专利名称：卷边工字轮挡边冲压加工方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及卷边工字轮挡边的加工方法，具体地指一种卷边工字轮挡边冲压加工方法及其装置。
背景技术：
作为绕线用的工字轮的侧板由钢板制成，为减轻重量，提高强度和刚度，通常在其周边做成带挡边的卷边工字轮。对于此类卷边工字轮挡边的生产，传统的工艺为采用折弯一旋压(滚压、挤压)一模具成型来完成。由于涉及到采用工装折弯；在机床上旋压(滚压、挤压)；和利用模具采用冲床及液压油缸进行最终成型，因此，需要2个小时才能加工1件，生产效率较低；单件的加工费用约为60元，生产成本较高；而且设计工位和工序较多，零件工艺较复杂。
发明内容
本发明的目的就是对现有卷边工字轮挡边的加工方法进行改进，提供一种生产效率较高、生产成本较低的卷边工字轮挡边冲压加工方法。本发明的另一目的是提供实现该加工方法的卷边工字轮挡边冲压加工装置。为实现上述目的，本发明所提供的卷边工字轮挡边冲压加工方法，包括以下步骤1)裁取外圆直径为Φ2、厚度为d的坯料；2)将所述坯料放入冲压拉伸模具中，冲压拉伸成带直角挡边的半成品，所述半成品的直角挡边与底平面之间形成有半径为R的过渡圆角；3)将所述半成品放入冲压弯形模具中，冲压弯形得到带圆弧挡边的卷边工字轮。本发明所设计的实现上述加工方法的卷边工字轮挡边冲压加工装置，包括冲压拉伸模具和冲压弯形模具，所述冲压拉伸模具包括相配合的凸模和凹模，所述凹模的上端设置有环形定位槽，所述凹模的型腔内侧壁与底面交叉处呈半径为R的过渡圆角，所述凸模的下端沿其周边也呈半径为R的过渡圆角，与所述凹模的型腔相匹配；所述冲压弯形模具包括相配合的上模和下模，所述下模的型腔内侧壁与底面交叉处呈半径为R的过渡圆角， 与凹模的型腔过渡圆角相匹配；所述上模的下端沿其周边设置有环形斜面凹槽。优选地，所述冲压拉伸模具的凹模型腔深度h、过渡圆角半径R与坯料厚度d之间的数学关系为h = R+d。这样，冲压拉伸模具成型深度在过渡圆角与直角挡边相切处，不用设计顶出装置，就可以脱模。优选地，所述冲压拉伸模具的凸模和凹模之间的双边间隙值δ与坯料厚度d之间的数学关系为δ =0. 125d。这样，方便脱模和避免夹料。优选地，所述冲压拉伸模具的凹模上的环形定位槽的外圆直径Φ1与坯料外圆直径Φ2之间的数学关系为ΦΙ = Φ2+(5 10)mm。这样，将坯料放入凹模的型腔内时，坯料外圆不会超出定位槽的边缘，使其自动找正并定位。
优选地，所述冲压弯形模具的上模上的环形斜面凹槽的内壁面与其底面夹角α =40° 50°。如果此角度小于此范围，零件无法正常成型；如果此角度超出此范围，模具需要设备压力会较大。通过设定合适的角度，使零件易于成型。所述冲压拉伸模具的凹模和冲压弯形模具的下模的洛氏硬度HRC为50 55，所述冲压拉伸模具的凸模和冲压弯形模具的上模均采用Q235钢。所述冲压拉伸模具的凹模和冲压弯形模具的下模的表面进行渗碳处理。本发明的有益效果采用冲压工艺方式在普通液压设备上加工卷边工字轮的挡边，生产工艺相对简单，对设备要求较低，只需两套专用设备即可加工，工序少，操作简单； 在大批量生产中成本低，生产效率高，单件的加工费用仅为18元，1个小时可以加工30件。 本发明的冲压拉伸模具不用设计顶出装置就可以脱模；冲压弯形模具不用设计定位机构， 采用下模型腔的过渡圆角自动找正，通过试模确定模具位置。通过本发明所提供的冲压拉伸模具和冲压弯形模具可以将坯料加工成满足设计指标的卷边工字轮挡边，具有结构简单，通用性较强、生产成本较低的特点。
