阅读说明：本技术 用于内高压成形冲孔后废料片留存在管内的新型冲头 (Novel punch head for retaining waste sheet in pipe after internal high-pressure forming and punching ) 是由 朱云翼 万光毅 李明亮 黎泰丞 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于内高压成形冲孔后废料片留存在管内的新型冲头,包括呈柱状体的冲头本体,所述冲头本体下端具有用于与待加工件接触并对其施加向下冲压力的冲压面,所述冲压面边沿处具有延伸至冲头侧部的坡口；本发明的冲头冲孔时可将废料片留在待冲压件上,避免废料片落入模具型腔内,该冲压工艺可简化模具的结构,模具型腔内可不设存储空间,利于缩小模具的体积,实现模具的轻量化、小型化设计,减小模具的制造成本,另外废料的姿态可控,不存在废料卡在模具型腔内或者无序堆叠的情况,也避免了废料被冲头二次冲压导致对模具型腔内部的损伤,可提高模具的性能可靠性以及使用寿命,该结构也便于后工序轻松地分离废料。(The invention discloses a novel punch head for retaining waste sheets in a pipe after internal high-pressure forming and punching, which comprises a punch head body in a cylindrical shape, wherein the lower end of the punch head body is provided with a punching surface which is used for contacting with a workpiece to be processed and applying downward punching force to the workpiece, and the edge of the punching surface is provided with a groove extending to the side part of the punch head; the punch can leave the waste material sheet on the workpiece to be punched when punching, so as to prevent the waste material sheet from falling into the die cavity, the punching process can simplify the structure of the die, the die cavity can be free from a storage space, the size of the die is favorably reduced, the lightweight and miniaturized design of the die is realized, the manufacturing cost of the die is reduced, in addition, the posture of the waste material is controllable, the situation that the waste material is clamped in the die cavity or stacked in disorder does not exist, the damage to the interior of the die cavity caused by the secondary punching of the waste material by the punch is also avoided, the performance reliability of the die can be improved, the service life of the die is prolonged, and the structure is also convenient for the easy separation of the waste.)

用于内高压成形冲孔后废料片留存在管内的新型冲头

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，涉及一种用于内高压成形冲孔后废料片留存在管内的新型冲头。

背景技术

现有的冲头通常包括柱形冲头本体和一体地形成在该冲头本体一端面上的圆锥形突起，该冲头本体的外径小于冲模模具型腔内径，该冲头压抵金属板以通过冲头的突起在金属板上预先形成穿孔。当在金属板的运动由插入穿孔内的突起限制的状态中冲头本体从插入冲模的模具型腔中，金属板绕冲模的内孔边缘与冲头本体配合而破裂金属板形成通孔，该冲头结构破裂金属板后的废料掉落在冲模内部，废料掉落后的姿态不可控，容易被冲头挤压对模具型腔造成损伤。

因此，基于以上问题，需要一种用于内高压成形冲孔后废料片留存在管内的新型冲头，该冲头在冲孔后废料大部分撕裂与待冲压件分离，小部分仍然与待冲压件连接，废料留在待冲压件上，避免废料片落入模具型腔内损伤模具。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于内高压成形冲孔后废料片留存在管内的新型冲头，该冲头在冲孔后废料大部分撕裂与待冲压件分离，小部分仍然与待冲压件连接，废料留在待冲压件上，避免废料片落入模具型腔内损伤模具。

本发明的用于内高压成形冲孔后废料片留存在管内的新型冲头，包括安装于储物箱侧部的摆臂和控制机构，包括呈柱状体的冲头本体，所述冲头本体下端具有用于与待加工件接触并对其施加向下冲压力的冲压面，所述冲压面边沿处具有延伸至冲头侧部的坡口。

进一步，坡口设置于冲压面的远端。

进一步，所述坡口开设角度为10～15°。

进一步，坡口在冲压面处的宽度为A，冲压面中心距离冲压面远端的距离为C，所述A＝(40％～60％)2C。

进一步，坡口在冲压面处的宽度为A，冲压面中心在冲压面所在平面内距离坡口的距离为B，所述B＝(75％～95％)C。

进一步，所述坡口与冲压面之间为圆角过渡连接。

进一步，所述圆角半径为E，冲压面中心距离冲压面远端的距离为C，所述0＜C≤10mm时，0.5mm＜E≤1.5mm，所述10mm＜C≤24mm时，1.5mm＜E≤2.5mm，所述24mm＜C时，2.5mm＜E。

