CN101862785B - 金属板料无毛刺冲裁工艺 - Google Patents
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Abstract
一种金属板料无毛刺冲裁工艺，由以下两个步骤组成：首先对金属板料背面进行冷挤压，在冲裁切口位置上形成辅助压线，产生凹形压痕，该压痕具有一斜边，斜边位于凹形压痕开口的一端为第一端点，斜边相对金属板料背面的夹角α为50度～65度；再使用冲裁模具进行冲裁，冲裁间隙L3为板料厚度T的0.04～0.06倍，所述第一端点位于冲裁下模刃口顶面，该端点与冲裁下模刃口的距离L2为板料厚度T的0.2倍；所述第二端点位于冲裁上模刃口底面垂直投影的区域内，该端点与冲裁上模刃口垂直投影的距离L1为板料厚度T的0.1～0.15倍。本发明工序少，工艺简单，成本低；对高精度的孔或产品外形的影响较小；对模具刃口锋利度的要求低。
Description
技术领域
本发明涉及金属板料冲裁加工领域，具体涉及一种金属板料的无毛刺冲裁工艺。
背景技术
众所周知，金属板料冲裁在板料的切口边缘易产生毛刺。图1(a)～图1(d)给出了金属板料11冲裁过程的原理图，其中，图1(a)表示开始冲裁状态，图1(b)表示板料11产生裂纹12状态，图1(c)表示拉断板料状态，图1(d)表示废料13与产品14分离状态。从以上过程中可以看出，金属板料11在冲裁中受拉应力的作用在废料13与产品14的切口边缘会产生毛刺15，影响产品的品质。从现有理论看，影响毛刺15产生主要有以下两个因素：第一个因素是裂纹12产生的位置，如图2所示，上模16与下模17总是存在冲裁间隙的，当裂纹12产生在上模16尖端与下模17尖端之间的连线时不会出现毛刺15，否则均会出现毛刺15；第二个因素是冲裁模具刃口18的锋利程度，如图3所示，当刃口18磨损导致锋利度欠佳时，容易产生毛刺15。而实际生产中，人们很难保证上述两者均达到理想状态，因此金属板料11冲裁后在切口边缘产生毛刺15是工艺中出现的常见现象。
为了解决金属板料冲裁中出现的毛刺问题，目前行业中主要采用以下几种方法：
1.冲裁后压毛刺
图4(a)表示冲孔，图4(b)表示冲孔后的压毛刺15。该方法分两步进行，第一步是冲孔，此时孔口下端边缘产生毛刺15；第二步是利用模具19挤压毛刺15。此方法存在的问题是：在挤压毛刺15过程中，孔20和板料11会发生变形，对孔20和板料11外形的精度会产生不利影响。
2.采用精冲技术冲裁
图5为精冲冲孔的原理图。从图中可以看出，该方法是在裁剪区外围利用压料板21将金属板材11压紧，然后采用纯剪切冲裁来达到无毛刺15的效果。此方法存在的问题是：(1)需要专用的精冲设备；(2)模具结构复杂，精度要求高，成本高；(3)对冲裁工件的材料及冲制时的润滑条件有较高要求；(4)冲孔废料及冲裁工件只能采用上出料方式。
3.往复冲裁
图6(a)～图6(c)为往复冲裁过程的原理图。从图中可以看出，该方法的冲裁过程是：第一步，先做半冲孔，即冲裁到一半的位置，见图6(a)；第二步，反向挤回，即将冲下一半的废料13挤回板料11中，见图6(b)；第三步，再次冲孔，将废料13与产品14完全脱离。此方法存在的问题是：模具结构复杂，对上、下模的精度要求高，成本高。
综上所述，如何解决现有无毛刺冲裁工艺中存在的问题，是本发明研究的课题。
发明内容
本发明提供一种金属板料无毛刺冲裁工艺，其目的是要克服上述现有技术的不足，解决金属板料冲裁中出现的毛刺问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种金属板料无毛刺冲裁工艺，由以下两个工艺步骤组成：
第一步，加工辅助压线
利用挤压模具对金属板料背面进行冷挤压，在冲裁切口位置上形成辅助压线，该辅助压线在金属板料背面沿冲裁切口留下凹形压痕，在金属板料处于水平状态下，凹形压痕的横截面一侧具有斜边，斜边位于凹形压痕开口的一端为第一端点，斜边位于凹形压痕内部的一端为第二端点，斜边相对金属板料背面的夹角α为50度～65度；
第二步，冲裁
使用冲裁模具对金属板料上加工过辅助压线的冲裁切口位置进行冲裁，在冲裁模具中，冲裁上模和冲裁下模之间的冲裁间隙L3为金属板料厚度T的0.04～0.06倍，冲裁下模作用于金属板料背面，所述第一端点位于冲裁下模刃口顶面，第一端点与冲裁下模刃口的距离L2为金属板料厚度T的0.2倍；冲裁上模作用于金属板料正面，所述第二端点位于冲裁上模刃口底面垂直投影的区域内，第二端点与冲裁上模刃口垂直投影的距离L1为金属板料厚度T的0.1～0.15倍。
本发明工作原理是：先加工辅助压线，再进行冲裁。即在冲裁前，先在板料的冲裁切口位置上利用挤压模具做冷挤压形成辅助压线，该辅助压线在板料背面沿冲裁切口留下凹形压痕，再使用冲裁模具对金属板料上加工过辅助压线的冲裁切口位置进行冲裁。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1.本发明应用在连续模中可实现不增加模具或其它去毛刺工序的情况下使产品切口边缘无毛刺；
