一种微孔冲裁方法
【专利摘要】一种微孔冲裁方法，包括：根据目标零件的冲裁区域在下模的顶面制作凹模型腔，凹模型腔的轮廓与冲裁区域轮廓d相等；坯料放置在下模的顶面，坯料的冲裁区域与凹模型腔重合；压料板的底面紧贴坯料，对压料板施加压力，对坯料进行固定；向凸模填料腔填充高分子粉末；冲头插入凸模填料腔并向坯料方向推进，高分子粉末对坯料向冲裁区域压制，直至坯料的冲裁区域从坯料中脱落。由于高分子粉末向坯料冲裁区域提供了比较均衡的剪切力，从而使得坯料冲裁区域受力均衡，并在沿凹模型腔处剪切冲裁，使得冲裁区域能够以凹模型腔内侧边界冲裁，因此，冲裁误差与凹模型腔有关，与冲头和凸模填料腔的对中度相关性不大，从而，能够减小冲裁误差。
【专利说明】
一种微孔冲裁方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种微孔冲裁方法。
【背景技术】
[0002]目前机加工行业，在零件上开孔或开缺口一般有三种形式:钻孔、切割孔、冲裁。钻孔不太适合在零件的边缘开缺口，且成孔直径受加工设备的限制;切割孔的切割质量不高，并影响零件材质性能，效率低。冲裁由于比传统机械加工来说有节约材料和能源，效率高，对操作者技术要求不高及通过各种模具应用可以做出机械加工所无法达到的产品这些优点，因而它的用途越来越广泛。
[0003]请参考图1，现有技术中，通常将坯料4放置在下模5的顶面，下模5的顶面制作有凹模型腔，而后，将压料板2的底面紧贴坯料4，以使坯料4与下模5相对固定，压料板2上开有贯穿其上下表面的腔体，该腔体用于放置冲头I，冲头I为横截面为欲在坯料4上冲裁孔的形状，冲头I从压料板2的腔体插入并向坯料4方向推进，通过冲头I的底面对坯料4进行冲裁，完成坯料4的冲裁作业。由于采用的是冲头I的底面与坯料4硬接触冲裁，因此，要完成坯料4高精度的冲裁，不仅要求冲头I底部横截面及压料板2的腔体截面误差小，并且，对冲头I与压料板2的对中要求较高。这使得冲裁加工时工序复杂，且容易导致冲裁误差。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于减少冲裁误差。
[0005]为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种微孔冲裁方法，包括如下步骤:
[0006]根据目标零件的冲裁区域轮廓d和坯料的轮廓尺寸D，在压料板内制作轮廓范围为大于等于d、小于等于d/2+D/2的凸模填料腔以及与凸模填料腔相匹配的压头;根据目标零件的冲裁区域在下模的顶面制作凹模型腔，凹模型腔的轮廓与冲裁区域轮廓d相等;在凹模型腔的顶端制作出刃口；坯料放置在下模的顶面，坯料的冲裁区域的边界与凹模型腔的刃口重合；凸模填料腔与凹模型腔的轴线重合对齐后压料板与下模合上;压料板的底面紧贴坯料，对压料板施加压力，对坯料进行固定；向凸模填料腔填充高分子粉末;冲头插入凸模填料腔并向坯料方向推进，高分子粉末对坯料向冲裁区域压制，直至坯料的冲裁区域从坯料中脱落，完成坯料冲裁区域的微孔冲裁。
[0007]进一步，还包括:在下模的顶面以凹模型腔的中轴线为中心制作与坯料的轮廓尺寸D相匹配的卡位部，卡位部位于压料板的下方;压料板的底面紧贴坯料，对压料板施加压力时，以使卡位部对坯料进行卡位固定。
[0008]进一步，通过螺钉或螺栓的方式固定压料板和下模，以实现对压料板施加压力，以使卡位部对坯料进行卡位固定。
[0009]进一步，高分子粉末采用高分子聚合物粉末，其成分选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中一种或任意组合。
[0010]本发明技术方案，具有如下优点:
