一种不锈钢精密小孔无毛刺冲裁模及其成型方法与流程

本发明涉及冲压设备技术领域，具体而言，涉及一种不锈钢精密小孔无毛刺冲裁模及其成型方法。

背景技术：

如图7所示，为一种咖啡机小圆片的结构图，其中包括八个圆周设置的一级孔，位于一级孔中心的二级孔，以及位于二级孔外侧呈圆周分布的四个三级孔。该咖啡机小圆片用在咖啡机内，用于对咖啡机加热温度以及水蒸气流量排放进行控制，当温度到一定值时，咖啡机开始通过钢片上的小孔进行排气，同时开水流出开始煮咖啡。当排气不及时，会造成温度过高，咖啡机里面的锅炉可能会爆炸，当温度过低时，会影响咖啡的品质，所以咖啡机小圆片的质量对咖啡机至关重要。

由于钢片的厚度很薄，二级孔以及三级孔的直径只有1-3毫米，对冲孔设备的要求比较高，而二级孔的直径只有0.250-0.300μm之间，目前的冲孔设备难以冲出直径如此小的孔。因此，目前市场上的钢片采用蚀刻工艺，由于蚀刻工艺难以控制，蚀刻出的小孔存在内壁粗糙、内孔不圆、内孔锥度等问题，同时蚀刻的成品率差，平均成孔率在30%，生产效率低，造成品质难以得到提升且成本难以降低。

鉴于此，本申请发明人发明了一种不锈钢精密小孔无毛刺冲裁模及其成型方法。

技术实现要素：

本发明的目的一提供了一种不锈钢精密小孔无毛刺冲裁模，旨在改善传统生产方式精度差、品质难以得到保障且生产成本高的问题；本发明的目的二提供了一种咖啡机小圆片的生产方法，旨在改善传统生产方式成品率差、生产效率低、品质难以得到保障且生产成本高的问题。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案:

一种不锈钢精密小孔无毛刺冲裁模，包括间隔设置的上垫板和下垫板、以及位于上垫板和下垫板之间的上模板和下模板，所述上模板包括间隔设置的固定板和活动板，所述活动板靠近下模板且与固定板滑动连接，所述固定板朝向活动板的一侧沿着钢片的进料方向依次固定有一级冲针、二级预冲针、二级冲针、三级冲针以及切边冲头，所述一级冲针、二级预冲针、二级冲针、三级冲针以及切边冲头贯穿活动板且与活动板滑动连接，所述下模板设置有与一级冲针、二级预冲针、二级冲针、三级冲针以及切边冲头对应的一级槽、二级预槽、二级槽、三级槽、切边槽。

进一步的，所述一级冲针包括四组单元针，且单组所述单元针包括中心对称的两个冲针，四组所述单元针沿着钢片的进料方向间隔设置，且冲出的八个一级孔呈圆周均匀分布。

进一步的，所述活动板朝向下模板的一侧沿着钢片进料方向间隔设置有多组导正针，每组所述导正针包括两个中心对称分布的针头，所述下模板上设置有多组与导正针对应的导正槽。

进一步的，所述下模板内滑动连接有与导正针一一对应的导正镶件，所述导正槽位于导正镶件内。

进一步的，所述下模板内滑动连接有多组用于定位的定位镶件，每组所述定位镶件包括两个对称的镶柱，所述镶柱的周侧开设供钢片穿过的环槽。

进一步的，还包括用于将成型好的钢片切断的切断组件，所述切断组件包括切断冲头、切断调整块、气缸，所述切断冲头和切断调整块均滑动连接在上模板内且两者垂直设置，所述切断调整块朝向切断冲头的一端设置有楔形面，所述切断冲头的顶部与楔形面抵接，所述切断调整块远离切断冲头的一端与气缸的活塞固定。

进一步的，所述活动板朝向固定板的一侧设置有连接槽，所述固定板朝向活动板的一侧设置有与连接槽滑动连接的滑动杆，所述连接槽内设置有缓冲弹簧。

进一步的，所述下垫板的四个拐角处设置有一级导向柱，所述上垫板的四个拐角处设置有四个二级导向柱，所述一级导向柱的顶端滑动连接二级导向柱内，所述一级导向柱的周侧套设套环和压缩弹簧，所述套环靠近上垫板，所述压缩弹簧位于套环和一级导向柱的底端之间。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案:

