溃缩吸能保护键、冲压模具及冲压模具的溃缩吸能方法与流程

1.本发明涉及冲压模具技术领域，具体为一种溃缩吸能保护键、冲压模具及冲压模具的溃缩吸能方法。


背景技术：

2.冲压生产中，很多模具是手工操作，难免会出现操作错误，造成一定的损失。成型模中每次生产零件的个数都是提前设计完成，而当实际生产时，由于手工操作放置零件原材，一旦原材数量超过预先设计的数量，模具所受挤压力急剧增大，导致模具破损，模具的修复和更换，致使生产线停产，造成无法挽回的损失。
3.为了降低上述误操作所带来的损失，即使生产车间规范操作流程，让工人提高警惕，减少误操作；但此方法仍不能杜绝误操作的行为，所以应该从模具上想办法，采用一种新结构，防止因为工人误放置过多的原材而损坏模具。


技术实现要素：

4.一、解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种溃缩吸能保护键、冲压模具及冲压模具的溃缩吸能方法，解决了因为工人误放置过多的原材而损坏模具的问题。
6.二、技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种溃缩吸能保护键，其关键在于：包括受到极限压力而变形的连接件和至少两个用于直接受力的抵接件，所述抵接件排列成一排，相邻的两个所述抵接件之间均连接有至少一个所述连接件，当位于外侧两个所述抵接件受力向内挤压超过所述连接件的极限挤压力时，所述连接件发生溃缩变形，外侧的连个所述抵接件之间的距离减小。
9.可选的，所述抵接件成板状或块状结构，相邻的所述抵接件平行并正对排列。
10.可选的，相邻的两块所述抵接板之间连接有至少两个所述连接件，所述连接件的第一端与相邻的一个所述抵接件连接，所述连接件的第二端与相邻的另一个所述抵接件连接，各个连接件的第一端在同一抵接件上均匀分布，各个连接件的第二端在同一抵接件上均匀分布，使得所述连接件对相邻抵接件的支持力均衡。
11.可选的，相邻的两块所述抵接板之间连接有一个所述连接件，该连接件的第一端和第二端分别支撑连接于对应抵接件的对称中心。
12.可选的，所述连接件为柱状、条状或块状结构。
13.还提供一种冲压模具，其关键在于：包括上型模、下型模以及上型模和下型模配合形成的型腔，所述下型模包括靠背、下型镶块、用于支撑零件和零件脱模的托料件，所述靠背设置在所述下型镶块的外侧，每个所述靠背与对应的下型镶块之间设有权利要求1-5任一项所述的保护键，所述保护键最外侧的两个所述抵接件分别与所述下型镶块和靠背连接，所述下型镶块受到上型模挤压力超过正常工作时的挤压力时，所述下型镶块过度挤压
所述保护键，并超过所述保护键承受的极限压力，所述保护键发生溃缩变形。
14.可选的，所述下型模包括两组所述靠背和两块所述下型镶块，两块所述下型镶块对称设置在型腔两侧，两组所述靠背对称设置在型腔两侧，所述靠背设置在所述下型镶块的外侧。
15.可选的，所述下型镶块与抵接件的连接面、抵接件的外侧面均为平整表面，所述下型镶块与对应的抵接件紧贴。
16.可选的，所述下型模还包括下型底座和用于对托料件提供纵向支撑和脱模运动的气垫顶杆，所述下型镶块、靠背均设置于所述下型底座上，所述气垫顶杆设于所述下型底座上并托举所述托料件。
17.还提供一种上述任一示例所述的冲压模具的溃缩吸能方法，其关键在于，包括：所述下型镶块受到来自所述上型模的挤压力超过正常工作时的最大挤压力，所述保护键承受的挤压力达到极限，保护键对下型镶块的支撑失效，保护键的连接件发生溃缩变形，所述下型镶块随着保护键的溃缩变形而向靠背移动，增大型腔空间。
18.三、有益效果
19.本发明提供了一种溃缩吸能保护键，其中位于外侧的两个所述抵接件受力向内挤压超过所述连接件的极限挤压力时，所述连接件发生溃缩变形，外侧的连个所述抵接件之间的距离减小。而冲压模具的靠背和下型镶块之间设置所述保护键，在误操作放置过多原材数量时，下型镶块挤压保护键，保护键溃缩变形，保护靠背，避免靠背和下型镶块过度受力变形破损，从而保护整个模具。
