專利名稱：一種控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的精密級(jí)進(jìn)模多步?jīng)_裁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種在精密高速級(jí)進(jìn)模沖壓中控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的多步?jīng)_裁 方法，屬于精密高速?zèng)_壓模具技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
細(xì)長(zhǎng)懸臂件是主要應(yīng)用于電子連接器產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)電訊號(hào)導(dǎo)通作用的一種金屬制 件，采用的材料有黃銅、青銅、磷銅和鈹銅等，因電子產(chǎn)品體積越來越小，功能越來越多，連 接器尺寸隨之變小導(dǎo)致懸臂件也越加窄細(xì)。采用單工步的精密沖裁難以達(dá)到尺寸精度要 求，所以細(xì)長(zhǎng)懸臂件的制造通常以銅合金帶料作為原材料，應(yīng)用精密級(jí)進(jìn)模對(duì)帶料進(jìn)行級(jí) 進(jìn)沖裁。上節(jié)提及的精密級(jí)進(jìn)模是冷沖模的一種，指在模具上沿被沖原材料(一般為帶 料)的直線送進(jìn)方向，具有至少兩個(gè)或兩個(gè)以上工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的 工位上完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖模，沖壓精度高，在一副級(jí)進(jìn)模中，可以連續(xù)完成 沖裁、彎曲、拉深、成形、整形和落料等工序，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，同時(shí)，采用高速、自 動(dòng)的送料機(jī)送料，生產(chǎn)效率高，每分鐘沖次比普通沖壓高出十多倍，適用于大批量生產(chǎn)。在級(jí)進(jìn)模中，所有工位上的沖裁，那些被沖掉的部分都是無用的工藝或設(shè)計(jì)廢料， 而留下的部分被送到模具的下一工位上繼續(xù)沖壓，完成后面的工序，各工位上的沖壓工序 雖獨(dú)立進(jìn)行，但毛坯制件與帶料始終連接在一起。應(yīng)用精密級(jí)進(jìn)模對(duì)細(xì)長(zhǎng)懸臂件高速?zèng)_壓 的全過程，在未完成成品件前的毛坯制件始終不離開帶料和載體。同時(shí)，因懸臂件尺寸較小 且細(xì)長(zhǎng)，為便于其與塑件裝配，沖制成的懸臂件仍留在載體上，懸臂件帶料再與塑件組裝經(jīng) 沿邊切除載體制成所需電子連接器。在電子產(chǎn)品中對(duì)懸臂件外形尺寸要求極高，這就要求懸臂件在帶料上不變形，而 類似圖1中的懸臂件外形細(xì)長(zhǎng)，截面寬度和厚度方向尺寸之比接近為1甚至小于1，在高速 沖壓生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)懸臂件中心線偏離理想中心線的變形問題，其變形會(huì)使零件的位 置度超差，從而影響到后續(xù)的裝配工藝和產(chǎn)品功能。