一种成型方法，包括如下步骤：

s1:将冲裁模安装在冲床上，将钢片安装在冲床的进料端；

s2:启动冲床，将钢片送入上模板和下模板之间，冲床控制上模板向下压从而对钢片进行冲孔、并切边，得到钢片；

s3:当钢片运动至模具的出料端时，将冲好孔的钢片切断，得到带有多个咖啡机小圆片的钢条；

s4:对带有多个咖啡机小圆片的钢条进行酸洗去毛刺，之后烘干、装箱，完成咖啡机小圆片的整个生产过程。

进一步的，s2中冲孔以及切边的具体过程如下：

（1）钢片进入上模板和下模板之间后，导正针先对钢片的两侧进行冲孔得到导正槽；

（2）钢片继续前行，到达一级针头的位置时，导正针穿过导正槽对钢片进行定位，一级针头对钢片进行冲孔得到一级孔；

（3）冲好一级孔的钢片进行前行，到达二级预冲针头位置时，导正针穿过导正槽对钢片进行定位，二级预冲针头对钢片进行破坏，得到二级孔的轮廓；

（4）钢片继续前行，到达二级针头位置时，导正针穿过导正槽对钢片进行定位，二级预冲针头将（3）中所得的轮廓冲破，得到二级孔；

（5）冲好二级孔的钢片继续前行，到达三级针头的位置时，导正针穿过导正槽对钢片进行定位，三级针头穿过钢片，得到三级孔；

（6）冲好三级孔的钢片继续前行，到达切边冲头的下方时，导正针穿过导正槽对钢片进行定位，切边冲头对钢片进行切边，将小圆片的轮廓切割出来，得到小圆片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）通过设置生产模具，将传统的蚀刻生产工艺直接转为机械冲孔工艺，降低了生产难度，提高了产品的成孔率，提高产品的生产效率，同时也提高了经济效益；

（2）通过设置导正针、定位镶件、导正镶件，在生产时对钢片进行定位，防止在打孔时其跑偏，提高冲孔的精度，确保产品的质量；

（3）通过设置缓冲弹簧，在冲孔时对针头进行缓冲，减少冲孔时的毛刺，确保产品的品质；

（4）对于二级孔，采用先预冲再精冲的方法，降低了二级孔的冲孔难度，确保了二级孔的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是上模板的结构示意图；

图3是展现固定板结构的示意图；

图4是下模板的结构示意图；

图5是凸显切断组件结构的示意图；

图6是冲孔过程钢片的变化状态图；

图7是咖啡机小圆片的结构图。

主要元件符号说明

1、上垫板；2、下垫板；3、上模板；31、固定板；32、活动板；4、下模板；5、切断组件；51、切断冲头；52、切断调整块；53、气缸；54、复位弹簧；6、一级导向柱；7、二级导向柱；8、滑槽；9、套环；10、压缩弹簧；11、滑动杆；12、一级冲针；13、二级预冲针；14、二级冲针；15、三级冲针；16、切边冲头；17、一级槽；18、二级预槽；19、二级槽；20、三级槽；21、切边槽；22、定位镶件；23、环槽；24、卡槽；25、导正针；26、导正镶件；27、导正槽；28、切断槽；29、一级孔；30、二级孔；31、三级孔；32、导正孔。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示、图2所示，一种不锈钢精密小孔无毛刺冲裁模，包括间隔设置的上垫板1和下垫板2、位于上垫板1和下垫板2之间的上模板3和下模板4、用于将成型好的钢片切断的切断组件5。在下垫板2的四个拐角处设置有一级导向柱6，在上垫板1的四个拐角处设置有四个二级导向柱7，二级导向柱7内开设有滑槽8，一级导向柱6的顶端滑动连接在滑槽8内。在一级导向柱6的周侧套设套环9和压缩弹簧10，套环9靠近上垫板1，压缩弹簧10位于套环9和一级导向柱6的底端之间。在上模板3和下模板4压合时，上模板3沿着一级导向柱6的方向与下模板4压合，防止在上模板3下压时位置跑偏从未影响冲孔的精度。在下压得过程中压缩弹簧10被套环9压缩，在上模板3和下模板4压合之后，上模板3可以借助压缩弹簧10的弹力快速复位，减少上模板3复位时需要的动力。

