一種提高板材翻邊能力的衝孔方法
2023-05-18 11:40:56 1
專利名稱：一種提高板材翻邊能力的衝孔方法
技術領域：
本發明屬於金屬塑性加工成型技術領域，具體涉及一種提高板材翻邊能力的衝孔方法。
背景技術：
利用模具把板料上的孔緣或外緣翻成豎邊的衝壓加工方法叫做翻邊。利用翻邊可以加工具有特殊空間形狀和良好剛度的立體零件，還能在衝壓件上製取與其他零件裝配的部位(如鉚釘孔、螺紋底孔和軸承座等)。按工藝特點劃分有內孔(圓孔或非圓孔)翻邊、外緣翻邊和變薄翻邊等方法。由於零件外緣的凸凹性質不同,外緣翻邊又可分為內曲翻邊和外曲翻邊。拉變形性質劃分時,有伸長類翻邊、壓縮類翻邊以及屬於體積成形的變薄翻邊等。伸長類翻邊的特點是變形區材 料受拉應力，切向產生伸長變形，導致厚度減薄，容易發生破裂，而破裂的部位基本在孔緣。翻邊是最典型的衝壓成形方式之一，應用廣泛。影響鋼板翻邊能力的因素有
I、材料延伸率和應變硬化指數η大，K小，成形極限大。2、孔緣無毛刺和硬化時，K較小，成形極限較大，為了改善孔緣情況，可採用鑽孔方法或在衝孔後進行整修，有時還可在衝孔後退火，以消除孔緣表面的硬化。為了避免毛刺降低成形極限、翻邊時需將預製幾有毛刺的一側朝向凸模放置。3、用球形、錐形初拋物形凸模翻邊時，孔緣會被圓滑地脹開，變形條件比乎底凸模優越，故K較小，成形極限較大。4、板料相對厚度越大.K越小.成形極限愈大。衝孔是翻邊的前道工序，孔緣的狀況很大程度上影響了翻邊能力，制孔方法有衝孔，鑽孔和雷射切割等方法。衝孔效率高，而且可以和翻邊工序結合，形成連接的生產工藝，極大提高效率，但它會使孔緣生成毛刺和產生硬化，降低翻邊能力；而鑽孔和雷射切割的特點正相反。在衝孔後修磨，退火是目前常用的提高翻邊能力方法，但這樣不僅增加了工序，降低了效率，而且退火會降低材料的強度，降低表面質量。本發明在綜合衝裁和翻邊變形理論，形變熱處理理論和高頻感應加熱的集膚原理，提出了新型衝孔方法和裝置，採用本方法和裝置完成的衝孔工序，效率與普通衝孔一樣高，可以和翻邊工序結合，形成連接的生產工藝。而且不產生毛刺，和硬化層，優化邊緣組織，提高板材的翻邊能力同時不會降低材料的強度和表面質量。由於伸長類翻邊破裂發生在孔緣處，應用高頻感應加熱的集膚原理使得加熱區域僅發生孔緣，應用衝裁理論使得毛刺集中在廢料中，應用形變熱處理理論改善孔緣的組織同時消除加工硬化
發明內容
本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種提高板材翻邊能力的衝孔方法，使用本發明方法在提高板材的翻邊能力同時不會降低材料的強度和表面質量。本發明所提供的一種提高板材翻邊能力的衝孔方法具體步驟如下
(1)首先在普通衝孔模的壓邊圈環內接入高頻加熱裝置，所述高頻感應加熱裝置包括加熱線圈及溫度檢測傳感器，在所述普通衝孔模的凸模中部設有凸模絕熱層；
所述高頻感應加熱裝置的參數如下
工作電源單相220V/50HZ ；
工作電壓範圍180V 250V ；
最大輸入電流5-100A ；
振蕩功率1_20KVA ；
振蕩頻率10 160KHz ；
所述凸模絕熱層的參數如下
絕熱層下邊部距凸模底部距離S=H+(3-8) mm；
其中H —板料厚度(mm)；
絕熱層高度(2-3) XH (mm)；
絕熱層厚度(0. 1-3) XH (mm)；
(2)將板料放入所述普通衝孔模中，開啟所述高頻加熱裝置，局部加熱板料，使所述板料衝孔邊緣區域溫度達到500-700°C後，將所述高頻加熱裝置關閉，然後將所述普通衝孔模的凸模下行，開始衝裁板料，設置衝裁的單面間隙C為所述板料厚度的(O. 02-0. 005)倍，所述板料衝裁完成後，對衝裁邊緣進行保溫1-30秒，之後所述普通衝孔模的凸模回復，板料取出，完成翻邊板料衝孔。使用該發明技術提高板材的翻邊能力同時不會降低材料的強度和表面質量，該發明可以推廣應用到其它衝壓工藝的板料製備中。
