本发明涉及板材冲孔
技术领域：
，特别是涉及一种车架纵梁的板材冲孔模具。
背景技术：
：目前，卡车车架的纵梁平板通常采用冲孔模具进行冲孔，但是现有的冲孔模具会存在以下问题：由于纵梁种类较多，现有的冲孔模具结构无法满足多种类纵梁的冲孔要求，一套冲孔模具只能实现单一车架纵梁的冲孔作业，使得冲孔模具的投入成本高，成本回收存在风险。并且，冲孔模具的制造周期较长，模具设计制造难以跟上市场变化速度，模具从设计开发到调试批量生产周期必须小于2个月，否则无法生产急需。并且，对于卡车车架中采用的750l高强钢板材，其抗拉强度基本达850mpa远高于510/590材料，采用现有的冲孔模具极易断裂，难以实现生产效率最大化，且设备损耗较大。并且，一根纵梁通常设置有多个冲孔，一次行程完成所有孔位的冲裁所需要的冲裁力(约11000t)较大，现有冲压机(额定冲裁力约6300t)难以满足。并且，现有冲孔模具的冲头极易断裂，而冲头断裂后，导致纵梁平板料缺孔，需进行补孔作业，而高强板补孔作业困难，将增加投入成本，降低生产效率。技术实现要素：鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种车架纵梁的板材冲孔模具，以解决现有冲孔模具存在的上述问题。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明所述车架纵梁的板材冲孔模具，包括：组合模座和一个或多个冲孔模块；所述组合模座设置有落料槽，所述落料槽的两侧均成排设置有多个用于确定所述冲孔模块安装位置的定位装置及多个用于将所述冲孔模块固定在所述组合模座上的锁紧装置；其中，多个所述锁紧装置均位于所述定位装置远离所述落料槽的槽道的一侧；所述冲孔模块位于所述落料槽的上方，所述冲孔模块中设有冲压板材的冲头。优选地，所述组合模座包括底板和位于所述底板上相对间隔设置的两根横梁，多个所述定位装置在所述横梁的一侧均匀布置，且多个所述锁紧装置在所述横梁的另一侧均匀布置。优选地，两根横梁上的所述定位装置相对于所述落料槽的槽道对称设置。优选地，所述定位装置为定位销，所述锁紧装置为紧锁螺杆。优选地，所述冲孔模块包括从上至下依次设置的上模固定座、冲头固定板、卸料板、凹模固定板、凹模垫板以及下模固定座，其中，所述冲头安装在所述冲头固定板上，所述凹模固定板上安装有凹模，待冲孔的板材放置于所述卸料板与所述凹模之间。优选地，所述冲头固定板、所述凹模固定板与所述凹模垫板均采用硬钢p20h制作而成。优选地，所述冲头的材质为高速钢w6542。优选地，所述冲头包括：连接头，所述连接头的外表面设置有外螺纹，且所述连接头与所述冲头固定板螺纹连接；定位件，所述定位件位于所述连接头的端部，且所述定位件的上端面与所述冲头固定板的下表面相抵触；固定件，与所述定位件的下表面连接，且所述固定件上设置有与卡爪相配合的卡槽；冲裁头，固定在所述固定件的下端，用于冲孔。优选地，对所述连接头、所述定位件和所述固定件上位于所述卡槽上方的部分进行热处理时，逐次增加退火次数。优选地，每个所述冲孔模块中的多个冲头的长度不同，相同长度的冲头成排均匀布置，不同长度的冲头分别位于不同排，使得多个冲头呈阶梯状布置。本发明实施例一种车架纵梁的板材冲孔模具与现有技术相比，其有益效果在于：本发明实施例的车架纵梁的板材冲孔模具通过对其进行模块化处理，使得单套冲孔模具可以应用于多种类型的纵梁的板材冲孔作业，满足车架总成产品规划的柔性化生产需求，缩短冲孔模具设计制造周期，并延长模具寿命，提高工作效率。并且，本发明通过阶梯状布置的冲头，可以解决纵梁板材一次冲孔冲裁力、噪音过大问题。