一种冷冲压模具冲头的制作方法

本实用新型涉及冲压设备领域，特别是涉及一种冷冲压模具冲头。

背景技术：

我国社会经济迅速发展，社会生产力不断提高，对能源消耗不断上升，发展和能源之间的矛盾越来越突出，从整体情况看，我国仍是高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长，能耗水平还比较高。我国工业能源消耗水平远高于其它行业，提高生产效率，降低消耗，改善生产环境是发展中要解决的长期课题。

冲压工艺可以分为分离工序和成形工序两大类，分离工序有冲孔、落料、切断、切边等，使冲压加工的材料发生分离、去除，通过冲压模具在冲压设备上加工完成。正常情况下冲孔过程是冲头垂直于材料表面，冲孔的尺寸由冲头前端工作部分尺寸决定，通过对冲头施压力进行挤压材料，使其变形、分离的过程。

现有技术中，冷冲压模具冲头的前端面一般为平面，在冲压时，利用模具冲头的前端面与材料之间的挤压力完成冲压过程。然而，现有技术中的冷冲压模具冲头在冲裁时容易产生震动，噪声大，冲裁力大，电能消耗大。

因此，如何有效降低冷冲压模具冲头在冲裁时的冲裁力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种冷冲压模具冲头，用于降低冷冲压模具冲头在冲裁时的冲裁力，降低噪声，减少震动。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种冷冲压模具冲头，包括冲头本体，所述冲头本体的冲头端面设有至少一个条形凹槽，所述条形凹槽沿所述冲头端面的直径方向延伸并且贯穿所述冲头端面。

优选的，所述条形凹槽包括第一条形凹槽和第二条形凹槽，所述第一条形凹槽与所述第二条形凹槽的延伸方向垂直。

优选的，所述条形凹槽的横截面呈弧形。

优选的，所述条形凹槽的侧壁边缘设有圆弧倒角。

优选的，当所述冲头本体的直径为a时，所述条形凹槽的深度为h＝1/16*a至1/14*a；所述条形凹槽的横截面切割圆的直径φb＝9*h至11*h；所述条形凹槽的圆弧倒角的倒角半径为r＝1/4*a至3/4*a。

优选的，当所述冲头本体的直径为a时，所述条形凹槽的深度为h＝1/15*a；所述条形凹槽的横截面切割圆的直径φb＝10*h；所述条形凹槽的圆弧倒角的倒角半径为r＝1/2*a。

本实用新型所提供的冷冲压模具冲头，包括冲头本体，所述冲头本体的冲头端面设有至少一个条形凹槽，所述条形凹槽沿所述冲头端面的直径方向延伸并且贯穿所述冲头端面。本实用新型所提供的冷冲压模具冲头，通过改变冲头前端工作刃口的形状，来实现工作力形式的转换，即由原来的挤压力变为剪切力，来达到降低冲裁力，减小冲裁时产生震动和噪声的目的，同时保证冲头的使用寿命不受影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型所提供的冷冲压模具冲头一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的冷冲压模具冲头端部的参数示意图；

图3为图2所示冷冲压模具冲头的i方向的投影图；

图4为本实用新型所提供的冷冲压模具冲头加工过程中各参数的示意图；

图5为图4所示的i方向投影中冲头端面的第一条形凹槽的加工示意图；

图6为图4所示的i方向投影中冲头端面的第二条形凹槽的加工示意图；

图7为冲头端面中进行弧形倒角前的结构示意图；

图8为冲头端面中进行弧形倒角后的结构示意图；

其中：冲头本体-1；第一条形凹槽-2；第二条形凹槽-3；圆弧倒角-4。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种冷冲压模具冲头，用于降低冷冲压模具冲头在冲裁时的冲裁力，降低噪声，减少震动。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图8，图1为本实用新型所提供的冷冲压模具冲头一种具体实施方式的结构示意图；图2为本实用新型所提供的冷冲压模具冲头端部的参数示意图；图3为图2所示冷冲压模具冲头的i方向的投影图；图4为本实用新型所提供的冷冲压模具冲头加工过程中各参数的示意图；图5为图4所示的i方向投影中冲头端面的第一条形凹槽的加工示意图；图6为图4所示的i方向投影中冲头端面的第二条形凹槽的加工示意图；图7为冲头端面中进行弧形倒角前的结构示意图；图8为冲头端面中进行弧形倒角后的结构示意图。

在该实施方式中，冷冲压模具冲头包括冲头本体1，冲头本体1的冲头端面设有至少一个条形凹槽，条形凹槽沿冲头端面的直径方向延伸，并且条形凹槽贯穿冲头端面。

本实用新型所提供的冷冲压模具冲头，通过改变冲头前端工作刃口的形状，来实现工作力形式的转换，即由原来的挤压力变为剪切力，来达到降低冲裁力，减小冲裁时产生震动和噪声的目的，同时保证冲头的使用寿命不受影响。

进一步，条形凹槽包括第一条形凹槽2和第二条形凹槽3，第一条形凹槽2与第二条形凹槽3的延伸方向垂直，即在冲头端面上设置相互垂直的两个条形凹槽，可以进一步分解冲头端面的受力，垂直加工加工方便。当然，第一条形凹槽2和第二条形凹槽3的延伸方向夹角也可以小于90°，同时，条形凹槽也可以包括第三条形凹槽，第一条形凹槽2、第二条形凹槽3以及第三条形凹槽可以沿冲头端面的周向均匀布置。

