[發(fā)明專利]平面壓邊半精沖裝置及方法

無效

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• 申請日: 2010-10-20
• 公開（公告）號: CN102049444A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 呂琳;鄧明;孫成亮
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: B21D28/00
• 分類號: B21D28/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術領域

本發(fā)明涉及一種半精沖方法，特別涉及一種平面壓邊半精沖裝置及方法。

背景技術

齒圈壓邊精沖工藝是目前應用最廣泛的精沖工藝，具有優(yōu)質、高效、低耗和使用范圍寬的特點。因此，在汽車及摩托車、辦公設備、鐘表、縫紉機和照相機等產品的精密零部件加工領域得到了廣泛應用。但是齒圈壓邊精沖工藝需要使用能夠提供主沖力、壓邊力和反壓力三種機械力的專用壓力機，而這類專用壓力機的造價是普通壓力機的5至10倍，嚴重影響了齒圈壓邊精沖工藝的推廣應用。齒圈壓邊精沖工藝使用的模具需要在壓邊板上加工三角形斷面的齒圈，用于阻擋工件毛坯材料水平流動以產生三向應力，模具加工復雜，成本高。對于沖裁內輪廓的零件，使用齒圈擠壓工件毛坯，必然在工件上留下齒圈壓痕，破壞工件的表面質量，從而影響齒圈壓邊精沖工藝的推廣和應用。

發(fā)明內容

為了克服齒圈壓邊精沖工藝所需設備復雜、模具成本高、損傷工件毛坯表面的缺陷，本發(fā)明提出一種平面壓邊半精沖裝置，及實現平面壓邊半精沖的方法，所采用的技術方案是：

平面壓邊半精沖裝置，在沖壓模具的軸向接合面的上側設置平面壓板，在軸向接合面下側設置凹模，平面壓板和凹模的輪廓和尺寸均大于工件的輪廓和尺寸；平面壓板上沿沖壓方向設置凸模滑道，一柱狀凸模設置在凸模滑道中，并與凸模滑道滑動連接；凹模上沿沖壓方向設置反頂板滑道，一柱狀反頂板設置在反頂板滑道中，并與反頂板滑道滑動連接；反頂板滑道的位置與凸模滑道的位置相對應。

凸模下端外邊緣或凹模上端的內邊緣設置圓角，圓角半徑的數值范圍是：

圓角半徑＝(0.05～012)×工件毛坯板料厚度。

圓角半徑優(yōu)選的數值范圍是：

圓角半徑＝0.05×工件毛坯板料厚度。

凸模的外表面與凹模內壁間設有模具間隙，模具間隙的數值范圍是：

模具間隙＝(0.01～0.03)×工件毛坯板料厚度。

模具間隙優(yōu)選的數值范圍是：

模具間隙＝(0.01～0.02)×工件毛坯板料厚度。

平面壓板設置彈性機構，彈性機構為氮氣彈簧彈性機構或聚氨酯橡膠彈性機構。

使用平面壓邊半精沖裝置的平面壓邊半精沖方法，沖裁工件時，平面壓板下行，以壓邊力壓在工件毛坯上工件輪廓的外邊；之后凸模對工件毛坯施加向下的沖壓力，同時反頂板對工件毛坯施加向上的反頂力。

壓邊力的數值范圍是：

壓邊力＝(0.4～1)×工件毛坯材料的屈服極限×壓邊面積。

反頂力的數值范圍是：

反頂力＝(04～1)×工件毛坯材料的屈服極限×沖壓面積。

壓邊力優(yōu)選的數值范圍是：

壓邊力＝(0.6～0.85)×工件毛坯材料的屈服極限×壓邊面積。

反頂力優(yōu)選的數值范圍是：

反頂力＝(0.5～08)×工件毛坯材料的屈服極限×沖壓面積。

本發(fā)明的平面壓邊半精沖方法，采用上述技術方案所能取得的技術效果是：

使用平面壓板代替齒圈，可以在不損傷工件毛坯表面的情況下，將工件毛坯擠壓在平面壓板和凹模之間，利用強大的摩擦力阻止工件毛坯材料沿水平方向流出工件輪廓的范圍。凸模和反頂板對工件毛坯的擠壓會使工件輪廓內的工件毛坯材料產生強大的壓應力，在工件毛坯材料無法沿水平方向流出工件輪廓范圍的情況下，變形區(qū)內的工件毛坯材料內部會產生三維方向的壓應力，變形區(qū)內的工件毛坯材料在強大的壓應力作用下不可避免地產生塑性流動，使變形區(qū)內工件毛坯材料承受的三維方向壓應力的數值趨向一致而處于靜水壓力狀態(tài)，并具有最大的塑性變形范圍，以有效地減小沖裁過程中拉應力產生的區(qū)域，抑制裂紋的產生和擴大，明顯提高工件斷面的質量。

模具端面的圓角設置在凸模或凹模與工件毛坯接觸的端面的邊緣，可以提高工件的斷面質量。推薦的模具端面的圓角半徑數值，可以有效減小模具刃口處工件毛坯材料剪切區(qū)的應力集中現象，增強對工件斷面的擠壓作用，減小拉應力的產生，明顯提高工件斷面的質量。其中優(yōu)選的圓角半徑＝0.05×工件毛坯板料厚度，一般情況下可以取得最好的工件質量。

本發(fā)明推薦的模具間隙小于普通沖壓工藝的模具間隙，可以減小沖壓過程中拉應力產生的區(qū)域，減少裂紋的產生和擴大，提高工件斷面質量。其中優(yōu)選的模具間隙＝(0.01～0.02)×工件毛坯板料厚度，一般情況下可以取得最好的工件質量。