附图说明
20.图1为实施例1的一种溃缩吸能保护键的结构示意图；
21.图2为图1的俯视图；
22.图3为实施例2的一种溃缩吸能保护键的结构示意图；
23.图4为图3的俯视图；
24.图5为实施例3的一种溃缩吸能保护键的结构示意图；
25.图6为图5的俯视图；
26.图7为实施例4的一种溃缩吸能保护键的结构示意图；
27.图8为图7的俯视图；
28.图9为实施例5的一种溃缩吸能保护键的结构示意图；
29.图10为实施例6的一种冲压模具的结构示意图；
30.图11为图10中下型模的立体图；
31.图12为无保护键模具打单件的模流分析图；
32.图13为无保护键模具打双件的模流分析图；
33.图14为有保护键模具打单件的模流分析图；
34.图15为有保护键模具打双件的模流分析图；
35.图中：1-保护键；101-连接件；102-抵接件；2-上型模；3-下型模；301
‑ꢀ
下型底座；302-靠背；303-下型镶块；304-托料件；305-气垫顶杆；4-型腔；5-零件。
具体实施方式
36.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做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。
37.实施例1
38.请参阅附图1和2，本实施例提供一种溃缩吸能保护键，包括受到极限压力而变形的连接件101和两块用于直接受力的抵接件102，所述连接件101呈条状，所述抵接件102呈板状，两块所述抵接件102平行并正对排列，两个所述抵接件102之间均连接有两条所述连接件101，当位于外侧两个所述抵接件 102受力向内挤压超过所述连接件101的极限挤压力时，所述连接件101发生溃缩变形，外侧的连个所述抵接件102之间的距离减小。
39.实施例2
40.请参阅附图3和4，本实施例提供一种溃缩吸能保护键，包括受到极限压力而变形的连接件101和两块用于直接受力的抵接件102，所述连接件101呈条状，所述抵接件102呈板状，两块所述抵接件102平行并正对排列，两个所述抵接件102之间均连接有一条所述连接件101，该连接件101的第一端和第二端分别支撑连接于对应抵接件102的对称中心。当位于外侧两个所述抵接件 102受力向内挤压超过所述连接件101的极限挤压力时，所述连接件101发生溃缩变形，外侧的连个所述抵接件102之间的距离减小。
41.实施例3
42.请参阅附图5和6，本实施例提供一种溃缩吸能保护键，包括受到极限压力而变形的连接件101和两块用于直接受力的抵接件102，所述连接件101呈块状，所述抵接件102呈板状，两块所述抵接件102平行并正对排列，两块所述抵接件102之间均连接有九块所述连接件101，呈三块一排、三块一列的矩阵方式均匀排列，当位于外侧两个所述抵接件102受力向内挤压超过所述连接件101的极限挤压力时，所述连接件101发生溃缩变形，外侧的连个所述抵接件102之间的距离减小。
43.实施例4
44.请参阅附图7和8，本实施例提供一种溃缩吸能保护键，包括受到极限压力而变形的连接件101和三块用于直接受力的抵接件102，所述连接件101呈条状，所述抵接件102呈板状，相邻的所述抵接件102平行并正对排列，相邻的两块所述抵接件102之间均连接有两条所述连接件101，当位于外侧两个所述抵接件102受力向内挤压超过所述连接件101的极限挤压力时，所述连接件 101发生溃缩变形，外侧的连个所述抵接件102之间的距离减小。
45.实施例4
46.请参阅附图9，本实施例提供一种溃缩吸能保护键，包括受到极限压力而变形的连接件101和两块用于直接受力的抵接件102，所述连接件101呈条状，所述抵接件102呈板状，两块所述抵接件102平行并正对排列，相邻的两块所述抵接件102之间均连接有三条所述连接件101，所述连接件101的第一端与相邻的一个所述抵接件102连接，所述连接件101的第二端与相邻的另一个所述抵接件102连接，各个连接件101的第一端在同一抵接件102上均匀分布，各个连接件101的第二端在同一抵接件102上均匀分布，使得所述连接件101 对相邻抵接件102的支持力均衡。当位于外侧两个所述抵接件102受力向内挤压超过所述连接件
