專利名稱：板金上沖壓高凸臺的方法及沖頭的制作方法
板金上沖壓高凸臺的方法及沖頭
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸臺的沖壓成型技術(shù)，特別是一種板金上沖壓高凸臺的方法及沖頭。
背景技術(shù)：
在沖壓行業(yè)中，經(jīng)常會在板金制品上加工出凸臺，這些凸臺主要用于裝配定位或用于承受側(cè)向力，在精密板金上成型凸臺更是被廣泛使用。如圖1所示，目前通常在板金上加工凸臺的方法是沖頭頂部的倒角壓入板金母材，使其母材中的材料向凹模型腔溢出在母材的對面形成一個拉深的空心凸臺，由于母材的厚度決定了凸臺的高度，故現(xiàn)有工藝方法成型的凸臺的高度和厚度有限。尤其是當(dāng)板金厚度低于1. 2mm時，由于沒有足夠的材料被擠入凸臺的頭部，要想在板金上加工有效直身高度達材料厚度50%以上是非常困難的。而且現(xiàn)有工藝沖壓加工高凸臺時，當(dāng)凸臺高度達到材料厚度的極限會容易造成材料撕裂，導(dǎo)致凸臺脫落，使用時無法用其來定位，會造成整個部件失效。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于改進上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種板金上沖壓高凸臺的方法及沖頭，該技術(shù)可通過增加板金母材上凸起成型區(qū)的材料，來沖壓成型強度佳的高凸臺。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的它包括以下步驟A、凸起成形擠壓板金母材的成型區(qū)，使成型區(qū)的材料在沖頭的作用下隆起形成凸起區(qū)域；B、拉深凸起沖頭朝上述隆起的方向拉深凸起區(qū)域；C、堆積填補拉深的后期，同時將位于板金母材成型區(qū)周邊的材料補充區(qū)的金屬材料朝隆起的方向擠壓堆積，堆積的金屬材料向凸起區(qū)域流動，填補成型所需材料；D、塑型設(shè)定拉深凸起區(qū)域至設(shè)定高度形成高凸臺；上述板金上沖壓高凸臺的方法，將板金母材上材料補充區(qū)的部分金屬材料擠壓形成一個以上的加強筋，加強筋呈環(huán)形陣列設(shè)置；上述板金上沖壓高凸臺的方法中，所述加強筋的高度為板金母材厚度的1/3 1/2。實現(xiàn)上述板金上沖壓高凸臺方法的沖頭，包括沖頭桿身和設(shè)于沖頭桿身上部用于沖制凸臺的工作區(qū)，所述工作區(qū)包括擠壓板金母材的上沖體和下沖體，上沖體和下沖體為形成階梯式結(jié)構(gòu)的同軸柱體；上沖體位于沖頭的端部，下沖體的外徑大于上沖體的外徑，下沖體的臺階端面與上沖體的側(cè)壁相交接；上述沖壓高凸臺的沖頭中，所述下沖體上開設(shè)有加強筋形成槽，所述加強筋形成槽環(huán)形陣列布設(shè)于臺階端面上；
上述沖壓高凸臺的沖頭中，所述加強筋形成槽為V形槽；上述沖壓高凸臺的沖頭中，所述沖頭桿身與下沖體形成階梯結(jié)構(gòu)，沖頭桿身的外徑大于下沖體的外徑，沖頭桿身與下沖體的外壁的相交面為平面。本發(fā)明的有益效果在于利用材料擠壓流動的原理將板金母材上凸臺成型區(qū)周邊的材料在外力擠壓作用下塑性流動到凸起區(qū)域，即向凸臺成型的主體部分填補材料，從而增加凸臺的直身高度和強度，達到在厚度較薄的板金母材上也可沖壓出較高的凸臺的效果；在沖頭的臺階端面開設(shè)呈環(huán)形陣列布設(shè)的加強筋形成槽，可在凸臺內(nèi)部擠壓成型多個均衡布置得加強筋，不但增強了凸臺軸向拉拔力和側(cè)向力承受能力，而且也防止了凸臺過高時材料撕裂凸臺脫落的可能。

下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)圖1是本發(fā)明沖壓成型的高凸臺的結(jié)構(gòu)示意2是如圖1所示A-A方向的剖面示意3是本發(fā)明中沖頭的立體結(jié)構(gòu)示意4是在板金上沖壓高凸臺的示意中1、板金母材；11、成型區(qū)；12、材料補充區(qū)；2、凸臺；21、凸起區(qū)域；22、加強筋；3、沖頭；31、上沖體；32、下沖體；33、臺階端面；34、加強筋形成槽；35、沖頭桿身；4、頂針彈簧；5、脫料頂針；6、上模板；7、下模板；8、脫料彈簧。
