一种精冲模具非连续点式压边圈及其工艺参数设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种精冲模具非连续点式压边圈及其工艺参数设计方法，该压边圈包括点式压边圈本体，所述点式压边圈本体的下表面上沿着所需精冲成形的零件外形轮廓均布一组凸起点，每个所述凸起点上设有倒圆角，当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm时，所述点式压边圈为单面，确定其各工艺参数；当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，在精冲模具凹模的上表面上设有与所述点式压边圈本体上凸起点参数相同的一组凸起点，确定其各工艺参数。本发明针对不同板厚的精冲件，能够有效的确定非连续点式压边圈的工艺参数，可以将非连续点式压边圈广泛的应用于精冲中，降低精冲模具成本，提高零件表面完好率。
【专利说明】
一种精冲模具非连续点式压边圈及其工艺参数设计方法
技术领域
[0001] 本发明具体涉及一种精冲模具非连续点式压边圈及其工艺参数设计方法。
【背景技术】
[0002] 精冲是一种优质、高效、低耗的成形技术，已广泛的应用于工业中，精密冲裁模具 结构与普通冲裁模具结构相比，增加了压边圈与反压板，并具有较小的凸凹模间隙。冲裁过 程中，压边圈先压紧材料，然后在凸模下压的同时，反压板提供反压力，从而使剪切区的金 属处在三向静水压应力的状态下进行冲裁，得到表面质量好的冲裁件。
[0003] 压边圈是精冲模具中不可缺少的一个组成部件，可以阻止剪切区以外的材料在冲 裁过程中随凸模流动，同时可以增大材料所受的静水压应力，提高材料的塑性变形能力，进 而提高零件的断面质量。目前应用最为广泛的压边圈为V形压边圈，其主要加工方法为电火 花加工或者数控铣削成形，不管采用哪种加工方法，其V形梗的加工比较困难，需要采用高 精度的数控铣床进行加工，这样会增加加工成本，且加工精度难以保证。
[0004] 非连续点式压边圈的提出可以在一定程度上降低精冲模具成本，非连续点式压边 圈的加工比较容易，在电火花加工时其工具电极的加工比V形压边圈简单，只需要利用钻头 按照压边圈上所设计的凸点排列方式钻一系列的孔即可，可以降低加工成本。但是精冲不 同零件时，非连续点式压边圈的参数该如何选取目前还没有系统的定义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种精冲模具非连续点式压边圈及其工艺参数设计方法， 它可以在冲裁不同厚度的零件时，确定非连续点式压边圈的点直径、点上所导圆角尺寸、点 与点边缘之间的距离、点距离模具刃口的尺寸以及点的高度等工艺参数该如何选取，能使 非连续点式压边圈更为有效的应用在精冲中，从而降低精冲模具成本。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] -种精冲模具非连续点式压边圈，该压边圈包括点式压边圈本体，所述点式压边 圈本体的下表面上沿着所需精冲成形的零件外形轮廓均布一组凸起点，每个所述凸起点上 设有倒圆角，当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm时，所述点式压边圈为单面，相邻凸起 点边缘之间的距离为0.4~0.5mm，所述凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与 压边圈内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.15、 0.75~0.85、0.2~0.3;当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，在精冲模具凹模的 上表面上设有与所述点式压边圈本体上凸起点参数相同的一组凸起点，相邻凸起点边缘之 间的距离为0.4~0.5mm，所述凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内 圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.5、0.75~0.85、 0 ? 15 ~0 ? 25〇
[0008] 按上述技术方案，当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm时，相邻凸起点边缘之间 的距离为0.4 5mm，所述凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间 的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.35、0.125、0.8、0.25。
[0009] 按上述技术方案，当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，相邻凸起点边缘 之间的距离为0.45mm，所述凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈 之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.35、0.125、0.8、0.18。
