本發(fā)明屬于鈑金成型件制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種線性位置分布小孔精確沖切模具及方法。

背景技術(shù)：

薄板高溫合金是航空發(fā)動機(jī)燃燒部件中常用的一種材料，因?yàn)楦邷睾辖鹉軌蛟谕饬ψ饔孟庐a(chǎn)生各種塑性變形，加工出很多產(chǎn)品需要的零件形狀，此類零件具有高溫下保持高強(qiáng)度和高韌性的性能，很多材料還具有良好的焊接性能，而且零件的重量比機(jī)械加工類零件輕，所以，在航空發(fā)動機(jī)中薄板高溫合金常用于承受高溫高壓的零部件制造中。

如，某航空發(fā)動機(jī)加力燃燒室隔熱屏鈑，其零件形狀呈軸向波紋形，在零件的表面均勻分布有密集小孔，孔的位置呈線性分布，小孔位置度不大于0.2，且孔軸線垂直于零件表面，由于零件成型的變形量不大，因此，小孔的加工工藝通常安排在零件成型以前。目前通常是采用普通沖孔模具沖切孔，普通沖孔模具通常都是將凸模裝配在上模板上的固定板，凹模裝在下模板上，上下模由導(dǎo)柱導(dǎo)套保證配合來保證沖孔凸凹模，凸模下面裝有卸料板將零件從凸模上推下來。采用普通沖孔模具每次沖完孔后，模具開啟，將沖完孔的零件套到定位銷上，沖切下一組孔，因孔徑尺寸過小以及位置誤差等因素，往往出現(xiàn)凸模斷裂和位置偏離，導(dǎo)致零件質(zhì)量達(dá)不到產(chǎn)品要求，難以保證密集小孔的位置度要求。

線性位置分布密集小孔零件要求在大尺寸隔熱屏中加工數(shù)量巨大的小孔，孔徑尺寸小于或等于材料厚度，目前小直徑密集孔的加工可以采用帶模板機(jī)械鉆孔；特種加工工藝：如電加工，激光切孔，單孔高速沖切以及常規(guī)模具沖孔等加工來實(shí)現(xiàn)。然而，采用特種加工工藝受所需設(shè)備限制，需要專用設(shè)備，加工成本極高；采用機(jī)械鉆孔依靠人工操作，對于數(shù)量巨大的孔加工存在加工周期長以及勞動強(qiáng)度大等問題。普通沖孔模具沖切因孔徑尺寸過小以及位置誤差等因素，往往出現(xiàn)凸模斷裂和位置偏離，每次組孔間誤差積累大，零件很容易超差，難以保證密集小孔的位置度要求，難以完成密集小孔的加工技術(shù)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種線性位置分布小孔精確沖切模具及方法。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。

一種線性位置分布小孔精確沖切模具，包括下模板、凹模、凸模、上模板及設(shè)置在下模板和上模板之間的滑動定位裝置，所述下模板和上模板之間通過導(dǎo)柱和導(dǎo)套連接，所述導(dǎo)柱下端固定在下模板上，導(dǎo)套套裝在導(dǎo)柱上，且導(dǎo)套上端與上模板固定，所述凹模安裝在下模板上，凸模通過凸模座安裝在凹模上方，并通過螺釘安裝在上模板上。

所述滑動定位裝置包括滑板、導(dǎo)向板、滾輪及定位插銷，其中、滑板通過滾輪與導(dǎo)向板連接，定位插銷插裝在滑板上，并與導(dǎo)向板連接。

所述所述凹模上方靠近滑板一側(cè)設(shè)置有卸料板。

所述卸料板與上模板之間還設(shè)置有橡皮。

所述滑板上方還設(shè)置有壓料釘。

所述凸模與上模板之間還設(shè)置有墊塊，并通過螺釘與上模板連接固定。

為實(shí)現(xiàn)對線性位置分布小孔的精確沖孔加工，本發(fā)明還提供了一種線性位置分布小孔精確沖切方法，其具體加工方法步驟如下：

(1)下料及預(yù)制孔加工：首先在平板料上劃線，剪切出毛坯外形及前后端定位長槽，用于沖孔，壓型的時后確定位置，以保證沖孔和壓型的形面與孔保持準(zhǔn)確的位置關(guān)系；

(2)安裝待沖孔毛坯板材：將步驟(1)中的毛坯安放到?jīng)_切模具的凹模和凸模之間，并采用弓架將毛坯固定在滑板上，將毛坯上的板槽對應(yīng)到滑板上定位插銷的位置，保證凸模的位置與定位孔之間的位置準(zhǔn)確；

