一种冲头、冲头加工方法及冲压模具技术

本发明专利技术涉及板材冲裁成型技术领域，公开了一种冲头、冲头加工方法及冲压模具，本发明专利技术的冲头，包括冲杆，冲杆的一端一体设有沿冲杆的径向外凸起的环状挂台，冲杆的另一端设有刃口，刃口处的硬度值大于等于HRC58且小于等于HRC62，保证了冲头刃口处的硬度和耐磨性，防止了冲头的拉毛；挂台处的硬度值大于等于HRC30且小于等于HRC35，提高了冲头挂台处的韧性，避免了冲孔过程中冲头在挂台处断裂；因此，本发明专利技术的冲头在保证了冲头刃口处硬度的同时，保证了冲头挂台处的韧性，避免了冲头刃口处的拉毛和挂台处的断裂，有效提高了冲头的使用寿命。有效提高了冲头的使用寿命。有效提高了冲头的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种冲头、冲头加工方法及冲压模具


[0001]本专利技术涉及板材冲裁成型
，特别涉及一种冲头、冲头加工方法及冲压模具。

技术介绍

[0002]冲裁成型是一种高效低耗的加工方法，便于实现机械化与自动化,有较高的生产效率，适用于大批量零件的生产。冲裁是利用冲模的刃口使板材沿一定的轮廓线产生剪切变形并分离的成型方法。冲孔是实际生产中所用到的最多的冲裁加工方式，在对板材冲孔时，需要用到冲头，冲头的冲杆两端分别设有用于将冲头固定在冲头固定座中的挂台和用于冲切板材的刃口。冲孔时，冲杆的刃口端需要挤压并穿过板材，使得位于刃口下方的板料在冲头压力的作用下从板材上分离形成废料，与此同时，在板材上形成所需通孔；之后，冲杆的刃口端再从上述通孔中退出，实现冲杆与板材的分离。因此，为完成对板材的冲孔，冲杆的刃口端至少需要在上述通孔中往返运动一次。
[0003]为保证车辆的安全性，较厚的高强度板在商用车的生产过程中所占比例正在逐渐增大，板材的厚度和强度的增加使得冲孔用冲头的寿命急剧降低，这是因为，板材强度的增加，一方面使得冲孔时的冲击力增大，由于挂台与冲杆的交接处过渡圆角较小，在冲击力的作用下容易导致冲头在挂台处断裂；另一方面，板材强度的增加还使得冲孔成型过程中，冲杆的刃口端在压入板材后所受到的板材自身向冲杆径向施加的回弹力增大，回弹力的增大使得冲杆与通孔的侧壁之间摩擦力急剧增大，摩擦力的增大又会使得冲杆的温度快速升高，在急剧增大的摩擦力与高温的共同作用下，冲杆刃口端容易被拉毛；此外，板材厚度的增加，还导致冲杆刃口端与板材冲孔所形成的通孔的内侧壁的摩擦距离增大，进一步加剧了冲杆刃口端的拉毛。因此，现有的冲头在对较厚的高强度板进行冲裁时极易出现冲杆刃口端拉毛和挂台处断裂的问题。
[0004]为防止冲头被拉毛，现有的冲头通常将冲头的整体硬度设置的较高，从而提高冲头的耐磨性；然而，冲头硬度的增加会使得冲头的韧性降低，冲头韧性的降低则会导致冲头在较大的冲击力作用下极易在挂台处发生脆断；故而，现有的冲头无法同时兼顾刃口处的硬度要求和挂台处的韧性要求，导致现有的冲头无法满足较厚的高强度板材的加工需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，现有的冲头无法同时兼顾刃口处的硬度要求和挂台处的韧性要求，导致现有的冲头无法满足较厚的高强度板材的加工需求。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种冲头，包括冲杆，所述冲杆的一端一体设有挂台，所述冲杆的另一端设有刃口，所述刃口处的硬度值大于等于HRC58且小于等于HRC62，所述挂台处的硬度值大于等于HRC30且小于等于HRC35。
[0007]一种上述的冲头加工方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1：根据挂台外圆规格选取基材，对基材进行粗加工，保留精加工余量，获得
基础件；
[0009]步骤S2：对所述基础件进行第一次热处理，使得所述基础件的整体硬度值大于等于HRC58且小于等于HRC62；
[0010]步骤S3：对基础件进行第二次热处理，使得所述基础件的挂台处的硬度值大于等于HRC30且小于等于HRC35；
[0011]步骤S4:对所述基础件进行精加工，获得所述冲头。
[0012]作为优选方案，所述基础件的材料为D2钢，所述步骤S2包括：
[0013]步骤S21:将所述基础件放入真空热处理炉，使真空热处理炉经4小时升温至炉内温度达到650℃
±
5℃，并保温2小时；
[0014]步骤S22：将真空热处理炉经3.5小时升温至炉内温度达到850℃
±
5℃，并保温2小时；
[0015]步骤S23：将真空热处理炉经4小时升温至1020℃
±
5℃，并保温2小时；
[0016]步骤S24：将所述基础件冷却至室温；
[0017]步骤S25：对所述基础件进行多次回火处理。
[0018]作为优选方案，所述步骤S24中，使用液氮将所述基础件冷却至室温。