[0010] -种精冲模具非连续点式压边圈工艺参数的设计方法，包括以下步骤：
[0011] S1、当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm时，采用单面非连续点式压边圈，即只 在点式压边圈本体的下表面上沿着所需精冲成形的零件外形轮廓均布一组凸起点，待优化 的工艺参数包括相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点 圆心与压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度：
[0012] S101、相邻凸起点边缘之间的距离的优化:其优化准则为在不影响加工难度的情 况下，提高冲裁零件的断面质量;在精冲模具的有限元模型中，针对不同的零件厚度，从0~ 1mm、间隔0.05mm改变压边圈上相邻凸起点边缘之间的距离，观察冲裁零件的断面质量，当 相邻凸起点边缘之间的距离位于0.4~0.5mm时，冲裁零件的断面质量好，压边圈加工难度 低，故相邻凸起点边缘之间的距离为〇. 4~0.5_;
[0013] S102、凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离 以及凸起点的高度的优化：以对应不同零件厚度的V形压边圈的各个参数的取值为基准，每 个优化因素均在V形压边圈的参数附近进行取值，将每个优化因素以及相邻凸起点边缘之 间的距离的取值范围分为5水平，设计五因素五水平的正交试验表，确定试验次数25次，实 施正交试验方案，测量各组模拟试验所得到的零件的表面完好率，通过极差分析方法对25 组数据进行处理，得到各工艺参数对冲裁零件表面完好率的影响规律，结合步骤S101中相 邻凸起点边缘之间的距离的取值要求，得到理论最优参数组合，分析各理论最优参数组合 与零件板厚的关系可知，凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之 间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.15、0.75~0.85、0.2 ~0 ? 3;
[0014] S2、当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，采用双面非连续点式压边圈， 即在点式压边圈本体的下表面上以及精冲模具凹模的上表面均沿着所需精冲成形的零件 外形轮廓均布一组凸起点，待优化的工艺参数包括相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点的 直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度： [0015] S201、相邻凸起点边缘之间的距离的优化:重复步骤S101，相邻凸起点边缘之间的 距离为〇 ? 4~0 ? 5mm;
[0016] S202、凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离 以及凸起点的高度的优化:重复步骤S102,凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆 心与压边圈内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.5、 0.75~0.85、0.15~0.25。
[0017]本发明产生的有益效果是:本发明提供的点式压边圈上沿着零件外形轮廓分布着 一系列的凸起点，通过凸起点来压紧板料，以阻止剪切区以外的材料在冲裁过程中随凸模 流动，同时，非连续点式压边圈还增大了材料所受的静水压应力，提高了材料的塑性变形能 力，从而提高了冲裁零件的断面质量。影响非连续点式压边圈在精冲过程中作用的工艺参 数有五个，本发明针对不同板厚的精冲件，能够有效的确定非连续点式压边圈的工艺参数， 可以将非连续点式压边圈广泛的应用于精冲中，降低精冲模具成本，提高零件表面完好率。
【附图说明】
[0018] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0019] 图1是本发明实施例的主视图；
[0020] 图2是本发明实施例的俯视图；
[0021] 图3是本发明实施例的三维图；
[0022] 图4是使用本发明的精冲模具的结构示意图；
[0023]图5是使用本发明的精冲模具精冲得到的零件。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不 用于限定本发明。
