一种平衡环工件切边冲孔复合模具的制作方法

1.本发明涉及汽车生产工艺的模具技术领域，具体涉及一种平衡环工件切边冲孔复合模具。


背景技术：

2.平衡环是电动汽车电机的重要组成零件，他的主要功能是通过与电机转子的连接从而起到动平衡的作用，可有效保障高速旋转时的平衡稳定性。
3.根据平衡环的结构和形状的分析，该产品锻造工序为下料、加热、镦粗、终锻、冲孔、切边。现有成形工序中，冲孔和切边是分开的两个工序，在日常生产过程中，分别需要由冲孔模具和切边模具这两套模具来分别完成这两个工序，这样不仅增加了设备及人力成本，降低了生产效率，同时由于多次重复定位，造成产品精度低，容易造成人为缺陷，影响产品质量，难以满足大批量生产的要求。
4.为了提高生产效率主要采用复合锻压或级进锻压两种方式。若采用级进模虽然生产效率很高，但模具的结构比较复杂，对制造精度要求较高，一般生产周期长，成本高维护也比较困难。因此，有必要提供一种解决上述技术问题的切边冲孔复合模具。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种平衡环工件切边冲孔复合模具，以解决现有技术中，导致的模具结构复杂精度且要求较高的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
7.一种平衡环工件切边冲孔复合模具，包括。
8.作为本发明的一种优选方案，包括承力座，安装在所述承力座上的切边凹模座，所述切边凹模座中间设置有凹模，所述凹模下部的所述承力座上设置有顶件组件，所述凹模内部设置有竖直贯穿导槽，所述顶件组件的顶部安装在所述竖直贯穿导槽内；
9.所述切边凹模座的上方设置有连接在压力机滑块上的上模板，所述上模板的下表面中间连接有冲头组件；
10.其中，所述上模板在压力机滑块的驱动下使所述冲头组件向下移动与所述凹模上的锻件接触，所述冲头组件进行连皮的冲孔动作；
11.所述冲头组件在压力机滑块的驱动下继续竖直向下移动切除连皮冲孔后形成的飞边；
12.所述顶件组件在所述冲头组件向下移动的过程中配合所述冲头组件的行程沿所述竖直贯穿导槽轴向向下移动，且在所述冲头组件返程时顶出锻件和冲孔连皮。
13.作为本发明的一种优选方案，所述顶件组件包括导柱，所述导柱上活动套装有导座，所述导座套装在所述竖直贯穿导槽内，所述导柱上套装有承压弹簧，所述承压弹簧的顶部连接所述导座；
14.所述导座的顶部设置有配合槽，所述配合槽的孔径与所述冲头组件的冲孔直径相
同。
15.作为本发明的一种优选方案，所述冲头组件包括切边柱，所述切边柱的一端与所述上模板固定连接，所述切边柱的另一端连接有冲孔柱头，所述切边柱的底部边缘形成切刃。
16.作为本发明的一种优选方案，所述切边柱上安装有卸料组件，所述卸料组件包括套装在所述切边柱上的卸料板，所述卸料板的四周通过导向弹簧杆连接所述上模板。
17.作为本发明的一种优选方案，所述切边柱包括固定柱体，所述固定柱体上安装有转动柱体，所述固定柱体套装在所述冲孔柱头上且与所述固定柱体转动连接，所述转动柱体的底部边缘形成所述切刃；
18.其中，所述转动柱体的侧边与所述卸料板上设置的驱动件连接，所述驱动件用于在所述卸料板接触所述切边凹模后驱动所述转动柱体进行转动。
19.作为本发明的一种优选方案，所述驱动件包括设置在所述卸料板上的回转孔，所述转动柱体安装在所述回转孔中，所述回转孔的侧壁上分布有多个呈中心对称设置的行程导向弧槽，所述转动柱体的侧壁上设置有嵌入所述行程导向弧槽的栓体；
20.其中，在所述卸料板接触所述切边凹模后，所述栓体沿所述行程导向弧槽移动驱动所述转动柱体进行转动。
21.作为本发明的一种优选方案，所述切刃包括等间距设置在所述转动柱体的底部周向边缘的多个刃体，所述刃体的一侧设置有破峰棱，且所述破峰棱沿所述转动柱体的径向；
22.其中，在所述卸料板接触所述切边凹模后，所述栓体沿所述行程导向弧槽移动驱动所述转动柱体进行转动的弧长大于相邻两个所述刃体之间的弧长。
23.作为本发明的一种优选方案，所述导座的顶部设置有圆台瓣座，所述圆台瓣座包括多个瓣体单元，多个所述瓣体单元的靠近所述导座的侧面形成所述配合槽；
