專利名稱：卷邊工字輪擋邊沖壓加工方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及卷邊工字輪擋邊的加工方法，具體地指一種卷邊工字輪擋邊沖壓加工方法及其裝置。
背景技術(shù)：
作為繞線用的工字輪的側(cè)板由鋼板制成，為減輕重量，提高強度和剛度，通常在其周邊做成帶擋邊的卷邊工字輪。對于此類卷邊工字輪擋邊的生產(chǎn)，傳統(tǒng)的工藝為采用折彎一旋壓(滾壓、擠壓)一模具成型來完成。由于涉及到采用工裝折彎；在機床上旋壓(滾壓、擠壓)；和利用模具采用沖床及液壓油缸進行最終成型，因此，需要2個小時才能加工1件，生產(chǎn)效率較低；單件的加工費用約為60元，生產(chǎn)成本較高；而且設(shè)計工位和工序較多，零件工藝較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是對現(xiàn)有卷邊工字輪擋邊的加工方法進行改進，提供一種生產(chǎn)效率較高、生產(chǎn)成本較低的卷邊工字輪擋邊沖壓加工方法。本發(fā)明的另一目的是提供實現(xiàn)該加工方法的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的卷邊工字輪擋邊沖壓加工方法，包括以下步驟1)裁取外圓直徑為Φ2、厚度為d的坯料；2)將所述坯料放入沖壓拉伸模具中，沖壓拉伸成帶直角擋邊的半成品，所述半成品的直角擋邊與底平面之間形成有半徑為R的過渡圓角；3)將所述半成品放入沖壓彎形模具中，沖壓彎形得到帶圓弧擋邊的卷邊工字輪。本發(fā)明所設(shè)計的實現(xiàn)上述加工方法的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，包括沖壓拉伸模具和沖壓彎形模具，所述沖壓拉伸模具包括相配合的凸模和凹模，所述凹模的上端設(shè)置有環(huán)形定位槽，所述凹模的型腔內(nèi)側(cè)壁與底面交叉處呈半徑為R的過渡圓角，所述凸模的下端沿其周邊也呈半徑為R的過渡圓角，與所述凹模的型腔相匹配；所述沖壓彎形模具包括相配合的上模和下模，所述下模的型腔內(nèi)側(cè)壁與底面交叉處呈半徑為R的過渡圓角， 與凹模的型腔過渡圓角相匹配；所述上模的下端沿其周邊設(shè)置有環(huán)形斜面凹槽。優(yōu)選地，所述沖壓拉伸模具的凹模型腔深度h、過渡圓角半徑R與坯料厚度d之間的數(shù)學關(guān)系為h = R+d。這樣，沖壓拉伸模具成型深度在過渡圓角與直角擋邊相切處，不用設(shè)計頂出裝置，就可以脫模。優(yōu)選地，所述沖壓拉伸模具的凸模和凹模之間的雙邊間隙值δ與坯料厚度d之間的數(shù)學關(guān)系為δ =0. 125d。這樣，方便脫模和避免夾料。優(yōu)選地，所述沖壓拉伸模具的凹模上的環(huán)形定位槽的外圓直徑Φ1與坯料外圓直徑Φ2之間的數(shù)學關(guān)系為ΦΙ = Φ2+(5 10)mm。這樣，將坯料放入凹模的型腔內(nèi)時，坯料外圓不會超出定位槽的邊緣，使其自動找正并定位。
優(yōu)選地，所述沖壓彎形模具的上模上的環(huán)形斜面凹槽的內(nèi)壁面與其底面夾角α =40° 50°。如果此角度小于此范圍，零件無法正常成型；如果此角度超出此范圍，模具需要設(shè)備壓力會較大。通過設(shè)定合適的角度，使零件易于成型。所述沖壓拉伸模具的凹模和沖壓彎形模具的下模的洛氏硬度HRC為50 55，所述沖壓拉伸模具的凸模和沖壓彎形模具的上模均采用Q235鋼。所述沖壓拉伸模具的凹模和沖壓彎形模具的下模的表面進行滲碳處理。本發(fā)明的有益效果采用沖壓工藝方式在普通液壓設(shè)備上加工卷邊工字輪的擋邊，生產(chǎn)工藝相對簡單，對設(shè)備要求較低，只需兩套專用設(shè)備即可加工，工序少，操作簡單； 在大批量生產(chǎn)中成本低，生產(chǎn)效率高，單件的加工費用僅為18元，1個小時可以加工30件。 本發(fā)明的沖壓拉伸模具不用設(shè)計頂出裝置就可以脫模；沖壓彎形模具不用設(shè)計定位機構(gòu)， 采用下模型腔的過渡圓角自動找正，通過試模確定模具位置。通過本發(fā)明所提供的沖壓拉伸模具和沖壓彎形模具可以將坯料加工成滿足設(shè)計指標的卷邊工字輪擋邊，具有結(jié)構(gòu)簡單，通用性較強、生產(chǎn)成本較低的特點。


