一种在偏心压力机上对法兰盘的冲压成形方法与流程

1.本发明属于航空飞机钣金零件加工技术领域，涉及一种在偏心压力机上对法兰盘的冲压成形方法。


背景技术：

2.一种法兰盘零件材料使用3mm厚的黄铜板材，零件特征为整体长30mm，宽12mm，带有2-φ3.2mm、1-φ9mm孔。此种法兰盘类型零件通常采用冲压成形，冲压成形分为两工序，第一步使用冲床设备冲孔，在零件理论外形轮廓曲线内使用冲孔模冲出2-φ3.2mm孔、1-φ9mm孔以及在零件理论外形轮廓曲线外冲2-φ5定位孔，第二步再按落料模以2-φ5定位孔为定位基准沿零件理论外形轮廓曲线冲切出合格零件，零件理论外形轮廓曲线外的冲下部分是废料。冲压过程中需使用两套模具，加工效率低，并且2-φ5定位孔占用的材料尺寸相当于零件本身使用的材料大小，材料利用率仅达到50％，黄铜材料价值高，会造成严重的浪费。由于零件每批次需求数量大，采用传统生产方式生产一件平均需要20分钟，加工过程繁琐，生产效率低，材料利用率低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于设计一种特殊的法兰盘零件冲切成形方法，将原来的用于冲压成形的冲孔模和落料模装置整合为一套用于冲孔切边的级进冲切模，级进冲切模由两个工位组成，两工位按先冲孔再落料的顺序排列，在冲床对级进冲切模的一次行程中完成两种不同的冲压加工，一次行程完成后，由工人按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一套模具上实现在条料上以渐进连续形式冲制内孔和外形，一次冲裁完成冲孔和落料两道工序。
4.一种在偏心压力机上对法兰盘的冲压成形的级进冲切模包括上模座、模柄、垫板、凸模固定板与小孔径凸模、大孔径凸模、缓冲垫和卸料板；
5.所述的级进冲切模包含上模座，上模座通过螺钉紧固上模各板，使之联结，用于固定上下模，上模座的上表面与模柄通过六角螺钉相连，上模座表面与垫板相连，保持冲模精度，易于架模。
6.所述的垫板下表面与凸模固定板相连，防止冲头受力后对模座入侵，凸模固定板与小孔径凸模、大孔径凸模、外轮廓凸模组成凸模组合件，凸模固定板固定凸模，保证凸模运动高度与方向一致。
7.法兰盘零件包含有2-φ3.2mm、1-φ9mm孔，φ3.2mm孔径极限偏差正0.12mm，小孔径凸模端头直径为φ3.3mm，小孔径凸模用于冲制2-φ3.3mm孔，此2-φ3.3mm孔用于下一个闭合行程的定位作用。大孔径凸模用于冲制1-φ9mm孔，外轮廓凸模用于冲法兰盘零件理论外形轮廓。
8.卸料螺钉与凸模固定板采用螺接固定，缓冲垫平放固定在凸模固定板和卸料板之间，卸料螺钉防止缓冲垫和卸料板发生横向位移。
9.级进冲切模除缓冲垫采用橡皮制造外，其余结构均采用金属材料制造，
10.所述的卸料螺钉、缓冲垫与卸料板组成弹顶器，在冲压过程中，通过弹顶器组件在分模合模时的上下行程来压缩释放缓冲垫的力，借助缓冲垫橡皮的压缩反弹特性，合模时向下施压起到压料作用，分模时始终将条料未切除的余料往下顶，使条料与凸模分离，起到卸料作用。
11.上下模合模时，采用导套、导柱导正模具。导柱导正上下模，便于合模，导正卸料板，保护凸模冲头，保证模具精度，导套是为了增加精度。下模座通过导柱、导套与上模座相连接，下模座保持冲头精度，固定上下模，易于架模。下模座上端有凹模，下模座与凹模通过螺钉固定连接。凹模上端固定有导料板，前一次闭合行程完成后，由工人按照一个固定的步距将条料沿导料板向前移动，使导正销插入到条料上前一次闭合行程中冲出的2-φ3.2mm孔中，导正销用于零件条料与工装凹模定位，导正销孔径极限偏差正0.12mm。起重机通过吊环将上下模吊起移动。
12.本发明的制造方法，将冲孔模与落料模两者优点结合到一起，在条料上以渐进连续形式冲制内孔和外形，一次冲裁完成冲孔和落料两道工序，可以冲压成形制造出黄铜材质法兰盘零件。
13.一种在偏心压力机上对法兰盘的冲压成形方法，步骤如下：