針對(duì)上述細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的問題，富弘公司楊仁秀于2003年開發(fā)設(shè)計(jì)了一種雙 面剪切技術(shù)，即一次性沖裁懸臂件兩側(cè)廢料，懸臂件兩側(cè)受力均勻，雖然能夠有效控制懸臂 件變形，但其沖頭結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜細(xì)長(zhǎng)，不僅加工困難且剛度不足；華南理工大學(xué)于2008年 初次談及導(dǎo)致懸臂變形的主要原因，并針對(duì)懸臂件的變形總結(jié)了現(xiàn)用的控制方法，其總結(jié) 的方法有利用調(diào)整機(jī)構(gòu)校正和集中沖裁工藝，其中，利用調(diào)整機(jī)構(gòu)校正懸臂件變形是一種 “亡羊補(bǔ)牢”方法，需增添調(diào)整工序才能完成，在調(diào)整工序中采用的楔塊結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，楔 塊所占用的槽孔嚴(yán)重地削弱了模板強(qiáng)度，而集中沖裁工藝則增加了沖頭的加工難度。本發(fā) 明方法所用沖頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且無楔塊結(jié)構(gòu)，能夠替代目前所用控制懸臂件變形方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)圖1中所示的細(xì)長(zhǎng)懸臂件帶料變形問題，發(fā)明了一種多步?jīng)_裁方法，以控制在高速?zèng)_壓中懸臂件中心線偏離理想中心線的變形。該控制懸臂件變形的方法由半沖裁懸臂件左側(cè)廢料、壓回懸臂件左側(cè)廢料、沖裁 懸臂件右側(cè)廢料、推離懸臂件左側(cè)廢料并導(dǎo)正變形四個(gè)工序組成，其結(jié)構(gòu)由沖頭、凹模鑲塊 或凹模板、卸料鑲塊或卸料板、推離鑲塊等組成。首先，在半沖 裁懸臂件左側(cè)廢料工序中，采用具有3° 5°傾斜角的沖頭，半沖 裁細(xì)長(zhǎng)懸臂件左側(cè)廢料，即沖裁深度均勻分布在料厚的70% 80%之間，最大深度至帶料 出現(xiàn)斷裂，使廢料與帶料分而不離。其次，帶料送進(jìn)至下一工序，即壓回懸臂件左側(cè)廢料。在上一工序中半沖裁的懸臂 件左側(cè)廢料被凹模板壓回，并在卸料板預(yù)壓下，左側(cè)廢料與帶料齊平成為嵌入帶料中的廢 料，以便帶料送進(jìn)至下一工序，在此過程中懸臂件左側(cè)廢料仍然與帶料沒有分離，所以模具 中并無廢屑出現(xiàn)。然后，帶料再次送進(jìn)至下一工序，沖裁懸臂件右側(cè)廢料，同時(shí)也把懸臂件左側(cè)廢料 的下邊載體沖裁掉。在此工序的沖裁過程中，因?yàn)閼冶奂髠?cè)廢料還與帶料相連，限制住懸 臂件的變形。最后，帶料再次送進(jìn)至下一工序，推離鑲塊下壓懸臂件左側(cè)廢料，使左側(cè)廢料與帶 料分離，同時(shí)，在卸料鑲塊和推離鑲塊肩部均設(shè)有導(dǎo)正斜面，能夠?qū)冶奂冃芜M(jìn)行控制， 使懸臂件尺寸精度符合要求。在以上工序中，設(shè)計(jì)第三工序沖裁間隙大于第一工序沖裁間隙2. 5%料厚，第三工 序沖裁間隙值是通過添加不同厚度墊片經(jīng)試模確定。因?yàn)樵摏_裁方法是先通過半沖裁懸臂件左廢料，當(dāng)懸臂件右側(cè)廢料沖裁時(shí)，左側(cè) 廢料對(duì)懸臂件的變形有限制，能夠從根源上控制變形的發(fā)生，隨后在推離已半沖裁的左側(cè) 廢料工序中，在卸料鑲塊和推離鑲塊上均設(shè)有用以導(dǎo)正懸臂件的斜面，能夠?qū)冶奂M(jìn)一 步控制。所以，本發(fā)明方法能夠在不增加零件加工難度和不影響生產(chǎn)效率的情況下控制懸 臂件變形。


圖1細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形示意圖2帶料排樣圖3各工序結(jié)構(gòu)圖4第i工序半沖裁左側(cè)廢料所用沖頭圖5第i工序沖裁間隙，為圖3中I處放大6第i i i工序沖裁間隙，為圖3中II處放大7第iii工序所用凹模鑲塊圖8第iv工序所用鑲塊導(dǎo)正斜面，為圖3中III處放大圖i、半沖裁懸臂件左側(cè)廢料工序i i、壓回懸臂件左側(cè)廢料工序iii、沖裁懸臂件右側(cè)廢料工序iv、推離懸臂件左側(cè)廢料并導(dǎo)正變形工序1、帶料2、細(xì)長(zhǎng)懸臂件3、導(dǎo)正孔廢料4、第i工序懸臂件左側(cè)廢料5、第ii工序懸臂件左側(cè)廢料6第iii工序懸臂件右側(cè)廢料7、第iv工序懸臂件左側(cè)廢料8、第i工序卸料鑲塊9、第i工序沖頭
