焊缝管冲孔模设计

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1、焊缝管冲孔模设计焊缝管冲孔模设计摘要分析了焊缝管冲孔的特点，通过实例介绍了该焊缝管冲孔模设计思路。 关键词：焊缝管；冲孔模：工艺分析 1 引言 我公司新近接到一批灯管的加工任务，零件如图 1 所示， 与之相类似的加工任务不定期也 会有几千件。工艺要求：弯 管在同一平内，两螺孔在弯管内侧且轴线在同一平面内，由 于灯管内需穿线，必须保证灯管不失圆及毛刺较小。 2 工艺分析 按以往工艺：下料弯管钻孔攻牙表面处理成品。 在以上工艺中质量最难保证的就是的钻孔，以往的做法是通过做钻孔模，由钳工钻孔。 由于该工序的作业质量与工人的素质有很大的关系，使用钻孔模往往也因为在圆管上钻孔 时钻头很容易滑偏，即使是落

2、点粗同，微小的偏差也会令两孔难以保证两螺孔轴在同一平 面上，根据以往的生产经验，良品率大约在 70%左右，生产效率低，材料损耗大。 如改用冲床冲孔则可保证两孔在同一平面内，且垂直度可以由限位准确保证。但普遍 的冲孔模由凹模保证灯管不失圃及毛刺较小，虽然此孔对冲孔间隙要求不高，但如此长的 悬臂梁结构在作业中也是不安全的，另外还有一个不利的因素是由于焊缝是比较高的(如图 1 所示，管中焊缝高约 0.5mm)，而弯管时难以使焊缝处在弯管的同一位置，由于焊缝位置 的不确定性，使芯模无法准确避开焊缝，所以采用普通的冲孔方法不太可靠。 由于灯管是圆的，故只要环形受力是不容易变形的，又因材料在受压的条件下容

3、易发生塑 性变形笔者根据上述思路综合考虑各方面因素后做出以下设计。 3 模具设计 由于此零件的单批数量不大，首先从节省成本的角度考虑，决定采用敞开式简易模具。利 用压料板与凹模的外形作导正，方便对模。模具结构如图 2 所示。 为了确保该方案切实可行，需对该设计方案进行必要的可行性分析。因公司的设备最小为 25t 冲床，冲这样的小孔可不计算冲裁力。凸模主要有以下几种形式，其一是平底凸模，第 二种是尖凸模，还有一种是球头凸模。如使用平底凸模可减少磨尖的了序，但由于没有凹 模，容易造成失圆、内翻和毛刺；一般来说普通尖凸模和球形凸模多应用于翻孔等模具，但在本模中何种凸模能顺利冲出合格的产品呢? 受力分

4、析：冲孔时，首先压料板 7 下行，压住灯管。灯管作弹性变形，受下模板圆周所限， 产生周长压缩的应力，如用平底凸模受力情况如图 3a，向下力 加上 会令灯管失圆、内翻，即使冲孔成功也会产生较大毛刺。如把凸模改成图 3b 的尖头形式， 可把 分解为 、 ，不但降低了内翻的趋势，还使变形区处于受压的有利塑性变形条件：显然球形凸模受力 情况介于平头凸模和尖头凸模之间，不如尖头凸模受力情况好所以凸模采用尖凸模形式。在确定了凸模的形式斤再确定凸模的规格尺寸，凸模直径按肘 3 咖螺孔底孔2.5mm 标准 选取；尖角的角度的选择可从以下几方面考虑：为了尽可能减少失圆、内翻与毛刺， 与 ，应尽量与 平行(也就是

5、说凸模越尖越好)；要保持凸模一定的刚性；尖部长度不得大于管内径。 根据以上理论论证，决定采用 60的尖角凸模。 4 实践论证 第一次试模的样品获得了几乎 100%光亮带，且无毛刺，这是由于分多次冲断，材料有足 够的时间塑性变形，同时也说明受力分析正确。在正式生产中得到如图 4 的孔与落料，光 亮带超过一半这足由于冲床速度快，材料来不及塑性变形，在材料变形超过 1/2 时被撕 裂，光亮带尺寸为2.5mm 符合产品要求，攻 M3mm 牙后经测力板手测试达到要求。 在生产约 2000 件后发现冲出的底孔有些偏大，攻牙后易滑牙，经测力扳手测试部分零件不 合格。经检查发现孔的光亮带(2.5mm 部分)高度只有约 0.5mm，有效牙不到一牙，而撕裂 带大端尺寸约为2.75mm，攻牙后当然不合格。拆模后发现凸模经过近 2000 件冲孔后就不 再锋利了，也就是说已不能完全满足作为原设计的尖角凸模功能。同时发现灯管并未严重 失圆(冲孔处略有塌角 R