[发明专利]钣金件复合加工模具及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于同时实施拉伸与冲孔操作的复合加工模具及其方法，主要适用于各类与塑料部件组合安装使用的钣金件加工模具与方法，属于机械设计与工业自动化领域。

背景知识

现有国内外钣金件的机加工模具与控制工艺中，如应用于家用电器制造行业的薄板钣金件(例如冰箱外壳、洗衣机外壳内筒、空调外壳、油烟机外壳等)，钣金件的外型构造普遍地采用冲压模具来加工，对于外观质量，成型尺寸精度均有着较高的技术要求。

钣金件的机加工模具一般是在凸凹模的台阶上先进行拉伸，再进行后续的冲孔，因此模具结构既要控制拉伸台阶的横向尺寸与深度，又要控制底孔的径宽，还得同时保证底孔与台阶中心轴线不能出现偏心。

通常采用的机加工模具是选择拉伸、冲孔两套结构，以分别完成拉伸与冲孔，但是两套模具结构仅适用于单工位的压机上，在自动化的钣金生产线上这两套模具结构较为复杂，由于各自初始定位难以统一与精确调节，因此所完成的钣金件拉伸与冲孔形状较不稳定。

而且，钣金件的冲孔需与所组合安装使用的塑料件相匹配，若继续采用两套模具势必需要进行两次定位，这就导致了定位精度的下降，使得冲孔圆心与台阶中心轴线较易出现偏心现象，从而到钣金件与塑料件之间的配合安装。

相应地，同时采用两套模具也会增加开模成本、以及相关钣金产品的生产成本。

发明内容

本发明所述的钣金件复合加工模具及其方法，在于解决上述现有技术存在的问题而采取在一套模具中同时设置有拉伸与冲孔结构的方式，以实现在一次加工进程中同时完成拉伸与冲孔操作的复合加工方法，从而达到简化模具结构，降低制造成本的目的。

另一发明目的在于，采用一次定位方式，以保证拉伸与冲孔操作中心的精确重合，从而提高钣金件加工型面的形状与各个尺寸数值的稳定与可靠性。

发明目的还在于，实现冲孔的孔径可调，即拉伸与冲孔操作的精度同步地得以保证。

为实现上述设计目的，所述的钣金件复合加工模具主要包括有：

相对设置的第一模座和第二模座，其中，

在第一模座上安装有成型凹模，在成型凹模内部设置有成型空腔，在成型空腔内部弹性地连接有内脱板；

在第二模座上弹性地连接有脱料板，凸凹模固定安装于第二模座并贯穿脱料板，凸凹模具有与所加工钣金件相同型面结构的凸出部；

在第一模座上设置有用于在钣金件上冲孔的凸模，凸模的外端部延伸至成型空腔中。

如上述基本方案，针对钣金件的拉伸操作是由成型凹模与贯穿脱料板的凸凹模共同完成的。在拉伸过程中，凸凹模上的凸出部将钣金件拉伸成预定结构的型面，同时凸模作用于钣金件被拉伸的部分而在其表面上冲孔。

由于上述完成拉伸与冲孔的结构设置在一套模具中，不仅拉伸与冲孔在同一复合加工进程中同时完成，减小了相应两套单独操作模具的结构，而且拉伸与冲孔结构可通过机械部件的加工、连接安装与调试而达到较高的初始定位精度，既能够保证拉伸与冲孔操作中心的精确重合，又能够有效地提高所加工型面的形状与尺寸可靠。

为适应不同孔径尺寸的冲孔要求，可采取下述调整结构与方式以改变在拉伸过程中实施冲孔操作的初始时间，即在凸模与第一模座之间的连接部，设置有用于调节凸模在成型空腔中位置的内外螺纹结构，通过内外螺纹调节凸模在成型空腔中的初始位置，控制凸模抵触钣金件的初始时间来控制最终形成冲孔的孔径尺寸。

为在拉伸与冲孔操作过程中、以及完成操作后，提高钣金件在成型空腔的深度控制与脱模，可在第一模座与成型凹模之间连接有第一垫板，在第一垫板内部设置有容纳内脱板弹性压缩的空腔；

所述成型空腔具有两级台阶结构，内脱板设置于第一级台阶结构中，凸模的外端部延伸至第二级台阶结构中。

为有效地调节拉伸过程中凸凹模与脱料板之间的相对位置，以控制拉伸操作的渐进性与部件之间的弹性复位能力，可在第二模座与脱料板之间连接有第二垫板，在第二模座上安装有连接脱料板的弹簧。

根据上述钣金件复合加工模具的结构改进与设计构思，本发明同时还可实现下述复合加工方法：

即在外力作用下，钣金件在成型凹模与凸凹模之间被挤压，凸凹模上的凸出部作用于成型空腔内的部分钣金件而将其拉伸成预定结构的型面；

在实施拉伸加工过程中，凸模作用于钣金件被拉伸的部分而在其表面冲孔。

针对控制并改变冲孔孔径尺寸的拓展方式是，通过调节凸模在成型空腔中的初始位置，改变在拉伸加工过程中凸模作用于钣金件的时间，以控制冲孔的加工尺寸。