[0025] 如图1-图3所示，一种精冲模具非连续点式压边圈，该压边圈包括点式压边圈本 体，点式压边圈本体的下表面上沿着所需精冲成形的零件外形轮廓均布一组凸起点，每个 凸起点上设有倒圆角，当所需精冲成形的零件的厚度小于5_时，点式压边圈为单面，相邻 凸起点边缘b之间的距离为0.4~0.5mm，凸起点的直径① d、凸起点上倒圆角尺寸r、凸起点 圆心与压边圈内圈之间的距离a、凸起点的高度h与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~ 0.15、0.75~0.85、0.2~0.3;当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，在精冲模具凹 模的上表面上设有与点式压边圈本体上凸起点参数相同的一组凸起点，相邻凸起点边缘之 间的距离b为0.4~0.5mm，凸起点的直径① d、凸起点上倒圆角尺寸r、凸起点圆心与压边圈 内圈之间的距离a、凸起点的高度h与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.5、0.75~ 0?85、0?15~0?25〇
[0026] 在本发明的优选实施例中，当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm时，相邻凸起点 边缘之间的距离为0.45mm，凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈 之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.35、0.125、0.8、0.25。
[0027] 在本发明的优选实施例中，当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，相邻凸 起点边缘之间的距离为0.45mm，凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈 内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.35、0.125、0.8、0.18。
[0028] -种精冲模具非连续点式压边圈工艺参数的设计方法，包括以下步骤：
[0029] S1、当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm时，采用单面非连续点式压边圈，即只 在点式压边圈本体的下表面上沿着所需精冲成形的零件外形轮廓均布一组凸起点，待优化 的工艺参数包括相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点 圆心与压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度：
[0030] S101、相邻凸起点边缘之间的距离的优化:其优化准则为在不影响加工难度的情 况下，提高冲裁零件的断面质量;在精冲模具的有限元模型中，针对不同的零件厚度，从0~ 1mm、间隔0.05mm改变压边圈上相邻凸起点边缘之间的距离，观察冲裁零件的断面质量，当 相邻凸起点边缘之间的距离位于0.4~0.5mm时，冲裁零件的断面质量好，压边圈加工难度 低，故相邻凸起点边缘之间的距离为0.4~0.5mm;
[0031] S102、凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离 以及凸起点的高度的优化：以对应不同零件厚度的V形压边圈的各个参数的取值为基准，每 个优化因素均在V形压边圈的参数附近进行取值，将每个优化因素以及相邻凸起点边缘之 间的距离的取值范围分为5水平，设计五因素五水平的正交试验表，确定试验次数25次，实 施正交试验方案，测量各组模拟试验所得到的零件的表面完好率，通过极差分析方法对25 组数据进行处理，得到各工艺参数对冲裁零件表面完好率的影响规律，结合步骤S101中相 邻凸起点边缘之间的距离的取值要求，得到理论最优参数组合，分析各理论最优参数组合 与零件板厚的关系可知，凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之 间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.15、0.75~0.85、0.2 ~0 ? 3;
[0032] S2、当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，采用双面非连续点式压边圈， 即在点式压边圈本体的下表面上以及精冲模具凹模的上表面均沿着所需精冲成形的零件 外形轮廓均布一组凸起点，待优化的工艺参数包括相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点的 直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度：
[0033] S201、相邻凸起点边缘之间的距离的优化:重复步骤S101，相邻凸起点边缘之间的 距离为〇 ? 4~0 ? 5mm;
[0034] S202、凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离 以及凸起点的高度的优化:重复步骤S102,凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆 心与压边圈内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.5、 0.75~0.85、0.15~0.25。
