沖孔翻孔復(fù)合模結(jié)構(gòu)＊

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(fèi)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(jī)上的模具，在常溫下對(duì)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(shí)，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(shí)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(zhǎng)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(jiǎn)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(gè)很小的預(yù)孔，再翻孔，前后分兩工序。這兩個(gè)工序的傳統(tǒng)做法又可以分成3種方式。

方式一：?jiǎn)喂ば蚰＞叱尚巍．?dāng)采用單工序模具成形時(shí)，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(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，而且加工精度還不高，制造成本也會(huì)相應(yīng)的增加很多，生產(chǎn)周期也會(huì)加長(zhǎng)，生產(chǎn)效率更是會(huì)大大降低[5]。

圖3 沖孔模

圖4 翻孔（邊）模

方式二：級(jí)進(jìn)模成形。該種方式就是把沖預(yù)孔和翻孔在模具的兩個(gè)工位上來完成,需要在兩個(gè)工位之間進(jìn)行相對(duì)精確的定位，來保證制件的精度。這種方式相對(duì)第一種方式而言有一定的優(yōu)勢(shì)，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(jìn)一步提高。

方式三：復(fù)合模成形。就是在模具的一個(gè)工位上同時(shí)完成沖預(yù)孔和翻孔這兩個(gè)工序。但這樣的模具結(jié)構(gòu)對(duì)模具設(shè)計(jì)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(jì)一種可以上下浮動(dòng)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(jìn)一步向下工作，沖小孔凹模在沖壓力的作用下，向下活動(dòng)，凸模的第二段與凹模板孔為翻孔間隙，形成翻孔動(dòng)作，沖床到下死點(diǎn)。回程的時(shí)候，活動(dòng)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)淖饔茫瑢⒎缀蟮闹萍陌寄０鍍?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(dòng)作可靠，制件質(zhì)量美觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，效果好，可以廣泛運(yùn)用于各類制件的沖孔、翻孔同時(shí)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(gè)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(gè)工位上用文中所示的專利機(jī)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