24.所述冲孔柱头的柱身上设置有膨胀环，所述膨胀环与所述冲孔柱头端部的距离小于所述刃体与所述冲孔柱头之间的距离；
25.其中，所述冲头组件在压力机滑块的驱动下继续竖直向下移动使所述膨胀环进入所述配合槽中使所述圆台瓣座的腰线弧面接触锻件的底部内侧面。
26.作为本发明的一种优选方案，位于所述卸料板两侧的所述上模板均上设置有导向杆，所述切边凹模上设置有与所述导向杆且贯穿至所述承力座的导向孔。
27.本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
28.本文提出一种复合模具，经过一次对模、调试，在锻件模锻成形后，将工件放置于复合工装中，一台压力机一次行程下就可完成切边、冲孔两道工序，不仅解决了切边冲孔影响的质量问题，而且还节约劳动力和设备动能，提高了生产效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
30.图1为本发明实施例的整体结构示意图；
31.图2为本发明实施例的顶件组件的整体结构示意图；
32.图3为本发明实施例的图1的整体结构示意图；
33.图4为本发明实施例的切边凹模和结构示意图；
34.图5为本发明实施例的刃体结构示意图。
35.图中的标号分别表示如下：
36.1-承力座；2-切边凹模座；3-凹模；4-竖直贯穿导槽；5-顶件组件；6-上模板；7-冲头组件；8-卸料组件；9-驱动件；10-导向杆；11-导向孔；
37.51-导柱；52-导座；53-承压弹簧；54-配合槽；55-圆台瓣座；56-瓣体单元；
38.71-切边柱；72-冲孔柱头；73-切刃；74-转动柱体；75-固定柱体；76-破峰棱；77-刃体；78-膨胀环；
39.81-卸料板；82-导向弹簧杆；
40.91-回转孔；92-行程导向弧槽；93-栓体。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.如图1至图5所示，本发明提供了一种平衡环工件切边冲孔复合模具，包括承力座1，安装在承力座1上的切边凹模座2，切边凹模座2中间设置有凹模3，凹模3下部的承力座1上设置有顶件组件5，凹模3内部设置有竖直贯穿导槽4，顶件组件5的顶部安装在竖直贯穿导槽4内。切边凹模座2的上方设置有连接在压力机滑块上的上模板6，上模板6的下表面中间连接有冲头组件7。
43.其中，上模板6在压力机滑块的驱动下使冲头组件7向下移动与凹模3上的锻件接触，冲头组件7进行连皮的冲孔动作。冲头组件7在压力机滑块的驱动下继续竖直向下移动切除连皮冲孔后形成的飞边。
44.顶件组件5在冲头组件7向下移动的过程中配合冲头组件7的行程沿竖直贯穿导槽4轴向向下移动，且在冲头组件7返程时顶出锻件和冲孔连皮。
45.其具体工作时：压力机滑块处于最上位置(指的是压力机驱动行程的初始位置)时，顶件组件5处于最高位置(不受外力作用的初始状态)，此时将锻件放至凹模并落于顶件组件5上。
46.压力机驱动滑块竖直向下移时，上模板向下移动。随后锻件与凹模3接触后，压力机驱动滑块继续下移，冲头组件7与锻件接触将连皮冲除，冲连皮完毕后连皮落在顶件组件5沿竖直贯穿导槽4竖直向下移动后形成的空腔内(也就是竖直贯穿导槽4位于凹模3的上方，此时顶件组件5被向下压缩至虽大行程位置处)内。随后冲头组件7继续下移并推压锻件，将飞边切除。
47.压力机驱动滑块回程，顶件组件5将冲削后的平衡环和冲孔连皮顶出，方便取件。
48.为了实现上述中的顶件组件5的工作原理，本发明提供了一种顶件组件5的具体实施方式包括导柱51，导柱51上活动套装有导座52，导座52套装在竖直贯穿导槽4内，导柱51
上套装有承压弹簧53，承压弹簧53的顶部连接导座52。导座52的顶部设置有配合槽54(配合槽54的目的是让冲孔连皮对应落在顶件组件5沿竖直贯穿导槽4竖直向下移动后形成的空腔内，此时是落在配合槽54中，配合槽54用于收集冲孔后的冲孔连皮)，当然这时候，配合槽54的孔径与冲头组件7的冲孔直径相同。
