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        沖孔翻孔復(fù)合模結(jié)構(gòu)*

        2022-08-29 08:26:16周淑容李小明
        模具制造 2022年7期
        關(guān)鍵詞:制件內(nèi)孔沖孔

        周淑容,鄭 浩,李小明

        (四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川遂寧 629000)

        1 引言

        隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的持續(xù)高速發(fā)展,模具使用越來越廣泛,被廣泛應(yīng)用到汽車、家電、航空航天、消費電子、儀器儀表以及醫(yī)療器械等等領(lǐng)域。其中,冷沖模是模具的一種,它在模具行業(yè)生產(chǎn)總值中約占40%。它是利用安裝在壓力機上的模具,在常溫下對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離、成形或接合,從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的制件的加工方法[1]。

        2 沖孔翻孔工序介紹

        冷沖壓工序的分類方法很多,按照不同的分類方法,可將其分為分離工序和成形工序。翻邊工序?qū)儆诔尚喂ば虻囊环N,它是在模具的作用下,將坯料的孔邊緣或外邊緣沖制成豎立邊的成形方法。但在制件的彎曲時,制件毛坯的變形僅僅只局限在彎曲線的圓角部分,而翻邊時毛坯的圓角部分和邊緣部分都要參與變形,都屬于變形區(qū),所以翻邊變形要比彎曲變形復(fù)雜得多,這也給翻邊工序帶來一定的加工難度。根據(jù)坯料的邊緣狀態(tài)和應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)的不同,翻邊可以分成外緣翻邊(見圖1)和內(nèi)孔翻邊也即為翻孔(見圖2),也可分為伸長類翻邊和壓縮類翻邊[2~3]。本文主要闡述內(nèi)孔翻邊。

        圖1 外緣翻邊

        圖2 內(nèi)孔翻邊

        所謂內(nèi)孔翻邊就是在預(yù)先打好孔的坯料上,沿孔邊緣將材料翻起成豎立直邊的沖壓方法。內(nèi)孔翻邊按孔的形狀,又可分為圓孔翻邊和異型孔翻邊[4]。

        3 沖孔翻孔復(fù)合模結(jié)構(gòu)

        五金鈑金件上面通常有內(nèi)孔翻邊的工序(文中把內(nèi)孔翻邊工序簡稱翻孔工序),其結(jié)構(gòu)用于攻絲,起制件之間螺釘連接用。模具上大部分傳統(tǒng)翻孔的加工方法是先沖一個很小的預(yù)孔,再翻孔,前后分兩工序。這兩個工序的傳統(tǒng)做法又可以分成3種方式。

        方式一:單工序模具成形。當(dāng)采用單工序模具成形時,就需要制造兩副模具,沖預(yù)孔一幅模具(見圖3),而翻孔又要制造另一幅模具(見圖4),而且要占用兩套沖壓設(shè)備。這種沖壓工藝占用人工多,工件轉(zhuǎn)運時間長,而且加工精度還不高,制造成本也會相應(yīng)的增加很多,生產(chǎn)周期也會加長,生產(chǎn)效率更是會大大降低[5]。

        圖3 沖孔模

        圖4 翻孔(邊)模

        方式二:級進模成形。該種方式就是把沖預(yù)孔和翻孔在模具的兩個工位上來完成,需要在兩個工位之間進行相對精確的定位,來保證制件的精度。這種方式相對第一種方式而言有一定的優(yōu)勢,就是制件的精度和生產(chǎn)效率都有一定的提高。但也有一定的缺陷,雖然制件的精度相比單工序模具有提高,但由于沖預(yù)孔和翻孔是在不同工位完成的,肯定存在一定的定位誤差,無形之中加大了模具制造的難度;另外由于存在一定的定位誤差,所有制件的精度還有待進一步提高。

        方式三:復(fù)合模成形。就是在模具的一個工位上同時完成沖預(yù)孔和翻孔這兩個工序。但這樣的模具結(jié)構(gòu)對模具設(shè)計和模具的加工都提出了較高的要求。制造難度大大增加。

        從分析來看,以上3 種方式都可以成形出沖孔翻邊這樣的工序件,但是都有一定的不方便之處。本文介紹的這種沖孔翻孔的復(fù)合結(jié)構(gòu),可較好的解決上述3種方案存在的一些問題。其結(jié)構(gòu)原理是:在翻孔內(nèi)設(shè)計一種可以上下浮動的沖小孔凹模,用壓塊裝入凹模板內(nèi),在工作初期,沖小孔凹模在彈簧力的作用下與凸模前端形成剪切,沖掉小孔廢料;進一步向下工作,沖小孔凹模在沖壓力的作用下,向下活動,凸模的第二段與凹模板孔為翻孔間隙,形成翻孔動作,沖床到下死點?;爻痰臅r候,活動的沖孔小凹模在彈簧的作用下復(fù)位,又可以起到推料釘?shù)淖饔?,將翻孔后的制件從凹模板?nèi)推出,完成一次成形。工作狀態(tài)如圖5、圖6、圖7、圖8所示,該結(jié)構(gòu)目前已經(jīng)獲得國家專利。

        圖5 初始狀態(tài)

        圖6 沖小孔狀態(tài)

        圖7 翻孔狀態(tài)

        圖8 復(fù)位狀態(tài)

        使用該結(jié)構(gòu)沖切過程動作可靠,制件質(zhì)量美觀,結(jié)構(gòu)簡單實用,效果好,可以廣泛運用于各類制件的沖孔、翻孔同時成形的模具中。

        4 復(fù)合模結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

        圖9所示為某公司的一個沖壓制件,材料為Q235,料厚為2mm,其中有翻M5mm 的螺紋孔的沖壓工序。經(jīng)過工藝分析,將該處的翻孔工序在一個工位上用文中所示的專利機構(gòu)來完成,排樣結(jié)果如圖10 所示,裝配圖如圖11 所示。投入生產(chǎn)后,生產(chǎn)的制件性能良好,能滿足其技術(shù)要求,大大提高了生產(chǎn)率。

        圖9 制件圖

        圖10 排樣圖

        圖11 模具裝配圖

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