带凸苞零件及其制造方法和精冲跳步模具与流程

1.本发明涉及精冲技术领域，尤其涉及一种带凸苞零件及其制造方法和精冲跳步模具。


背景技术：

2.静铁芯是变压器中常见的一种电磁控制元件。如图1所示，此种静铁芯原材料为纯铁带dt4e，厚度为3mm，该零件尺寸小、带有通孔和凸苞，同心度要求高，为φ0.05，外形塌角不能超过0.2，质量要求极高。
3.目前，像图1这种带凸苞零件的模具设计一般是先挤压或半冲凸苞，再复合落料，但是，凸苞位置会受机床送料精度及料带跳步累计误差影响，一般同心度很难达到0.05。另外，采用模具冲压成型时，外形塌角也是一大控制难点。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种带凸苞零件及其制造方法和精冲跳步模具，旨在提高带凸苞零件的同心度和外形塌角精度要求。
5.为实现上述目的，本发明提供一种带凸苞零件的精冲跳步模具，包括上模和下模，其中，上模上安装有预冲孔冲头、步距钉冲头、半冲外形冲头和凸凹模，下模上安装有冲孔凹模镶件、凹模镶件和半冲孔冲头；
6.所述预冲孔冲头和冲孔凹模镶件配合以成型带凸苞零件的预冲孔，步距钉冲头和凹模镶件配合以成型料带的定位孔，半冲外形冲头和凹模镶件配合以成型带凸苞零件的半冲外形，凸凹模和半冲孔冲头、凹模镶件配合以成型带凸苞零件的外形和半冲凸苞；
7.所述半冲外形冲头的直径大于带凸苞零件的外径，成型带凸苞零件时，先冲定位孔和冲预孔，其次成型半冲外形，最后半冲凸苞并落外形。
8.优选地，所述半冲孔冲头包括从上至下依次设置的导正段、半冲沉孔段以及冲头固定段，导正段和半冲沉孔段均采用锥度设置以便于脱模。
9.优选地，所述半冲孔冲头采用粉末冶金高速钢skh40制成，半冲孔冲头经淬火加回火处理其硬度64～67hrc，头部导正段、半冲沉孔段外部涂覆有ticn涂层。
10.优选地，所述导正段的外径小于料带上的预冲孔直径。
11.优选地，所述的带凸苞零件的精冲跳步模具还包括上限位柱、下限位柱和中间限位柱，上限位柱和下限位柱分别安装于上模和下模上，上限位柱、中间限位柱和下限位柱共同配合以限制模具非冲裁状态和冲裁闭合状态的模具高度。
12.优选地，所述的带凸苞零件的精冲跳步模具还包括将零件与推板分离的顶件机构，该顶件机构包括气缸、与气缸进气口连通的气管以及安装于气管上的电磁阀和气动三联件，气缸的活塞杆位于推板侧面以将零件推出。
13.优选地，所述凸凹模上开设有排气孔，凸凹模使用冷作模具钢caldie制成。
14.本发明进一步提出一种带凸苞零件的制造方法，包括以下步骤：
15.通过预冲孔冲头和步距钉冲头工作，在料带上冲定位孔和预冲孔；
16.通过半冲外形冲头和凹模镶件配合，在料带上进行整圈外形半冲，预留外形搭边量；
17.通过凸凹模和半冲孔冲头配合，成型带凸苞零件的外形和半冲凸苞。
18.优选地，通过凸凹模和半冲孔冲头配合，成型带凸苞零件的外形和半冲凸苞时，合模时预冲孔进入导正段，外形落料和半冲凸苞时材料流动，将导正段间隙填充，孔、凸苞和外形在同一工步完成。
19.本发明进一步提出一种带凸苞零件，采用上述带凸苞零件的制造方法制造而成。
20.本发明提出的带凸苞零件的跳步精冲模具，在落料前先整圈外形半冲，留适宜的搭边量，落料后可使外形无塌角。另外，先冲小孔，落料时挤压冲头上设置导正段，可将小孔导正后再挤苞，保证凸苞与小孔、外圆的同心度要求。本精冲跳步模具跳步精冲模具生产出的带凸苞零件，其凸苞与小孔、外圆的同心度高、质量稳定、生产效率高，且适于批量生产。
附图说明
21.图1为带凸苞零件的结构示意图；
22.图2为本发明带凸苞零件的精冲跳步模具的排样示意图；
23.图3为本发明带凸苞零件的精冲跳步模具的结构示意图；
24.图4为本发明带凸苞零件的精冲跳步模具中凸凹模的剖视结构示意图；
25.图5为本发明带凸苞零件的精冲跳步模具中凸凹模的侧视结构示意图；
26.图6为本发明带凸苞零件的精冲跳步模具中半冲孔冲头的主视结构示意图；
27.图7为本发明带凸苞零件的精冲跳步模具中半冲孔冲头的侧视结构示意图；
28.图8为本发明带凸苞零件的精冲跳步模具中顶件机构的结构示意图。