圖1為本發(fā)明卷邊工字輪擋邊的沖壓加工方法的兩步成型示意圖；其中，徹為坯料的截面圖，B1為拉伸后的截面圖，a2為彎形成型后的截面圖。圖2為沖壓拉伸模具的立體剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中凸模的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖2中凹模的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為沖壓彎形模具的立體剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5中上模的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖5中下模的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。圖2 4中所示的沖壓拉伸模具1包括相配合的凸模1. 1和凹模1. 2。凹模1. 2 的上端設(shè)置有環(huán)形定位槽1. 2. 1，凹模1. 2的型腔內(nèi)側(cè)壁與底面交叉處呈半徑為R的過渡圓角。凸模1.1的下端沿其周邊也呈半徑為R的過渡圓角，與凹模1.2的型腔相匹配。沖壓拉伸模具1的凹模1. 2型腔深度h、過渡圓角半徑R與坯料3厚度d之間的數(shù)學關(guān)系為h = R+d。沖壓拉伸模具1的凸模1. 1和凹模1. 2之間的雙邊間隙值δ與坯料3厚度d之間的數(shù)學關(guān)系為δ = 0. 125d。沖壓拉伸模具1的凹模1. 2上的環(huán)形定位槽1. 2. 1的外圓直徑 Φ 1與坯料3外圓直徑Φ2之間的數(shù)學關(guān)系為ΦΙ = Φ2+(5 10)mm。圖5 7中所示的沖壓彎形模具2包括相配合的上模2. 1和下模2. 2，下模2. 2的型腔內(nèi)側(cè)壁與底面交叉處呈半徑為R的過渡圓角，與凹模1. 2的型腔過渡圓角相匹配；上模 2. 1的下端沿其周邊設(shè)置有環(huán)形斜面凹槽2. 1. 1。沖壓彎形模具2的上模2. 1上的環(huán)形斜面凹槽2. 1. 1的內(nèi)壁面與其底面夾角α =40° 50°。沖壓拉伸模具1的凹模1. 2和沖壓彎形模具2的下模2. 2的洛氏硬度HRC為50
455，所述沖壓拉伸模具1的凸模1. 1和沖壓彎形模具2的上模2. 1均采用Q235鋼。沖壓拉伸模具1的凹模1. 2和沖壓彎形模具2的下模2. 2的表面均進行滲碳處理。實施例1 1)采用剪圓機及數(shù)控等離子切割機切割坯料，裁取外圓直徑為Φ2 = 800mm、厚度為d = IOmm的坯料3，如圖1中的ει。所示；2)先將沖壓拉伸模具1放置在液壓設(shè)備上，再將坯料3放入沖壓拉伸模具1的凹模1. 2的型腔內(nèi)，使坯料3的外圓定位在凹模1. 2的定位槽1. 2. 1內(nèi)，凹模1. 2的型腔深度 h = 40mm，過渡圓角半徑R = 30mm，沖壓拉伸模具1的雙邊間隙值δ為12. 5mm，沖壓拉伸模具1的定位槽1. 2. 1的外圓直徑Φ 1 = 805mm,通過凸模1. 1將坯料3沖壓拉伸成帶直角擋邊4. 1的半成品4，使半成品4的直角擋邊4. 1與底平面之間形成有半徑為R = 30mm的過渡圓角，如圖1中的^所示；3)先將沖壓彎形模具2放置在液壓設(shè)備上，再將加工的半成品4放在沖壓彎形模具2的下模2. 2的型腔內(nèi)，上模2. 1的斜面凹槽2. 1. 1的內(nèi)壁與直角擋邊4. 1的外側(cè)接觸， 斜面凹槽2. 1.1的內(nèi)壁面與其底面夾角α =45°，通過斜面凹槽2. 1. 1將半成品4沖壓彎形，得到帶圓弧擋邊5. 1的卷邊工字輪5，如圖1中的 所示。
權(quán)利要求
1.一種卷邊工字輪擋邊沖壓加工方法，包括以下步驟1)裁取外圓直徑為Φ2、厚度為d的坯料(3)；2)將所述坯料(3)放入沖壓拉伸模具(1)中，沖壓拉伸成帶直角擋邊(4.1)的半成品 G)，所述半成品的直角擋邊(4. 1)與底平面之間形成有半徑為R的過渡圓角；3)將所述半成品(4)放入沖壓彎形模具O)中，沖壓彎形得到帶圓弧擋邊(5.1)的卷邊工字輪(5)。
