[發明專利]一種沉頭孔沖壓成形模具及工藝

有效

• 申請號: 201710209809.9
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106862374B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 楊程;衡明;張文旭;路星星
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B21D28/34
• 分類號: B21D28/34;B21C25/02;B21C26/00;B21D37/10;B21C23/14;B21D28/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種沉頭孔沖壓成形模具，其特征在于，包括用于對坯料進行擠壓制成工序件的擠壓模具和用于對工序件進行沖孔整形獲得具有成品沉頭孔的成品的沖孔整形模具；

擠壓模具包括：擠壓沖頭(5)和擠壓凹模(6)；擠壓沖頭(5)的端部為一個擠壓圓臺(50)；擠壓凹模(6)頂部設有擠壓刃口(60)，擠壓刃口(60)下部設有頂桿孔(61)；

沖孔整形模具包括：沖孔-整形沖頭(8)和沖孔凹模(9)；沖孔-整形沖頭(8)的最底部為一個圓柱體(80)，圓柱體(80)的上部連有一個整形圓臺(81)；沖孔凹模(9)頂部設有沖孔刃口(90)，沖孔刃口(90)鋒利，無圓角；

工序件(2)上由擠壓沖頭(5)擠壓形成的沉頭孔中，沉頭孔錐角為A2，大端直徑為D21，小端直徑為D2；擠壓沖頭(5)上擠壓圓臺(50)的大端直徑為D51，小端直徑為D5，錐角為A5；成品(3)的沉頭孔的錐角為A3，大端直徑為D31，小端直徑為D3；A2＝A5，D21＝D51，D2＝D5；A2比A3大3°-5°；D21比D31大1mm-2mm；D2比D3大1mm-2mm；

擠壓凹模(6)的擠壓刃口(60)頂部設有圓角；擠壓凹模(6)的擠壓刃口帶有拔模斜度；擠壓凹模(6)的擠壓刃口頂部直徑為D6，D6比D3小0.5mm-1mm；

沖孔-整形沖頭(8)上圓柱體(80)的直徑為D8，整形圓臺(81)的小端直徑為D8，大端直徑為D81，錐角為A8；A8＝A3，D81＝D31，D8＝D3；

沖孔刃口(90)的刃口直徑為D9；沖孔凹模(9)和沖孔-整形沖頭(8)的圓柱體(80)配合用于進行沖孔；刃口直徑D9和沖孔-整形沖頭(8)的小端直徑D8采用最小的合理沖裁間隙進行配合；

還包括壓邊裝置(70)；壓邊裝置用于對坯料進行擠壓和對工序件進行沖孔整形時提供一個能夠調節的壓邊力；

頂桿孔(61)中安裝有反頂沖頭(71)，反頂沖頭(71)下部連接有氣動頂桿(72)，氣動頂桿(72)在成形時提供一個能夠調節的背壓力。

2.一種沉頭孔沖壓成形工藝，其特征在于，基于權利要求1所述的一種沉頭孔沖壓成形模具，包括以下步驟：

第一步，擠壓模具將板狀坯料(1)先通過擠壓的方式制成工序件(2)；

第二步，沖孔整形模具將工序件(2)通過沖孔-整形的方式制成成品(3)和廢料(4)；

第一步具體包括以下步驟：壓邊裝置(70)用壓邊力Fy將坯料(1)壓在擠壓凹模(6)上，然后擠壓沖頭(5)穿過壓邊裝置(70)的沖頭過孔擠壓坯料(1)，使得部分坯料進入擠壓凹模(6)的刃口(60)中，形成工序件(2)；

第二步具體包括以下步驟：工序件(2)通過在第一步中被擠入擠壓刃口(60)中的凸起坯料居中定位于沖孔刃口(90)中；壓邊裝置(70)用壓邊力Fy將工序件(2)壓緊在沖孔凹模(9)上；然后沖孔-整形沖頭(8)穿過壓邊裝置(70)的沖頭過孔對工序件(2)進行沖孔，沖去廢料(4)，并對工序件(2)的沉頭孔進行整形，獲得帶沉頭孔的成品(3)。

3.根據權利要求2所述的一種沉頭孔沖壓成形工藝，其特征在于，第一步擠壓獲得工序件(2)上沉頭孔的錐角A2比成品(3)上沉頭孔的錐角A3大3°-5°；第二步中，通過沖孔-整形沖頭(8)的圓柱體(80)和沖孔凹模(9)配合，沖去廢料(4)，然后整形圓臺(81)擠壓工序件(2)上沉頭孔底部區域(311)的材料，使其向上流動轉移到沉頭孔的上部未被充填的區域(312)，對工序件(2)上沉頭孔的形狀進行微整形，形成最終成品(3)的沉頭孔。

4.根據權利要求2所述的一種沉頭孔沖壓成形工藝，其特征在于，整個擠壓過程中，坯料(1)在擠壓沖頭(5)和承受背壓Fd的反頂沖頭(71)共同作用下進入刃口帶圓角和拔模斜度的擠壓凹模(6)中，坯料處于三向壓應力狀態，不發生開裂；整個整形過程中沖孔-整形沖頭(8)未完全被工序件(2)的材料包圍，材料始終有自由流動空間。