附图说明图1是本发明实施例所述车架纵梁的板材冲孔模具的三维结构示意图；图2是图1中板材冲孔模具的主视示意图；图3是本发明中组合模座的主视示意图；图4是本发明中组合模座的俯视示意图；图5是本发明中组合模座的侧视示意图；图6是本发明中冲头的一种结构的主视示意图；图7是图6所示冲头的仰视示意图；图8是本发明中冲头的另一种结构示意图；图9是图8所示冲头的仰视示意图；图10是本发明中冲头的再一种结构示意图；图11是图10所示冲头的仰视示意图；图中，1、组合模座；11、底板；12、横梁；13、定位销安装孔；14、第一紧锁螺杆孔；15、吊耳；2、冲孔模块；21、连接头；22、定位件；221、上端面；23、固定件；231、卡槽；24、冲裁头；241、顶针孔。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明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发明，但不用来限制本发明的范围。如图1和图2所示，本发明实施例优选实施例的一种车架纵梁的板材冲孔模具，包括组合模座1以及安装在所述组合模座1上的一个或多个冲孔模块2(图1中仅示出四个冲孔模块2)；其中，所述组合模座1设置有落料槽，所述落料槽的两侧均成排设置有多个用于确定所述冲孔模块安装位置的定位装置及多个用于将所述冲孔模块2固定在所述组合模座1上的锁紧装置；其中，在落料槽的同一侧中，多个所述锁紧装置均位于所述定位装置的同一侧，且位于所述定位装置远离所述落料槽的槽道的一侧；所述冲孔模块2位于所述落料槽的上方，所述冲孔模块2中设有冲压板材的冲头。优选地，多个定位装置沿着落料槽的槽道的长度方向成排间隔设置，可以设置一排或多排。多个锁紧装置沿着落料槽的槽道的长度方向成排间隔设置，且锁紧装置均位于定位装置的同一侧。冲孔模块2的数量以及长度根据产品结构确定，多个冲孔模块2可以自由组合，安装在组合模座1上构成冲孔模具进行冲孔作业。利用定位装置对各个冲孔模块2分别进行定位后，确定每个冲孔模块2在组合模座1上的安装位置，利用锁紧装置将冲孔模块2固定在组合模座1上，以便于进行冲孔作业。优选地，所述组合模座1上还设置有吊耳15，以便于对冲孔模具进行转运。需要说明的是，本发明中，根据产品结构的不同，可以选择一个或多个冲孔模块2安装在组合模座1上进行冲孔作业，从而满足产品的柔性化生产需求。当对不同的产品进行冲孔作业时，只需要更换部分冲孔模块2，对多个冲孔模块2进行重新组合，即形成一个新的冲孔模具，以与待冲孔板材相契合。本发明通过对冲孔模具进行模块化处理，使得单套冲孔模具可以应用于多种类型的纵梁的板材冲孔作业，满足车架总成产品规划的柔性化生产需求，缩短冲孔模具设计制造周期，并延长模具寿命，提高工作效率。如图3－图5所示，所述组合模座1包括底板11和位于所述底板11上相对间隔设置的两根横梁12，所述冲孔模块2安装在两根所述横梁12上，两根横梁12的内壁与底部的底板11构成落料槽，多个所述定位装置及多个所述锁紧装置在每根所述横梁12上均匀布置。其中，所述定位装置位于所述横梁12的内侧，所述锁紧装置位于所述横梁12的外侧，内侧指的是靠近落料槽的槽道的一侧，外侧指的是远离落料槽的槽道的一侧。多个定位装置间隔设置，多个锁紧装置间隔设置，定位装置与锁紧装置的间隔距离可以相等，也可以不等。优选地，两根横梁12上的所述定位装置相对于落料槽的槽道对称设置。优选地，所述定位装置为定位销，所述锁紧装置为紧锁螺杆。如图4所示，在组合模座1上开设多个定位销安装孔13以及多个第一紧锁螺杆孔14，其中，多个定位销安装孔13在组合模座1的表面均匀分布，多个第一紧锁螺纹孔在组合模座1的表面均匀分布，定位销安装孔13的轴线与底板11垂直，定位销安装孔13的轴线与第一紧锁螺纹孔的轴线垂直，且第一紧锁螺纹孔的轴线与底板11平行，且第一紧锁螺纹孔位于定位销安装孔13的外侧(远离两根横梁12对称中心轴的一侧)。在冲孔模块2上加工对应的定位孔和第二紧锁螺杆孔，根据冲孔模块2的组合类型，确定各个冲孔模块2的安装位置，将定位销插入冲孔模块2的定位孔以及组合模块上相应的定位销安装孔13中，以实现冲孔模块2在组合模座1上的快速定位。