49.本发明中的冲头组件7包括切边柱71，切边柱71的一端与上模板6固定连接，切边柱71的另一端连接有冲孔柱头72，切边柱71的底部边缘形成切刃73。
50.本发明基于现有的卸料板动作，在切边柱71上安装有卸料组件8，卸料组件8包括套装在切边柱71上的卸料板81，卸料板81的四周通过导向弹簧杆82连接上模板6。在压力机驱动滑块竖直向下移时，上模板和卸料板81同步向下移动。在卸料板接触81接触切边凹槽座2时，卸料板81停止向下移动，此时压缩导向弹簧杆82的弹簧开始压缩。
51.这其中，在卸料板81接触切边凹模座2上表面后，压力机驱动滑块竖直向下移时，上模板6接触卸料板81控制冲孔柱头72的最大行程，此时导向弹簧杆82依然在其弹性系数内。
52.进一步地，本发明中为了在冲削的过程中进行旋转方向的冲削，也就是将沿锻件轴向的作用力转变为沿锻件周向的作用力，这样做的目的是，减少锻件轴向冲削时对锻件主体产生的损害，也能够适应平衡环类产品的弧度。
53.为此，切边柱71包括固定柱体75，固定柱体75上安装有转动柱体74，固定柱体75套装在冲孔柱头72上且与固定柱体75转动连接，转动柱体74的底部边缘形成切刃73。其中，转动柱体74的侧边与卸料板81上设置的驱动件9连接，驱动件9用于在卸料板81接触切边凹模座2后驱动转动柱体74进行转动。
54.也就是利用卸料板81接触切边凹模座2为触发“信号”，此时卸料板81已经不具备继续向下的能够力，驱动件9开始驱动转动柱体74开始转动，进行切刃73接触冲孔连皮(也就是飞边)的动作，开始进行切削。
55.进一步地，驱动件9可以是一种主动控制的伸缩杆，伸缩杆沿转动柱体74的切向施加作用力，使得转动柱体74转动。
56.但是，本发明为了利用切边凹槽模2和卸料板81之间接触的动作以及固定柱体75需要继续进行冲削飞边的行程动作，为此，本发明提供了一种驱动件9的具体实施例：
57.包括设置在卸料板81上的回转孔91，转动柱体74安装在回转孔91中，回转孔91的侧壁上分布有多个呈中心对称设置的行程导向弧槽92，转动柱体74的侧壁上设置有嵌入行程导向弧槽92的栓体93；其中，在卸料板81接触切边凹模3后，栓体93沿行程导向弧槽92移动驱动转动柱体74进行转动。
58.切刃73包括等间距设置在转动柱体74的底部周向边缘的多个刃体77，刃体77的一侧设置有破峰棱76，且破峰棱76沿转动柱体74的径向，也就是说在进行冲削动作时，破峰棱76的底部先接触冲孔连皮，带穿刺冲孔连皮(飞边)后，刃体77开始接触冲孔连皮进行周向切削(刃体具备周向上的长度)。
59.这其中，破峰棱76与刃体77之间的90
°
夹角呈光滑过渡，这样能够对切削的部分实现向下的导向动作，对切削后的冲孔连皮进行配合槽54部分的导向。
60.其中，在卸料板81接触切边凹模3后，栓体93沿行程导向弧槽92移动驱动转动柱体74进行转动的弧长大于相邻两个刃体77之间的弧长，其目的是使得多个刃体77进行的周向
转动大于锻件的需要切削的飞边的周向长度，从而能够保证冲孔连皮(飞边)的完整切削。
61.在现有的冲孔和切边的技术方案中，大多是刃体(也就是冲头)对飞边或者冲孔连皮进行直接的冲压切削，这其中由于此时锻件本体是固定的状态，那么单面的冲削过程会使冲孔连皮底部与锻件主体的连接在受压过程中表面发生变形，并且如果冲孔连皮和锻件主体的连接较为紧密还会对锻件的主体进行撕扯，显然会造成锻件的良品率下降。
62.为此，本发明在进行冲削的过程中，先对冲孔连皮的底部进行支撑，当达到冲孔连皮的冲削的行程后，再失去对冲孔连皮的底部支撑。这样在冲削的过程中能够保持冲孔连皮的状态，也就是使得冲孔连皮的冲削的应变朝向导座52的径向。
63.为此，导座52的顶部设置有圆台瓣座55，圆台瓣座55包括多个瓣体单元56，多个瓣体单元56的靠近导座52的侧面形成配合槽54。冲孔柱头72的柱身上设置有膨胀环78，膨胀环78与冲孔柱头72端部的距离小于刃体77与冲孔柱头72之间的距离。其中，冲头组件7在压力机滑块的驱动下继续竖直向下移动使膨胀环78进入配合槽54中使圆台瓣座55的腰线弧面接触锻件的底部内侧面。
