分段切削式?jīng)_頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種沖壓模具，具體地說，涉及一種沖壓模具的沖頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源匱乏和環(huán)境污染嚴(yán)重是現(xiàn)今存在的重大問題，追求低能耗、綠色環(huán)保以及人 身安全的保障已經(jīng)成為技術(shù)研發(fā)和發(fā)展的趨勢(shì)。隨著材料行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的輕 量化、高密度的材料將替代以往厚重、低強(qiáng)度的材料，以便節(jié)約材料資源和降低運(yùn)行所需的 能源，并且可保證人身安全。
[0003] 目前，在沖壓工藝過程中，選用高強(qiáng)度板必然要提高沖裁力來滿足加工的要求，對(duì) 沖壓工藝所需的沖壓設(shè)備、沖壓模具、沖壓元件的要求隨著沖裁力的提升而提高。因此，雖 然在產(chǎn)品的原料商實(shí)現(xiàn)了低能耗、但在沖壓制造過程中增加了材料和能源的損耗。如圖1 所示的簡(jiǎn)單模具，其內(nèi)部元件的性能都需要加強(qiáng)。
[0004] 沖頭是實(shí)現(xiàn)冷沖壓成型的重要沖壓元件之一，如今，沖頭已經(jīng)成為沖壓行業(yè)的標(biāo) 準(zhǔn)化零配件，應(yīng)用于各個(gè)沖壓領(lǐng)域之中，如DAYTON、FIBRO、MISUMI以及PUNCH等品牌都是該 行業(yè)內(nèi)具有代表性的企業(yè)。沖頭使用時(shí)，沖頭與待沖壓材料直接接觸，使待沖壓材料發(fā)生變 形、裁切材料。常用的沖頭的沖裁模式為依據(jù)預(yù)期的孔的形狀，仿形制作沖頭，沖頭的端面 輪廓即為最終沖孔的形狀，通過沖頭與凹模的剪切配合，瞬間完成沖裁過程。如圖2和圖3 所示，標(biāo)準(zhǔn)沖頭工作時(shí)，即沖裁時(shí)，需要一定的沖裁力，其中，f為脫膜力，單位為：N。沖裁力 的計(jì)算公式如下：
[0005] F = K*L*t* τ
[0006] 式中，F(xiàn)為沖裁力，單位：Ν;Κ為安全系數(shù)，一般取K = 1.3 ;L為沖裁周長(zhǎng)，單位： mm，沖孔為圓形時(shí)，L = π *d ;t為材料厚度，單位; τ為材料抗剪強(qiáng)度，單位為MPa。
[0007] 由上式可以看出，材料強(qiáng)度越高所需沖裁力越大。
[0008] 由上述可知，現(xiàn)有的沖裁方式?jīng)Q定了沖裁力的大小，如果選用更高的沖裁力來加 工，則對(duì)應(yīng)地需要性能要求更高的沖壓設(shè)備、沖壓模具以及沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件來滿足生產(chǎn)，影 響和限制了行業(yè)的發(fā)展，提高了模具生產(chǎn)的成本和周期，還浪費(fèi)資源和能源。
[0009] 授權(quán)公告號(hào)為CN202591370U的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種沖壓模具的沖頭， 并具體公開了以下技術(shù)特征：包括沖頭本體，所述沖頭本體具有加工尖端和把持部，加工尖 端與把持部間平滑過渡，在把持部上還開設(shè)有便于裝配的卡槽。本實(shí)用新型應(yīng)用于沖壓模 具上，裝配簡(jiǎn)單，能承受較大的壓力，不易損壞，使用壽命長(zhǎng)。同樣地，沖裁力越大，與本實(shí)用 新型專利配套的沖壓設(shè)備和沖壓模具的性能要求也就越高，模具的生產(chǎn)成本和周期高，存 在浪費(fèi)資源和能源的問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所需沖裁壓力 小、節(jié)能環(huán)保的分段切削式?jīng)_頭。
[0011] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種分段切削式?jīng)_頭，包括沖頭本體，所述沖頭本體具 有把持部和帶有尖部的穿刺擴(kuò)孔部，穿刺擴(kuò)孔部和把持部之間設(shè)有切削成型部，切削成型 部與穿刺擴(kuò)孔部之間平滑過渡；所述的切削成型部設(shè)有多個(gè)方向相同、且均勻分布的旋轉(zhuǎn) 切削刃，每個(gè)旋轉(zhuǎn)切削刃均由穿刺擴(kuò)孔部的尖部底端開始螺旋延伸至切削成型部與把持部 連接處。
[0012] 作為優(yōu)選，所述穿刺擴(kuò)孔部為錐體結(jié)構(gòu)，所述的尖部位于穿刺擴(kuò)孔部的最前端，用 于刺破待沖壓材料。
[0013] 作為優(yōu)選，所述的沖頭本體的橫截面為圓形，所述切削成型部設(shè)有兩個(gè)均勻分布 的旋轉(zhuǎn)切削刃。