将紧锁螺杆插入冲孔模块2上的第二紧锁螺杆孔和组合模块上相对应的第一紧锁螺杆孔14中，以实现冲孔模块2在组合模座1上的固定。需要说明的是，本发明中，多个冲孔模块2的结构组成相同，所不同的仅仅是冲孔模块2的长度不同以及冲孔模块2中所安装的冲头尺寸有所不同，以便于选择不同长度的冲孔模块2进行自由组合，满足生产需求。以下仅以其中一个冲孔模块2为例进行说明。可选地，所述冲孔模块2包括从上至下依次设置的上模固定座、冲头固定板、卸料板、凹模固定板、凹模垫板以及下模固定座，其中，所述冲头安装在所述冲头固定板上，所述凹模固定板上安装有凹模，待冲孔的板材放置于所述卸料板与所述凹模之间。下模固定座安装在组合模座1上，具体安装在组合模座1的两根横梁12上，其中，定位孔和第二紧锁螺杆孔设置于下模固定座上，以与两根横梁12上的定位销安装孔13和第一紧锁螺杆孔14对接，通过定位销安装下模固定座与横梁12，通过紧锁螺杆将下模固定座锁紧在横梁12上。需要说明的是，本发明中，上模固定座和下模固定座可预先制作而成，以实现多机床同时加工，缩短加工周期；而冲头固定板、卸料板、凹模固定板和凹模垫板可根据产品具体结构而具体制作。进一步地，为了缩短加工周期，优选地，所述冲头固定板、所述凹模固定板与所述凹模垫板均采用硬钢p20h制作而成，其硬度为hrc32～36，拥有较好的综合机械性能，减少了模具工作部件热处理及时效处理的时间。预先制作上模固定座和下模固定座后，只需要进行冲头固定板、卸料板、凹模固定板、凹模垫板的设计加工，模具制造周期可缩短至20天。如图6和图7所示，所述冲头包括：连接头21、定位件22、固定件23和冲裁头24。具体地，所述连接头21的外表面设置有外螺纹，且连接头21与所述冲头固定板螺纹连接，优选地，连接头呈圆柱形，外螺纹采用细牙螺纹，细牙螺纹的牙距为1mm，以保证冲头的装配精度，使得其一次整体加工精度良好；所述定位件22位于所述连接头21的端部，且所述定位件22的上端面221与所述冲头固定板的下表面相抵触，以保证冲头安装至设定位置，优选地，所述定位件22呈圆环状，圆环状定位件22直径大于连接头21的外径，以便于在连接头21与冲头固定板连接后，定位件22的上端面221可以与冲头固定板的下表面接触；所述固定件23与所述定位件22的下表面连接，且所述固定件23上设置有用于与卡爪相配合的卡槽231，通过卡槽231与卡爪的配合使用，可实现冲头的快速拆卸，方便冲头更换。优选地，所述固定件23呈圆柱形，所述卡槽231位于所述固定件23的下端，且所述卡槽231与所述固定件23的下表面连通。优选地，卡槽231的槽底面呈圆弧状，以减少应力集中，防止其断裂。圆弧状卡槽底面的两端分别位于固定件23的圆周面和下表面。图中示出了四个卡槽，相对于所述固定件23的中心轴对称分布；工作时，将卡爪卡在卡槽231中，旋转所述固定件23，可带动所述连接头21相对于冲头固定板转动，从而拆卸或者紧固冲头；所述冲裁头24固定在所述固定件23的下端，用于冲孔，通过选择不同的冲裁头24形状和尺寸，可以满足对多种不同纵梁的板材冲孔需求。本发明的冲头结构形式可实现冲孔模块2中冲头快速切换，提高生产效率。图6和图7所示的冲头结构尤其适用于冲裁头直径小于13mm的冲头。对于直径大于或等于13mm，且小于24mm的冲裁头24，为了降低冲头的冲裁力，如图8和图9所示，所述冲裁头24的端部设置有斜刃。对于直径大于或等于24mm的冲裁头24，如图10和图11所示，在冲裁头24的端部设置有斜刃的基础上，冲裁头24的端部还设置有顶针孔241，所述顶针孔241向固定件23的方向凹陷，与所述冲裁头24同轴设置；对于该种冲头结构，其固定件23上可不设置卡槽。进一步地，为了避免冲头刃口的崩裂，所述冲头的材质为高速钢w6542，其红硬性及高温硬度相当，在高负荷下冲裁，硬度不易下降。