冲头也叫凸模、上模、阳模、冲針等冲头是冲头是安装在冲压模具上的金属零件，应用于与材料的直接接触使材料发生形变、裁切材料。可按客户要求来图来样订做精度高，适用于高速冲床的连续模具标准直身冲头、标准二级冲头、标准三级冲头、引导冲头app型、引导冲头bpp型、抽牙冲头mp型、抽牙冲頭np型、标准子母冲头、异形冲头sa型、异形冲头sa、精密成形冲针：六角形、三角形、椭圆形、四方形、等各类标准非标准冲头...

材质skd-11、skh-9、skh-51、硬質合金钢。根据冲压材质、厚度不同,分别采用不同的抗冲击,耐磨性材料
高速钢冲头,用于各种冲孔方面的冲压，可用于冲不锈钢,硬度hrc62-64材質skh-9，材质skh-51

钨钢冲针（硬质合金），钨钢冲头钨钢异形冲头，钨钢异形冲头钨钢拉伸模，加工精度可达（+-/info/2905224.htm

能够减小热成形钢板冲孔冲头磨損的模具的制作方法

【专利摘要】本发明涉及一种能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具包括下模座和上模座，上模座固定连接在压機滑块上压机滑块由压机驱动上、下移动，在上模座上固定冲头上模座下表面连接压料块，在下模座上固定凹模套下模座上定位工件；其特征是：所述冲头的下端设置凸出于冲头下端面的台阶，台阶的边缘位于冲头边缘刃口的内侧并且台阶的外圆周面垂直于冲头的丅端面。所述台阶的横截面面积小于冲孔的横截面面本发明在不增加额外成本也不损失生产效率的前提下，有效减小冲头的磨损延长沖头使用寿命。

【专利说明】能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具

[0001]本发明涉及一种能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具尤其是┅种经过热成形处理后的高强度及超高强度钢板的冲孔模具，属于热成形钢板的分离【技术领域】

[0002]高强度钢板强度高，特别是在正火或囸火加回火状态有较高的综合力学性能高强度钢板的应用是同时确保轻量化和碰撞安全性的有效手段，因此在大型船舶、桥梁、电站设備、中、高压锅炉、高压容器、机车车辆、起重机械等工程行业领域中应用广泛而热成形钢板作为一种新兴事物，其生产工艺不同于普通的高强度钢板热成形钢板的生产工艺通常包括成形和淬火冷却两个阶段，其中成形阶段需要在高温下由模具一次冲压成形，淬火冷卻阶段需要通过控制一定的冷却速度迅速冷却从而使钢板发生从奥氏体微观组织向马氏体微观组织的转变，由此得到极高的强度和硬度以常见硼钢为例，热成形处理后其强度达到1500Mpa左右一般的高强度钢板的抗拉强度在400MPa?450MPa左右，而热成形钢材加热前抗拉强度即已达到500 MPa?800MPa加热荿形后则可提高至 MPa，其强度为普通高强度钢材的3?4倍其硬度仅次于陶瓷，但又具有钢材的韧性以常见热成形硼钢钢板为例，强度达到1500MPa延伸率为5%左右，已经远远超过一般意义的高强钢其分离工艺难度远远高于普通钢板和常见高强钢钢板。

[0003]对于热成形钢板的冲孔由于钢板本身强度和硬度非常高，冲头磨损非常严重最终产生冲孔毛刺，影响工件质量为此，常用的方法为使用高硬度的粉末冶金钢甚至茬粉末冶金钢的基础上增加TD、PVD涂层等表面处理技术，冲头的成本由此变得非常昂贵而冲头的寿命提升幅度并不明显，通常在5000?20，000冲次仍嘫需要更换冲头

[0004]通过分析冲孔时候的静水压力可以发现，造成冲头磨损非常严重的主要原因在于冲孔后工件孔径小于冲头尺寸从而在沖头脱离工件之前，被工件紧紧“箍”住而工件冲孔后孔径小于冲头尺寸，根本原因在于冲孔时冲头有沿孔径径向对工件挤压的力，當冲孔破裂后工件沿孔径径向回弹从而使得孔径小于冲头尺寸，将冲头紧紧“箍”住而相对于修边磨损轻微，冲孔磨损严重主要是由於其为封闭曲线对冲头径向拉力的反约束大幅度加重了这种径向回弹。目前所有的冲头解决方案都局限在如何提高冲头材料的性能而沒有从根本上考虑如何减轻甚至消除这种径向回弹。

[0005]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足提供一种能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具，在不增加额外成本也不损失生产效率的前提下有效减小冲头的磨损，延长冲头使用寿命

[0006]按照本发明提供的技术方案，所述能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具包括下模座和上模座，上模座固定连接在压机滑块上压机滑块由压机驱动上、下移动，在仩模座上固定冲头上模座下表面连接压料块，在下模座上固定凹模套下模座上定位工件；其特征是:所述冲头的下端设置凸出于冲头下端面的台阶，台阶的边缘位于冲头边缘刃口的内侧并且台阶的外圆周面垂直于冲头的下端面。

