[发明专利]平面压边半精冲装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半精冲方法，特别涉及一种平面压边半精冲装置及方法。

背景技术

齿圈压边精冲工艺是目前应用最广泛的精冲工艺，具有优质、高效、低耗和使用范围宽的特点。因此，在汽车及摩托车、办公设备、钟表、缝纫机和照相机等产品的精密零部件加工领域得到了广泛应用。但是齿圈压边精冲工艺需要使用能够提供主冲力、压边力和反压力三种机械力的专用压力机，而这类专用压力机的造价是普通压力机的5至10倍，严重影响了齿圈压边精冲工艺的推广应用。齿圈压边精冲工艺使用的模具需要在压边板上加工三角形断面的齿圈，用于阻挡工件毛坯材料水平流动以产生三向应力，模具加工复杂，成本高。对于冲裁内轮廓的零件，使用齿圈挤压工件毛坯，必然在工件上留下齿圈压痕，破坏工件的表面质量，从而影响齿圈压边精冲工艺的推广和应用。

发明内容

为了克服齿圈压边精冲工艺所需设备复杂、模具成本高、损伤工件毛坯表面的缺陷，本发明提出一种平面压边半精冲装置，及实现平面压边半精冲的方法，所采用的技术方案是：

平面压边半精冲装置，在冲压模具的轴向接合面的上侧设置平面压板，在轴向接合面下侧设置凹模，平面压板和凹模的轮廓和尺寸均大于工件的轮廓和尺寸；平面压板上沿冲压方向设置凸模滑道，一柱状凸模设置在凸模滑道中，并与凸模滑道滑动连接；凹模上沿冲压方向设置反顶板滑道，一柱状反顶板设置在反顶板滑道中，并与反顶板滑道滑动连接；反顶板滑道的位置与凸模滑道的位置相对应。

凸模下端外边缘或凹模上端的内边缘设置圆角，圆角半径的数值范围是：

圆角半径＝(0.05～012)×工件毛坯板料厚度。

圆角半径优选的数值范围是：

圆角半径＝0.05×工件毛坯板料厚度。

凸模的外表面与凹模内壁间设有模具间隙，模具间隙的数值范围是：

模具间隙＝(0.01～0.03)×工件毛坯板料厚度。

模具间隙优选的数值范围是：

模具间隙＝(0.01～0.02)×工件毛坯板料厚度。

平面压板设置弹性机构，弹性机构为氮气弹簧弹性机构或聚氨酯橡胶弹性机构。

使用平面压边半精冲装置的平面压边半精冲方法，冲裁工件时，平面压板下行，以压边力压在工件毛坯上工件轮廓的外边；之后凸模对工件毛坯施加向下的冲压力，同时反顶板对工件毛坯施加向上的反顶力。

压边力的数值范围是：

压边力＝(0.4～1)×工件毛坯材料的屈服极限×压边面积。

反顶力的数值范围是：

反顶力＝(04～1)×工件毛坯材料的屈服极限×冲压面积。

压边力优选的数值范围是：

压边力＝(0.6～0.85)×工件毛坯材料的屈服极限×压边面积。

反顶力优选的数值范围是：

反顶力＝(0.5～08)×工件毛坯材料的屈服极限×冲压面积。

本发明的平面压边半精冲方法，采用上述技术方案所能取得的技术效果是：

使用平面压板代替齿圈，可以在不损伤工件毛坯表面的情况下，将工件毛坯挤压在平面压板和凹模之间，利用强大的摩擦力阻止工件毛坯材料沿水平方向流出工件轮廓的范围。凸模和反顶板对工件毛坯的挤压会使工件轮廓内的工件毛坯材料产生强大的压应力，在工件毛坯材料无法沿水平方向流出工件轮廓范围的情况下，变形区内的工件毛坯材料内部会产生三维方向的压应力，变形区内的工件毛坯材料在强大的压应力作用下不可避免地产生塑性流动，使变形区内工件毛坯材料承受的三维方向压应力的数值趋向一致而处于静水压力状态，并具有最大的塑性变形范围，以有效地减小冲裁过程中拉应力产生的区域，抑制裂纹的产生和扩大，明显提高工件断面的质量。

模具端面的圆角设置在凸模或凹模与工件毛坯接触的端面的边缘，可以提高工件的断面质量。推荐的模具端面的圆角半径数值，可以有效减小模具刃口处工件毛坯材料剪切区的应力集中现象，增强对工件断面的挤压作用，减小拉应力的产生，明显提高工件断面的质量。其中优选的圆角半径＝0.05×工件毛坯板料厚度，一般情况下可以取得最好的工件质量。

本发明推荐的模具间隙小于普通冲压工艺的模具间隙，可以减小冲压过程中拉应力产生的区域，减少裂纹的产生和扩大，提高工件断面质量。其中优选的模具间隙＝(0.01～0.02)×工件毛坯板料厚度，一般情况下可以取得最好的工件质量。