64.冲头组件7在完成冲孔连皮的冲孔动作后，冲头组件7在压力机滑块的驱动下继续竖直向下移动，此时冲孔柱头72上的膨胀环78进入配合槽54中，随后开始挤压瓣体单元56的靠近配合槽54的内壁，使得瓣体单元56朝向锻件的冲孔连皮的底部内侧表面进行挤压。
65.当然瓣体单元56采用一种具有可变形的性能的金属材料。
66.由于多个瓣体单元56的整体呈圆台性，其腰线部分设计成弧线，这样能够实现对于冲孔连皮的底部与锻件的连接处进行配合支撑。
67.随后，冲头组件7在继续向下的行程中刃体77开始接触冲孔连皮和锻件连接处上部表面(也就是上述中的冲孔后产生的飞边)，进行冲削动作，直至刃体77走完飞边的高度距离。
68.这个高度距离的获得是根据现有的平衡环累产生在生产过程中获得的平均值。
69.本发明中可以将刃体77靠近靠近所述圆台瓣座55的表面设计成与圆台瓣座55的腰线形状相配合的结构，这样即使刃体77完成飞边的冲削行程也不会与圆台瓣座55接触，产生损坏，提高两者在冲削动作中的配合度。
70.当然，在刃体77完成冲削动作之前，需要停止膨胀环78对于与瓣体单元56的接触面的继续挤压。可以将配合槽54设计呈两端，位于圆台瓣座55的部分的配合槽54的略大于或者等于冲孔柱头72的直径，而位于导座52部分的配合槽54的直径大于等于膨胀环78的外径，其目的是，膨胀环78进入该部分时已经失去了对于多个瓣体单元56的径向挤压作用力。
71.那么由于膨胀环78具备向下的行程和向上的行程(恢复冲孔柱头72的初始位置)，因此膨胀环78的中间凸起，凸起向两端光滑多度，如图4所示。
72.进一步地，本发明在实现切边凹模座2和冲头组件7之间的准确导向和行程，通过在位于卸料板81两侧的上模板6均上设置有导向杆10，切边凹模3上设置有与导向杆10且贯穿至承力座1的导向孔11。
73.进一步地，导向杆10可以具备多段结构，例如伸缩杆的结构。
74.以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。

技术特征：
1.一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，包括承力座(1)，安装在所述承力座(1)上的切边凹模座(2)，所述切边凹模座(2)中间设置有凹模(3)，所述凹模(3)下部的所述承力座(1)上设置有顶件组件(5)，所述凹模(3)内部设置有竖直贯穿导槽(4)，所述顶件组件(5)的顶部安装在所述竖直贯穿导槽(4)内；所述切边凹模座(2)的上方设置有连接在压力机滑块上的上模板(6)，所述上模板(6)的下表面中间连接有冲头组件(7)；其中，所述上模板(6)在压力机滑块的驱动下使所述冲头组件(7)向下移动与所述凹模(3)上的锻件接触，所述冲头组件(7)进行连皮的冲孔动作；所述冲头组件(7)在压力机滑块的驱动下继续竖直向下移动切除连皮冲孔后形成的飞边；所述顶件组件(5)在所述冲头组件(7)向下移动的过程中配合所述冲头组件(7)的行程沿所述竖直贯穿导槽(4)轴向向下移动，且在所述冲头组件(7)返程时顶出锻件和冲孔连皮。2.根据权利要求1所述的一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，所述顶件组件(5)包括导柱(51)，所述导柱(51)上活动套装有导座(52)，所述导座(52)套装在所述竖直贯穿导槽(4)内，所述导柱(51)上套装有承压弹簧(53)，所述承压弹簧(53)的顶部连接所述导座(52)；所述导座(52)的顶部设置有配合槽(54)，所述配合槽(54)的孔径与所述冲头组件(7)的冲孔直径相同。3.根据权利要求1所述的一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，所述冲头组件(7)包括切边柱(71)，所述切边柱(71)的一端与所述上模板(6)固定连接，所述切边柱(71)的另一端连接有冲孔柱头(72)，所述切边柱(71)的底部边缘形成切刃(73)。4.