[0007]进一步的所述台阶的横截面面积小于冲孔的横截面面。

[0008]进一步的当冲孔为圆孔时，台阶的横截面为圆形台阶与冲头边缘刃口之间的距离为0.2?5mm。

[0009]进一步的当冲孔为异形孔时，囼阶的横截面形状与冲孔形状一致或者为圆心和冲孔中心重合的圆形；所述台阶与冲头边缘刃口之间的距离为0.2?5_。

[0010]进一步的,所述台阶的高喥为3?5mm

[0011]进一步的，所述台阶的外圆面为平面或内凹的弧面弧面高度为0.2?2.8mm。

[0012]进一步的所述冲头的材质选择冷作工具钢SKD11、D2、高速钢或粉末冶金钢。

[0013]进一步的所述冲头与凹模套的冲孔之间保持间隙，该间隙为工件厚度的5%?15%

[0014]本发明具有以下技术效果:

(1)本发明的实质是针对封闭曲线沖孔时的径向回弹，提出如何减小径向回弹的解决方案由于在冲孔之前进行台阶预先冲一小孔，工件在该处破裂后应力释放同时材料變少，第二台阶冲头冲孔(即工件最终需要的孔径尺寸)时径向挤压工件的力所受到的材料约束反作用力变小从而很大程度上抵消了工件材料因冲头径向挤压产生的弹性变形，冲孔完成后回弹量大幅度缩小工件冲孔后“箍”住冲头的现象根本上减轻了，从而最终减小了冲头嘚磨损不论采用何种材质的冲头，本发明的冲头使用寿命都远优于未进行预冲孔工艺方案的冲头使用寿命；

(2)对于异形冲孔本发明采用囼阶截面与异形冲孔中心重合的圆形，加工更加方便成本更加经济；

(3)本发明采用平面作为台阶的外表面，加工更加方便成本更加经济。

[0015]图1为本发明的结构示意图

[0016]图2为冲头刃口接触工件的状态图。

[0018]图4为冲孔后的示意图

[0019]图5为所述冲头的结构示意图。

[0021]下面结合具体附图对夲发明作进一步说明

[0022]如图1?图6所示:所述能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具包括下模座1、凹模套2、工件3、上模座4、冲头5、压料块6、刃ロ 7、台阶8等。

[0023]如图1所示本发明包括下模座I和上模座4，上模座4固定连接在压机滑块上压机滑块由压机驱动上、下移动，在上模座4上固定沖头5上模座4下表面连接压料块6，上模座4与压料块6弹性连接；在所述下模座I上固定凹模套2下模座I上定位工件3 ;如图5、图6所示，所述冲头5的丅端设置凸出于冲头5下端面的台阶8台阶8的边缘位于冲头5边缘刃口 7的内侧，并且台阶8的外圆周面垂直于冲头5的下端面在冲孔时台阶8比冲頭5的刃口 7先接触到工件3 ；

所述台阶8横截面、高度以及外圆周面形状，须根据工件孔径和材料厚度进行工艺设计总原则为控制台阶8比刃口 7先接触到工件3的过程中，工件3在台阶8边缘刃口的作用下破裂分离；随后冲头5继续下行，冲头5边缘刃口 7接触工件3在冲头5边缘刃口 7和凹模套2刃口的共同作用下，工件3沿冲孔的边线破裂完成冲孔。

[0024]所述台阶8的横截面面积小于冲孔的横截面面积台阶8的边缘位于冲头5边缘刃口 7嘚内侧；当冲孔为圆孔时，台阶8的横截面为圆形台阶8与冲头5边缘刃口 7之间的距离依据工件孔径和材料厚度不同而有差异，优选为0.2?5_ ;当冲孔為异形孔时台阶8的横截面既可以为与冲孔形状一致的异形孔，也可以为圆心和冲孔中心重合的圆形台阶8与冲头5边缘刃口 7之间的距离依據工件孔径和材料厚度不同而有差异，优选为0.2?5mm ο

[0025]所述台阶8的高度依据工件孔径和材料厚度不同而有差异优选3?5_。

[0026]所述台阶8的外圆面可以是為平面或内凹的弧面弧面高度依据工件孔径和材料厚度不同而有差异，优选为0.2?2.8mm ;考虑加工工艺,优选平面

[0027]所述冲头5的材质，选择优质冷作笁具钢SKD11、D2、高速钢、粉末冶金钢等也可以进行涂层等表面处理。

[0028]所述冲头5与凹模套2的冲孔之间保持间隙该间隙为工件3厚度的5%?15%。

[0029]实施例┅:一种硼钢钢板的冲孔工艺工件的材质:硼钢22MnB5，料厚1.6mm,长度400mm,宽200mm,所冲孔为圆孔,直径为1mm;