优选的，条形凹槽的横截面呈弧形，即条形凹槽的内表面为弧形面。

进一步，条形凹槽的侧壁边缘设有圆弧倒角4，以减少应力集中。

更进一步，当冲头本体1的直径为a时，条形凹槽的深度为h＝1/16*a至1/14*a；条形凹槽的横截面切割圆的直径φb＝9*h至11*h；条形凹槽的圆弧倒角4的倒角半径为r＝1/4*a至3/4*a。

优选的，当冲头本体1的直径为a时，条形凹槽的深度为h＝1/15*a；条形凹槽的横截面切割圆的直径φb＝10*h；条形凹槽的圆弧倒角4的倒角半径为r＝1/2*a，如图3所示。

在一种具体实施例中，适用冲裁原材料厚度在0.2mm﹣8mm之间，冲头本体1的直径范围在φ10﹣φ80之间，涉及冲头前端形状的有三个参数，由冲头本体1的直径通过公式计算得出，这样可以得到任意尺寸冲头的参数计算。例如冲头直径是φ10、φ20、φ30、φ40、φ50、φ60、φ70、φ80的前端形状三个参数值为表1所列数值，表中数值单位为mm。

表1冲头本体1的前端参数与直径对照表

本实施例所提供的冷冲压模具冲头，机械压力机在工作过程中产生的噪声降低6～10db，冲裁力降低38％～62％，同时冲裁时产生的震动明显降低，使设备，即压力机的使用寿命提高15％以上。

进一步，在上述冷冲压模具冲头加工时，其加工方法包括以下步骤：

步骤s1：根据冲头本体1的直径a，计算条形凹槽的深度h、切割圆直径b和倒角半径r；

步骤s2：在冲头中心线上，距离冲头端面1/2*φb－h处画切割圆，直径为b，切割圆与冲头本体1的相交线即为条形凹槽的内壁截面线；

步骤s3：以内壁截面线为基准，沿冲头端面的直径方向切割获得条形凹槽；

步骤s4：对冲头端面与条形凹槽之间形成的棱线以r为半径进行圆弧倒角4。

该冷冲压模具冲头加工方法，通过改变冲头前端工作刃口形状，在冲头端面沿径向切割的圆弧截面的条形凹槽，再把条形凹槽内部的棱线倒角，来实现工作力形式的转换，即由原来的挤压力变为剪切力，来达到降低冲裁力，减小冲裁时产生震动和噪声的目的，同时保证冲头的使用寿命不受影响。

进一步，还包括：

步骤s5：将冲头本体1沿中心线旋转预设角度，重复执行步骤s2至步骤s4，至获得预设数量的条形凹槽。

优选的，步骤s4中，预设角度为90°，预设数量为两个，即在冲头前端的冲头端面上形成相互垂直的两个具有圆弧截面的条形凹槽，且条形凹槽的侧壁上设有圆弧倒角4。

在上述各实施方式的基础上，步骤s1中，条形凹槽的深度为h＝1/16*a至1/14*a；条形凹槽的横截面切割圆的直径φb＝9*h至11*h；条形凹槽的圆弧倒角4的倒角半径为r＝1/4*a至3/4*a。

具体的，条形凹槽的深度为h＝1/15*a；条形凹槽的横截面切割圆的直径φb＝10*h；条形凹槽的圆弧倒角4的倒角半径为r＝1/2*a。

在冷冲压模具冲头的加工过程中，首先，根据已知条件φa，计算出凹槽深度h＝1/15*a，切割圆直径φb＝10*h，端面倒角r＝1/2*a，沿端面径向相互垂直切割出凹槽，用r倒角，形成新型冲头外形。

在一种具体实施例中，包括以下步骤：

1、计算冲头本体1的端部尺寸

根据工件上需要冲孔的尺寸，计算出冲头直径，以直径a为已知条件，根据公式分别计算出端面凹槽深度h、切割圆直径φb、端面倒角r。例如：冲头直径是φ23.5mm，冲头端面凹槽深度h＝1/15*a＝1/15*23.5≈1.57mm，切割圆直径φb＝10*h＝10*1.57＝15.7mm，端面倒角r＝1/2*a＝1/2*23.5＝11.75≈12mm。

2、绘出冲头端面图形

1在冲头中心线上，距离端面1/2φb－h＝1/2*15.7－1.57＝6.28mm处画圆，直径为φb＝10·h＝10*1.57＝15.7mm，这样得到了冲头端面的条形凹槽，深度h＝1.57mm。

2将冲头本体1沿中心线旋转90°，重复以上步骤即得到十字相交的凹槽，如图4至图6所示。

3、冲头本体1的端部倒角

将冲头端面与条形凹槽形成的棱线用圆弧r＝1/2*a＝1/2*23.5＝11.75≈12mm进行倒角，见图7和图8，得到所需冲头端部外形。

以上对本实用新型所提供的冷冲压模具冲头进行了详细介绍。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加工方法及其核心思想。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提下，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。