[0019]作为优选方案，所述步骤S25中，对所述基础件进行四次回火处理，前三次回火处理的回火条件为：保温温度为550℃，保温时间为4小时，自然冷却至室温；第四次回火处理的回火条件为：保温温度为550℃，保温时间为3小时，自然冷却至室温。
[0020]作为优选方案，所述步骤S3包括：步骤S31，将所述基础件的冲杆的一端与所述基础件的挂台置入感应加热装置内，对所述基础件的冲杆的一端与所述基础件的挂台进行局部退火处理。
[0021]作为优选方案，所述步骤S31之前，还包括步骤S30，将所述基础件的冲杆的另一端置入冷却隔热装置内；
[0022]所述冷却隔热装置包括相对布置的第一导热块、第二导热块，所述第一导热块与所述第二导热块的相对面上设有第一卡槽，所述第二导热块与所述第一导热块的相对面上设有第二卡槽，所述第一卡槽与所述第二卡槽将所述基础件的冲杆的另一端卡在所述第一导热块和所述第二导热块之间。
[0023]作为优选方案，所述步骤S31之后还包括：步骤S32，对所述基础件进行去应力回火，所述去应力回火的条件为，保温温度550℃，保温时间为2小时，自然冷却至室温。
[0024]一种冲压模具，包括冲头固定板、套筒，还包括上述的冲头；
[0025]所述套筒可拆设置在所述固定板中，所述冲杆穿设在所述套筒中，所述挂台的下端面抵在所述套筒的上端面。
[0026]作为优选方案，所述挂台11的下端面与所述冲杆1的侧面之间设有过渡圆角，设所述过渡圆角的半径尺寸为r，则r大于等于(r1
‑
r2)/3且小于等于(r1
‑
r2)/2，其中，r1为所述挂台的半径尺寸、r2为所述冲杆靠近所述挂台处的半径尺寸。
[0027]本专利技术的冲头，其有益效果在于：本专利技术的冲头，冲杆刃口端的硬度值大于等于HRC58且小于等于HRC62，保证了刃口处的硬度和耐磨性，防止了冲头的拉毛；冲杆挂台处的硬度值大于等于HRC30且小于等于HRC35，平衡了挂台处的韧性和强度要求，避免了冲孔过程中冲头在挂台处断裂。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例一种冲头的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术中使用感应加热装置对基础件的挂台进行退火处理的状态示意图；
[0030]图3是本专利技术实施例一种冲压模具的结构示意图；
[0031]图4是本专利技术实施例一种冲头的硬度分布位置及尺寸示意图；
[0032]图中，1、冲杆；11、挂台；12、刃口；2、基础件；21、基础件的挂台；22、基础件的冲杆；3、感应加热装置；4、冷却隔热装置；41、第一导热块；411、第一冷却流道；42、第二导热块；421、第二冷却流道；5、固定板；6、套筒；7、板材；8、凹模。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲头，包括冲杆(1)，其特征在于，所述冲杆(1)的一端一体设有挂台(11)，所述冲杆(1)的另一端设有刃口(12)，所述刃口(12)处的硬度值大于等于HRC58且小于等于HRC62，所述挂台(11)处的硬度值大于等于HRC30且小于等于HRC35。2.一种权利要求1所述的冲头加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据挂台外圆规格选取基材，对基材进行粗加工，保留精加工余量，获得基础件(2)；步骤S2：对所述基础件(2)进行第一次热处理，使得所述基础件(2)的整体硬度值大于等于HRC58且小于等于HRC62；步骤S3：对基础件进行第二次热处理，使得所述基础件的挂台(21)处的硬度值大于等于HRC30且小于等于HRC35；步骤S4:对所述基础件(2)进行精加工，获得所述冲头。3.根据权利要求2所述的冲头加工方法，其特征在于，所述基础件的材料为D2钢，所述步骤S2包括：步骤S21:将所述基础件(2)放入真空热处理炉，使真空热处理炉经4小时升温至炉内温度达到650℃
±
5℃，并保温2小时；步骤S22：将真空热处理炉经3.5小时升温至炉内温度达到850℃
±
5℃，并保温2小时；步骤S23：将真空热处理炉经4小时升温至1020℃
±
5℃，并保温2小时；步骤S24：将所述基础件(2)冷却至室温；步骤S25：对所述基础件(2)进行多次回火处理。4.根据权利要求3所述的冲头加工方法，其特征在于，所述步骤S24中，使用液氮将所述基础件(2)冷却至室温。5.根据权利要求3所述的冲头加工方法，其特征在于，所述步骤S25中，对所述基础件(2)进行四次回火处理，前三次回火处理的回火条件为：保温温度为550℃，保温时间为4小时，自然冷却至室温；第四次回火处理的回火条件为：保温温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东，张钧泰，李泽亮，李远桓，闻风，姜正利，石礼涯，
申请(专利权)人：东风柳州汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：