2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述加工方法的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，包括沖壓拉伸模具(1)和沖壓彎形模具O)，其特征在于所述沖壓拉伸模具(1)包括相配合的凸模(1. 1)和凹模(1. 2)，所述凹模(1. 2)的上端設(shè)置有環(huán)形定位槽(1. 2. 1)，所述凹模(1. 2)的型腔內(nèi)側(cè)壁與底面交叉處呈半徑為R的過渡圓角，所述凸模(1. 1)的下端沿其周邊也呈半徑為R的過渡圓角，與所述凹模(1.2)的型腔相匹配；所述沖壓彎形模具( 包括相配合的上模(2. 1)和下模(2.幻，所述下模(2. 2)的型腔內(nèi)側(cè)壁與底面交叉處呈半徑為R的過渡圓角，與凹模(1. 2)的型腔過渡圓角相匹配；所述上模(2. 1)的下端沿其周邊設(shè)置有環(huán)形斜面凹槽(2. 1. 1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，其特征在于所述沖壓拉伸模具(1)的凹模(1.2)型腔深度h、過渡圓角半徑R與坯料(3)厚度d之間的數(shù)學關(guān)系為h =R+d。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，其特征在于所述沖壓拉伸模具(1)的凸模(1. 1)和凹模(1.2)之間的雙邊間隙值δ與坯料(3)厚度d之間的數(shù)學關(guān)系為δ = 0. 125d。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，其特征在于所述沖壓拉伸模具⑴的凹模(1. 2)上的環(huán)形定位槽(1. 2. 1)的外圓直徑Φ 1與坯料(3)外圓直徑 Φ2之間的數(shù)學關(guān)系為ΦΙ = Φ2+(5 10)mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，其特征在于所述沖壓拉伸模具⑴的凹模(1. 2)上的環(huán)形定位槽(1. 2. 1)的外圓直徑Φ1與坯料(3)外圓直徑Φ2 之間的數(shù)學關(guān)系為ΦΙ = Φ2+(5 10)mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，其特征在于所述沖壓彎形模具(2)的上模(2. 1)上的環(huán)形斜面凹槽(2. 1. 1)的內(nèi)壁面與其底面夾角α =40° 50° ο
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，其特征在于所述沖壓彎形模具O)的上模(2. 1)上的環(huán)形斜面凹槽(2. 1. 1)的內(nèi)壁面與其底面夾角α = 40° 50° ο
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，其特征在于所述沖壓彎形模具O)的上模(2. 1)上的環(huán)形斜面凹槽(2. 1. 1)的內(nèi)壁面與其底面夾角α = 40° 50° ο
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，其特征在于所述沖壓彎形模具O)的上模(2. 1)上的環(huán)形斜面凹槽(2. 1. 1)的內(nèi)壁面與其底面夾角α = 40° 50° ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種卷邊工字輪擋邊沖壓加工方法及其裝置。加工方法包括以下步驟1)裁取外圓直徑為Φ2、厚度為d的坯料；2)將坯料放入沖壓拉伸模具中，沖壓拉伸成帶直角擋邊的半成品，半成品的直角擋邊與底平面之間形成有半徑為R的過渡圓角；3)將半成品放入沖壓彎形模具中，沖壓彎形得到帶圓弧擋邊的卷邊工字輪。實現(xiàn)該加工方法的卷邊工字輪擋邊沖壓加工裝置，包括沖壓拉伸模具和沖壓彎形模具。本發(fā)明采用沖壓工藝方式加工，對設(shè)備要求較低，工序少，操作簡單，在大批量生產(chǎn)中成本低，生產(chǎn)效率高。通過沖壓拉伸模具和沖壓彎形模具可將坯料加工成滿足設(shè)計指標的卷邊工字輪擋邊，具有結(jié)構(gòu)簡單，通用性較強、生產(chǎn)成本較低的特點。
文檔編號B21D22/20GK102527805SQ20121000689
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者吳萍, 王明坤, 韓慶波 申請人:湖北三江航天江北機械工程有限公司