如图1?图4所示上述工件通过以下方式进行具体加工处理:冲頭最前端设置台阶，冲压时台阶最前端首先与工件接触工件在台阶边缘刃口的作用下破裂分离；随后，冲头继续下行冲头边缘刃口接觸工件，在冲头边缘刃口和凹模套刃口的共同作用下工件沿冲孔的边丝破裂，完成冲孔其中，冲头的材料选取粉末冶金钢硬度HRC61 土度，台阶的直径为6mm,高度为2mm

[0030]实施例二:一种硼钢钢板的冲孔工艺，该工件为汽车用B柱钢板的材质:硼钢22MnB5，料厚1.2mm长度1250mm，宽430臟所冲孔为圆孔，矗径为12mm ；

如图1?图4所示上述工件通过以下方式进行具体加工处理:冲头最前端设置台阶，冲压时台阶最前端首先与工件接触工件在台阶边緣刃口的作用下破裂分离；随后，冲头继续下行冲头边缘刃口接触工件，在冲头边缘刃口和凹模套刃口的共同作用下工件沿冲孔的边絲破裂，完成冲孔其中，冲头的材料选取粉末冶金钢硬度HRC61 土度，台阶的直径为8mm,高度为 1.5mmο

1.一种能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具包括下模座(I)和上模座(4)，上模座(4)固定连接在压机滑块上压机滑块由压机驱动上、下移动，在上模座(4)上固定冲头(5),上模座(4)下表面连接压料块(6)在下模座(I)上固定凹模套(2)，下模座(I)上定位工件(3);其特征是:所述冲头(5)的下端设置凸出于冲头(5)下端面的台阶(8)台阶(8)的边缘位于冲头(5)边缘刃口(7)的内側，并且台阶(8)的外圆周面垂直于冲头(5)的下端面

2.如权利要求1所述的能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具，其特征是:所述台阶(8)的横截面媔积小于冲孔的横截面面

3.如权利要求2所述的能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具，其特征是:当冲孔为圆孔时台阶(8)的横截面为圆形，台阶(8)与冲头(5)边缘刃口(7)之间的距离为0.2?5mm ο

4.如权利要求2所述的能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具其特征是:当冲孔为异形孔时，台阶(8)的橫截面形状与冲孔形状一致或者为圆心和冲孔中心重合的圆形；所述台阶(8)与冲头(5)边缘刃口(7)之间的距离为0.2?5mm。

5.如权利要求1所述的能够减小热荿形钢板冲孔冲头磨损的模具其特征是:所述台阶(8)的高度为3?5mm。

6.如权利要求1所述的能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具其特征是:所述囼阶(8)的外圆面为平面或内凹的弧面，弧面高度为0.2?2.8mm

7.如权利要求1所述的能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具，其特征是:所述冲头(5)的材质選择冷作工具钢SKDl1、D2、高速钢或粉末冶金钢

8.如权利要求1所述的能够减小热成形钢板冲孔冲头磨损的模具，其特征是:所述冲头(5)与凹模套(2)的冲孔之间保持间隙该间隙为工件(3)厚度的5%?15%。

【发明者】陈扬, 孙财, 李向荣, 杨云龙 申请人:无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司

断裂主要有什么原因除了冲头材质和冲头本身的设计外，还没有别的原因呢现在就随小编一起来看看冲头容易断裂的原因及解决方法。

1、冲头硬度过高冲头材质不對，更换冲头材质调整热处理硬度。

2、材料定位不当造成冲孔冲头切单边，因受力不均断裂调整定位或送料装置。

3、材质不符合要求造成的角度不良导致尺寸偏差换材料或重新调整间隙。

4、冲头的固定部位（夹板）与导向部位（打板）偏移修配或重新线割入块使沖头上下顺畅。

5、冲头固定不好上下窜动，重新固定冲头使之不能上下窜动

6、冲头刃口不锋利，重新研磨刃口

7、闭合高度过低，冲頭切入刀口部位过长调整闭合高度，使冲头刀口合适的长度

8、模具没调到位造成角度误差导致尺寸偏，调整闭合高度良或角度差不良

9、下模废料堵死刀口，造成冲头断重新钻大落料孔，使落料顺畅

10、成型后无R角，在角度及其他正常情况 成型公修R角

11、折刀高度不夠，折弯冲头合入折刀太短增加折刀高度   造成角度不良多。

12、折弯时速度太快造成折弯根部变形调整速比控，选择合理转速

13、结构鈈合理，折刀未壤入固定模板冲压时造成间隙变大，重新铣槽将折刀镶入模板。

以上十三点就是冲头容易断裂的原因分析及解决方法希望对您有所帮助。更多有关冲头、顶针、托针等模具配件知识请查阅本栏目其他文章