。

本实施例1，以设置三段挤压段为例，该三段挤压段的直径按照从头部到尾部的方向逐渐增大，从而利用此三段挤压段依次对孔内壁进行挤压精修。具体来说，如图4、图5，在冲孔凸模10上冲裁刀口101的后部设置有三段挤压段，从前至后依次为直径为d2的第一挤压段102、直径为d3的第二挤压段103、直径为d4的第三挤压段104，并且，d1<d2<d3<d4<d7。

冲裁刀口101与三段挤压段共轴设置，并且冲裁刀口101的外圆周以及三段挤压段的外圆周位于同一个倒置圆锥面上，该倒置圆锥面的锥角为60°～80°。锥角度数的选取以被挤压材料的体积为基准。所述冲孔凸模10上第三挤压段104的后部还设置有直径为d5的排屑让位段105，并且d5<d1<d2<d3<d4<d7，排屑让位段105的直径最小，为铁屑的排出留出空间，保证排屑让位段处的容积大于被挤压材料体积的1.5倍。冲裁刀口101与第一挤压段102之间，以及相邻的两个挤压段之间均设有排屑让位槽，排屑让位槽为设置在冲裁刀口101与第一挤压段102之间的或相邻的两个挤压段之间的凹陷区域，并且，排屑让位槽的体积为对应的挤压段挤压材料体积的1.5倍。

图6、图7示出了第一挤压段对孔内壁的冲载面进行第一次挤压精修的情况。对零件进行冲裁过程中，冲孔凸模的第一刀口(直径为d1)冲破材料后，冲孔凸模的第一挤压端(直径为d2)与板材类零件的a区域接触，冲孔凸模的第一刀口与冲孔凸模的第一挤压端之间形成排屑让位槽，即图7中的b区域，b区域的容积设置为大于a区域的体积的1.5倍，保证a区域的材料在冲孔凸模的第一挤压端的挤压下进入b区域。若b区域的容积过小，a区域的材料被挤压向下延伸的过程中会加大对冲孔凸模10的挤压力，造成冲孔凸模的第一挤压段磨损加剧，缩短冲孔凸模的使用寿命。

图8、图9示出了第二挤压段对孔内壁的冲载面进行第二次挤压精修的情况。冲孔凸模10向下运动，冲孔凸模的第二挤压段(直径为d3)与被冲孔凸模的第一挤压段(直径为d2)挤压过后的板材类零件的c区域接触，挤压c区域，第一挤压段与第二挤压段之间也形成排屑让位槽，即图9中的d区域，第二挤压段挤压图9中的c区域处的材料，d区域的容积设置为大于c区域的体积的1.5倍，保证c区域的材料在冲孔凸模的第二挤压段的挤压下进入d区域。若d区域的容积过小，c区域的材料被挤压向下延伸的过程中会加大对冲孔凸模的挤压力，造成冲孔凸模第二挤压端磨损加剧，缩短冲孔凸模的使用寿命。

图10、图11示出了第三挤压段对孔内壁的冲载面进行第三次挤压精修的情况。冲孔凸模10向下运动，冲孔凸模的第三挤压段(直径为d4)与被冲孔凸模的第二挤压段(直径为d3)挤压过后的板材类零件的e区域接触，冲孔凸模10的第二挤压段与冲孔凸模的第三挤压段之间形成排屑让位槽，即图11中的f区域，第三挤压段挤压图11中的e区域处的材料，f区域的容积设置为大于e区域的体积的1.5倍，保证e区域的材料在冲孔凸模第三挤压段的挤压下进入f区域。若f区域的容积过小，e区域的材料被挤压向下延伸的过程中会加大对冲孔凸模的挤压力，造成冲孔凸模第三挤压端磨损加剧，缩短冲孔凸模的使用寿命。

为了确保冲孔凸模10在对零件进行加工的过程中，零件能够定位，所述上模还包括卸料板5和施力部件4，本实施例中，施力部件为弹簧件，所述卸料板5上开有贯通的通孔，所述冲孔凸模10穿过卸料板5的所述通孔。弹簧件的一端连接在上模座1上，弹簧件的另一端连接在卸料板5上，弹簧件可伸缩，卸料板5通过弹簧件的弹力压紧在待冲孔的零件9上。工作时，卸料板5随上模座1的共同向下移动，直至卸料板5接触到零件9，上模座1继续向下移动，此时，卸料板5压在零件9上，弹簧件压缩，积蓄弹力，卸料板5在弹簧件的弹力作用下压紧在零件9上。上模座继续下移，冲孔凸模10穿过卸料板5的通孔对零件进行冲裁。

上模还包括上垫板2和上固定板3，所述冲孔凸模10固定在上固定板3上，上固定板3通过上垫板2与上模座1连接；所述冲孔凸模10的排屑让位段105的后部为直径为d6的主体段106，并且，d5<d1<d2<d3<d4<d6<d7。

所述下模还包括下垫板7，冲孔凹模6通过下垫板7与下模座8连接，下垫板7与下模座8上均设置有与冲孔凹模6上的凹模孔61同轴的通孔。

本实用新型的工作原理如下：

上模座1在机床的上工作台的带动下向下移动，带动冲孔凸模10、弹簧件及卸料板5共同下移，卸料板5先接触到待加工的零件9，卸料板5停止下移，压缩弹簧件，通过弹簧件的弹力使卸料板5压紧在零件9上。冲孔凸模10下移过程中穿过卸料板5上的通孔后，接触到零件9，通过冲孔凸模10的冲裁刀口101对零件9进行冲裁。冲裁后，冲裁刀口101后部的各挤压段也进入冲裁孔中。

