专利名称：一种冲孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械加工装置，具体涉及一种冲孔装置。
背景技术：
在铁路车辆中，高强钢是为了满足铁路运载能力不断加大而受到 广泛应用的钢材。
在将高强钢应用到不同工作场合时，高强钢的冲孔加工是常用的 加工工艺。在现有技术下，通常采用冲孔模具对高强钢进行沖孔加工。 由于高强钢的强度高于普通钢材，在将高强钢进行冲孔时，冲孔模具 所需要的冲裁力及卸料力较普通钢材大的很多。
中国专利文件CN1972767A公开了一种冲孔装置，包括套筒，可 在套筒内上下自由移动并配置成圆形的多个小直径冲头，可在上述套 筒内自由移动并配置成圓形的多个大直径冲头，装在上述套筒内上部 可上下自由移动并能相对转动的冲头驱动器，以及设置在上述冲头驱 动器上、可打压上述各冲头的击杆；该沖孔装置还包括与上述各小直 径冲头对应的螺旋卸料弹簧，以及将上述各大直径冲头配置在上述各 小直径之间，上述大直径沖头两侧的小直径冲头用的卸料弹簧作为上 述大直径冲头的卸料弹簧发挥作用。
在上述专利文件公开的冲孔装置中，在一个套筒内配置了多个大 小直径相配合的冲头，可以解决同时冲多个孔的目的。但是，该冲孔 装置结构复杂，对该装置的安装和拆卸都会使工作效率下降。此外， 由于有多个冲头同时冲孔，因此每个沖头的冲裁力小，不适合对于高 强钢的冲孔。并且，该装置采用螺旋卸料弹簧套在小直径冲头上进行 卸料，卸料力小，很容易造成卡料。
在现有技术下，冲孔模具由于卸料力不足，经常出现卡料的问题， 更换维修不方便，严重影响生产效率和工件制造质量。
因此，需要一种可以对高强钢进行冲孔且能够有效解决卸料力不 足问题的冲孔装置。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于，提供一种可以对高强钢进行冲 孔并能够解决卸料力不足问题的冲孔装置。
为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种冲孔装置，包括模 具支架，所述模具支架包括安装冲头升降装置的上模板、安装模具的 下模板，所述冲头升降装置的下端安装有沖头，该沖头升降装置与上 模板之间安装有使冲头回程的复位弹簧，所述冲孔装置还包括由碟形 弹簧组带动的退料装置。
优选的，所述退料装置包括一个在冲头向下运动时可以使冲头穿 过的退料板，所述碟形弹簧组设置在退料板与冲头升降装置之间。
优选的，所述冲头升降装置包括一个下端安装有沖头的凸模固定套。
优选的，所述上模板具有一个与所述凸模固定套向配合的模孔， 所述凸模固定套穿过所述模孔并相对其做升降运动。
优选的，所述凸模固定套的上端部具有一个凸缘，在所述凸缘与 上模板之间的凸模固定套上套装有凸模固定板。
优选的，所述复位弹簧设置在所述凸模固定板与上模板之间。
优选的，所述退料装置还包括下端固定连接在退料板上的退料螺 钉，所述退料螺钉的上端穿过上模板与凸模固定板滑动连接，所述碟 形弹簧组套装在凸模固定板与退料板之间的退料螺钉的部分上。
优选的，所述凸模固定板上具有使退料螺钉穿过的向上台阶孔， 所述退料螺钉上端部具有与所述台阶孔相配合的止动螺帽。
优选的，所述上模板上具有使退料螺钉穿过的通孔，在该通孔内 设置有碟形弹簧座，所述碟形弹簧组包括第 一碟形弹簧组和第二碟形 弹簧组，所述第 一碟形弹簧组套装在所述凸模固定板与所述碟形弹簧 座之间的退料螺钉的部分上，所述第二碟形弹簧组套装在所述碟形弹 簧座与退料板之间的退料螺钉的部分上。
优选的，所述模具支架的材质为球墨铸铁或者所述冲头为65Nb 材质。