14.第一步：检查板料材料厚度、表面状态。材料表面不允许出现裂纹，脱层，非金属夹杂物、气泡、烧损，腐蚀斑点，材料边缘毛刺是否去除。
15.第二步：将2000x1500mm平板板料使用剪板机切出长宽为1500x36mm的条料，需要切割多条该宽度的条料，将板料连续送进，重复切割条料的操作，直至将所需要的相同宽度的条料全部切割完成，条料宽度方向极限偏差正0.5mm。所有条料都完成切割后，将零件条料单个进行锉修，用锉刀锉削打磨零件边缘并去毛刺，条料边缘表面粗糙度应打磨到ra3.2以上。
16.第三步：检查并安装模具。级进冲切模的上下模应完整、标识清晰，工作表面无压坑、变形、磨损、开裂等损伤。利用吊车吊动吊环，将模具在合模状态摆放在偏心压力机工作台上，调整模具位置，保证模柄与滑块的模柄孔对正。启动偏心压力机设备，点动方式将滑块向下滑动，使模具模柄进入滑块的模柄孔。手动锁紧模柄孔，使模具上模被装夹固定在滑块上。在合模状态，手动拧紧压板螺丝，利用压板将下模座压紧，使凹模固定在工作台上。偏心压力机滑块向上滑动，使模具上、下模分开。清理工装工作表面，要求清洁，无附着物，并用丙酮清洗模具型面和取件的专用工具，去除油污。检查合格后进行后续操作。
17.第四步：调试模具。踩下离合装置，实现一次滑动，目视观察模具上下模的合模情况。利用扳手转动滑块位置调节螺丝来调整滑块行程的位置。反复调整后，最终保证滑块在下死点时，保证滑块在下死点时，小孔径凸模、大孔径凸模和外轮廓凸模进入凹模的深度不要太大，超过被加工材料的厚度值3mm，保证分离即可。检查合格后进行后续操作。
18.第五步：法兰盘零件试压。将1500x36mm条料安装在两个导料板所限定的槽内，条料端头与导正销对齐，通过导料板和导正销的定位方式将试压毛料摆放在模具下模工作面上。踩下设备离合装置，实现第一次冲压成形，仅小孔径凸模、大孔径凸模与条料接触开始工作，冲出第一组的2-φ3.3mm和1-φ9mm孔。由工人按照一个固定的步距将条料沿导料板向前移动，使固定的导正销插入前一次行程冲出的2-φ3.3mm孔内，踩下设备离合装置，实
现第二次冲压成形，仅小孔径凸模、大孔径凸模与条料接触开始工作，冲出第二组2-φ3.3mm和1-φ9mm孔。继续由工人按照一个固定的步距将条料沿导料板向前移动，使固定的导正销插入前一次行程冲出的2-φ3.3mm孔内，踩下设备离合装置，实现第三次冲压成形，小孔径凸模、大孔径凸模、外轮廓凸模均与条料接触，小孔径凸模、大孔径凸模冲出第三组2-φ3.3mm和1-φ9mm孔，外轮廓凸模与第一组孔所在区域凹模接触冲切出第一组法兰盘零件，法兰盘零件通过凹模下端开口向下滑落。用镊子取出法兰盘零件后，检查零件冲压成形质量，外形极限偏差小于正负0.5mm为合格。如果零件检验合格，由工人按照一个固定的步距将条料沿导料板持续向前移动，可以持续冲切出合格法兰盘零件。如果零件毛料冲压成形质量不合格，则需查明原因，及时对毛料、模具或设备进行返修。
19.第六步：法兰盘零件冲压成形及锉修去毛刺。按试压方法进行零件毛料的多次冲压成形。对外形符合检验要求的法兰盘零件，利用刮刀对加工孔进行去毛刺，使用锉刀对外轮廓进行去毛刺。进行去毛刺时，应注意避免划伤临近表面或过多的去除材料，所有边缘不允许有裂纹，法兰盘零件边缘表面粗糙度应打磨到ra3.2以上。
20.第七步：拆卸模具。点动操作将滑块向下滑动，使级进冲切模合模。手动松开滑块的模柄孔，使级进冲切模的模柄与偏心压力机的滑块分离。点动操作将滑块向上滑动，回到初始位置，关闭设备电动机。利用扳手，手动松开用于固定级进冲切模下模座的压板螺丝。将用于装夹固定的压板、螺丝、螺母从设备上退出。将级进冲切模在合模状态通过吊环吊离压力机工作台。
21.第八步：检查冲压零件的表面质量，要求表面不允许有毛刺、压伤、砂眼、锈痕、划伤、裂口、不清洁等缺陷。检查合格后成形过程结束。
22.本发明的有益效果在于：