[0035] 本发明的具体设计方法，包括以下步骤：
[0036] S1、当冲裁零件的厚度比较薄（小于5mm)时，采用单面非连续点式压边圈，影响参 数主要有相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与 压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度；
[0037] S101、先对冲裁板厚4mm的零件的非连续点式压边圈的工艺参数进行研究，因为目 前应用最为普遍的压边圈为V形压边圈，V形压边圈的工艺参数主要有压边圈高度、压边圈 位置以及V形梗角度，V形梗的角度通常取值为450,其他工艺参数的选取与板厚有关，4_为 V形压边圈选取的临界板厚值，当冲裁零件的板厚小于4_时，使用单面V形压边圈进行冲裁 就能得到表面质量较好的零件，当冲裁零件的板厚大于等于4mm时，使用双面V形压边圈进 行冲裁才能得到表面质量较好的零件；
[0038] S102、单面非连续点式压边圈相邻凸起点边缘之间的距离的优化:研究初始阶段 所选用零件的板厚值为4mm，当冲裁零件的板厚为4mm时，根据标准得V形压边圈的高度为 0.9mm，V形压边圈距离模具刃口的尺寸为3.2mm，在Deform-3D软件中改变点式压边圈的相 邻凸起点边缘之间的距离，取值范围为0~1mm，而单面非连续点式压边圈其他工艺参数以V 形压边圈的值为标准进行选取，凸起点的直径取1.4mm，凸起点的高度取0.9_，凸起点圆心 与压边圈内圈之间的距离取3.2mm，凸起点上倒圆角尺寸取0.4mm，模拟结束后，观察冲裁零 件的表面质量，发现相邻凸起点边缘之间的距离越小，在点式压边圈的作用下冲裁零件的 断面质量越好，但与此同时，点式压边圈的加工难度越大，并且发现当相邻凸起点边缘之间 的距离小于0.4mm~0.5mm这个范围时，再减小相邻凸起点边缘之间的距离对精冲零件表面 质量的提高影响不是很大，反而会增加压边圈的加工难度，所以综合考虑压边圈对冲裁零 件质量以及加工难度的影响，选取最佳的点与点边缘之间距离，取值范围为〇.4mm~0.5mm， 用这个范围的取值来冲裁其他薄板时，证明这个取值也是同样可行的，综合考虑压边圈对 冲裁零件质量以及加工难度的影响，选取最佳的相邻凸起点边缘之间的距离，即〇.45_;
[0039] S103、对冲裁板厚为4mm的零件时，单面非连续点式压边圈的各个工艺参数凸起点 的直径、凸起点上倒圆角尺寸、相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点圆心与压边圈内圈之间 的距离以及凸起点的高度进行优化设计，在研究中，这些工艺参数的取值都为变值，以V形 压边圈的取值为基准，在V形压边圈的参数附近进行取值，所选取的参数与水平如表1所示；
[0040] 表1单面非连续点式压边圈工艺参数与水平
[0042] S104、这是一个5因素5水平的试验问题，如果要做全面的试验研究，就需要将所研 究的非连续点式压边圈的各个因素的各个水平作全面的搭配分析，就需要进行55 = 3125次 试验，这样试验的次数过多，在实际研究中很难达到这样的要求，所以在研究中选用正交试 验来对非连续点式压边圈的工艺参数进行分析研究，可以减少试验次数，由于这是一个5因 素5水平的试验，所以选取的正交表为L 25(56)，其中25表示要进行25次模拟试验，很大程度 上减少了试验次数，5代表5水平，6代表了 6个因素，6因素里面有5个因素代表的是非连续点 式压边圈的5个工艺参数，还有一个是用来计算误差的，将正交试验中的各个组合而形成非 连续点式压边圈工艺参数导入到软件中进行模拟，测量各组试验所得到的表面完好率，如 表2所示；
[0043]表2正交试验模拟结果
[0045] S105、用极差分析的方法对以上25组模拟得到的数据进行处理，得到单面非连续 点式压边圈的工艺参数对冲裁零件表面完好率的影响规律，并得到最优化的工艺参数，用 极差分析方法计算得到的各个工艺参数所对应的L、Vi，如表3所示；
[0046] 表3极差分析计算结果
[0049] 3106、」=1、2、3、4、5、6，11、111、111 1、1￥1与￥1之间的差别可以看作是A因素的不同 水平对最后精密冲裁得到的零件表面完好率的影响规律，I2、II2、m2、1￥ 2与V2之间的差别 可以看作是B因素的不同水平对最后精密冲裁得到的零件表面完好率的影响规律，I3、n3、 m3、iv3与v3之间的差别可以看作是C因素的不同水平对最后精密冲裁得到的零件表面完 好率的影响规律，1 4、114、1114、1￥4与￥4之间的差别可以看作是0因素的不同水平对最后精密 冲裁得到的零件表面完好率的影响规律，1 5、115、1115、1￥5与￥5之间的差别可以看作是0因素 的不同水平对最后精密冲裁得到的零件表面完好率的影响规律，i6、n 6、m6、iv6与v 6之间 的差别反映了误差，通过观察发现误差并不是很大；