如图2所示、图3、图4所示，上模板3包括间隔设置的固定板31和活动板32，活动板32靠近下模板4且与固定板31滑动连接。在活动板32朝向的固定板31一侧设置有连接槽（图中未标出），在固定板31朝向活动板32的一侧设置有与连接槽滑动连接的滑动杆11，在连接槽内设置有缓冲弹簧（图中未标出），缓冲弹簧位于滑动杆11和连接槽的槽底之间。在活动板32被下模板4限制停止运动，而固定板31继续向下压的过程中，缓冲弹簧提供一定阻力，起到缓冲作用，提高冲孔的精度。

在固定板31朝向活动板32的一侧沿着钢片的进料方向依次固定有一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16，一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16贯穿活动板32且与活动板32滑动连接。在开模的状态时，一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16的针头与滑动板的下表面齐平。在下模板4设置有与一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16对应的一级槽17、二级预槽18、二级槽19、三级槽20、切边槽21。

在冲孔时冲床驱动上模板3向下压，当活动板32碰触到下模板4，被下模板4限制停止运动，而固定板31继续往下压，位于固定板31上的一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16，随之继续往下压，从而穿过钢片，完成冲孔的目的。在这过程中，一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16的头部预先接触到钢片，通过活动板32和下模板4将钢片固定住之后，一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16再穿出活动板32，对钢片进行冲孔，确保了在冲孔时钢片的位置不会发生偏移，提高冲孔的精度。

一级冲针12包括沿着钢片的进料方向间隔设置四组单元针，单组单元针包括两个中心对称的两个冲针，且四组单元针冲出的八个一级孔呈圆周均匀分布。由于八个一级孔之间的间距很小，同时将八个一级孔冲出的对设备的要求极高，而将一级冲针12分成四组并将其位置错开，且每次同时冲两个中心对称的一级孔，不仅降低了冲孔的难度，同时也最大限度的保证了冲孔的效率。

如图3、图4所示，在下模板4内滑动连接有多组用于固定钢片的定位镶件22，每组定位镶件22包括两个中心对称的镶柱，且镶柱的周侧开设供钢片穿过的环槽23。在合模状态下时，定位镶件22位于环槽23以下的部分被压进下模板4内，且在下模板4内设置有使定位镶件22复位的弹簧（图中未标出）。在固定板31朝向下模板4的一侧设置有供定位镶件22位于环槽23以上部分卡入卡槽24。在钢片进入上模板3和下模板4之间时，钢片穿过环槽23，从而对其进行定位，防止其在移动的过程中发生偏移，提高冲孔的精度。在合模的过程中，在上模板3的压力之下，定位镶件22被压进下模板4内，在这过程中钢片随之被压在上模板3和下模板4之间，而定位镶件22一直对其进行定位，防止其发生偏移，确保冲孔的精度。

如图4所示，在活动板32朝向下模板4的一侧固定有多组导正针25，多组导正针25沿着钢片进料方向间隔设置，且每组导正针25包括两个中心对称分布的针头。在下模板4内滑动连接有与导正针25一一对应的导正镶件26，在开模的状态下，导正镶件26的顶部与环槽23的下边线齐平；在合模状态下时，导正镶件26被压进下模板4内，且在下模板4内设置有使导正镶件26复位的弹簧（图中未标出）。在导正镶件26朝向活动板32的一端开设有与导正针25一一对应的导正槽27。

在合模的过程中，导正针25随着活动板32预先接触到钢片，并穿过钢片对其进行定位，之后一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16再对钢片进行冲孔，确保在冲孔的过程中，钢片的位置不会发生偏移，进一步提高冲孔的精度，提升产品的质量。同时导正钉接触到钢片时，导正镶件26给钢片提供了一定的支撑力，起到缓冲的作用，提高导正钉定位的精度。

如图4、图5所示，切断组件5包括切断冲头51、切断调整块52、气缸53以及复位弹簧54，气缸53固定在上垫板1的钢片出料端处，切断调整块52水平滑动在固定板31内，且其朝向气缸53的一端与气缸53的活塞杆固定，切断冲头51竖直滑动连接在固定板31和活动板32内，且在开模状态时其刀头位于活动板32内，切断调整块52朝向切断冲头51的一端设置有楔形面，且切断冲头51的顶部与楔形面抵接。在下模板4的上表面开设有与切断冲头51对应的切断槽28。当需要将钢片切断时，启动气缸53，气缸53推动切断调整块52往前推动，切断冲头51在楔形面的挤压下朝靠近下模的方向运动，从而穿过钢片，将钢片切断。