10、第i工序凹模鑲塊 11、卸料板12、凹模板 13、第iii工序卸料鑲塊14、第iii工序凹模鑲塊15、第iii工序沖頭16、第iv工序推離鑲塊17、第iv工序卸料鑲塊18、第iv工序凹模鑲塊19、第iii工序凹模鑲塊分割后A部分20、矽鋼墊片21、第iii工序凹模鑲塊分割后B部分I、第i工序沖裁間隙放大處 II、第iii工序沖裁間隙放大處III、第iii工序?qū)д泵娣糯筇巃、懸臂件理想中心線b、級(jí)進(jìn)送料步距C、第i工序所用沖頭傾斜角d、第i工序沖裁間隙e、第iii工序沖裁間隙f、第iii工序凹模刃口分割線 g、第iii工序凹模刃口h、第iv工序推離鑲塊導(dǎo)正斜面j、第iv工序卸料鑲塊導(dǎo)正斜面
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是針對(duì)圖1所示細(xì)長(zhǎng)懸臂件2偏離理想中心線a的變形，發(fā)明一種級(jí)進(jìn)沖 裁方法對(duì)其控制。圖2和圖3分別為應(yīng)用精密高速級(jí)進(jìn)模對(duì)細(xì)長(zhǎng)懸臂件沖壓成形時(shí)，本發(fā)明方法所 采用的控制懸臂件變形的帶料排樣和各工序結(jié)構(gòu)。排樣步距b為D，即一次送進(jìn)兩個(gè)懸臂件 所需帶料，在沖出導(dǎo)正孔3作定位后開始對(duì)進(jìn)行級(jí)進(jìn)沖裁，其工序有半沖裁懸臂件左側(cè)廢 料i、壓回懸臂件左側(cè)廢料ii、沖裁懸臂件右側(cè)廢料iii、推離懸臂件左側(cè)廢料并導(dǎo)正其變 形iv。首先，半沖裁i懸臂件左側(cè)廢料4，廢料與帶料1沒有分離，其次，帶料1送進(jìn)至下一 工序ii，懸臂件左側(cè)廢料4被凹模板12壓回帶料，成為嵌入帶料中的懸臂件左側(cè)廢料5，然 后，帶料再次送進(jìn)至下一工序iii，沖裁懸臂件2右側(cè)廢料6，最后，帶料再送進(jìn)至下一工序 iv，推壓級(jí)進(jìn)沖裁后的懸臂件左側(cè)廢料7使其與帶料分離，并同時(shí)導(dǎo)正懸臂件。根據(jù)圖3所示的各工序結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖4 圖8對(duì)本發(fā)明方法的實(shí)施進(jìn)一步闡述。首先，第i工序，即半沖裁懸臂件左側(cè)廢料，在卸料鑲塊8壓緊帶料1后，采用圖4 所示具有3° 5°傾斜角c的沖頭9，半沖裁帶料懸臂件左側(cè)廢料4，但其未進(jìn)入凹模鑲塊 10刃口。在此半沖裁工序i中，因沖頭9有傾斜角c，所以半沖裁深度均勻分布在料厚的 70% 80%之間，最大深度至帶料出現(xiàn)斷裂時(shí)為止，廢料4沒有從帶料1中完全分離。在此工序i中，半沖裁懸臂件左側(cè)廢料4時(shí)，為提高沖裁斷面質(zhì)量，設(shè)計(jì)圖5所示 的沖裁間隙為料厚的3. 5%，此間隙值屬于小間隙范圍，沖頭9對(duì)帶料1雖施加壓應(yīng)力，但因 懸臂件右側(cè)還未沖裁，所以無變形發(fā)生。其次，帶料送進(jìn)至下一工序ii，即壓回半沖裁的懸臂件左側(cè)廢料，在上一工序中已 半沖裁的懸臂件左側(cè)廢料5被凹模板12壓回帶料1，并在卸料板11預(yù)壓下，左側(cè)廢料與帶 料1齊平并成為嵌入帶料中的懸臂件左側(cè)廢料5，以便帶料1送進(jìn)至下一工序。在此過程 中，因懸臂件左側(cè)廢料5沒有與帶料1完全分離，所以模具中并無廢屑出現(xiàn)。