(3)沖孔：將沖切模具安裝在沖床上，在沖床上平臺的作用下，將毛坯沖出一組孔，沖切模具開啟后滑板向前移動，將毛坯移動到下一組孔位置處，并用定位插銷固定位置，使沖切模具下移，完成后一組孔的沖切；

(4)成型：將已經(jīng)沖孔后的毛坯板材放置在成型工裝上，完成板材成形工藝。

所述步驟(3)中在沖孔時，滑板在導(dǎo)向板的凹槽中保持不大于0.2mm的間隙。

本發(fā)明的有益效果是：

采用本發(fā)明所述的沖切模具及方法，使得零件加工效率顯著提高，極大的降低了工人的勞動強(qiáng)度，且所加工孔避免了因人工鉆削出現(xiàn)的尺寸超差；本發(fā)明所述的線性密集小孔精確沖切方法通過設(shè)計帶快換沖切凸模的沖切工裝模具，該模具具備小孔沖切過程中能精確定位，保證小孔沖切后的位置達(dá)到零件的技術(shù)要求；與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明所述的沖切模具結(jié)構(gòu)設(shè)計精巧，操作簡潔，即滿足沖切時凸模強(qiáng)度要求，又方便凸模的快速更換，卸料板的設(shè)計能同時保證卸料、壓料的功能；

(2)本發(fā)明沖切模具通過設(shè)置導(dǎo)向滑板，該導(dǎo)向滑板結(jié)構(gòu)應(yīng)用帶滑輪的定位裝置設(shè)計，工作時既保證零件沖切不影響零件的沖裁過程的操作，又能使零件按預(yù)定的方向移動到所需位置，而且，能保證精確定位，不受已加工孔和定位銷之間配合間隙，位置尺寸差帶來的位置尺寸誤差積累的質(zhì)量問題。

(3)本發(fā)明所述帶快換凸模精確沖切工裝模具可以在工作過程中對凸模進(jìn)行更換，通過模座和凸模結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)是快換過程，可滑動零件的精確定位裝置，有效保證了零件上小孔的位置精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中沖切模具的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中沖切模具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-下模板，2-凹模，3-凸模座，4-凸模，5-墊塊，6-上模板，7-橡皮，8-卸料板，9-壓料釘，10-定位插銷，11-滑板，12-導(dǎo)向板，13-滾輪，14-導(dǎo)柱，15-導(dǎo)套，16-零件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。

為實(shí)現(xiàn)對線性位置分布小孔的精確沖孔加工，本發(fā)明提供了一種線性位置分布小孔精確沖切模具，該模具主要包括沖切裝置和定位裝置，沖切裝置能完成小孔的沖切且不斷裂，定位裝置能保證零件每次沖切能精確定位，而且零件還能夠移動，實(shí)現(xiàn)多次沖裁的目標(biāo)，保證產(chǎn)品所有孔的加工狀態(tài)。

如圖1、圖2所示，一種線性位置分布小孔精確沖切模具，包括下模板1、凹模2、凸模4、上模板6及設(shè)置在下模板1和上模板6之間的滑動定位裝置，所述下模板1和上模板6之間通過導(dǎo)柱14和導(dǎo)套15連接，所述導(dǎo)柱14下端固定在下模板1上，導(dǎo)套15套裝在導(dǎo)柱14上，且導(dǎo)套15上端與上模板6固定，所述凹模2安裝在下模板1上，凸模4通過凸模座3安裝在凹模2上方，并通過螺釘安裝在上模板6上。本技術(shù)方案設(shè)計時需要考慮沖切小孔時零件的受力及刃口的剪切狀態(tài)，孔徑厚度比小于或等于1的情況，沖切凸模非常容易斷裂，特別是密集線性分布小孔的每次沖切會受到相互小孔之間的影響，因此，凸模4是以后端配合式結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計思路是以提高整體強(qiáng)度和剛性，而且，凸模4固定板以便于工作時更換的嵌入式結(jié)構(gòu)設(shè)計，從下端裝入模具中。所述凸模4與上模板6之間還設(shè)置有墊塊5，并通過螺釘與上模板6連接固定。