5本实用新型提供了一种冲孔装置，在该装置中，包括安装冲头升 降装置的上模板和安装模具的下模板，冲头安装在冲头升降装置的下 端，冲头在冲头升降装置的带动下可以实现对高强钢的沖孔。在沖头 升降装置与上模板之间还有使冲头回程的复位弹簧，当沖头升降装置 下降时，压缩该复位弹簧积蓄弹性势能，当冲裁过程完成后，在复位 弹簧的作用下，可以将冲头复位以进行下一个工作循环。该沖孔装置 还包括一个由碟形弹簧带动的退料装置，当冲头升降装置下降时，为 该碟形弹簧积蓄弹性势能，由于碟形弹簧在很小的位移内可以积蓄较 大的势能，因此当冲裁过程完成后，在碟形弹簧的作用下，可以将顺 利地将料板卸下，避免出现卡料的问题。
图1本实用新型提供的冲孔模具第一种具体实施方式
的主视图； 图2是图1中的冲孔模具的俯视图； 图3是图1中冲孔模具沿A-A的剖视图； 图4是本实用新型提供的沖孔模具第二种实施方式剖视图。
具体实施方式
为了进一步了解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选 实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实 用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
请参见图1、图2、图3,图1是本实用新型提供的冲孔装置的第 一具体实施方式
的主视图，图2是图1的冲孔装置的俯视图，图3是 图2中的冲孔装置沿A-A的剖视图。
如图1所示，用于高强钢的冲孔装置1包括作为模具支架的弓形 架11,弓形架11包括一个工装部和与工装部连接的模板部，所述工 装部包括一个上下贯穿的通槽lla，所述模板部包括一个上模板12和 与上模板相对应的下模板13,在下模板13上固定安装有模具14。
在上模板12上，包括一个冲头升降装置2,在该具体实施方式
中， 冲头升降装置2包括一个凸模固定套21，凸模固定套21为竖直的筒 状形状，也可以为其它形状。在上模板上，包括一个使凸模固定套21穿过的模孔，所述凸模固定套21与该模孔滑动配合并可相对于上模板
12作升降运动。
在凸模固定套的下端固定安装有冲头22,在凸模固定套内穿有螺 钉23,冲头22通过螺钉23固定安装在凸模固定套内。冲头22和凸 模固定套21的连接方式也可以采用其它形式。冲头材质可以为模具用 钢，优选的，冲头材质为65Cr4W3Mo2VNb(65Nb), 7Cr7Mo3V2Si(LDl), 5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)，6Cr4Mo3Ni2WV(CG2), 更优选的，冲头材质为65Cr4W3Mo2VNb (简称65Nb )。
弓形架ll可以采用具有"自润滑功能"的球墨铸铁材质。由于球 墨铸铁的组织中的石墨是以球形存在的，因此能够很好的发挥石墨的 润滑性能。在凸模固定套21与上模板12的模孔做相对滑动时，球状 石墨会起到润滑作用，降低凸模固定套与模孔相互磨耗，以保证配合 精度，有效地提高了整个模具的使用寿命。
在凸模固定套21的上端，具有一个凸缘21a，在凸缘21a与上模 板12之间的凸模固定套的部分上，套装有凸模固定板21b。凸模固定 板21b与上模板12之间设置有使冲头回程的复位弹簧21c,如图2、 图3所示，对于复位弹簧的数量，本实用新型并无特别的限制，可以 为一个，也可以为多个，当有多个复位弹簣时，可以将复位弹簧以凸 模固定套为轴对称中心设置。为了设置所述复位弹簧，在固定板和上 模板上设置有相互对应的弹簧孔。
凸模固定套21的上端为一平面，用于接受打击装置的击打，从 而推动冲头对工件进行沖孔。在冲头向下运动的过程中，会压缩复位 弹簧21c积蓄弹性势能，从而当冲压过程完成之后，复位弹簧可以使 凸模固定套21带动冲头回程。当冲孔完毕后，需要将工件从冲头上卸 下，因此本实用新型提供的冲孔装置还包括一个退料装置。由于碟形 弹簧具有在小位移上产生很大的力的特点，因此在空间有限的条件下，
本实用新型提供采用碟形弹簧带动退料装置。
如图3所示，在第一种具体实施方式