图1为本发明卷边工字轮挡边的冲压加工方法的两步成型示意图；其中，彻为坯料的截面图，B1为拉伸后的截面图，a2为弯形成型后的截面图。图2为冲压拉伸模具的立体剖面结构示意图。图3为图2中凸模的剖面结构示意图。图4为图2中凹模的剖面结构示意图。图5为冲压弯形模具的立体剖面结构示意图。图6为图5中上模的剖面结构示意图。图7为图5中下模的剖面结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。图2 4中所示的冲压拉伸模具1包括相配合的凸模1. 1和凹模1. 2。凹模1. 2 的上端设置有环形定位槽1. 2. 1，凹模1. 2的型腔内侧壁与底面交叉处呈半径为R的过渡圆角。凸模1.1的下端沿其周边也呈半径为R的过渡圆角，与凹模1.2的型腔相匹配。冲压拉伸模具1的凹模1. 2型腔深度h、过渡圆角半径R与坯料3厚度d之间的数学关系为h = R+d。冲压拉伸模具1的凸模1. 1和凹模1. 2之间的双边间隙值δ与坯料3厚度d之间的数学关系为δ = 0. 125d。冲压拉伸模具1的凹模1. 2上的环形定位槽1. 2. 1的外圆直径 Φ 1与坯料3外圆直径Φ2之间的数学关系为ΦΙ = Φ2+(5 10)mm。图5 7中所示的冲压弯形模具2包括相配合的上模2. 1和下模2. 2，下模2. 2的型腔内侧壁与底面交叉处呈半径为R的过渡圆角，与凹模1. 2的型腔过渡圆角相匹配；上模 2. 1的下端沿其周边设置有环形斜面凹槽2. 1. 1。冲压弯形模具2的上模2. 1上的环形斜面凹槽2. 1. 1的内壁面与其底面夹角α =40° 50°。冲压拉伸模具1的凹模1. 2和冲压弯形模具2的下模2. 2的洛氏硬度HRC为50
455，所述冲压拉伸模具1的凸模1. 1和冲压弯形模具2的上模2. 1均采用Q235钢。冲压拉伸模具1的凹模1. 2和冲压弯形模具2的下模2. 2的表面均进行渗碳处理。实施例1 1)采用剪圆机及数控等离子切割机切割坯料，裁取外圆直径为Φ2 = 800mm、厚度为d = IOmm的坯料3，如图1中的ει。所示；2)先将冲压拉伸模具1放置在液压设备上，再将坯料3放入冲压拉伸模具1的凹模1. 2的型腔内，使坯料3的外圆定位在凹模1. 2的定位槽1. 2. 1内，凹模1. 2的型腔深度 h = 40mm，过渡圆角半径R = 30mm，冲压拉伸模具1的双边间隙值δ为12. 5mm，冲压拉伸模具1的定位槽1. 2. 1的外圆直径Φ 1 = 805mm,通过凸模1. 1将坯料3冲压拉伸成带直角挡边4. 1的半成品4，使半成品4的直角挡边4. 1与底平面之间形成有半径为R = 30mm的过渡圆角，如图1中的^所示；3)先将冲压弯形模具2放置在液压设备上，再将加工的半成品4放在冲压弯形模具2的下模2. 2的型腔内，上模2. 1的斜面凹槽2. 1. 1的内壁与直角挡边4. 1的外侧接触， 斜面凹槽2. 1.1的内壁面与其底面夹角α =45°，通过斜面凹槽2. 1. 1将半成品4冲压弯形，得到带圆弧挡边5. 1的卷边工字轮5，如图1中的 所示。
权利要求
1.一种卷边工字轮挡边冲压加工方法，包括以下步骤1)裁取外圆直径为Φ2、厚度为d的坯料(3)；2)将所述坯料(3)放入冲压拉伸模具(1)中，冲压拉伸成带直角挡边(4.1)的半成品 G)，所述半成品的直角挡边(4. 1)与底平面之间形成有半径为R的过渡圆角；3)将所述半成品(4)放入冲压弯形模具O)中，冲压弯形得到带圆弧挡边(5.1)的卷边工字轮(5)。
