[發明專利]一種分步沖壓成形方法

有效

• 申請號: 202110272731.1
• 申請日: 2021-03-13
• 公開（公告）號: CN113020380B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 王繼來;李逸飛;史振宇;萬熠;梁西昌;荊傳智;李雪
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B21D22/02
• 分類號: B21D22/02;B21D37/10;B21D37/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本公開提供一種分步沖壓成形方法，涉及沖壓成形領域，對微零件進行多工步加工，對沖壓路徑較長的盲孔加工過程，采用位置可調的墊片配合階梯孔結構形成可調型腔，使得型腔形狀始終適應分步成形的需求結構，從而達到無需拆裝模具即可滿足型腔形狀調整的需求，克服了單一特征一次成形導致的褶皺缺陷，減少金屬不規則流動對微零件表面的影響，利用多步沖壓成形保證微零件的加工精度。

技術領域

本公開涉及沖壓成形領域，特別涉及一種分步沖壓成形方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術，并不必然構成現有技術。

隨著全球產品微型化、小型化的發展趨勢，中等尺度非軸對稱零件(中等尺度零件是指兩個尺寸在1到10毫米范圍內的零件)廣泛用于電子產品，家用電器，汽車等領域。在金屬零件成形過程中，由于金屬的不規則流動在中等尺度零件中常常會存在褶皺缺陷，而通常由于零件的特征尺寸都比較小，這些缺陷不易被發現，往往會引起機器的突然失效，造成嚴重的人員傷害和財產損失。

發明人發現，褶皺缺陷的產生是由于不規則的材料流動，成形順序與工藝技術對材料的流動方向有重要的影響，目前對微零件的沖壓成形多采用異形模具配合異形沖壓頭，對坯料進行一次性沖壓成形，僅能對延展性良好的坯料實現加工，對于一些延展性一般甚至較差的坯料，一次性沖壓成形的方式容易導致褶皺缺陷，甚至導致坯料的斷裂，難以滿足對微零件精度的需求；而對于一些分步成形的加工過程，是對應不同的加工特征進行分步成形，成形過程中對單一特征加工時仍會因為金屬的不規則流動產生褶皺缺陷，難以滿足精度需求；若采用分步成形的方式則需要頻繁拆裝模具改變型腔形狀，影響沖壓成形的加工效率。

發明內容

本公開的目的是針對現有技術存在的缺陷，提供一種分步沖壓成形方法及微零件，對微零件進行多工步加工，對沖壓路徑較長的盲孔加工過程，采用位置可調的墊片配合階梯孔結構形成可調型腔，使得型腔形狀始終適應分步成形的需求結構，從而達到無需拆裝模具即可滿足型腔形狀調整的需求，克服了單一特征一次成形導致的褶皺缺陷，減少金屬不規則流動對微零件表面的影響，利用多步沖壓成形保證微零件的加工精度。

本公開的第一目的是提供一種分步沖壓成形方法，采用以下技術方案：

包括以下步驟：

布置第一通孔和第二通孔連通，墊片位于第二通孔內并配合第一通孔、第二通孔形成可變體積階梯孔型腔；

在型腔內放入物料，第一沖頭配合第一通孔沖壓物料，物料形變并貼合墊片處于路徑起點位置時的頂面；

墊片沿第二通孔軸向滑動，增大型腔體積，第二沖頭沖壓物料并探入第二通孔內，物料形變并貼合墊片頂面；逐步調整墊片增大型腔體積，第二沖頭逐步沖壓物料；

墊片滑動至路徑終點，型腔體積達到最大，第二沖頭沖壓物料使物料形變并貼合墊片頂面。

進一步地，所述第一通孔和第二通孔布置在模具上，第一通孔一端朝向沖頭，另一端與第二通孔一端連通。

進一步地，所述第一通孔的徑向截面積大于第二通孔的徑向截面積，第一通孔第二通孔同軸布置，相互連通形成階梯孔。

進一步地，所述第一沖頭沿第一通孔軸向滑動，改變其進入型腔內的體積，第一沖頭端部接觸并擠壓物料使物料形變，充填第一沖頭與墊片之間的型腔。

進一步地，所述第二沖頭沿第二通孔軸向移動，第二沖頭端部接觸并擠壓物料使物料形變，充填第二沖頭與墊片之間、第二沖頭側面與第二通孔周向內壁之間。

進一步地，所述墊片徑向截面形狀與第二通孔徑向截面形狀相同，墊片周向側壁與第二通孔周向內壁貼合。

進一步地，所述墊片配合有位移驅動機構，位移驅動機構帶動墊片沿第二通孔內部軸向移動，第二沖頭沖壓物料的階段，墊片在位移驅動機構作用下逐步向遠離第一通孔的方向移動。