中，退料装置包括一个退料 板24,退料板上具有一个可以使冲头穿过的预留孔，以便使其设置在工件上方但不影响冲头的冲压过程。在凸模固定板上21b，还包括一 个方向向上的台阶孔21d,在台阶孔内安装有向下延伸的退料螺钉31, 退料螺钉包括一个比螺钉本体大的止动螺帽31a，当退料螺钉相对于 台阶孔21 d向下滑动时，退料螺钉的止动螺帽31 a可以卡在台阶孔的 台阶上从而使退料螺钉的向下运动停止。
退料螺钉31的下端31b穿过上模板12，相应的，上模板具有一 个通孔，该通孔的直径大于退料螺钉31本体的直径，退料板24固定 安装在退料螺钉31的下端31b上。在退料板与凸才莫固定板之间的退料 螺钉的本体上，套装有由多个叠加的碟形弹簧组成的碟形弹簧组31c, 该碟形弹簧组的上端顶在凸模固定板21b的下表面，碟形弹簧组31c 的下端顶在退料板24的上表面上，碟形弹簧组3 lc贯穿整个上模板的 供退料螺钉穿过的通孔。
对于退料装置的数量，可以为一个，也可以为多个，优选的，为 两个或两个以上。本实用新型人发现，当将四个退料装置以凸模固定 套为轴对称中心设置时，退料效果更加显著。通过采用包括碟形装置 的退料机构，可以在有限的空间内为退料提供更大的卸料力，更加有
利于对高强钢的沖孔。
下面详细描述本实用新型提供的冲孔装置的工作过程。 将待加工工件41放在下模板的模具上，打击板接触凸模固定套 21的上端面向下推动凸模固定套，此时凸模固定套21带动冲头22向 下运动，同时压缩复位弹簧21c积蓄弹性势能。当凸模固定套21继续 向下运动时，退料+反24开始接触工件41，同时凸4莫固定+反21b开始 压缩碟形弹簧组31c积蓄弹性势能。随后，冲头22穿过退料板的预留 孔后接触工件开始本次冲裁。冲孔完毕后，打击板结束与凸模固定套 的接触，冲裁载荷被卸载后，碟形弹簧组31c积蓄的弹性势能释放， 将工件41从冲头22上卸下，同时复位弹簧21c将沖头22复位，退料 螺钉31的止动螺帽31a与台阶孔21的接触，从而使得退料板24停止 运动，完成本次冲裁。
本实用新型通过提供一个由碟形弹簧组31c带动的退料装置。对于高强钢的冲孔，需要较大的卸料力才能够将工件与冲头分离。与一 般的矩形截面或者圆形截面弹簧及聚氨酯相比，碟形弹簧在很小的位 移上产生很大的退料力，因此在冲裁过程完成后，可以顺利的将工件 卸下。并且，碟形弹簧组体积小，搬运更加方便。
另外，本实用新型通过提供具有较好强度、耐磨性的
65Cr4W3Mo2VNb作为沖头材料，因此能够满足沖头冲刃处的性能要 求，提高沖孔质量和工作效率。实际结果表明，本实用新型提供的冲 头在小孔冲裁上比一般材质冲头的耐用度提高五倍以上。
本实用新型通过提供球墨铸铁材质的弓形架，在凸模固定套与上 模板做相对滑动时，由于球墨铸铁具有很好的自润滑性能，因此可以 降低凸模固定套与上模板的相互磨耗作用，保证两者的配合精度，提 高整个模具的使用寿命。另外，本实用新型在弓形架上提供了上下贯 穿的通槽，可以更加便于模具的安装和拆卸。
还可以对退料装置进行进一步的改进。
参见图4,为本实用新型提供的退料装置的第二种具体实施方式的示意图。在第二种具体实施方式
中，弓形架、凸模固定套、凸模固 定板、复位弹簧、冲头与第一种具体实施方式
相同，图4所示的位置 与图3所示位置相对应，在此不再赘述其它部件。
在凸模固定板21b上，具有一个和第一种具体方式相同的台阶孔 21d，在台阶孔内安装有向下延伸的退料螺钉，退料螺钉21d向下滑动 时，退料螺钉的止动螺帽可以卡在台阶孔的台阶上从而使退料螺钉的 向下运动1亭止。
退料螺钉的下端穿过上模板，相应的，上模板具有一个通孔，该 通孔分成上下两部分，在通孔的中间还包括一个石乘形弹簧座31d,在 碟形弹簧座的上部通孔形成一个方向向上的台阶孔，碟形弹簧座的下 部通孔形成一个方向向下的台阶孔。退^h螺4:r31的下端与退剩-泽反24 固定连接，退料板24的结构与第 一种实施方式中的退料板结构相同， 也包括一个在冲头下降时使沖头穿过的预留孔。