所述滑動定位裝置包括滑板11、導(dǎo)向板12、滾輪13及定位插銷10，其中、滑板11通過滾輪13與導(dǎo)向板12連接，定位插銷10插裝在滑板11上，并與導(dǎo)向板12連接。采用本技術(shù)方案，在使用時，將零件固定在滑板11上，并位于凹模2和凸模4之間，導(dǎo)向板12起導(dǎo)向作用；導(dǎo)向板12上設(shè)置有位置精度很高的孔組，滑板11的位置通過定位插銷10與導(dǎo)向板12上的孔組實(shí)現(xiàn)精確定位。批量小孔的沖裁是采用級進(jìn)分布沖切實(shí)現(xiàn)，因此，相鄰批次孔的位置精度是密集小孔位置尺寸正確與否的關(guān)鍵，如果用已沖切小孔定位，存在公差累計的問題，沖裁次數(shù)越多，累計誤差越大，造成累積誤差引起的位置尺寸超差；采用本技術(shù)方案所述的滑動定位裝置，避開已加工孔的位置誤差出現(xiàn)的問題；通過在導(dǎo)向板12上加工有精確定位孔，每次沖裁都以該組孔定位，組孔的位置精度就是沖裁批次孔之間的位置精度，完全能夠保證批量沖孔的精度要求。

所述所述凹模2上方靠近滑板11一側(cè)設(shè)置有卸料板8。卸料板8的功能主要是將零件從凸模4中卸出，在本技術(shù)方案中，卸料板8還有一個重要作用是提供沖切時板料的正面壓力，其目的是增強(qiáng)板材的剛性，減小板材在沖切時的測向分力，降低小凸模4的斷裂風(fēng)險，因此，卸料板8又起到壓料板的作用。

所述卸料板8與上模板6之間還設(shè)置有橡皮7。采用本技術(shù)方案，在橡皮7的大壓力作用下，將凸模座3周邊的板材強(qiáng)制貼合到凹模2表面，增強(qiáng)板材內(nèi)部的變形張力，提高沖裁時板材的剛性和保證沖切孔的位置尺寸。

所述滑板11上方還設(shè)置有壓料釘9。在使用時，在滑板11的兩邊用兩組壓料釘9將毛坯板材固定在滑板槽中，保證板材不能竄動。

為實(shí)現(xiàn)對線性位置分布小孔的精確沖孔加工，本發(fā)明還提供了一種線性位置分布小孔精確沖切方法，其具體加工方法步驟如下：

(1)下料及預(yù)制孔加工：首先在平板料上劃線，剪切出毛坯外形及前后端定位長槽，用于沖孔，壓型的時后確定位置，以保證沖孔和壓型的形面與孔保持準(zhǔn)確的位置關(guān)系；在該步驟中，前后端的2個定位長槽寬度尺寸和間距設(shè)置在零件產(chǎn)品之外，該定位長槽與小孔之間保持一定的尺寸關(guān)系，沖切模具中凸模4與固定定位插銷要保持一致，且不能在模具工作平面的范圍之內(nèi)。

(2)安裝待沖孔毛坯板材：將步驟(1)中的毛坯安放到?jīng)_切模具的凹模2和凸模3之間，并采用弓架將毛坯固定在滑板11上，將毛坯上的板槽對應(yīng)到滑板11上定位插銷10的位置，保證凸模4的位置與定位孔之間的位置準(zhǔn)確；在安裝時，將毛坯板材上的兩個定位長槽與模具滑板11上的定位插銷10位置對準(zhǔn)，并將毛坯板材裝入滑板11的固定槽中，轉(zhuǎn)動滑板11的兩邊用兩組壓料釘9將毛坯板材固定在滑板槽中，保證板材不能竄動。

(3)沖孔：將沖切模具安裝在沖床上，在沖床上平臺的作用下，將毛坯沖出一組孔，沖切模具開啟后滑板11向前移動，將毛坯移動到下一組孔位置處，并用定位插銷10固定位置，使沖切模具下移，完成后一組孔的沖切；如此反復(fù)此步驟完成所有孔的加工；

(4)成型：將已經(jīng)沖孔后的毛坯板材放置在成型工裝上，完成板材成形工藝。其中，成型工裝由上下型塊和上下模板組成，上下模板通過裝在下模板上的導(dǎo)柱和裝在上模板上的導(dǎo)套形成準(zhǔn)確的位置關(guān)系，上型塊通過螺釘和圓柱銷固定到上模板，下型塊通過螺釘和圓柱銷固定在下模板上，型塊的型面呈軸向圓弧相切的波紋狀，上下型面間保持與板材料厚尺寸一致的間隙，然后將已經(jīng)沖孔后的板材放置在成型工裝上，通過液壓機(jī)施加到上下模間的液壓力完成板材成形工藝。