圖I為本發明衝孔方法所用裝置的結構示意圖。圖中I :凹模；2 :凸模；3 :壓邊圈；4 :凸模絕熱層；5 :高頻加熱裝置；6 :板料；7 :加熱保護罩。
具體實施例方式實施例I :板料為馬氏體雙相鋼，力學性能如下
屈服強度:435 MPa ;極限強度786Mpa ;延伸率24% ；
板料厚度2mm ;毛還上初始內孔直徑10mm ；
以翻邊係數K衡量翻邊性能
K=d/D ；
式中d——毛坯上初始內孔直徑；
D —翻邊後豎邊中徑；
採用普通衝孔方法，衝裁單面間隙O. 05mm，該材料的翻邊係數在O. 7-0. 8之間。採用本發明的衝孔方法，工藝參數如下工作電源單相220V/50HZ ;工作電壓範圍180V 250V ;最大輸入電流20A ;振蕩功率2KVA;振蕩頻率IOOKHzο凸模絕熱層下邊部距凸模底部；S=5mm，絕熱層高度5mm，絕熱層厚度3mm 衝裁的單面間隙值C=0. 02mm，衝孔後保溫15S，
這時該板料的翻邊係數在O. 4-0. 5之間，翻邊性能有很大提高。實施例2 :板料為貝氏體雙相鋼，力學性能如下
屈服強度:345 MPa ;極限強度556Mpa ;延伸率34%
板料厚度3mm ;毛坯上初始內孔直徑10mm
採用普通衝孔方法，衝裁單面間隙O. 06mm，該材料的翻邊係數在O. 6-0. 65之間。 採用本發明的衝孔方法，工藝參數如下
工作電源單相220V/50HZ ;工作電壓範圍180V 250V ;最大輸入電流30A ;振蕩功率5KVA;振蕩頻率80KHzo絕熱層下邊部距凸模底部；S=6mm，絕熱層高度6mm，絕熱層厚度3mm 衝裁的單面間隙值C=0. 02mm，衝孔後保溫10S。這時該板料的翻邊係數在O. 38-0. 45之間，翻邊性能有很大提高。
權利要求
1.一種提高板材翻邊能力的衝孔方法，其特徵在於該方法具體步驟如下 (1)首先在普通衝孔模的壓邊圈環內接入高頻加熱裝置，所述高頻感應加熱裝置包括加熱線圈及溫度檢測傳感器，在所述普通衝孔模的凸模中部設有凸模絕熱層； 所述高頻感應加熱裝置的參數如下 工作電源單相220V/50HZ ； 工作電壓範圍180V 250V ； 最大輸入電流5-100A ； 振蕩功率1_20KVA ； 振蕩頻率10 160KHz ； 所述凸模絕熱層的參數如下 絕熱層下邊部距凸模底部距離S=H+(3-8) mm； 其中H —板料厚度(mm)； 絕熱層高度(2-3) XH (mm)； 絕熱層厚度(0. 1-3) XH (mm)； (2)將板料放入所述普通衝孔模中，開啟所述高頻加熱裝置，局部加熱板料，使所述板料衝孔邊緣區域溫度達到500-700°C後，將所述高頻加熱裝置關閉，然後將所述普通衝孔模的凸模下行，開始衝裁板料，設置衝裁的單面間隙C為所述板料厚度的(O. 02-0. 005)倍，所述板料衝裁完成後，對衝裁邊緣進行保溫1-30秒，之後所述普通衝孔模的凸模回復，板料取出，完成翻邊板料衝孔。
全文摘要
本發明提供一種提高板材翻邊能力的衝孔方法，屬於金屬塑性加工成型技術領域。本發明方法是在普通衝孔模的壓邊圈環內接入高頻加熱裝置，在凸模中部設有凸模絕熱層；將板料放入普通衝孔模中後開啟高頻加熱裝置，使板料衝孔邊緣區域溫度達到500-700℃後，關閉高頻加熱裝置，然後凸模下行，開始衝裁板料，衝裁完成後對衝裁邊緣保溫1-30秒，之後凸模回復，板料取出，完成翻邊板料衝孔。使用本發明方法提高板材的翻邊能力同時不會降低材料的強度和表面質量，該發明可以推廣應用到其它衝壓工藝的板料製備中。
文檔編號B21D28/26GK102886422SQ20121040370
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月22日 優先權日2012年10月22日
發明者錢健清, 李勝祗 申請人:安徽工業大學