本发明的有益效果：

本发明的冲头冲孔时可将废料片留在待冲压件上，避免废料片落入模具型腔内，该冲压工艺可简化模具的结构，模具型腔内可不设存储空间，利于缩小模具的体积，实现模具的轻量化、小型化设计，减小模具的制造成本，另外废料的姿态可控，不存在废料卡在模具型腔内或者无序堆叠的情况，也避免了废料被冲头二次冲压导致对模具型腔内部的损伤，可提高模具的性能可靠性以及使用寿命，该结构也便于后工序轻松地分离废料；

本发明通过对坡口位置、坡口角度、坡口宽度A、冲压面中心距离冲压面远端的距离C、冲压面中心距离坡口的距离B以及圆角的半径E等参数的限定，保证冲头本体与冲模型腔内表面的协同配合，待冲压件受到冲击力时，保证废料大部分破裂脱落形成通孔的雏形，并精确的保证少部分废料撕裂变形但仍然与待冲压件粘结，该结构即保证了冲孔的质量，减少了冲孔的毛刺，也保证了废料与待冲压件粘连，利于废料的取出。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为现有冲头冲压结构示意图；

图2为实施例1中冲压结构示意图；

图3为图2的仰视结构示意图；

图4为图3的侧视结构示意图；

图5为实施例2中冲压结构示意图；

图6为图5的仰视结构示意图；

图7为实施例3中冲压结构示意图；

图8为图7的仰视结构示意图；

图9为实施例4中冲压结构示意图；

图10为图9的仰视结构示意图；

图11为本冲头冲压结构示意图；

具体实施方式

图1为现有冲头冲压结构示意图；图2为实施例1中冲压结构示意图；图3为图2的仰视结构示意图；图4为图3的侧视结构示意图；图5为实施例2中冲压结构示意图；图6为图5的仰视结构示意图；图7为实施例3中冲压结构示意图；图8为图7的仰视结构示意图；图9为实施例4中冲压结构示意图；图10为图9的仰视结构示意图；图11为本冲头冲压结构示意图；

结合图1所示，为现有冲头的冲压示意图，现有冲头冲压时锥形突起4预先形成穿孔，而后冲头本体冲入模具5的模具型腔中，金属板绕冲模的内孔边缘与冲头本体配合而破裂金属板形成通孔，冲孔后的废料掉落在冲模的模具型腔中，冲模的磨具型腔需要连续的存储废料，故模具型腔需要具有由足够的存储空间，而且需要定时清理，另外需要模具下方存储腔扩大以利于废料的掉落，模具结构较为复杂，且制造要求较高，而实际操作过程中，由于废料掉落时的不可控性，废料的掉落姿态无法有效控制，故废料存在卡在模具型腔中或者多个废料无规则堆叠靠近冲头的隐患，此情况出现时，废料容易被冲头二次挤压，损伤模具型腔。

如图所示：本实施例提供了一种用于内高压成形冲孔后废料片留存在管内的新型冲头，包括呈柱状体的冲头本体1，所述冲头本体下端具有用于与待加工件接触并对其施加向下冲压力的冲压面2，所述冲压面边沿处具有延伸至冲头侧部的坡口3。结合图2所示，冲头本体为上下均匀的柱状结构，冲压面为冲头本体下端用于与待冲压件直接接触，本实施例中待冲压件以金属板6为例，冲头本体冲入模具型腔中时，通过坡口的设置使得冲压面外轮廓的坡口处距离入模具型腔内壁之间的距离大于其他冲头本体外轮廓距离模具型腔内壁的距离，结合图11所示，金属板绕模具型腔的内壁边缘与冲头本体配合后，大部分金属板破裂脱落形成通孔的雏形，而位于坡口处的废料由于冲头本体距离模具型腔内壁距离较大而仍然处于撕裂但未脱落的连接状态，通过调节控制坡口开设角度即可调节坡口处距离模具型腔内壁的最大间距，通过控制此距离以及冲头本体冲入模具型腔中的深度，即可控制冲孔后废料与金属板的粘连程度，在实际冲孔过程中，该粘连程度以人工手动掰断或者用锤子轻敲可断裂为宜，或者可通过外部刀具贴合金属板下方将废料水平切割掉，此时可对废料与金属板粘连程度适当放宽限制，具体不再赘述；通过上述冲头可将废料片留在待冲压件上，避免废料片落入模具型腔内，该冲压工艺可简化模具的结构，模具型腔内可不设存储空间，利于缩小模具的体积，实现模具的轻量化、小型化设计，减小模具的制造成本，另外废料的姿态可控，不存在废料卡在模具型腔内或者无序堆叠的情况，也避免了废料被冲头二次冲压导致对模具型腔内部的损伤，可提高模具的性能可靠性以及使用寿命，该结构也便于后工序轻松地分离废料。