切断冲头51朝向固定板31的一端的横截面大于其刀头处的横截面，复位弹簧54为两个且分别位于活动板32内切断冲头51下半部分的两侧，当切断冲头51往下切割时，复位弹簧54被压缩在切断冲头51的拐角处和活动板32之间，当切断调整块52在气缸53的带动下往回缩时，切断冲头51在复位弹簧54的弹力下恢复原位。

一种成型方法，包含如下步骤：

s1:将上述冲裁模安装在冲床上，将钢片安装在冲床的进料端。

s2:启动冲床，通过冲床上的送料机将钢片送入上模板3和下模板4之间，冲床控制上模板3向下与下模板4压合从而对钢片进行冲孔并切边，得到咖啡机小圆片。

具体的过程如图6所示，钢片沿着图中箭头的方向移动，其中a为冲导正孔工艺，b为冲一级孔工序，c为冲二级孔预冲工序，d为冲二级孔工序，e为冲三级孔的工序，f为切边工序，具体操作为：

（a）钢片进入上模板3和下模板4之间后，导正针25先对钢片的两侧进行冲孔得到导正孔；

（b）冲好导正孔的钢片继续前行，到达一级针头的位置时，导正针25穿过导正槽27对钢片进行定位，四组一级针头分别对钢片进行冲孔得到八个一级孔；

（c）冲好一级孔的钢片继续前行，到达二级预冲针13头位置时，导正针25穿过导正槽27对钢片进行定位，二级预冲针13头对钢片进行破坏，得到二级孔的轮廓；

（d）钢片继续前行，到达二级针头位置时，导正针25穿过导正槽27对钢片进行定位，二级预冲针13头将（3）中所得的轮廓冲破，得到二级孔（二级孔的直径在0.267±0.006μm）；

（e）冲好二级孔的钢片继续前行，到达三级针头的位置时，导正针25穿过导正槽27对钢片进行定位，三级针头穿过钢片，得到三级孔；

（f）冲好三级孔的钢片继续前行，到达切边冲头16的下方时，导正针25穿过导正槽27对钢片进行定位，切边冲头16对钢片进行切边，将小圆片的轮廓切割出来，得到小圆片。

s3:当钢片运动至模具的出料端时，气缸53定时驱动切断冲头51对冲好孔的钢片进行切断（如图6中的d所示），得到带有多个咖啡机小圆片的钢片；

s4:对带有多个咖啡机小圆片的钢片进行酸洗去毛刺，之后烘干、装箱，完成小圆片的整个生产过程。

本发明的有益效果如下：

1、通过设置生产模具，将传统的蚀刻生产工艺直接转为机械冲孔工艺，降低了生产难度，提高了产品的成孔率，提高产品的生产效率，同时也提高了经济效益。

2、通过设置导正针25、定位镶件22、导正镶件26，在生产时对钢片进行定位，防止在打孔时其跑偏，提高冲孔的精度，确保产品的质量。同时通过一级导向柱6和二级导向柱7的配合，在合模的过程中起导向作用，避免上模板3的位置跑偏，进一步提高冲孔的精度。

3、对于一级孔，采用多组一级针头对称冲孔的方式，降低了冲孔的难度，同时对于二级孔，采用先预冲再精冲的方法，进一步降低了二级孔的冲孔难度，确保了一级孔和二级孔的精度。

4、活动板32与固定板31间隔设置，使得在冲孔的过程中，一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16的头部预先接触到钢片，通过活动板32和下模板4将钢片固定住之后，一级冲针12、二级预冲针13、二级冲针14、三级冲针15以及切边冲头16再穿出活动板32，对钢片进行冲孔，确保了在冲孔时钢片的位置不会发生偏移，提高冲孔的精度。

5、通过设置缓冲弹簧，在冲孔时对针头进行缓冲，减少冲孔时的毛刺，确保产品的品质。

6、本模具可以冲出的二级孔的直径在于0.267±0.06μm之间，误差极小，精度高。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。