[0050] S107、对极差分析的结果进行研究发现A3B4QD3E4为最优化的工艺参数，但是其中 的C因素（相邻凸起点边缘之间的距离)在前面的研究中发现，其参数值需要综合考虑加工 难度与精冲成形零件质量，所以在这里取值为〇.45_是合适的，若取值为0.25_，就会使得 压边圈上面分布的点过多，加大了加工难度，若取值过大，精冲零件质量会达不到要求，所 以最后通过正交试验优化所得到的最优化参数为A 3B4C2D3E4，即凸起点的直径选取为1.4mm， 凸起点上倒圆角尺寸选取为〇.5mm，相邻凸起点边缘之间的距离选取为0.45mm(这个值符合 前面所研究的点与点边缘之间距离的取值范围），凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离选 取为3.2mm，凸起点的高度选取为1.0mm，其中凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点 圆心与压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度与板厚之间的比值分别为0.35、0.125、 0.8、0.25,根据正交试验模拟研究，再依托于实际生产中的应用，加工非连续点式压边圈 时，压边圈工艺参数的比例关系在以下一定范围内都是可行的，即：凸起点的直径直径/板 厚= 0.3~0.4,凸起点上倒圆角尺寸/板厚=0.1~0.15,凸起点圆心与压边圈内圈之间的 距离/板厚= 0.75~0.85,凸起点的高度/板厚= 0.2~0.3,试验中用这个比例范围来冲裁 其他薄板时，证明其参数的选取也是可行的；
[0051] S2、使用双面非连续点式压边圈临界条件的确定，随着冲裁零件板厚增加，精冲过 程中使用单面非连续点式压边圈得到的零件质量达不到要求，用前面所得到的单面非连续 点式压边圈的参数选取原则来分别冲裁板厚为4mm、4.5mm、5mm、5.5mm的零件，单面非连续 点式压边圈的工艺参数如表4所示；
[0052]表4单面非连续点式压边圈工艺参数
[0055] S201、用以上参数冲裁出来的零件表面完好率分别为93.88%、92.25%、89.81%、 89.23%，可以发现，当冲裁零件的板厚增加到5_时，采用单面非连续点式压边圈进行冲裁 所得到的零件表面完好率不能达到90%以上，此时需要使用双面非连续点式压边圈进行精 密冲裁，5_则为双面非连续点式压边圈使用的临界板厚值，当冲裁零件的板厚小于5_时， 使用单面非连续点式压边圈进行冲裁就能得到表面质量较好的零件，当冲裁零件的板厚大 于等于5_时，使用双面非连续点式压边圈进行冲裁才能得到表面质量较好的零件；
[0056] S202、双面非连续点式压边圈工艺参数的优化，双面非连续点式压边圈除了在精 冲模具压边圈上有一系列的凸起点外，在精冲模具凹模上也有一系列的凸起点，双面非连 续点式压边圈的工艺参数主要有相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点的直径、凸起点上倒 圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度，与单面非连续点式压 边圈的设计方法一样，相邻凸起点边缘之间的距离优化需要综合考虑压边圈对冲裁零件质 量以及加工难度的影响，所以在Def 〇rm-3D中对它进行单因素分析，得到的最优化间距为 0. 4~0? 5謹，其他工艺参数通过选用合适的正交表L25(56)，并结合Deform-3D软件以及方差 分析进行优化，确定各工艺参数与板厚之间的关系，然后与实验相结合，发现它们与板厚之 间的比值范围分别为0.3~0.4、0.1~0.5、0.75~0.85、0.15~0.25。
[0057]本发明在具体应用时，如图4所示，精冲模具包括凸模2、凹模4、非连续点式压边圈 1、 反压板5和坯料3,精冲得到如图5所示的直齿圆柱齿轮件，齿轮件的尺寸参数见表5。 [0058]表5
[0060]^根据上述直齿圆柱齿轮的齿宽确定非连续点式压边圈的类型，由于齿宽为5mm，达 到了采用双面非连续点式压边圈的临界条件，故精冲时采用双面非连续点式压边圈。
[0061] 采用双面非连续点式压边圈时，点与点边缘之间距离综合考虑加工难度与点式压 边圈对冲裁件断面质量的影响程度，取值为〇.45mm，而其他工艺参数与齿宽之间有一定的 关系，根据这个关系，确定冲裁直齿圆柱齿轮时双面点式压边圈点直径、点上所导圆角尺 寸、点距离模具刃口的尺寸以及点的高度值，各参数取值如表6所示。
[0062] 表 6
[0064]根据设计值，沿着齿形轮廓加工出一系列的点，即形成了非连续点式压边圈，非连 续点式压边圈立体结构示意图如图3所示。
[0065] 根据上述工艺参数设计，通过Def〇rm-3D软件进行模拟，成功的采用非连续点式压 边圈精冲得到了断面质量比较好的直齿圆柱齿轮，如图5所示。