2.本发明工艺简单，成本低；
3.本发明对高精度的孔或产品外形的影响较小；
4.本发明对模具刃口锋利度的要求低。
附图说明
附图1(a)～图1(d)为现有金属板料冲裁过程的原理图；
附图2为现有金属板料冲裁时裂纹产生在理想位置的示意图；
附图3为现有金属板料冲裁时模具刃口不锋利状态的示意图；
附图4(a)～图4(b)为第一种现有无毛刺冲裁方法的原理示意图；
附图5为第二种现有无毛刺冲裁方法的原理示意图；
附图6(a)～图6(c)为第三种现有无毛刺冲裁方法的原理示意图；
附图7为本发明冲裁工艺的原理示意图；
附图8(a)～图8(d)为本发明冲裁工艺过程的原理图。
以上附图中：1.金属板料；2.冲裁上模；3.冲裁下模；4.凹形压痕；5.斜边；6.第一端点；7.第二端点；8.裂纹；11.金属板料；12.裂纹；13.废料；14.产品；15.毛刺；16.上模；17.下模；18.刃口；19.模具；20.孔；21.压料板；α.斜边相对金属板料背面的夹角；T.金属板料厚度；L1.第二端点与冲裁上模刃口垂直投影的距离；L2.第一端点与冲裁下模刃口的距离；L3.冲裁间隙。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种金属板料无毛刺冲裁工艺，如图7～8所示，由以下两个工艺步骤组成：
第一步，加工辅助压线
利用挤压模具对金属板料1背面进行冷挤压，在冲裁切口位置上形成辅助压线，该辅助压线在金属板料1背面沿冲裁切口留下凹形压痕4，如图7所示，在金属板料1处于水平状态下，所述凹形压痕4的横截面一侧具有斜边5，斜边5位于凹形压痕4开口的一端为第一端点6，斜边5位于凹形压痕4内部的一端为第二端点7，斜边5相对金属板料1背面的夹角α为50度～65度，其中以55度～60度为佳；
第二步，冲裁
如图8(a)～图8(d)所示，使用冲裁模具对金属板料1上加工过辅助压线的冲裁切口位置进行冲裁，在冲裁模具中，冲裁上模2和冲裁下模3之间的冲裁间隙L3为金属板料1厚度T的0.04～0.06倍，冲裁下模3作用于金属板料1背面，所述第一端点6位于冲裁下模3刃口顶面，第一端点6与冲裁下模3刃口的距离L2为金属板料1厚度T的0.2倍；冲裁上模2作用于金属板料1正面，所述第二端点7位于冲裁上模2刃口底面垂直投影的区域内，第二端点7与冲裁上模2刃口垂直投影的距离L1为金属板料1厚度T的0.1～0.15倍。所述各项参数和金属板料厚度T的关系见表1。
表1
冲裁过程说明如下：图8(a)表示开始冲裁状态，图8(b)表示板料1产生裂纹状态，此时可以看见裂纹8沿斜边5产生，图8(c)表示拉断板料1状态，图8(d)表示废料与产品分离状态。从以上过程中可以看出，由于辅助压线的作用，金属板料1在冲裁中受拉应力的作用并不会在废料与产品的切口边缘产生毛刺，而是两者直接剪断脱落。
本发明工作原理是：先加工辅助压线，再进行冲裁。即在冲裁前，先在板料1的冲裁切口位置上利用挤压模具做冷挤压形成辅助压线，该辅助压线在板料1背面沿冲裁切口留下凹形压痕4，再使用冲裁模具2、3对金属板料1上加工过辅助压线的冲裁切口位置进行冲裁。
本发明与现有技术相比具有的优点和效果有：
本发明应用在连续模中可实现不增加模具或其它去毛刺工序的情况下使产品切口边缘无毛刺；工艺简单，成本低；对高精度的孔或产品外形的影响较小；对模具刃口锋利度的要求低。
本发明的金属板材无毛刺冲裁工艺不仅可用于冲孔，还可用于冲裁外形(如冲裁连料位、裁剪板材)等。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种金属板料无毛刺冲裁工艺，其特征在于：由以下两个工艺步骤组成：
第一步，加工辅助压线
利用挤压模具对金属板料(1)背面进行冷挤压，在冲裁切口位置上形成辅助压线，该辅助压线在金属板料(1)背面沿冲裁切口留下凹形压痕(4)，在金属板料(1)处于水平状态下，凹形压痕(4)的横截面一侧具有斜边(5)，斜边(5)位于凹形压痕(4)开口的一端为第一端点(6)，斜边(5)位于凹形压痕(4)内部的一端为第二端点(7)，斜边(5)相对金属板料(1)背面的夹角(α)为55度～65度；
第二步，冲裁
使用冲裁模具对金属板料(1)上加工过辅助压线的冲裁切口位置进行冲裁，在冲裁模具中，冲裁上模(2)和冲裁下模(3)之间的冲裁间隙(L3)为金属板料(1)厚度(T)的0.05倍，冲裁下模(3)作用于金属板料(1)背面，所述第一端点(6)位于冲裁下模(3)刃口顶面，第一端点(6)与冲裁下模(3)刃口的距离(L2)为金属板料(1)厚度(T)的0.2倍；冲裁上模(2)作用于金属板料(1)正面，所述第二端点(7)位于冲裁上模(2)刃口底面垂直投影的区域内，第二端点(7)与冲裁上模(2)刃口垂直投影的距离(L1)为金属板料(1)厚度(T)的0.1～0.15倍。
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