在一个可选的实施例中，位于柄部区域的所述连接头21、所述定位件22和所述固定件23上位于所述卡槽231上方的部分在进行热处理时，逐次增加退火次数，以在保证位于刃口区域的冲裁头24以及所述固定件23上的卡槽231及其下方的部分具有足够的硬度、耐磨性和耐冲击性能的同时，保证柄部区域具有良好的韧性，降低柄部区域的硬度，从而防止生产过程中，冲头从连接头21的根部断裂。具体地，每退火一次，硬度下降hrc2～5，循环退火5～8次后，柄部区域的硬度在hrc40～44，无法再下降，按最终达成硬度进行重复冲孔试验，冲孔次数＞1500次，而未发现应力集中现象。为了降低一次行程完成所有孔位冲裁的冲裁力，优选地，每个所述冲孔模块2中的多个冲头的长度不同，相同长度的冲头成排均匀布置，不同长度的冲头分别位于不同排，使得同一冲孔模块2中的多个冲头呈阶梯状布置，相邻阶梯之间间隔设定高度，该设定高度即为即为相邻冲裁头24之间的长度差。具体地，阶梯状布置指的是多个冲裁头24的下端面呈阶梯状，例如，当选择五种不同长度的冲裁头24时，由于冲头的连接头21部分均与冲头固定板固定，并通过固定件23限定其安装位置，使得冲裁头24的长度不同时，其下端面的垂直高度不同，从而形成五个阶梯，每个阶梯之间的间隔高度即为相邻冲裁头24之间的长度差。优选地，设定高度为3mm。优选地，如图8－图11所示，对于直径大于或等于13mm的冲裁头24，在冲裁头24的端部设置2～3mm的斜刃，以进一步降低冲裁力，使得冲裁力可均匀分散到整个冲裁过程中，分别为5个阶梯共12mm、斜刃3mm、冲裁件厚度8mm、余量2mm，使得冲裁力下降至4500t，冲裁噪音值降至90db。本发明所述车架纵梁的板材冲孔模具，适用于卡车车架纵梁的板材冲孔，尤其适用于750l(即车架的抗扭能力为750兆帕)高强度纵梁板材的冲孔作业。以下实施例以本发明在750l高强度纵梁板材的冲孔作业中的应用为例进行说明。本实施例中，冲孔模具包括8个冲孔模块2，分别记为a模块、b模块、c模块、d模块、e模块、f模块、g模块和h模块，8个冲孔模块2的结构相同，长度不同，冲头尺寸有所不同，根据生产需求，设置五种组合类型，如下表1所示，可覆盖h7系列的三类牵引车车型类别，对其车架纵梁进行冲孔作业。其中，a模块和b模块作为通用模块使用，对不同车型产品的纵梁进行冲孔作业时，可根据车型类别，选择适用的组合类型及方式，选择其余六种模块中的一种或多种进行组合，以满足车型产品的生产需求，实现最大程度的通用化。表1组合类型组合方式组合一a b c h组合二a b d e h组合三a b f g h组合四a b e h组合五a b g h需要说明的是，根据车型产品结构的不同，冲孔模块2中所使用的冲头尺寸等不同，以与产品的冲孔需求相匹配。本发明通过对多种冲孔模块2的自由组合，可以完成多种产品类型纵梁的冲孔作业，可涵盖98种车型的车架纵梁，可解决1.2万台/年的冲孔产能需求，并将冲孔模具设计制造周期由120天缩短至20天，生产效率提升y＝120/20＝6倍；本实施例中，冲裁力下降至4500t，噪音值降至90db，从而解决了纵梁板材一次冲孔冲裁力及噪音过大的问题；本实施例中，通过本发明的板材冲孔模具进行冲孔作业，可降低成本＝0.1万台/月×36月×500元/台＝1800万元/年，量化价值＝1800万×10％＝180万；本实施例中，采用本发明所述的冲孔模具对纵梁进行冲孔作业，提高了工作效率，冲孔节拍由原7.5件/小时提升至30件/小时，效率提升x＝30/7.5＝4倍。综上，本发明实施例提供一种车架纵梁的板材冲孔模具，其通过对模具进行模块化处理，使得单套冲孔模具可以应用于多种类型的纵梁的板材冲孔作业，满足车架总成产品规划的柔性化生产需求，缩短冲孔模具设计制造周期，并延长模具寿命，提高工作效率。并且，本发明通过阶梯状布置的冲头，可以解决纵梁板材一次冲孔冲裁力、噪音过大问题。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，包括：