本实施例中，坡口设置于冲压面的远端。此处的远端依据冲头本体不同的结构而定，远端依据冲压面的中心点为基准，当冲压面为规则形状时以几何中心作为中心点，当冲压面为不规则形状时，以重心作为中心点；结合实施例1中图2至图4所示，此时冲头为正六边形的柱状结构，其冲孔结构为正六边形孔，同样冲压面的基础形态为正六边形，此时所谓的远端即为距离冲压面中心处较远的轮廓处，即位于冲压面的六个角处的任意一个角均可以作为冲压面的远端；结合实施例2中的图5和图6所示，此时冲头为圆柱状结构，其冲孔结构为圆孔，同样冲压面的基础形态为圆形，此时冲压面的中心距离冲压面外轮廓距离相等，也就是说冲压面外轮廓任意一点均可作为远端；结合实施例3中图7和图8所示，此时冲头为椭圆形的柱状结构，其冲孔结构为椭圆孔，同样冲压面的基础形态为椭圆形，此时冲压面长轴对应的外轮廓处为冲压面的远端；结合实施例4中图9和图10所示，此时冲头为截面为条形孔结构，其冲孔结构为条形孔，同样冲压面的基础形态为条形孔状，此时冲压面长轴对应的外轮廓处为冲压面的远端；另外需要说明的是，冲压面为异形结构时，冲压面外轮廓较窄处并距离中心点较远的距离作为冲压面的远端；通过该结构利于冲头冲压时近端处的废料优先破裂脱落，远端处对应的废料处利于形成与金属板撕裂但未脱落的粘连结构，便于废料与零部件作为整体取出模具型腔。

本实施例中，所述坡口开设角度为10～15°。结合图2、图5、图7以及图9所示，坡口角度为坡口斜面与冲头本体侧壁之间的夹角D，通过对该夹角的控制使得冲头本体在向模具型腔内运行过程中，坡口处距离模具型腔内侧壁的间隙缓慢变小，利于使得位于坡口处的金属板缓慢挤压并且向下撕裂形变，使得位于此处的金属板具有一定的缓冲形变余量，利于废料在撕裂形变的过程中仍然保持与金属板的连接。

本实施例中，坡口在冲压面处的宽度为A，冲压面中心距离冲压面远端的距离为C，所述A＝(40％～60％)2C。优选A＝50％×2C，通过对坡口宽度的控制进而控制在冲孔过程中位于坡口处的废料与金属板连接处的宽度，进而保证在冲孔过程中位于坡口处的金属的有效粘连，防止废料断裂，该范围内的坡口宽度在保证了较小粘连宽度的前提下保证了废料与金属板的有效粘连，可有效保证冲孔成形形状的完整性，减少由于粘连造成的毛刺。

本实施例中，坡口在冲压面处的宽度为A，冲压面中心在冲压面所在平面内距离坡口的距离为B，所述B＝(75％～95％)C。优选B＝85％×C，通过对距离B的控制，可有效控制废料与金属板粘连处的粘连厚度，使得在可靠粘连的前提下减小该粘连处的厚度，可有效保证冲孔成形形状的完整性，减少由于粘连造成的毛刺。

本实施例中，所述坡口3与冲压面之间为圆角过渡连接。本实施例中，所述圆角半径为E，冲压面中心距离冲压面远端的距离为C，所述0＜C≤10mm时，0.5mm＜E≤1.5mm，所述10mm＜C≤24mm时，1.5mm＜E≤2.5mm，所述24mm＜C时，2.5mm＜E。冲头本体在向模具型腔内运行冲孔过程中，通过圆角的设置，利于对坡口处的金属板施加竖向以及水平的力，利于引导此处的金属板缓慢形变，避免受到过大剪切力而断裂，不同的距离C适配不同的圆角半径E，大体上距离C越大，圆角半径越大，距离C越大则冲压时金属板位于坡口处受到的力矩越大，则通过较大的圆角半径缓冲此处金属板的形变，利于冲压下来的废料缓慢形变并且与金属板粘连不分离，本实施例中0＜C≤10mm时，圆角半径E优选1mm，0mm＜C≤24mm时，圆角半径E优选2mm，24mm＜C，圆角半径E优选3mm，通过该结构利于冲头本体的标准化设计。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。