[0011]本发明实施例提供的微孔冲裁方法，根据目标零件的冲裁区域在下模的顶面制作凹模型腔，凹模型腔的轮廓与冲裁区域轮廓相等，坯料放置在下模的顶面，坯料的冲裁区域与凹模型腔重合，冲头插入凸模填料腔并向坯料方向推进，高分子粉末对坯料向冲裁区域压制，直至坯料的冲裁区域从坯料中脱落，完成冲裁。由于在凸模填料腔中的高分子粉末为微颗粒状，在对坯料向冲裁区域压制时，高分子粉末向坯料冲裁区域提供了比较均衡的剪切力，从而使得坯料冲裁区域受力均衡，并在延凹模型腔处剪切冲裁，使得冲裁区域能够以凹模型腔内侧边界冲裁，因此，冲裁误差与凹模型腔有关，与冲头和凸模填料腔的对中度相关性不大，从而，能够减小冲裁误差。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为现有技术中冲裁装置不意图；
[0014]图2为实施例中一种微孔冲裁方法开始冲裁时结构示意图；
[0015]图3为实施例中一种微孔冲裁方法完成冲裁时结构示意图；
[0016]图4为实施例中一种微孔冲裁方法过程流程示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
[0018]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0020]此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0021 ]本实施例主要用于最大尺寸在5mm以下的目标零件的微孔冲裁成型，成型坯料可以是铜、铝、钢等薄板。请参考图2和图3，为本实施例微孔冲裁开始和结束时刻的微孔冲裁装置示意图。该微孔冲裁装置包括:压头1、兼作压边圈的压料板2、高分子粉末3和下模5等，压料板2内制作有与压头I相匹配的凸模填料腔21，凸模填料腔21的轮廓范围可选的为大于等于d、小于等于d/2+D/2，其中，d为目标零件的冲裁区域轮廓d，D为坯料4的轮廓尺寸。
[0022]请参考图1和图2，下模5顶面制作有凹模型腔51，在压料板2放置在下模5上时，该凹模型腔51位于凸模填料腔21的底部，该凹模型腔51的顶端制作出刃口，并且，该凹模型腔51与目标零件的冲裁区域形状相匹配，具体地，凹模型腔51与冲裁区域轮廓d相等，，本实施例中，所称轮廓相等是指形状上一致且尺寸相同，例如当冲裁区域为圆时，凹模型腔51与冲裁区域的直径相等，本实施例中，尺寸相同允许有一定误差存在。从而，使得坯料冲裁区域的边界与凹模型腔51的刃口能够重合，以实现刃口对坯料的冲裁区域进行切割。
[0023]为了实现对坯料4进行卡位固定，在优选的实施例中，在下模5的顶面以凹模型腔51的中轴线为中心制作与坯料4的轮廓尺寸D相匹配的卡位部(图中未示出附图标记)，卡位部位于压料板2的下方，本实施例中，所称中轴线可以是穿过几何中心的轴线。
[0024]在本实施例中，高分子粉末3放置在凸模填料腔21内，在具体实施例中，高分子粉末3可以采用高分子聚合物粉末，其成分选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中一种或任意组合。
[0025]为了实现压料板2与下模5能够固定连接，在具体实施例中，压料板2上制作有贯穿其上下表面的通孔或螺纹孔，继而，可以通过螺钉或螺栓的方式固定压料板2和下模5，以实现对压料板2施加压力。从而，在优选的实施例中，使得卡位部对坯料4进行卡位固定。需要说明的是，在具体实施例中，在实现卡位部对坯料4进行卡位固定时，坯料4应当至少部分位于卡位部上。
[0026]本实施例中，请参考图4，微孔冲裁过程如下:
[0027]步骤S100，将坯料4置放在下模5的顶面的凹模型腔51。在优选的实施例中，当下模5上制作有卡位部时，坯料4应当至少部分位于下模5的卡位部上，具体地，可以是坯料4的边缘区域位于卡位部上。在优选的实施例中，坯料4冲裁区域的中心轴线应当与凹模型腔51的中心轴线重合，以使得坯料4的冲裁区域的边界与凹模型腔51的刃口重合，需要说明的是，该重合度可以允许一定的重合误差存在，具体可以根据经验或者实际需要确定该误差范围。
[0028]步骤S200，将压料板2自上而下置放在下模5的顶面。在具体实施例中，可以通过螺钉或螺栓等方式固定压料板2和下模5，从而实现向坯料4提供压边力，在该压边力的作用下，使得坯料4可以被压紧固定，以防止坯料4相对于下模5移动。当然，在优选的实施例中，当在下模5上制作卡位部时，压料板2紧贴坯料4后，在对压料板2施加压力时，可以使得卡位部对坯料进行卡位固定，以达到更好的固定效果。