[0066]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种精冲模具非连续点式压边圈，该压边圈包括点式压边圈本体，所述点式压边圈 本体的下表面上沿着所需精冲成形的零件外形轮廓均布一组凸起点，每个所述凸起点上设 有倒圆角，其特征在于，当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm时，所述点式压边圈为单面， 相邻凸起点边缘之间的距离为0.4~0.5mm，所述凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起 点圆心与压边圈内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~ 0.15、0.75~0.85、0.2~0.3;当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，在精冲模具凹 模的上表面上设有与所述点式压边圈本体上凸起点参数相同的一组凸起点，相邻凸起点边 缘之间的距离为0.4~0.5mm，所述凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边 圈内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为〇 . 3~0.4、0.1~0.5、0.75~ 0·85、0·15~0·25〇2. 根据权利要求1所述的压边圈，其特征在于，当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm 时，相邻凸起点边缘之间的距离为〇. 45mm，所述凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起 点圆心与压边圈内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.35、0.125、 0·8、0·25〇3. 根据权利要求1所述的压边圈，其特征在于，当所需精冲成形的零件的厚度大于等于 5mm时，相邻凸起点边缘之间的距离为0.45mm，所述凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸 起点圆心与压边圈内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.35、0.125、 0.8、0.18〇4. 一种以上任一权利要求所述的精冲模具非连续点式压边圈工艺参数的设计方法，其 特征在于，包括以下步骤： S1、当所需精冲成形的零件的厚度小于5mm时，采用单面非连续点式压边圈，即只在点 式压边圈本体的下表面上沿着所需精冲成形的零件外形轮廓均布一组凸起点，待优化的工 艺参数包括相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心 与压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度： 5101、 相邻凸起点边缘之间的距离的优化:其优化准则为在不影响加工难度的情况下， 提高冲裁零件的断面质量;在精冲模具的有限元模型中，针对不同的零件厚度，从〇~1mm、 间隔0.05mm改变压边圈上相邻凸起点边缘之间的距离，观察冲裁零件的断面质量，当相邻 凸起点边缘之间的距离位于0.4~0.5_时，冲裁零件的断面质量好，压边圈加工难度低，故 相邻凸起点边缘之间的距离为〇. 4~0.5mm; 5102、 凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离以及 凸起点的高度的优化：以对应不同零件厚度的V形压边圈的各个参数的取值为基准，每个优 化因素均在V形压边圈的参数附近进行取值，将每个优化因素以及相邻凸起点边缘之间的 距离的取值范围分为5水平，设计五因素五水平的正交试验表，确定试验次数25次，实施正 交试验方案，测量各组模拟试验所得到的零件的表面完好率，通过极差分析方法对25组数 据进行处理，得到各工艺参数对冲裁零件表面完好率的影响规律，结合步骤SlOl中相邻凸 起点边缘之间的距离的取值要求，得到理论最优参数组合，分析各理论最优参数组合与零 件板厚的关系可知，凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的 距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.15、0.75~0.85、0.2~ 0.3； S2、当所需精冲成形的零件的厚度大于等于5mm时，采用双面非连续点式压边圈，即在 点式压边圈本体的下表面上以及精冲模具凹模的上表面均沿着所需精冲成形的零件外形 轮廓均布一组凸起点，待优化的工艺参数包括相邻凸起点边缘之间的距离、凸起点的直径、 凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离以及凸起点的高度： 5201、 相邻凸起点边缘之间的距离的优化:重复步骤SlOl，相邻凸起点边缘之间的距离 为0·4~0·5mm; 5202、 凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与压边圈内圈之间的距离以及 凸起点的高度的优化:重复步骤S102,凸起点的直径、凸起点上倒圆角尺寸、凸起点圆心与 压边圈内圈之间的距离、凸起点的高度与零件厚度的比值分别为0.3~0.4、0.1~0.5、0.75 ~0·85、0·15~0·25〇
【文档编号】B21D43/00GK105880350SQ201610203295
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】毛华杰, 周菲, 华林, 刘艳雄
【申请人】武汉理工大学