上模座1继续下移，第一挤压段102对冲裁后的孔内壁的材料进行挤压，使孔内壁上的材料在第一挤压段102的挤压下向断裂层区域延伸；随后第二挤压段103对经第一挤压段102挤压精修过的孔内壁的材料再次进行挤压，使孔内壁上的材料在第二挤压段103的挤压下向断裂层区域延伸；第三挤压段104对经第二挤压段103挤压精修过的孔内壁的材料继续进行挤压，使孔内壁上的材料在第三挤压段104的挤压下向断裂层区域延伸，使光亮带延长。待全部挤压段完成对孔内壁的挤压，上模座1向上移动，带动冲孔凸模10整体上移，再次利用挤压段的反向移动对孔内壁进行反向挤压，提高内孔壁的直线度，直至整个冲孔凸模10退出零件9。上模座继续上移，弹簧件复位，带动卸料板5从零件9上脱开，释放零件9。

本实用新型的孔类冲裁模具，利用材料体积不变原理在确定了冲孔凸模10的冲裁刀口101的直径d1以及各挤压段的直径(本实施列1中为d2、d3、d4)，采用多个挤压段对待加工零件的冲裁后的孔内壁进行逐级精修，使冲裁孔壁光亮带长度占冲裁零件总厚度的比例得到增加，光亮带长度可达材料厚度的80％～90％。

利用本实用新型的冲裁模具冲裁孔内内壁，可有效减少冲裁零件的毛刺。冲孔凸模的多个挤压段的外端部优选采用圆角结构，在对孔壁进行精修时，作用于冲孔凸模上的挤压力可被分摊到达多个挤压段上，进而减小了冲裁时冲裁零件的冲裁孔壁对冲孔凸模的磨损，延长了模具使用寿命。本实用新型的冲载模具，具有一次冲裁，多道精修的优点，即冲裁和多道精修仅只需要进行一次冲裁动作就可实现，较一次冲裁的孔壁光亮带所占板材厚度比高，较多次冲裁的孔位模具结构简单，孔位冲裁精准。

本实用新型的冲裁模具可应用于安全气囊零件上的冲孔的生产中。安全气囊零件上的冲孔主要用于安装安全气囊装置的点火帽，点火帽是点火引爆叠氮化钠(nan3)和硝酸钾(kno3)发生反应生成氮气的主要装置。延长孔的光亮带使孔的内壁与点火帽安装部位的侧壁接触面积增大，使点火帽安装更加牢靠，减小点火帽从安全气囊组件上脱落的风险，保证安全气囊的正常使用，进而保证乘车人员在突发的紧急情况下的人身安全。

实施例2：

在实施例1的基础上，一种压力罐体孔类冲裁加工步骤如下：

步骤s1，将待加工的零件9放置在指定的待加工位置；

步骤s2，上模座1在机床的上工作台的带动下向下移动，带动冲孔凸模10整体下移，利用冲孔凸模10的头部的冲裁刀口101对待加工零件9进行冲裁，完成孔的开粗；

步骤s3，上模座1继续下移，冲孔凸模10头部的挤压段依次挤压孔内壁，使孔内壁的材料向断列层区域延伸；

步骤s4，冲孔凸模10进入与其配合的冲孔凹模6的凹模孔61中，直至全部挤压段完成对孔内壁的挤压，然后上模座1随机床的上工作台向上移动，带动冲孔凸模10整体上移，再次利用挤压段的反向移动对孔内壁进行反向挤压，直至整个冲孔凸模10退出零件。

采用本冲裁加工步骤，冲出的孔，内壁具有光亮带占比高，毛刺少的优点。通过挤压段对孔内壁进行挤压精修，同时，冲孔凸模在退出零件9时，通过挤压段对冲裁孔的内壁进行反向精修，以实现在满足冲裁孔壁光亮带占整体冲裁零件厚度比值最大的情况下，内孔壁直线度要求也得到提高。

上模座1上安装有可伸缩的施力部件4和卸料板5，卸料板5上开有允许冲孔凸模自由穿过的贯通的通孔，在步骤s2中，冲孔凸模10整体下移的过程中，卸料板5先接触到待加工的零件9，通过施力部件4对卸料板5的推力，使卸料板5压紧在待加工的零件9上，冲孔凸模10穿过卸料板5上的通孔后，通过冲裁刀口101对零件9进行冲裁。

冲孔凸模10上冲裁刀口101的后部设置有三段挤压段，从前至后依次为直径为d2的第一挤压段102、直径为d3的第二挤压段103、直径为d4的第三挤压段104，冲裁刀口101的直径为d1，冲孔凹模6的凹模孔61的直径为d7，并且，d1<d2<d3<d4<d7；步骤s3又包括如下步骤：

步骤t1，上模座1继续下移，第一挤压段102对冲裁后的孔内壁的材料进行挤压，使孔内壁上的材料在第一挤压段102的挤压下向断裂层区域延伸；

步骤t2，第二挤压段103对经第一挤压段102挤压精修过的孔内壁的材料进行挤压，使孔内壁上的材料在第二挤压段103的挤压下向断裂层区域延伸；

步骤t3，第三挤压段104对经第二挤压段103挤压精修过的孔内壁的材料进行挤压，使孔内壁上的材料在第三挤压段104的挤压下向断裂层区域延伸。

冲裁刀口101与第一挤压段102之间，以及相邻的两个挤压段之间均设有排屑让位槽，孔内壁上的材料在各段挤压段的挤压下，向断裂层区域延伸，并进入排屑让位槽。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。