然后，帶料再次送進(jìn)至下一工序iii，在卸料鑲塊13壓緊帶料1后，沖頭15切入凹 模鑲塊14刃口，沖裁懸臂件2右側(cè)廢料6，同時(shí)也把懸臂件2左側(cè)廢料的下邊載體沖裁掉， 即懸臂件左側(cè)廢料被級(jí)進(jìn)沖裁成7，以使懸臂件左側(cè)廢料在下一工序iv中便于從帶料中推罔。在此工序iii中，沖裁懸臂件2右側(cè)廢料6時(shí)，為減小沖頭15對(duì)懸臂件2施加的 側(cè)向壓應(yīng)力，加大圖6所示的沖裁間隙值e，即設(shè)計(jì)沖裁間隙e大于圖5所示的第i工序沖 裁間隙d，其中，沖裁間隙值e由添加不同厚度墊片經(jīng)多次試模確定。具體試模方法及其結(jié) 構(gòu)結(jié)合圖7具體闡釋如下把圖3中所示的第iii工序凹模鑲塊14，在刃口 g對(duì)稱處慢走 絲線切割，凹模鑲塊14分割成A19和B21兩部分，通過在分割處f添加不同厚度的矽鋼墊 片20左移鑲塊A19，調(diào)整凹模刃口 g;在試模中，通過添加墊片20左移鑲塊A19后，此工序 中沖裁間隙值e增大；增大沖裁間隙e前，其值與第i工序的沖裁間隙d —致，所以第iii 工序沖裁間隙e大于第i工序沖裁間隙d，經(jīng)逐漸增加墊片厚度多次試模后，得到右側(cè)廢料 沖裁間隙e大于懸臂件左側(cè)廢料半沖裁間隙d值2. 5%料厚時(shí)，獲得的懸臂件變形較??；同 時(shí)，在此工序iii中，因 為嵌入帶料中的懸臂件左側(cè)廢料還與帶料相連，所以在沖裁懸臂件 右側(cè)廢料6過程中也限制住了懸臂件的變形。最后，帶料再次送進(jìn)至下一工序iv，卸料鑲塊17在預(yù)壓帶料1的同時(shí)，圖8所示 的卸料鑲塊導(dǎo)正斜面j對(duì)懸臂件進(jìn)行導(dǎo)正，控制懸臂件向右變形。隨后推離鑲塊16下行切 入凹模18刃口，嵌入在帶料1中的懸臂件左側(cè)廢料7被向下推壓，與懸臂件分離，同時(shí)，圖 8所示的推離鑲塊16導(dǎo)正斜面h對(duì)懸臂件進(jìn)行導(dǎo)正，控制懸臂件向左變形。
權(quán)利要求
一種控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的精密級(jí)進(jìn)模多步?jīng)_裁方法，包括半沖裁懸臂件左側(cè)廢料(i)、壓回懸臂件左側(cè)廢料(ii)、沖裁懸臂件右側(cè)廢料(iii)、推離懸臂件左側(cè)廢料并導(dǎo)正其變形(iv)四個(gè)工序，其特征在于半沖裁(i)懸臂件左側(cè)廢料(4)，沖頭(9)未進(jìn)入凹模鑲塊(10)刃口，使得廢料與帶料(1)分而不離，其次，帶料(1)送進(jìn)至下一工序(ii)，懸臂件左側(cè)廢料(4)被凹模板(12)壓回帶料(1)，成為嵌入帶料(1)中的懸臂件左側(cè)廢料(5)，然后，帶料(1)再次送進(jìn)至下一工序(iii)，沖裁懸臂件(2)右側(cè)廢料(6)，最后，帶料再送進(jìn)至下一工序(iv)，推離鑲塊(16)下壓懸臂件左側(cè)廢料，與卸料鑲塊(17)配合使得左側(cè)廢料與帶料分離，并同時(shí)導(dǎo)正懸臂件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的精密級(jí)進(jìn)模多步?jīng)_裁方法，其特征在 于在第i工序中，采用具有3° 5°傾斜角(c)的沖頭(9)，半沖裁細(xì)長(zhǎng)懸臂件左側(cè)廢料 (4)，沖裁深度均勻分布在帶料厚度的70% 80%之間，最大沖裁深度至材料出現(xiàn)斷裂分 離時(shí)為止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的精密級(jí)進(jìn)模多步?jīng)_裁方法，其特征在 于在第i工序中已半沖裁的懸臂件左側(cè)廢料(4)被凹模板(12)壓回帶料(1)，并在卸料 板(11)預(yù)壓下，左側(cè)廢料(4)與帶料(1)齊平并成為嵌入帶料中的懸臂件左側(cè)廢料(5)，以 便帶料(1)送進(jìn)至下一工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的精密級(jí)進(jìn)模多步?jīng)_裁方法，其特征在 于設(shè)置細(xì)長(zhǎng)懸臂件(2)左右兩側(cè)廢料的沖裁間隙不相同，右側(cè)廢料沖裁間隙(e)比懸臂 件左側(cè)廢料半沖裁間隙(d)大2. 