[0014] 作為優(yōu)選，所述的沖頭本體的橫截面為三角形，所述切削成型部設(shè)有三個(gè)均勻分 布的旋轉(zhuǎn)切削刃。
[0015] 作為優(yōu)選，所述沖頭本體的橫截面為方形，所述切削成型部設(shè)置有四個(gè)均勻分布 的旋轉(zhuǎn)切削刃。
[0016] 本實(shí)用新型還提供了一種沖壓模具沖孔的沖壓方法，該沖壓方法采用上述分段切 削式?jīng)_頭，其具體的沖壓步驟為：（1)選擇沖頭：根據(jù)沖孔的形狀選擇具有相應(yīng)形狀的分段 切削式?jīng)_頭，安裝在沖壓設(shè)備上；（2)刺破：沖壓設(shè)備對(duì)分段切削式?jīng)_頭加壓，利用分段切 削式?jīng)_頭的尖部刺破沖壓材料；(3)擴(kuò)孔：沖壓設(shè)備繼續(xù)對(duì)分段切削式?jīng)_頭加壓，分段切削 式?jīng)_頭的穿刺擴(kuò)孔部通過其錐體結(jié)構(gòu)在沖壓材料上進(jìn)行擴(kuò)孔；(4)成型：沖壓設(shè)備繼續(xù)對(duì) 分段切削式?jīng)_頭加壓，分段切削式?jīng)_頭的穿刺擴(kuò)孔部在沖壓材料上過渡至切削成型部，當(dāng) 切削成型部過渡到把持部時(shí)即完成對(duì)沖壓材料的沖孔。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型沖頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便，通過穿刺擴(kuò)孔部 及切削成型部實(shí)現(xiàn)對(duì)沖壓材料的沖孔，并通過切削成型部的旋轉(zhuǎn)切削刃進(jìn)行剪裁，將沖裁 瞬間時(shí)間見拉長(zhǎng)，采用拉長(zhǎng)沖裁時(shí)間來降低沖裁力，與現(xiàn)有沖頭相比，本實(shí)用新型沖頭可以 大幅度降低加工所需的沖裁力，從而減少模具制造在各方面的成本，成本低；在同等性能條 件下，本實(shí)用新型沖裁力可降低至標(biāo)準(zhǔn)沖裁力的1/4,且本實(shí)用新型的脫膜力需要也隨之降 低。
【附圖說明】
[0018] 圖1為現(xiàn)有沖壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2為現(xiàn)有沖頭未沖裁時(shí)的狀態(tài)圖。
[0020] 圖3為現(xiàn)有沖頭瞬時(shí)沖裁時(shí)的狀態(tài)圖。
[0021] 圖4為現(xiàn)有沖頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖5為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】沖頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖6為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】沖頭未沖裁時(shí)的狀態(tài)圖。
[0024] 圖7為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】沖頭沖裁過程中尖部刺破時(shí)的狀態(tài)圖。
[0025] 圖8為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】沖頭沖裁過程中錐度擴(kuò)孔時(shí)的狀態(tài)圖。
[0026] 圖9為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】沖頭沖裁過程中切削成型時(shí)的狀態(tài)圖。
[0027] 圖10為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】沖頭與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)沖頭所需沖裁力的對(duì)比試驗(yàn) 圖。
[0028] 圖中，1、正裝斜楔，2、聚氨酯彈簧，3、自潤(rùn)滑導(dǎo)套，4、H型舉升器，5、沖頭，6、導(dǎo)柱， 8、把持部，9、尖部，10、穿刺擴(kuò)孔部，11、切削成型部，12、旋轉(zhuǎn)切削刃，F(xiàn)、沖裁力，f、脫膜力， t、材料厚度，A、標(biāo)準(zhǔn)沖頭，B、本實(shí)用新型分段切削式?jīng)_頭，T、時(shí)間。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】：
【具體實(shí)施方式】 [0030] 一：如圖5所示，一種分段切削式?jīng)_頭，包括沖頭本體，所述沖頭本 體具有把持部8和帶有尖部9的穿刺擴(kuò)孔部10,穿刺擴(kuò)孔部10和把持部8之間設(shè)有切削成 型部11，切削成型部11與穿刺擴(kuò)孔部10之間平滑過渡；所述的切削成型部11設(shè)有兩個(gè)方 向相同、且均勻分布的旋轉(zhuǎn)切削刃12