所述步驟(3)中在沖孔時，滑板11在導(dǎo)向板12的凹槽中保持不大于0.2mm的間隙，滑板11下表面坐落在導(dǎo)向板12的滾輪13上，滑板11能夠在導(dǎo)向板12的槽內(nèi)來回移動，移動裝有板材的滑板11，將滑板11的插銷孔對齊導(dǎo)向板12組孔中的第一個孔，插入定位插銷10，確認(rèn)位置無誤后開啟沖床，上模部分在沖床上平臺的作用下向下運(yùn)動，沖模中的卸料板8首先壓緊板材，隨著橡皮7的壓縮，沖孔凸模4在凸模座3和墊塊5的作用下向下運(yùn)動，凸模4在接觸板材后與下模部分中的凹?？滓黄鸺羟邪宀?，將沖切后的廢料沖入凹模2內(nèi)腔中，完成板材小孔切斷過程。

在沖孔時，沖床從下死點(diǎn)返回，上模部分隨著上平臺上移，壓料板8在橡皮7的作用下保持壓緊狀態(tài)，上平臺上移一段距離后，橡皮7恢復(fù)自由狀態(tài)，上模部分中的凸模4連同卸料板8上移，將板材從凸模4中卸下，板材繼續(xù)保留在滑板11槽內(nèi)。

卸模時，將定位插銷10從導(dǎo)向板12中起出，推動滑板11向前移動，將滑板11上的孔對準(zhǔn)導(dǎo)向板12上的下一個孔，將定位插銷12插入導(dǎo)向板的孔內(nèi)，確?；?1和導(dǎo)向板12固定一致，開啟沖床上平臺下移，沖切下一組孔，以此類推，直到完成最后一排孔完成沖切。

在更換凸模4時：先將連接凸模座3和墊塊5的螺釘卸下，用扁型工具從側(cè)面分離墊塊5和凸模座3，將帶凸模4的凸模座3從上模部分取出，檢查需更換的小凸模的狀態(tài)，用一個平面工具或小錐形工具從正面敲擊損壞的凸模，拋修配合面邊緣的毛刺，將更換的新凸模從凸模座背面孔裝入凸模孔，直到凸模大直徑頂?shù)酵鼓Ｗ酌妫瑢⒏鼡Q后的凸模座裝到平面磨床臺面上，磨平凸模背面與凸模座齊平，反轉(zhuǎn)凸模座，采用同樣的方式將凸模頭部磨削到與其它凸模高度一致的尺寸；將帶凸模的凸模座裝上定位銷子，對齊裝配到墊塊的銷子孔位置處，在裝上連接用的螺釘，完成凸模的更換。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果：

對于密集型大批量小孔加工，采用手工鉆模板鉆孔，每次鉆孔所需工作時間要8-15秒，對于數(shù)量上千的孔數(shù)，加工一件零件時間要3-4小時，而且鉆模板的孔間距還有一定的距離要求，生產(chǎn)效率很低；而采用該模具及加工方法后，大大提高了線性精確沖孔生產(chǎn)效率；

采用激光打孔需要投入專用設(shè)備，加工成本很高，每個小孔的加工成本約1元，每件零件小孔加工成本要1千多元，每年生產(chǎn)2千件，該工序的加工費(fèi)達(dá)100多萬；而采用本發(fā)明所述的方法，每套沖切模具僅6到7千元，可沖切零件3-4萬件零件，每個零件的成本不到0.5元，無需昂貴的設(shè)備和輔助費(fèi)用，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本；

普通小孔沖切方式是采用級進(jìn)定位方式，即用已制孔定位下一次沖孔，此類定位方式要求前后沖切間孔位置要有足夠的距離以提供板材的壓料邊尺寸，操作時由于孔徑尺寸小定位困難，易出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，另外，由于定位銷與孔之間的定位間隙常常產(chǎn)生累計誤差，往往時小孔位置超出零件的規(guī)定區(qū)域，每次偏差0.1-0.2，每10-15次將產(chǎn)生1-2mm的位置度誤差，超出產(chǎn)品的位置度要求。而采用本發(fā)明所述的線性精確沖切模具的加工方法，零件加工效率顯著提高，極大的降低了工人的勞動強(qiáng)度，且所加工孔避免了因人工鉆削出現(xiàn)的尺寸超差；特種加工不但需要專用設(shè)備，工藝可靠，尺寸穩(wěn)定，勞動強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。