组合模座和一个或多个冲孔模块；
所述组合模座设置有落料槽，所述落料槽的两侧均成排设置有多个用于确定所述冲孔模块安装位置的定位装置及多个用于将所述冲孔模块固定在所述组合模座上的锁紧装置；其中，多个所述锁紧装置均位于所述定位装置远离所述落料槽的槽道的一侧；
所述冲孔模块位于所述落料槽的上方，所述冲孔模块中设有冲压板材的冲头。
2.根据权利要求1所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，所述组合模座包括底板和位于所述底板上相对间隔设置的两根横梁，多个所述定位装置在所述横梁的一侧均匀布置，且多个所述锁紧装置在所述横梁的另一侧均匀布置。
3.根据权利要求2所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，两根横梁上的所述定位装置相对于所述落料槽的槽道对称设置。
4.根据权利要求1所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，所述定位装置为定位销，所述锁紧装置为紧锁螺杆。
5.根据权利要求1所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，所述冲孔模块包括从上至下依次设置的上模固定座、冲头固定板、卸料板、凹模固定板、凹模垫板以及下模固定座，其中，所述冲头安装在所述冲头固定板上，所述凹模固定板上安装有凹模，待冲孔的板材放置于所述卸料板与所述凹模之间。
6.根据权利要求5所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，所述冲头固定板、所述凹模固定板与所述凹模垫板均采用硬钢p20h制作而成。
7.根据权利要求5所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，所述冲头的材质为高速钢w6542。
8.根据权利要求5所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，所述冲头包括：
连接头，所述连接头的外表面设置有外螺纹，且所述连接头与所述冲头固定板螺纹连接；
定位件，所述定位件位于所述连接头的端部，且所述定位件的上端面与所述冲头固定板的下表面相抵触；
固定件，与所述定位件的下表面连接，且所述固定件上设置有与卡爪相配合的卡槽；
冲裁头，固定在所述固定件的下端，用于冲孔。
9.根据权利要求8所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，对所述连接头、所述定位件和所述固定件上位于所述卡槽上方的部分进行热处理时，逐次增加退火次数。
10.根据权利要求1所述的车架纵梁的板材冲孔模具，其特征在于，每个所述冲孔模块中的多个冲头的长度不同，相同长度的冲头成排均匀布置，不同长度的冲头分别位于不同排，使得多个冲头呈阶梯状布置。
技术总结本发明涉及板材冲孔技术领域，公开了一种车架纵梁的板材冲孔模具，包括组合模座以及一个或多个冲孔模块；所述组合模座设置有落料槽，所述落料槽的两侧均成排设置有多个用于确定所述冲孔模块安装位置的定位装置及多个用于将所述冲孔模块固定在所述组合模座上的锁紧装置；其中，多个所述锁紧装置均位于所述定位装置远离所述落料槽的槽道的一侧；所述冲孔模块位于所述落料槽的上方，所述冲孔模块中设有冲压板材的冲头。本发明通过对冲孔模具进行模块化处理，使得单套冲孔模具可以应用于多种类型的纵梁的板材冲孔作业，满足车架总成产品规划的柔性化生产需求，缩短冲孔模具设计制造周期，并延长模具寿命，提高工作效率。
技术研发人员：张钧泰;何庆祖;李东;闻风;石礼涯;卢方舟;覃光毅;李泽亮
受保护的技术使用者：东风柳州汽车有限公司
技术研发日：2020.11.26
技术公布日：2021.03.12