23.本发明通过采用偏心压力机对法兰盘的冲压成形法兰盘零件后，将2套工装整合设计为1套级进冲切模，在条料上以渐进连续形式冲制内孔和外形，一次冲裁完成冲孔和落料两道工序，可以渐进连续冲切制造出黄铜材质法兰盘零件，避免了使用多套工装带来加工效率低的问题，通过合理排样将材料利用率由50％提高到80％，加工一件法兰盘零件的生产周期由20分钟缩短到3分钟。
附图说明
24.图1-法兰盘零件及排样图；
25.图2-级进冲切模俯视图；
26.图3-级进冲切模剖视图a-a；
27.图4-级进冲切模剖视图b-b。
28.附图标记：1上模座；2模柄；3垫板；4凸模固定板；5小孔径凸模；6大孔径凸模；7外轮廓凸模；8卸料螺钉；9缓冲垫；10卸料板；11导套；12导柱；13下模座；14凹模；15螺钉；16导料板；17导正销；18吊环。
具体实施方式
29.以下结合具体实施例对本发明做进一步说明
30.此种制造方法，将冲孔模与落料模两者优点结合到一起，在条料上以渐进连续形
式冲制内孔和外形，一次冲裁完成冲孔和落料两道工序，可以冲压成形制造出黄铜材质法兰盘零件。
31.一种在偏心压力机上对法兰盘的冲压成形的级进冲切模包括上模座1、模柄2、垫板3、凸模固定板4与小孔径凸模5、大孔径凸模6、缓冲垫9和卸料板10；
32.所述的级进冲切模包含上模座1，上模座1通过螺钉紧固上模各板，使之联结，用于固定上下模，上模座1的上表面与模柄2通过六角螺钉相连，上模座1表面与垫板3相连，保持冲模精度，易于架模。
33.所述的垫板3下表面与凸模固定板4相连，防止冲头受力后对模座入侵，凸模固定板4与小孔径凸模5、大孔径凸模6、外轮廓凸模7组成凸模组合件，凸模固定板4固定凸模，保证凸模运动高度与方向一致。
34.法兰盘零件包含有2-φ3.2mm、1-φ9mm孔，φ3.2mm孔径极限偏差正0.12mm，小孔径凸模5端头直径为φ3.3mm，小孔径凸模5用于冲制2-φ3.3mm孔，此2-φ3.3mm孔用于下一个闭合行程的定位作用。大孔径凸模6用于冲制1-φ9mm孔，外轮廓凸模7用于冲法兰盘零件理论外形轮廓。
35.卸料螺钉8与凸模固定板4采用螺接固定，缓冲垫9平放固定在凸模固定板4和卸料板10之间，卸料螺钉8防止缓冲垫9和卸料板10发生横向位移。
36.级进冲切模除缓冲垫9采用橡皮制造外，其余结构均采用金属材料制造，
37.所述的卸料螺钉8、缓冲垫9与卸料板10组成弹顶器，在冲压过程中，通过弹顶器组件在分模合模时的上下行程来压缩释放缓冲垫9的力，借助缓冲垫9橡皮的压缩反弹特性，合模时向下施压起到压料作用，分模时始终将条料未切除的余料往下顶，使条料与凸模分离，起到卸料作用。
38.上下模合模时，采用导套11、导柱12导正模具。导柱12导正上下模，便于合模，导正卸料板10，保护凸模冲头，保证模具精度，导套11是为了增加精度。下模座13通过导柱12、导套11与上模座1相连接，下模座13保持冲头精度，固定上下模，易于架模。下模座13上端有凹模14，下模座13与凹模14通过螺钉15固定连接。凹模14上端固定有导料板16，前一次闭合行程完成后，由工人按照一个固定的步距将条料沿导料板16向前移动，使导正销17插入到条料上前一次闭合行程中冲出的2-φ3.2mm孔中，导正销17用于零件条料与工装凹模14定位，导正销17孔径极限偏差正0.12mm。起重机通过吊环18将上下模吊起移动。
39.本发明的制造方法，将冲孔模与落料模两者优点结合到一起，在条料上以渐进连续形式冲制内孔和外形，一次冲裁完成冲孔和落料两道工序，可以冲压成形制造出黄铜材质法兰盘零件。
40.一种在偏心压力机上对法兰盘的冲压成形方法，步骤如下：
41.第一步：检查板料材料厚度、表面状态。材料表面不允许出现裂纹，脱层，非金属夹杂物、气泡、烧损，腐蚀斑点，材料边缘毛刺是否去除。