5%的料厚，右側(cè)廢料沖裁間隙(e)值是通過在凹模鑲塊 (14)刃口(g)分割處(f)添加不同厚度墊片(20)經(jīng)試模確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的精密級(jí)進(jìn)模多步?jīng)_裁方法，其特征在 于最后一道工序(iv)中，卸料鑲塊(17)在預(yù)壓帶料⑴的同時(shí)，卸料鑲塊(17)的導(dǎo)正 斜面(j)對(duì)懸臂件進(jìn)行導(dǎo)正，控制懸臂件向右變形；隨后推離鑲塊(16)下行切入凹模(18) 刃口，嵌入在帶料(1)中的懸臂件左側(cè)廢料(7)被向下推壓，與懸臂件分離，同時(shí)，推離鑲塊 (16)導(dǎo)正斜面(h)對(duì)懸臂件進(jìn)行導(dǎo)正，控制懸臂件向左變形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的精密級(jí)進(jìn)模多步?jīng)_裁方法，其特征在 于通過在凹模鑲塊(14)刃口(g)分割處(f)添加不同厚度墊片(20)經(jīng)試模確定右側(cè)廢 料沖裁間隙(e)值的方法為在第iii工序中，在凹模鑲塊(14)刃口(g)對(duì)稱處慢走絲線 切割，凹模鑲塊(14)分割成A(19)和B(21)兩部分，通過在分割處(f)添加不同厚度的矽 鋼墊片(20)左移鑲塊A(19)，調(diào)整凹模刃口(g)；在試模中，通過添加墊片(20)左移鑲塊 A(19)后，此工序中沖裁間隙值(e)增大；增大沖裁間隙(e)前，沖裁間隙(e)的值與第i工 序的沖裁間隙(d) —致，所以第iii工序沖裁間隙(e)大于第i工序沖裁間隙(d)，經(jīng)逐漸 增加墊片(20)厚度多次試模后，得到右側(cè)廢料沖裁間隙(e)大于懸臂件左側(cè)廢料半沖裁間 隙(d)值2. 5%的料厚時(shí)，獲得的懸臂件變形較??；同時(shí)，在此工序iii中，因?yàn)榍度霂Я现?的懸臂件左側(cè)廢料還與帶料相連，所以在沖裁懸臂件右側(cè)廢料(6)過程中也限制住了懸臂 件的變形。
全文摘要
一種控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形的精密級(jí)進(jìn)模多步?jīng)_裁方法，屬于精密高速?zèng)_壓模具技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先采用具有傾斜角的沖頭半沖裁懸臂件左側(cè)廢料，使廢料與帶料分而不離；其次，帶料送進(jìn)至下一工序，懸臂件左側(cè)廢料被下模板壓回與帶料齊平；然后，帶料再次送進(jìn)至下一工序，沖裁懸臂件右側(cè)廢料；最后，帶料再次送進(jìn)至下一工序，推離懸臂件的左側(cè)廢料同時(shí)導(dǎo)正其變形。其中，右側(cè)廢料沖裁間隙大于左側(cè)廢料半沖裁間隙，其間隙值通過調(diào)整墊片試模獲得。該方法能夠在不影響模具的沖壓效率情況下，控制細(xì)長(zhǎng)懸臂件變形。
文檔編號(hào)B21D53/00GK101879547SQ20101020212
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者丁毅, 宗有三, 祁偉根, 程永恒, 謝俊, 陳煒, 黃忠富 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)