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CN108817200A - 改善扩孔率的加工方法和应用 - Google Patents

改善扩孔率的加工方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供的改善扩孔率的加工方法和应用，涉及扩孔加工技术领域。一种改善扩孔率的加工方法，包括：待加工孔的直径为A，选择直径为(A‑Ф0.60)～(A‑Ф0.56)mm的第一凸模、直径为(A‑Ф0.36)～(A‑Ф0.32)mm的第一凹模进行第一次冲孔加工。选择直径为A的第二凸模、直径为(A+0.03)～(A+0.07)mm的第二凹模进行第二次扩孔冲裁加工，将第一次冲孔形成的切口加工为平滑切口。该加工方法工艺简单，可控性强，对高强度钢加工可以得到平滑的切口断面。

Description

改善扩孔率的加工方法和应用
技术领域
本发明涉及扩孔加工技术领域，且特别涉及改善扩孔率的加工方法和应用。
背景技术
为解决新能源汽车的续航难题、车体的轻量化已经是一个不可避免的课题。冷间压延高强度钢(一般是指抗拉伸强度在580MPa以上的钢，即使很薄的情况下也能保持非常高的强度。)在实现轻量化的同时，还能保证其安全性。
在加工车身的过程中，为了安装螺丝，以及进一步实现轻量化会对板材多孔加工。而这些孔的加工一般为机械冲裁。一般来说冲裁加工的切口面最好为平滑的断面。高强度的钢延展性低性，加工困难、另外高强度钢跟一般的软钢相比，成型性很低，特别是像扩孔加工那样第二次加工会导致断面破裂，降低材料成型性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善扩孔率的加工方法，该加工方法工艺简单，可控性强，对高强度钢加工可以得到平滑的切口断面。
本发明的另一目的在于提供上述改善扩孔率的加工方法在汽车生产加工中的应用。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
一种改善扩孔率的加工方法，包括：
待加工孔的直径为A，选择直径为(A-Ф0.60)～(A-Ф0.56)mm的第一凸模、直径为(A-Ф0.36)～(A-Ф0.32)mm的第一凹模进行第一次冲孔加工。
选择直径为A的第二凸模、直径为(A+0.03)～(A+0.07)mm的第二凹模进行第二次扩孔冲裁加工，将第一次冲孔形成的切口加工为平滑切口。
上述改善扩孔率的加工方法在汽车生产加工中的应用。
本发明实施例的改善扩孔率的加工方法和应用的有益效果是：
本发明采用两次扩孔加工方法，在第一次冲孔加工时，选择孔径合适的第一凹模和第一凸模进行扩孔冲裁，在一定工艺下加工后的切口面凹凸不平。然后在选择孔径适宜的第二凹模和第二涂抹对该切口面进行第二次扩孔冲裁，使得切口面平滑整齐，得到工艺质量合格的孔。该加工方法中，每一次扩孔冲裁的凹模以及凸模的尺寸尤为重要。由于加工的钢材强度高，延展性低，两次扩孔冲裁的工艺参数之间具有重要的关联。该加工方法改善高强度的钢材在扩孔加工时的损坏，提高了扩孔加工率，改善了高强度钢材的成型性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的加工结构示意图；
图2为本发明提供的扩孔率图；
图3为本发明提供的微观结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的改善扩孔率的加工方法和应用进行具体说明。
本发明实施例提供的一种改善扩孔率的加工方法，包括：
请参照图1，选取待加工的板材，将其设置于第一凹模和压板之间。压板设置在下方，第一凹模设置在上方。采用第一凸模从下至上对板材进行冲孔。第一次冲孔后，将上述板材放置于第二凹模和压板之间。压板设置在下方，第二凹模设置在上方。采用第二凸模从下至上对板材进行扩孔加工和冲裁。
在本发明实施例中，待加工的板材主要为高强度的钢材。由于高强度的钢材延展性低，加工困难，并且与软钢相比，成新型很低，因此在加工时容易导致断面破裂。本发明提供的方法为了改善高强度的钢材在扩孔加工时的损坏，在第一次冲孔加工时，选择孔径合适的第一凹模和第一凸模进行扩孔冲裁，在一定工艺下加工后的切口面凹凸不平。然后在选择孔径适宜的第二凹模和第二涂抹对该切口面进行第二次扩孔冲裁，使得切口面平滑整齐，得到工艺质量合格的孔。该加工方法提高了扩孔加工率，改善了高强度钢材的成型性。