[0029]步骤S300，将预设量的高分子粉末3填充至凸模填料腔21中。在具体实施例中，高分子粉末3的量可以根据经验确定。
[0030]步骤S400，将冲头I插入凸模填料腔21内。本实施例中，请参考图2，在开始冲裁时，冲头I应当在高分子粉末3之上，在将冲头I插入凸模填料腔21后，冲头I下行，从而推动高分子粉末3下行，由于高分子粉末3为微颗粒状，因此，在推动高分子粉末3下行的过程中，高分子粉末3会向坯料4的冲裁区域提供比较均衡的剪切力，于是，按照凹模型腔51的形状在该区域(坯料4冲裁区域)开始被与凹模型腔51的刃口在剪切力作用下进行冲裁。请参考图3，为冲裁区域完成冲裁后的示意图。需要说明的是，在优选的实施例中，由于坯料4的边缘被卡位部压紧固定，从而能够向坯料4提供双向拉力，S卩:在成型过程中，坯料4外廓大小不变。
[0031]步骤S500，回退冲头I。请参考图3，当坯料4的冲裁区域从坯料3中脱落后，表征了坯料4冲裁区域已经完成与凹模型腔51形状匹配的微孔冲裁成型，此时可以回退冲头I。
[0032]本实施例提供的微孔冲裁方法，根据目标零件的冲裁区域在下模的顶面制作凹模型腔，凹模型腔的轮廓与冲裁区域轮廓相等，坯料放置在下模的顶面，坯料的冲裁区域与凹模型腔重合，冲头插入凸模填料腔并向坯料方向推进，高分子粉末对坯料向冲裁区域压制，直至坯料的冲裁区域从坯料中脱落，完成冲裁。由于，在凸模填料腔中的高分子粉末为微颗粒状，在对坯料向冲裁区域压制时，高分子粉末向坯料冲裁区域提供了比较均衡的剪切力，从而使得坯料冲裁区域受力均衡，并在延凹模型腔处剪切冲裁，使得冲裁区域能够以凹模型腔内侧边界冲裁，因此，冲裁误差与凹模型腔有关，与冲头和凸模填料腔的对中度相关性不大，从而，能够减小冲裁误差。
[0033]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种微孔冲裁方法，其特征在于，包括如下步骤: 根据目标零件的冲裁区域轮廓d和坯料(4)的轮廓尺寸D，在压料板(2)内制作轮廓范围为大于等于d、小于等于d/2+D/2的凸模填料腔(21)以及与凸模填料腔(21)相匹配的压头(1);根据目标零件的冲裁区域在下模(5)的顶面制作凹模型腔(51)，所述凹模型腔(51)的轮廓与所述冲裁区域轮廓d相等;在凹模型腔(51)的顶端制作出刃口； 坯料(4)放置在下模(5)的顶面，坯料(4)的冲裁区域的边界与凹模型腔(51)的刃口重合；凸模填料腔(21)与凹模型腔(51)的轴线重合对齐后压料板(2)与下模(5)合上;压料板(2)的底面紧贴坯料(4)，对压料板(2)施加压力，以对坯料(4)进行固定；向凸模填料腔(21)填充高分子粉末(3);冲头(I)插入凸模填料腔(21)并向还料方向推进，高分子粉末(3)对还料(4)向冲裁区域压制，直至坯料(4)的冲裁区域从坯料(4)中脱落，完成坯料(4)冲裁区域的微孔冲裁。2.如权利要求1所述的微孔冲裁方法，其特征在于，还包括: 在下模(5)的顶面以凹模型腔(51)的中轴线为中心制作与坯料(4)的轮廓尺寸D相匹配的卡位部，所述卡位部位于所述压料板(2)的下方； 压料板(2)的底面紧贴坯料(4)，对压料板(2)施加压力时，以使卡位部对坯料(4)进行卡位固定。3.如权利要求2所述的微孔冲裁方法，其特征在于，通过螺钉或螺栓的方式固定压料板(2)和下模(5)，以实现所述对压料板(2)施加压力，以使卡位部对坯料(4)进行卡位固定。4.如权利要求1-3任意一项所述的微孔冲裁方法，其特征在于，所述高分子粉末(3)采用高分子聚合物粉末，其成分选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中一种或任意组合。
【文档编号】B21D28/34GK105855360SQ201610405528
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】龚峰
【申请人】深圳大学