根据权利要求3所述的一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，所述切边柱(71)上安装有卸料组件(8)，所述卸料组件(8)包括套装在所述切边柱(71)上的卸料板(81)，所述卸料板(81)的四周通过导向弹簧杆(82)连接所述上模板(6)。5.根据权利要求4所述的一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，所述切边柱(71)包括固定柱体(75)，所述固定柱体(75)上安装有转动柱体(74)，所述固定柱体(75)套装在所述冲孔柱头(72)上且与所述固定柱体(75)转动连接，所述转动柱体(74)的底部边缘形成所述切刃(73)；其中，所述转动柱体(74)的侧边与所述卸料板(81)上设置的驱动件(9)连接，所述驱动件(9)用于在所述卸料板(81)接触所述切边凹模(3)后驱动所述转动柱体(74)进行转动。6.根据权利要求5所述的一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，所述驱动件(9)包括设置在所述卸料板(81)上的回转孔(91)，所述转动柱体(74)安装在所述回转孔(91)中，所述回转孔(91)的侧壁上分布有多个呈中心对称设置的行程导向弧槽(92)，所述转动柱体(74)的侧壁上设置有嵌入所述行程导向弧槽(92)的栓体(93)；其中，在所述卸料板(81)接触所述切边凹模(2)后，所述栓体(93)沿所述行程导向弧槽(92)移动驱动所述转动柱体(74)进行转动。7.根据权利要求6所述的一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，
所述切刃(73)包括等间距设置在所述转动柱体(74)的底部周向边缘的多个刃体(77)，所述刃体(77)的一侧设置有破峰棱(76)，且所述破峰棱(76)沿所述转动柱体(74)的径向；其中，在所述卸料板(81)接触所述切边凹模座(3)后，所述栓体(93)沿所述行程导向弧槽(92)移动驱动所述转动柱体(74)进行转动的弧长大于相邻两个所述刃体(77)之间的弧长。8.根据权利要求7所述的一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，所述导座(52)的顶部设置有圆台瓣座(55)，所述圆台瓣座(55)包括多个瓣体单元(56)，多个所述瓣体单元(56)的靠近所述导座(52)的侧面形成所述配合槽(54)；所述冲孔柱头(72)的柱身上设置有膨胀环(78)，所述膨胀环(78)与所述冲孔柱头(72)端部的距离小于所述刃体(77)与所述冲孔柱头(72)之间的距离；其中，所述冲头组件(7)在压力机滑块的驱动下继续竖直向下移动使所述膨胀环(78)进入所述配合槽(54)中使所述圆台瓣座(55)的腰线弧面接触锻件的底部内侧面。9.根据权利要求8所述的一种平衡环工件切边冲孔复合模具，其特征在于，位于所述卸料板(81)两侧的所述上模板(6)均上设置有导向杆(10)，所述切边凹模(3)上设置有与所述导向杆(10)且贯穿至所述承力座(1)的导向孔(11)。

技术总结
本发明公开了一种平衡环工件切边冲孔复合模具，包括承力座，切边凹模座，凹模以及顶件组件，凹模内部设置有竖直贯穿导槽，顶件组件的顶部安装在竖直贯穿导槽内；切边凹模座的上方设置有上模板，上模板的下方连接有冲头组件；其中，上模板在压力机滑块的驱动下使冲头组件向下移动与凹模上的锻件接触，冲头组件进行连皮的冲孔动作；冲头组件在压力机滑块的驱动下继续竖直向下移动切除连皮冲孔后形成的飞边；顶件组件在冲头组件向下移动的过程中配合冲头组件的行程沿竖直贯穿导槽轴向向下移动，且在冲头组件返程时顶出锻件和冲孔连皮。本发明的模具在一次行程下就可完成切边、冲孔两道工序，节约劳动力和设备动能，提高了生产效率。效率。效率。


技术研发人员：黎诚 王玲芝 董奇 金飞翔 张波 金康
受保护的技术使用者：中机精密成形产业技术研究院（安徽）股份有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/23