29.图中，1、上模板、2.锁模销、3.限位板、4.上固定板、5.上垫板、6.上限位柱、7.控料杆、8.预冲孔冲头、9.步距钉冲头、10.半冲外形冲头、11.凸凹模、12.上平衡杆、13.传力杆、14.中间板、15.齿圈板、16.凹模板、17.下固定板、18.下垫板、19.下模板、20.步距钉、21.下平衡杆、22.下限位柱、23.推板、24.半冲孔冲头、25.第一顶杆、26.中间限位柱、27.凹模镶件、28.弹顶块、29.第二顶杆、30.冲孔凹模镶件、31.第三顶杆、32.锁模销套管、33.平衡块、34、排气孔、35.气缸、36.接头、37.气管、38.电磁阀、39.气动三联件。
30.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.相对于常用的机加工工艺，精冲工艺具有高效、低耗和优质等特点，生产成本低，质量稳定，适合大批量生产。
34.相对于普冲工艺，精冲工艺冲裁面质量高，剪切面光洁、表面平整、垂直度和平面度好，越来越多的产品选择用精冲工艺代替普冲。
35.减小精冲件塌角一直是精冲工艺中大家关注的难点，大齿圈、预切、局部挤压等工艺对于特定的零件有很好的改善效果，但也有一定的局限性，如大齿圈方案凸凹模受力大易崩缺；预切方案搭边易从料带上掉落形成压印、局部挤压方案需要增加模具搭边减少了材料利用率等，且有的方案只能减小局部塌角。本精冲跳步模具结构简单，可避免以上问题，可使精冲件整圈外形无塌角。
36.本发明提出一种带凸苞零件的精冲跳步模具。
37.参照图1至图7，本优选实施例中，一种带凸苞零件的精冲跳步模具，包括上模和下模，其中，上模上安装有预冲孔冲头8、步距钉冲头9、半冲外形冲头10和凸凹模11，下模上安装有冲孔凹模镶件30、凹模镶件27和半冲孔冲头24；
38.预冲孔冲头8和冲孔凹模镶件30配合以成型带凸苞零件的预冲孔，步距钉冲头9和凹模镶件27配合以成型料带的定位孔，半冲外形冲头10和凹模镶件27配合以成型带凸苞零件的半冲外形，凸凹模11和半冲孔冲头24、凹模镶件27配合以成型带凸苞零件的外形和半冲凸苞；
39.半冲外形冲头10的直径大于带凸苞零件的外径(本实施例中二者差值为0.3mm)，成型带凸苞零件时，先冲定位孔和冲预孔，其次成型半冲外形，最后半冲凸苞并落外形。
40.上模包括由上至下依次设置的上模板1、上垫板5、上固定板4、限位板3和齿圈板15。下模包括由上至下依次设置的凹模板16、下固定板17、下垫板18和下模板19。
41.本实施例中，参照图6和图7，半冲孔冲头24包括从上至下依次设置的导正段、半冲沉孔段以及冲头固定段，导正段和半冲沉孔段均采用锥度设置以便于脱模(锥度尺寸如图6所示)。本实施例中，冲头固定段可采用三角形挂台设计，在普通圆形挂台上磨削去除三处半圆形材料，在保证挂台处强度的同时，预留了布置3个顶杆的位置，同时其结构简单易加工。
42.本实施例中，半冲孔冲头24采用粉末冶金高速钢skh40制成，半冲孔冲头24经淬火加回火处理其硬度64～67hrc，头部导正段、半冲沉孔段外部均涂覆有ticn涂层。
43.进一步地，导正段的外径小于料带上的预冲孔直径。导正段比料带上的预孔小0.08-0.10mm。合模时，预孔进入导正段，外形落料和半冲凸苞时材料流动，将导正段与预孔之间间隙填充。
44.进一步地，本带凸苞零件的精冲跳步模具还包括上限位柱6、下限位柱22和中间限位柱26，上限位柱6和下限位柱22分别安装于上模和下模上，上限位柱6、中间限位柱26和下限位柱22共同配合以限制模具非冲裁状态和冲裁闭合状态的模具高度。中间限位柱26可使用链条与下限位柱22相连，防止丢失。使用时，中间限位柱26放置于下限位柱22上端面上。
45.进一步地，参照图8，本带凸苞零件的精冲跳步模具还包括将零件与推板23分离的顶件机构，该顶件机构包括气缸35(可选用亚德客mpe系列螺纹型气缸)、与气缸进气口连通的气管37以及安装于气管37上的电磁阀38(三口两位)和气动三联件39，气缸35的活塞杆位于推板23侧面以将零件推出。气管37与供气机构连通。气缸35的进气口设置有接头36。
46.现有技术中，精冲模常用的顶件方式是在推板23上平面设置浮动弹顶钉，将零件与推板23分离，再在气嘴吹出的高压气体作用下吹出模面，该方式会在零件上留下凸起高
度0.01-0.02mm的弹顶钉印。本静铁芯(即带凸苞零件)不允许有弹顶钉印，因此，采用气动的顶件方案可解决弹顶钉印这一问题。