2.一种实现权利要求1所述加工方法的卷边工字轮挡边冲压加工装置，包括冲压拉伸模具(1)和冲压弯形模具O)，其特征在于所述冲压拉伸模具(1)包括相配合的凸模(1. 1)和凹模(1. 2)，所述凹模(1. 2)的上端设置有环形定位槽(1. 2. 1)，所述凹模(1. 2)的型腔内侧壁与底面交叉处呈半径为R的过渡圆角，所述凸模(1. 1)的下端沿其周边也呈半径为R的过渡圆角，与所述凹模(1.2)的型腔相匹配；所述冲压弯形模具( 包括相配合的上模(2. 1)和下模(2.幻，所述下模(2. 2)的型腔内侧壁与底面交叉处呈半径为R的过渡圆角，与凹模(1. 2)的型腔过渡圆角相匹配；所述上模(2. 1)的下端沿其周边设置有环形斜面凹槽(2. 1. 1)。
3.根据权利要求2所述的卷边工字轮挡边冲压加工装置，其特征在于所述冲压拉伸模具(1)的凹模(1.2)型腔深度h、过渡圆角半径R与坯料(3)厚度d之间的数学关系为h =R+d。
4.根据权利要求2或3所述的卷边工字轮挡边冲压加工装置，其特征在于所述冲压拉伸模具(1)的凸模(1. 1)和凹模(1.2)之间的双边间隙值δ与坯料(3)厚度d之间的数学关系为δ = 0. 125d。
5.根据权利要求2或3所述的卷边工字轮挡边冲压加工装置，其特征在于所述冲压拉伸模具⑴的凹模(1. 2)上的环形定位槽(1. 2. 1)的外圆直径Φ 1与坯料(3)外圆直径 Φ2之间的数学关系为ΦΙ = Φ2+(5 10)mm。
6.根据权利要求4所述的卷边工字轮挡边冲压加工装置，其特征在于所述冲压拉伸模具⑴的凹模(1. 2)上的环形定位槽(1. 2. 1)的外圆直径Φ1与坯料(3)外圆直径Φ2 之间的数学关系为ΦΙ = Φ2+(5 10)mm。
7.根据权利要求2或3所述的卷边工字轮挡边冲压加工装置，其特征在于所述冲压弯形模具(2)的上模(2. 1)上的环形斜面凹槽(2. 1. 1)的内壁面与其底面夹角α =40° 50° ο
8.根据权利要求4所述的卷边工字轮挡边冲压加工装置，其特征在于所述冲压弯形模具O)的上模(2. 1)上的环形斜面凹槽(2. 1. 1)的内壁面与其底面夹角α = 40° 50° ο
9.根据权利要求5所述的卷边工字轮挡边冲压加工装置，其特征在于所述冲压弯形模具O)的上模(2. 1)上的环形斜面凹槽(2. 1. 1)的内壁面与其底面夹角α = 40° 50° ο
10.根据权利要求6所述的卷边工字轮挡边冲压加工装置，其特征在于所述冲压弯形模具O)的上模(2. 1)上的环形斜面凹槽(2. 1. 1)的内壁面与其底面夹角α = 40° 50° ο
全文摘要
本发明公开了一种卷边工字轮挡边冲压加工方法及其装置。加工方法包括以下步骤1)裁取外圆直径为Φ2、厚度为d的坯料；2)将坯料放入冲压拉伸模具中，冲压拉伸成带直角挡边的半成品，半成品的直角挡边与底平面之间形成有半径为R的过渡圆角；3)将半成品放入冲压弯形模具中，冲压弯形得到带圆弧挡边的卷边工字轮。实现该加工方法的卷边工字轮挡边冲压加工装置，包括冲压拉伸模具和冲压弯形模具。本发明采用冲压工艺方式加工，对设备要求较低，工序少，操作简单，在大批量生产中成本低，生产效率高。通过冲压拉伸模具和冲压弯形模具可将坯料加工成满足设计指标的卷边工字轮挡边，具有结构简单，通用性较强、生产成本较低的特点。
文档编号B21D22/20GK102527805SQ20121000689
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者吴萍, 王明坤, 韩庆波 申请人:湖北三江航天江北机械工程有限公司