在碟形弹簧座的上方包括第一碟形弹簧组3ic和第二碟形弹簧组31e，第一碟形弹簧组31c的上端顶在凸模固定板21b的下表面，第一 碟形弹簧座31c的下端顶在碟形弹簧座31d的上表面。第二碟形弹簧 组31e的上端与碟形弹簧座31d的下表面接触，第二碟形弹簧组31e 的下端与退料板24与接触。在本实施方式中，当凸模固定板向下运动 时，第一碟形弹簧组31c和第二碟形弹簧组31d同时被压缩，积蓄弹 性势能。由于碟形弹簧座对碟形弹簧组起到导向定位作用，可以防止 碟形弹簧发生偏转，因此更加有效的使碟形弹簧发挥作用，提高了碟 形弹簧装置的稳定性。
本文中所述的高强钢是指屈服强度6s (或6q.2) >400MPa的钢 材，优选的，高强钢是牌号为Q450NQR1的耐大气腐蚀钢。
以上对本实用新型所提供的冲孔装置进行了详细介绍。本文中应 用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理 的前纟是下，还可以对本实用新型进行若干改进和^修饰，这些改进和修^ 饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1、一种冲孔装置，包括模具支架，所述模具支架包括安装冲头升降装置的上模板、安装模具的下模板，所述冲头升降装置的下端安装有冲头，该冲头升降装置与上模板之间安装有使冲头回程的复位弹簧，所述冲孔装置还包括由碟形弹簧组带动的退料装置。
2、 根据权利要求1所述的沖孔装置，其特征在于所述退料装置 包括一个在冲头向下运动时可以使沖头穿过的退料板，所述蝶形弹簧 组设置在退料板与冲头升降装置之间。
3、 根据权利要求2所述的冲孔装置，其特征在于所述冲头升降 装置包括一个下端部安装有冲头的凸模固定套。
4、 根据权利要求3所述的冲孔装置，其特征在于所述上模板具 有一个与所述凸模固定套相配合的模孔，所述凸模固定套穿过所述模 孔并相对其做升降运动。
5、 根据权利要求4所述的沖孔装置，其特征在于所述凸模固定 套的上端部具有一个凸缘，在所述凸缘与上模板之间的凸模固定套上 套装有凸模固定板。
6、 根据权利要求5所述的冲孔装置，其特征在于所述复位弹簧 设置在所述凸模固定板与上模板之间。
7、 根据权利要求5所述的冲孔装置，其特征在于所述退料装置 还包括下端固定连接在退料板上的退料螺钉，所述退料螺钉的上端穿 过上模板与凸模固定板滑动连接，所述碟形弹簧组套装在凸模固定板 与退料板之间的退料螺钉的部分上。
8、 根据权利要求7所述的冲孔装置，其特征在于所述凸模固定 板上具有使退料螺钉穿过的向上的台阶孔，所述退料螺钉上端部具有 与所述台阶孔相配合的止动螺帽。
9、 根据权利要求8所述的冲孔装置，其特征在于所述上模板上 具有使退料螺钉穿过的通孔，在该通孔内设置有碟形弹簧座，所述碟 形弹簧组包括第 一碟形弹簧组和第二碟形弹簧组，所述第 一碟形弹簧组套装在所述凸模固定板与所述碟形弹簧座之间的退料螺钉的部分 上，所述第二碟形弹簧组套装在所述碟形弹簧座与退料板之间的退料螺钉的部分上。
10、根据权利要求1至9任一项所述的冲孔装置，其特征在于所 述模具支架的材质为球墨铸铁或者所述冲头为65Nb材质。
专利摘要本实用新型公开一种冲孔装置，包括模具支架，所述模具支架包括安装冲头升降装置的上模板、安装模具的下模板，所述冲头升降装置的下端安装有冲头，该冲头升降装置与上模板之间安装有使冲头回程的复位弹簧，所述冲孔装置还包括由碟形弹簧组带动的退料装置。当冲头升降装置下降时，压缩复位弹簧和碟形弹簧积蓄弹性势能，冲头在冲头升降装置的作用下完成冲裁后，复位弹簧可以将冲头复位，而碟形弹簧在小位移内能够积蓄较大的势能，因此可以顺利地将料板出现，从而避免出现卡料的问题。
文档编号B21D28/34GK201300171SQ20082017655
公开日2009年9月2日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者李信义, 陈明丹 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司