47.编写特定的程序录入精冲机操作系统中，使顶件机构与精冲机运行动作相匹配，气缸35的活塞杆(可自动复位)将零件与推板23分离，再通过精冲机上的高压气体将零件吹除，实现全自动精冲生产线，相对于机械手取件成本低，其效率高。
48.进一步地，参照图4和图5，凸凹模11上开设有排气孔34，凸凹模11使用冷作模具钢caldie制成。凸凹模11采用热处理淬火+高温回火后硬度为60～62hrc，材料热处理完成后，沉台处精加工，并做抛光处理。凹模固定处加大尺寸，使凸凹模11强度更好，不易损坏。
49.凸凹模11尾部可使用线切割穿丝机电加工φ1的小孔作为排气孔34，避免冲裁过程中凸凹模11内外气压不一致，影响尺寸和不易脱模。
50.如图二所示为本精冲跳步模具的排样示意图，具体过程如下：
51.第一工步：冲定位孔、冲预孔；
52.第二工步：半冲外形；
53.第三工步:上、下两件(指的是图2中第一排和第三排)半冲凸苞、落外形；
54.第四工步：中间件(指的是图2中第二排)半冲凸苞、落外形。
55.第一工步中，预冲孔冲头8和步距钉冲头9在料带上冲孔。预冲孔冲头8与冲孔凹模镶件30的冲裁间隙为0.05mm；步距钉冲头9与凹模镶件27的冲裁间隙为0.05mm。预冲孔冲头8和步距钉冲头9与齿圈板15滑动配合，装配间隙单边0.005mm；与上固定板4的装配间隙单边0.05mm。冲孔凹模镶件30内置于凹模镶件27中，装配间隙单边0.005mm；凹模镶件27内置于凹模板16中，零对零装配，无间隙。
56.第二工步中，半冲外形冲头10半冲外形，尺寸比落料时单边大0.15mm，模具开启时，弹顶块将料带弹性顶出。半冲外形冲头10与凹模镶件27的冲裁间隙为0mm。半冲外形冲头10与齿圈板15滑动配合，装配间隙单边0.005mm。
57.第三、四工步中，半冲孔冲头24的导正段进入料带预孔中，并在凸凹模11的共同作用下，完成半冲凸苞和冲裁外形。半冲孔冲头24的导正段比料带上的预孔小0.08-0.10mm；半冲孔冲头24的半冲段与凸凹模11的冲裁间隙为负间隙0.15mm。凸凹模11与凹模镶件27的冲裁间隙为0.05mm。凸凹模11与齿圈板15滑动配合，装配间隙单边0.005mm。半冲孔冲头24与推板23滑动配合，装配间隙单边0.005mm，与下固定板17装配间隙单边0.05mm。推板23与凹模镶件27滑动配合，装配间隙单边0.005mm。
58.模具冲裁完成处于闭合状态时，上模限位板3与上固定板4贴合，上模高度稳定，保证凸苞高度尺寸的稳定。
59.本带凸苞零件的跳步精冲模具，在落料前先整圈外形半冲，留适宜的搭边量，落料后可使外形无塌角。另外，先冲小孔，落料时挤压冲头上设置导正段，可将小孔导正后再挤苞，保证凸苞与小孔、外圆的同心度要求。本精冲跳步模具跳步精冲模具生产出的带凸苞零件，其凸苞与小孔、外圆的同心度高、质量稳定、生产效率高，且适于批量生产。
60.本发明进一步提出一种带凸苞零件的制造方法。
61.本优选实施例中，一种基于上述精冲模具的带凸苞零件的制造方法，包括以下步骤：
62.步骤s10，通过预冲孔冲头8和步距钉冲头9工作，在料带上冲定位孔和预冲孔；
63.步骤s20，通过半冲外形冲头10和凹模镶件27配合，在料带上进行整圈外形半冲，预留外形搭边量；
64.步骤s30，通过凸凹模11和半冲孔冲头24、凹模镶件27配合，成型带凸苞零件的外形和半冲凸苞。
65.步骤s30中，合模时预冲孔进入导正段，外形落料和半冲凸苞时材料流动，将导正段间隙填充，孔、凸苞和外形在同一工步完成，采用此种方法，其位置精度高，制作出来的带凸苞零件可满足图纸要求。
66.本带凸苞零件的制造方法，具有以下有益效果：其一：落料前先整圈外形半冲，留适宜的搭边量，落料后可使外形无塌角；其二：先冲小孔，落料时挤压冲头上设置导正段，可将小孔导正后再挤苞，保证凸苞与小孔、外圆的同心度要求。这些新方法可使冲压产品无塌角，且凸苞与小孔、外圆的同心度高，质量稳定，生产效率高，适于批量生产。
67.本发明提出一种带凸苞零件。
68.本优选实施例中，一种带凸苞零件，采用上述的带凸苞零件的制造方法制造而成。
69.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。