具體實施方式
本發(fā)明在板金上沖壓高凸臺的方法是加工出一種專用的沖頭3配合常規(guī)的沖壓模具即可實現(xiàn)的，該方法的步驟主要包括凸起成形、拉深凸起、堆積填補和塑型設(shè)定。如圖 1、圖2和圖3所示，擠壓板金母材1的成型區(qū)11，使成型區(qū)11的材料在沖頭3的作用下隆起形成凸起區(qū)域21 ；沖頭3朝上述隆起的方向拉深凸起區(qū)域21，凸起區(qū)域21升高，其壁厚在拉深過程中逐漸變??；在前述拉深的后期，同時將位于板金母材1成型區(qū)11周邊的材料補充區(qū)12的金屬材料朝隆起的方向擠壓堆積，堆積的金屬材料向凸起區(qū)域21流動，以填補凸起區(qū)域21因被拉深而變薄的部位，從而使凸起區(qū)域21在連續(xù)拉深的過程中能持續(xù)加入可保持足夠壁厚的金屬材料；拉深凸起區(qū)域21至設(shè)定高度形成符合工藝要求的高凸臺。 這種利用材料擠壓流動原理來填補凸臺2成型材料的方法，可在厚度較薄的板金母材1上沖壓出較高的凸臺2。優(yōu)選的，在擠壓材料補充區(qū)12時，將板金母材1上材料補充區(qū)12的部分金屬材料擠壓形成加強筋，在凸臺2的內(nèi)側(cè)沖壓出三到四個呈環(huán)形陣列設(shè)置的加強筋 22，通常加強筋22的高度為所沖壓的板金母材1厚度的1/3 1/2。加強筋22把板金母材 1的本體和凸臺2的主體連接在一起，起到了增加凸臺2強度的作用，即使凸臺2快要沖穿了也不會斷裂，這也是本發(fā)明防止凸臺2被沖穿脫落的關(guān)鍵。如圖3所示，是本發(fā)明的關(guān)鍵成型零件沖頭3。該沖頭3包括沖頭桿身35和設(shè)于沖頭桿身35上部用于沖制凸臺2的工作區(qū)，所述工作區(qū)由擠壓板金母材1的上沖體31 和下沖體32構(gòu)成，沖頭桿身35為T形結(jié)構(gòu)，沖頭桿身35的小徑端與下沖體32形成階梯結(jié)構(gòu)，沖頭桿身35的外徑大于下沖體32的外徑，沖頭桿身35與下沖體32外壁的相交面為平面，進行沖壓工作時，沖頭3上僅有工作區(qū)擠壓材料變形。沖頭3工作區(qū)的上沖體31和下沖體32為形成階梯式結(jié)構(gòu)的同軸柱體，上沖體31位于沖頭3的端部，下沖體32位于上沖體31和沖頭桿身35之間，上沖體31的頂端為圓錐臺結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)在凸臺2成型過程中向凸臺區(qū)域21連續(xù)補充材料，下沖體32的外徑須大于上沖體31的外徑，下沖體32的臺階端面33與上沖體31的側(cè)壁相交接。在下沖體32上開設(shè)有加強筋形成槽34，在沖頭3擠壓凸臺2的過程中，部分金屬材料流入加強筋形成槽34形成凸臺2上的加強筋22。臺階端面33為沖頭3的材料補充的擠壓部分，在凸臺2形成的后期就是靠臺階端面33擠壓金屬材料，金屬在強烈的應(yīng)力作用下向凸臺2的主體部分即凸起區(qū)域21流動，最終形成了具有直身高度達金屬片厚度60%以上、強度高、不會脫落的凸臺2。優(yōu)選的，加強筋形成槽34環(huán)形陣列布設(shè)于臺階端面33上，以保證加強筋22均衡布設(shè)于凸臺2的內(nèi)側(cè)。如圖4所示，是本發(fā)明的應(yīng)用模具結(jié)構(gòu)，該模具主要包括模架、頂針彈簧4、脫料頂針5、上模板6、下模板7、沖頭3和脫料彈黃8。使用該模具沖壓高凸臺的方法如下將板材母材1放置在下模板7上，沖壓開始前，沖頭3是縮在下模板7內(nèi)的；當(dāng)沖壓開始時，上模板 6在沖床的作用下下行壓住板金母材1 ；繼續(xù)下行時，脫料彈簧8被壓縮并向上對下模板7 施反作用力將板金母材1緊緊壓??；沖床再繼續(xù)下行時，沖頭3將從下模板7內(nèi)伸出，沖頭 3的上沖體31首先與板金母材1相接觸，將成型區(qū)11的金屬材料壓入上模板6的凹腔內(nèi)形成凸起區(qū)域21，沖頭3上升拉深凸起區(qū)域21的后期，下沖體32的臺階端面33與板金母材 1接觸并擠壓成型區(qū)11周邊的材料補充區(qū)12，金屬材料在臺階端面33的擠壓作用下向凸起區(qū)域21流動，同時，部分金屬材料流入加強筋形成槽34內(nèi)形成凸臺2上的加強筋22，從而形成了具有高直身高強度的凸臺2。