42.第二步：将2000x1500mm平板板料使用剪板机切出长宽为1500x36mm的条料，需要切割多条该宽度的条料，将板料连续送进，重复切割条料的操作，直至将所需要的相同宽度的条料全部切割完成，条料宽度方向极限偏差正0.5mm。所有条料都完成切割后，将零件条料单个进行锉修，用锉刀锉削打磨零件边缘并去毛刺，条料边缘表面粗糙度应打磨到ra3.2以上。
43.第三步：检查并安装模具。级进冲切模的上下模应完整、标识清晰，工作表面无压坑、变形、磨损、开裂等损伤。利用吊车吊动吊环18，将模具在合模状态摆放在偏心压力机工作台上，调整模具位置，保证模柄2与滑块的模柄孔对正。启动偏心压力机设备，点动方式将滑块向下滑动，使模具模柄进入滑块的模柄孔。手动锁紧模柄孔，使模具上模被装夹固定在滑块上。在合模状态，手动拧紧压板螺丝，利用压板将下模座13压紧，使凹模14固定在工作台上。偏心压力机滑块向上滑动，使模具上、下模分开。清理工装工作表面，要求清洁，无附着物，并用丙酮清洗模具型面和取件的专用工具如镊子等，去除油污。检查合格后进行后续操作。
44.第四步：调试模具。踩下离合装置，实现一次滑动，目视观察模具上下模的合模情况。利用扳手转动滑块位置调节螺丝来调整滑块行程的位置。反复调整后，最终保证滑块在下死点时，保证滑块在下死点时，小孔径凸模5、大孔径凸模6和外轮廓凸模7进入凹模14的深度不要太大，超过被加工材料的厚度值3mm，保证分离即可。检查合格后进行后续操作。
45.第五步：法兰盘零件试压。将1500x36mm条料安装在两个导料板16所限定的槽内，条料端头与导正销17对齐，通过导料板16和导正销17的定位方式将试压毛料摆放在模具下模工作面上。踩下设备离合装置，实现第一次冲压成形，仅小孔径凸模5、大孔径凸模6与条料接触开始工作，冲出第一组的2-φ3.3mm和1-φ9mm孔。由工人按照一个固定的步距将条料沿导料板16向前移动，使固定的导正销17插入前一次行程冲出的2-φ3.3mm孔内，踩下设备离合装置，实现第二次冲压成形，仅小孔径凸模5、大孔径凸模6与条料接触开始工作，冲出第二组2-φ3.3mm和1-φ9mm孔。继续由工人按照一个固定的步距将条料沿导料板16向前移动，使固定的导正销17插入前一次行程冲出的2-φ3.3mm孔内，踩下设备离合装置，实现第三次冲压成形，小孔径凸模5、大孔径凸模6、外轮廓凸模7均与条料接触，小孔径凸模5、大孔径凸模6冲出第三组2-φ3.3mm和1-φ9mm孔，外轮廓凸模7与第一组孔所在区域凹模接触冲切出第一组法兰盘零件，法兰盘零件通过凹模14下端开口向下滑落。用镊子取出法兰盘零件后，检查零件冲压成形质量，外形极限偏差小于正负0.5mm为合格。如果零件检验合格，由工人按照一个固定的步距将条料沿导料板16持续向前移动，可以持续冲切出合格法兰盘零件。如果零件毛料冲压成形质量不合格，则需查明原因，及时对毛料、模具或设备进行返修。
46.第六步：法兰盘零件冲压成形及锉修去毛刺。按试压方法进行零件毛料的多次冲压成形。对外形符合检验要求的法兰盘零件，利用刮刀对加工孔进行去毛刺，使用锉刀对外轮廓进行去毛刺。进行去毛刺时，应注意避免划伤临近表面或过多的去除材料，所有边缘不允许有裂纹，法兰盘零件边缘表面粗糙度应打磨到ra3.2以上。
47.第七步：拆卸模具。点动操作将滑块向下滑动，使级进冲切模合模。手动松开滑块的模柄孔，使级进冲切模的模柄2与偏心压力机的滑块分离。点动操作将滑块向上滑动，回到初始位置，关闭设备电动机。利用扳手，手动松开用于固定级进冲切模下模座13的压板螺丝。将用于装夹固定的压板、螺丝、螺母从设备上退出。将级进冲切模在合模状态通过吊环18吊离压力机工作台。
48.第八步：检查冲压零件的表面质量，要求表面不允许有毛刺、压伤、砂眼、锈痕、划伤、裂口、不清洁等缺陷。检查合格后成形过程结束。
49.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人
士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。