郭愛(ài)民，尤華勝

（長(zhǎng)豐集團(tuán)衡陽(yáng)風(fēng)順車(chē)橋有限公司，湖南 衡陽(yáng) 421001）

油塞座沖孔、翻孔復(fù)合模具設(shè)計(jì)

郭愛(ài)民，尤華勝

（長(zhǎng)豐集團(tuán)衡陽(yáng)風(fēng)順車(chē)橋有限公司，湖南 衡陽(yáng) 421001）

介紹了汽車(chē)薄板件的沖孔、翻孔復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作原理，給出了預(yù)沖孔坯料尺寸、沖孔力、翻孔力的計(jì)算方法以及沖孔、翻孔凸、凹模間隙值的選定，凸凹模材料選定及其熱處理規(guī)范。

機(jī)械制造；復(fù)合模；沖孔；翻孔；設(shè)計(jì)

1 引言

圖1所示是某汽車(chē)部件——薄板件油塞座的一部分，材料Q195或st12，厚度t=1mm。隨著沖壓技術(shù)的發(fā)展，沖壓模具的工序數(shù)越來(lái)越少，沖孔與翻孔、切邊與翻邊的復(fù)合也越來(lái)越常見(jiàn)。沖孔與翻孔的復(fù)合使孔的同心度更好保證，更有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量。下面介紹我公司開(kāi)發(fā)的油塞座沖壓復(fù)合模的結(jié)構(gòu)及工作原理。

2 模具結(jié)構(gòu)

模具主要由沖孔、翻孔凸模4、壓料板5、翻邊凹模8、沖孔凹模9、彈簧11等組成。上、下模座為鑄鋼，并用導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向。中間配有模柄1定心。沖孔、翻孔凸模4與沖孔凹模9完成沖孔后與翻邊凹模8完成翻邊。凸模更換器7用螺栓固定在壓料板5上，是為沖壓時(shí)在機(jī)床上更換沖孔、翻孔凸模4所設(shè)。沖孔凹模附件焊接在沖孔凹模9上，防止沖孔廢料進(jìn)入彈簧11。沖孔、翻孔復(fù)合模具的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

沖孔、翻孔模具的工作原理：當(dāng)上模在上極限位置模具處于待工作狀態(tài)，可以將工件坯放在翻邊凹模8上。模具工作時(shí)，上模隨著壓力機(jī)滑塊下行，首先通過(guò)壓料板5與上模之間的彈簧壓縮而壓緊毛坯；然后，滑塊繼續(xù)下行，沖孔、翻孔凸模4沖孔；接

3 坯料尺寸及力的計(jì)算

3.1 坯料尺寸計(jì)算

在文獻(xiàn)[1]中，依據(jù)體積不變條件和有關(guān)幾何關(guān)系，推導(dǎo)出預(yù)沖孔直徑的計(jì)算公式：

式中：D0——翻孔前沖孔直徑，mm；

D1——翻孔后直邊的平均直徑，mm；

R1——翻孔半徑，mm；

式中：P——翻孔力，N；

σs——屈服點(diǎn)，200MPa；

d——翻孔直徑，21mm；

D0——翻孔前沖孔直徑，9.928mm。

將零件相關(guān)參數(shù)代入式（3），即可算出：

4 凸、凹模材料及熱處理

4.1 凸、凹模材料的選定

一般沖模常用材料：Cr12，GCr15，Cr12MoV，Cr12Mo等。根據(jù)油塞座特點(diǎn)，選定凸、凹模材料均為Cr12。

4.2 淬火硬度

依據(jù)沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)，沖裁模中Cr12用于凸、凹模，其熱處理硬度HRC58～62。這里選凸模淬火硬度HRC56～60、凹模淬火硬度 HRC58～62。

5 結(jié)束語(yǔ)

為保證翻孔的凸緣挺直，沖孔、翻孔凸模4與翻孔凹模8之間的間隙Z/2一般取小于材料厚度，這套模具加工時(shí)取80%t。翻邊凹模8與沖孔凹模9之間的配合要好。汽車(chē)薄板件上有很多零件有類(lèi)似的孔都可使用這一方法成形。

實(shí)踐證明，按上述方案設(shè)計(jì)的模具使用效果好，沖壓件達(dá)到技術(shù)要求，建議在汽車(chē)領(lǐng)域推廣。

[1] 冷沖壓模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：第四機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所，1979.

[2] 王義林，鄭金橋，李志剛.基于KBE的汽車(chē)覆蓋件沖壓工藝方案設(shè)計(jì).材料科學(xué)與工藝，2004.

[3] 俞漢清.金屬塑性成型原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[4]《冷擠壓技術(shù)》編寫(xiě)組.冷擠壓技術(shù).上海：上海人民出版社，1976.

Design of piecing and hold-flanged compound die

GUO Aimin，YOU Huasheng
（Changfeng Group Hengyang Fengshun Co.,Ltd.,Hengyang 421001,Hunan China）

The detailed structure and main work principles of piecing and hole-flanged compound dies for automobile featheredged have been introduced.The calculation methods of pre-punched blank dimensions,piercing force,and hole-flanged force have been put forward.The setting of clearance among piercing,hole-flanged male die and hole-flanged female die in production has been given,as well as the selection of male&female die material and quenching rigidity.

Piercing；Hole-flanged；Compound die

TG385.2

B

2011-10-10

郭愛(ài)民（1972-），男，工程師，從事汽車(chē)零部件的研發(fā)