成型結(jié)束后，上下模分離，凸臺2在頂針彈簧4和脫料頂針5的作用下被推出上模板6。以上所描述的僅為本發(fā)明的較佳實施例，上述具體實施例不是對本發(fā)明的限制。 在本發(fā)明的技術(shù)思想范疇內(nèi)，可以出現(xiàn)各種變形及修改，凡本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)以上描述所做的潤飾、修改或等同替換，均屬于本發(fā)明所保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種板金上沖壓高凸臺的方法，其特征在于它包括以下步驟A、凸起成形擠壓板金母材的成型區(qū)，使成型區(qū)的材料在沖頭的作用下隆起形成凸起區(qū)域；B、拉深凸起沖頭朝上述隆起的方向拉深凸起區(qū)域；C、堆積填補拉深的后期，同時將位于板金母材成型區(qū)周邊的材料補充區(qū)的金屬材料朝隆起的方向擠壓堆積，堆積的金屬材料向凸起區(qū)域流動，填補成型所需材料；D、塑型設(shè)定拉深凸起區(qū)域至設(shè)定高度形成高凸臺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板金上沖壓高凸臺的方法，其特征在于將板金母材上材料補充區(qū)的部分金屬材料擠壓形成一個以上的加強筋，加強筋呈環(huán)形陣列設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板金上沖壓高凸臺的方法，其特征在于加強筋的高度為板金母材厚度的1/3 1/2。
4.一種權(quán)利要求1中沖壓高凸臺所使用的沖頭，它包括沖頭桿身和設(shè)于沖頭桿身上部用于沖制凸臺的工作區(qū)，其特征在于所述工作區(qū)包括擠壓板金母材的上沖體和下沖體，上沖體和下沖體為形成階梯式結(jié)構(gòu)的同軸柱體；上沖體位于沖頭的端部，下沖體的外徑大于上沖體的外徑，下沖體的臺階端面與上沖體的側(cè)壁相交接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沖頭，其特征在于下沖體上開設(shè)有加強筋形成槽，所述加強筋形成槽環(huán)形陣列布設(shè)于臺階端面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖頭，其特征在于加強筋形成槽為V形槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沖頭，其特征在于沖頭桿身與下沖體形成階梯結(jié)構(gòu)，沖頭桿身的外徑大于下沖體的外徑，沖頭桿身與下沖體的外壁的相交面為平面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種板金上沖壓高凸臺的方法，它包括凸起成形、拉深凸起、堆積填補、塑型設(shè)定，擠壓板金母材的成型區(qū)使其隆起形成凸起區(qū)域，朝隆起的方向拉深凸起區(qū)域，在拉深的后期，同時將位于板金母材成型區(qū)周邊的材料補充區(qū)的金屬材料朝隆起的方向擠壓堆積，堆積的金屬材料向凸起區(qū)域流動，繼續(xù)拉深凸起區(qū)域至設(shè)定高度形成高凸臺；該方法所用沖頭設(shè)有階梯結(jié)構(gòu)的工作區(qū)，階梯結(jié)構(gòu)形成的端面擠壓實現(xiàn)材料的補充。本發(fā)明將板金母材上凸臺成型區(qū)周邊的材料在外力擠壓作用下塑性流動到凸起區(qū)域，即向凸臺成型的主體部分填補材料，從而增加凸臺的直身高度和強度，達到在厚度較薄的板金母材上也可沖壓出較高的凸臺的效果，且沖壓出的高凸臺不會脫落。
文檔編號B21D37/00GK102553991SQ20101059965
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者張文兵 申請人:深圳億和模具制造有限公司