101的极限挤压力时，所述连接件101发生溃缩变形，外侧的连个所述抵接件102之间的距离减小。
47.实施例5
48.本实施例冲压模具以实施例1示例的保护键进行进一步说明。
49.请参阅附图10和11，本实施例提供一种冲压模具，包括上型模2、下型模以及上型模2和下型模配合形成的型腔4，所述下型模包括下型底座301、两组靠背302、两块下型镶块303、用于支撑零件5和零件5脱模的托料件304、用于对托料件304提供纵向支撑和脱模运动的气垫顶杆305，所述下型镶块303、靠背302均设置于所述下型底座301上，两块所述下型镶块303对称设置在型腔4两侧，两组所述靠背302对称设置在型腔4两侧，每组靠背302包括两个单体靠背302，所述靠背302设置在所述下型镶块303的外侧。所述气垫顶杆 305设于所述下型底座301上并托举所述托料件304。每个所述靠背302与对应的下型镶块303之间设有实施例1所述的保护键1，所述保护键1最外侧的两个所述抵接件102分别与所述下型镶块303和靠背302连接，所述下型镶块303 与抵接件102的连接面、抵接件102的外侧面均为平整表面，所述下型镶块303 与对应的抵接件102紧贴。所述下型镶块303受到上型模2挤压力超过正常工作时的挤压力时，所述下型镶块303过度挤压所述保护键1，并超过所述保护键1承受的极限压力，所述保护键1发生溃缩变形。
50.实施例6
51.请参阅附图10和11，本实施例提供一种实施例5所述的冲压模具的溃缩吸能方法，包括：所述下型镶块303受到来自所述上型模2的挤压力超过正常工作时的最大挤压力，所述保护键1承受的挤压力达到极限，保护键1对下型镶块303的支撑失效，保护键1的连接件101发生溃缩变形，所述下型镶块303 随着保护键1的溃缩变形而向靠背302移动，让出上型模2下行的空间。
52.实施例7：综合实施例5和6设置有保护键1的冲压模具和未设置有保护键1的冲压模具进行对比验证：两种模具的上型模2和下型镶块303之间的型腔4，在正常工作中均只考虑一个零件5的厚度。
53.一、设置有保护键1的冲压模具和未设置有保护键1的冲压模具在正常冲压一个零件5时，气垫顶杆305顶起托料件304，零件5放置托料件304上，零件5在下型镶块303上方，由于下型镶块303和零件5没有接触，下型镶块 303不受力。随着上型模向下运动，上型模2推动托料件304向下，零件5和下型镶块303接触，此时下型镶块303开始受力f，保护键1也跟着受力，上型模2下移过程中，零件5不断折弯成型，直至成型结束。在零件5成型的终了阶段，上型模2继续下行将零件5压靠在下型镶块303上，其实质是对零件 5的圆角和直边进行精压，此为校正弯曲，在模具行业中，常说整r。此时零件5受凸凹模的挤压，弯曲力急剧增大。下型镶块303和保护键1受力急剧增大。
54.二、未设置有保护键1的冲压模具在冲压两个零件5时，弯曲力成倍增加，且上型模2和下型镶块303之间的间隙，不足以容纳2个零件5，没有保护键1，下型镶块303直接接触靠背302，靠背302会开裂，模具损坏。
55.三、设置有保护键1的冲压模具在冲压两个零件5时，同样的弯曲力成倍增加，且上型模2和下型镶块303之间的间隙，不足以容纳2个零件5，下型镶块303挤压保护键1，保护键1受力超过极限压力时，保护键1发生溃缩变形，下型镶块303向靠背302移动让出两个零件5
的空间，靠背302无损坏，只需要更换保护键1即可。
56.四、计算验证：以料厚为1mm，材质为b280vk的零件5为例。保护键1材质为45号钢，许用压应力[σ]为200mpa(抗拉强度/安全系数)，保护键1截面积a为657mm2。