该加工方法中，每一次扩孔冲裁的凹模以及凸模的尺寸尤为重要。由于加工的钢材强度高，延展性低，两次扩孔冲裁的工艺参数之间具有重要的关联。具体的，待加工孔的直径为A，选择直径为(A-Ф0.60)～(A-Ф0.56)mm的第一凸模进和直径为(A-Ф0.36)～(A-Ф0.32)mm的第一凹模，采用压力机，在加压压力为440～460KN、加工速度为70～80spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm的条件下进行第一次冲孔加工。
经过第一次冲孔加工后，板材上加工有孔。但是该孔的切口面凹凸不平，需继续加工。但是第二次加工时，高强度的钢材的断面极易破裂，因此第二次加工的工艺参数设置尤为重要。选择选择直径为A的第二凸模和直径为(A+0.03)～(A+0.07)mm的第二凹模，采用压力机，在加压压力为440～460KN、加工速度为70～80spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm的条件下进行第二次扩孔冲裁加工。
进一步地，在本发明较优的实施例中，第一凸模的直径为(A-Ф0.59)～(A-Ф0.57)mm，第一凹模的直径为(A-Ф0.35)～(A-Ф0.33)mm；第二凹模的直径为(A+0.04)～(A+0.06)mm。加压压力为445～455KN、加工速度为72～78spm、加工范围为210～240mm、加压全长为100mm。
进一步地，在本发明较优的实施例中，第一凸模的直径为(A-Ф0.58)mm，第一凹模的直径为(A-Ф0.34)mm；第二凹模的直径为(A+0.05)mm。在本发明中，第一凸模的直径为第一凸模的外径，第二凸模的直径为第二凸模的外径；第一凹模的直径为第一凹模的内径，第二凹模的直径为第二凹模的内径。
本发明提供的改善扩孔率的加工方法对于高强度的钢材的扩孔加工具有较好的加工效果，提高了扩孔加工率，改善了高强度钢材的成型性，可以应用于汽车生产加工中。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种改善扩孔率的加工方法，包括：
待加工孔的直径为10mm，选择直径为10mm的第一凸模进和直径为10.24mm的第一凹模。选取待加工的1200MPa级高强度钢板，将其设置于第一凹模和压板之间。压板设置在下方，第一凹模设置在上方。采用第一凸模从下至上对板材进行冲孔。其中，加压压力为450KN、加工速度为75spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm。
实施例2
本实施例提供了一种改善扩孔率的加工方法，包括：
待加工孔的直径为10mm，选择直径为9.81mm的第一凸模进和直径为10.05mm的第一凹模。选取待加工的1200MPa级高强度钢板，将其设置于第一凹模和压板之间。压板设置在下方，第一凹模设置在上方。采用第一凸模从下至上对板材进行冲孔。其中，加压压力为450KN、加工速度为75spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm。
选择选择直径为10mm的第二凸模和直径为10.05mm的第二凹模，将上述板材放置于第二凹模和压板之间。压板设置在下方，第二凹模设置在上方。采用第二凸模从下至上对板材进行扩孔加工和冲裁。其中，加压压力为450KN、加工速度为75spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm。
实施例3
本实施例提供了一种改善扩孔率的加工方法，包括：
待加工孔的直径为10mm，选择直径为9.76mm的第一凸模进和直径为10mm的第一凹模。选取待加工的1200MPa级高强度钢板，将其设置于第一凹模和压板之间。压板设置在下方，第一凹模设置在上方。采用第一凸模从下至上对板材进行冲孔。其中，加压压力为450KN、加工速度为75spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm。