[0057]
4.1打单件时
[0058]
4.1.1零件5开始和下型镶块303接触，零件5开始折弯变形，零件5在折弯过程中，力量是变化的，采取简易模型计算，下型镶块303r处受零件5 弯曲力的反作用力f，继而传递到保护键1上。
[0059]
由经验公式可得零件5弯曲力f＝t*e*l＝1*300*300＝90000n
[0060]
t—零件5料厚(mm)，e—材料的强度(由材料屈服强度计算而来,n/mm2)， l—翻边、整形长度(mm)；
[0061]
一个下型镶块303后侧安装2个保护键1，见图4，下型镶块303受f水平方向的分力，但分更小，就取f计算，即镶块受力90000n，传递到单个保护键1的压力w为45000n(90000/2)。
[0062]
保护键1正应力σ＝w/a＝45000/657＝68.49mpa《200mpa(许用应力),此时保护键1没失效。
[0063]
4.1.2在零件5成型的终了阶段，下型镶块303受校正弯曲力，公式为 f1＝p*a,
[0064]
p—单位面积上的校正力(mpa)；
[0065]
a—校正面垂直投影面积(mm2)；
[0066]
校正力f1＝pa＝80*3980＝318400n]。
[0067]
取零件5r处垂直投影面积a为3980mm2，单位面积上的校正力p为80mpa (经验数值)；镶块所受校正力f1并不是水平方向的，所以取0.8的系数(经验数值0.6～0.8)。
[0068]
单个保护键1正应力σ＝w/a＝0.8*318400/2/657＝193.8mpa《200mpa(许用应力),此时保护键1没失效。
[0069]
经计算打单件时，保护键1可以使用。
[0070]
4.2打双件
[0071]
4.2.1零件5开始折弯变形，2个零件5弯曲力 f＝2*t*e*l＝2*1*300*300＝180000n，单个保护键1受力9万n,保护键1正应力σ＝w/a＝90000/657＝136.98mpa《200mpa(许用应力),此时保护键1没失效。
[0072]
4.2.2、在零件5成型的终了阶段,2个零件5校正力 f＝pa＝2*80*3980＝636800n，单个保护键1正应力σ＝w/a＝0.8*636800/2/657＝387.7mpa》200mpa(许用应力),此时保护键1失效，保护键1被压变形或破裂。此种截面的保护键1，可以用来防止打双件。
[0073]
打双件时，由于上型模2和下型镶块303之间的间隙只考虑一个零件5的厚度，其中一个零件5板厚不能被压缩为0，下型镶块303必会移动，挤压保护键1，保护键1破损。
[0074]
五、模拟验证：45号钢的弹性模量取206gpa，泊松比为0.27。
[0075]
5.1无保护键1时：
[0076]
5.1.1打单件，用零件5成型的终了阶段的校正力f＝318400n模拟，靠背302变形0.044mm，见图12。
[0077]
5.1.2打双件，用零件5成型的终了阶段的校正力f＝636800n模拟，下型靠背302变形0.094mm,接近0.1mm，此时靠背302受挤压严重，会出现破裂，见图13。
[0078]
5.2有保护键1时：
[0079]
5.1.1打单件，用零件5成型的终了阶段的校正力f＝318400n模拟保护键 1变形，保护键1变形0.064mm，见图14。
[0080]
5.2.2打双件，用零件5成型的终了阶段,2个零件5校正力f＝pa＝2*80*3980＝636800n模拟，保护键1变形0.12mm，见图15。
[0081]
在模具生产中，保护键1变形0.1mm以上就失效，下型镶块303受力发生移动，上下型镶块303间隙增大，零件5无法正常生产。
[0082]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0083]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。