选择选择直径为10mm的第二凸模和直径为10.05mm的第二凹模，将上述板材放置于第二凹模和压板之间。压板设置在下方，第二凹模设置在上方。采用第二凸模从下至上对板材进行扩孔加工和冲裁。其中，加压压力为450KN、加工速度为75spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm。
实施例4
本实施例提供了一种改善扩孔率的加工方法，包括：
待加工孔的直径为10mm，选择直径为9.66mm的第一凸模进和直径为9.9mm的第一凹模。选取待加工的1200MPa级高强度钢板，将其设置于第一凹模和压板之间。压板设置在下方，第一凹模设置在上方。采用第一凸模从下至上对板材进行冲孔。其中，加压压力为450KN、加工速度为75spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm。
选择选择直径为10mm的第二凸模和直径为10.05mm的第二凹模，将上述板材放置于第二凹模和压板之间。压板设置在下方，第二凹模设置在上方。采用第二凸模从下至上对板材进行扩孔加工和冲裁。其中，加压压力为450KN、加工速度为75spm、加工范围为195～255mm、加压全长为100mm。
对比例1
本对比例采用现有的切削加工方法对1200MPa级高强度钢板进行孔加工。
实施例1～实施例4以及对比例1中的1200MPa级高强度钢板均为同一生产批次的钢材，对该钢材进行工艺机械特性检测，结果如下表：
表1机械特性检测结果
对实施例1～4、对比例1制得的孔测定扩孔率，扩孔率其中，d为临界孔径，d1为孔的初始直径。利用凸模将试件压入凹模，使试件的预制孔不断扩大，当孔的边缘或孔附近材料开始出现颈缩或裂口时，停止试验，以此时的孔径为临界孔径。结果如图2，其中，冲孔加工对应实施例1，取得值0.095mm对应实施例2，取得值0.12mm对应实施例3，取得值0.17mm对应实施例4，切削加工对应对比例1。由图2可知，实施例2～4的扩孔率与切削加工的扩孔率相近，相比实施例1，说明实施例2～4采用的改善扩孔率的加工方法可提高扩孔率。
选取实施例2～4、对比例1的孔径，对其进行微观形貌检测，结果如图3。由图3可知，相比对比例1的切削加工，实施例2～4的表面更加光滑，说明其采用的改善扩孔率的加工方法得到的孔质量较高。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种改善扩孔率的加工方法，其特征在于，包括：
待加工孔的直径为A，选择直径为(A-Ф0.60)～(A-Ф0.56)mm的第一凸模、直径为(A-Ф0.36)～(A-Ф0.32)mm的第一凹模进行第一次冲孔加工；
选择直径为A的第二凸模、直径为(A+0.03)～(A+0.07)mm的第二凹模进行第二次扩孔冲裁加工，将第一次冲孔形成的切口加工为平滑切口。
2.根据权利要求1所述的改善扩孔率的加工方法，其特征在于，所述第一凸模的直径为(A-Ф0.59)～(A-Ф0.57)mm，所述第一凹模的直径为(A-Ф0.35)～(A-Ф0.33)mm；所述第二凹模的直径为(A+0.04)～(A+0.06)mm。
3.根据权利要求1或2所述的改善扩孔率的加工方法，其特征在于，所述第一凸模的直径为(A-Ф0.58)mm，所述第一凹模的直径为(A-Ф0.34)mm；所述第二凹模的直径为(A+0.05)mm。
4.根据权利要求1所述的改善扩孔率的加工方法，其特征在于，所述第一凸模的直径为所述第一凸模的外径，所述第二凸模的直径为所述第二凸模的外径。
5.根据权利要求1所述的改善扩孔率的加工方法，其特征在于，所述第一凹模的直径为所述第一凹模的内径，所述第二凹模的直径为所述第二凹模的内径。
6.根据权利要求1所述的改善扩孔率的加工方法，其特征在于，第一次冲孔的加压压力为440～460KN。
7.根据权利要求1或6所述的改善扩孔率的加工方法，其特征在于，第一次冲孔的加工速度为70～80spm。
8.根据权利要求1所述的改善扩孔率的加工方法，其特征在于，第一次冲孔的加工范围为195～255mm。
9.根据权利要求1所述的改善扩孔率的加工方法，其特征在于，还包括：将待加工的板材设置于凹模和压板之间，采用凸模沿所述压板至所述凹模的方向对所述板材进行扩孔冲裁。
10.如权利要求1至9所述的改善扩孔率的加工方法在汽车生产加工中的应用。
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