沖壓模具翻孔預(yù)沖孔的計算

沖壓模具翻孔預(yù)沖孔的計算,,,,,,,,2005/10/7

,,,,,,,,作成：CRD李汝科

,,,,,,,,P1/7

一、,序言,,,,,,,

,翻孔是利用模具把板料的孔緣翻成豎邊的沖壓加工方法。翻孔主要用于制造出,,,,,,,

,與其他零件的裝配部位，或者是為了提高零件的剛度而加工出特定的形狀。利,,,,,,,

,用這種方法可以加工形狀較為復(fù)雜、且具有良好剛度和合理空間形狀的立體零,,,,,,,

,件。所以在沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用較廣，尤其在汽車、拖拉機等領(lǐng)域應(yīng)用更為普遍。,,,,,,,

二、,翻孔的變形分析,,,,,,,

,翻孔的主要變形是變形區(qū)內(nèi)材料受切向和徑向拉伸，愈接近預(yù)沖孔邊緣變形愈,,,,,,,

,大。因此，翻孔的失敗往往是邊緣拉裂，但是拉裂與否主要取決于拉伸變形的,,,,,,,

,大小。翻孔的變形程度，一般用坯料預(yù)沖孔直徑d0與翻孔后的平均直徑D（材料,,,,,,,

,中性層直徑）的比值K0表示，稱為翻孔系數(shù)，即,,,,,,,

,,,,K0＝d0/D,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,圖（一）翻孔,,,,

,a)平板毛坯翻孔形狀示意圖,,,,b)在拉深件底部翻孔形狀示意圖,,,

,顯然，翻孔系數(shù)越小，變形程度越大。翻孔系數(shù)K0與豎邊邊緣厚度變薄量的關(guān),,,,,,,

,系可近似的表達為：,,,,,,,

,,,,δ0=δ,,,,

,其極限值為：,,,,,,,

,,,,δ0=δ,,,,

,式中：,δ0—翻孔后孔邊緣的壁厚；,,,,,,

,,δ—翻邊前原始料厚；,,,,,,

,,K0min—極限翻孔系數(shù)。（參見表一）,,,,,,

,,,,,,,,P2/7

,可見，翻孔系數(shù)越小，坯料邊緣變薄越嚴重。當(dāng)翻孔系數(shù)減小到使孔的邊緣瀕,,,,,,,

,于拉裂時(見圖二），這種極限狀態(tài)下的翻孔系數(shù)就稱為極限翻孔系數(shù)。下表給,,,,,,,

,出了一些常見材料的翻孔系數(shù)和極限翻孔系數(shù)。,,,,,,,

,,表（一）,幾種常見材料的翻孔系數(shù),,,,,

,材料名稱,,,翻孔系數(shù),,,,

,,,,K0,,K0min,,

,白鐵皮,,,0.70,,0.65,,

,軟鋼（δ=0.25～2mm),,,0.72,,0.68,,

,軟鋼（δ=2～4mm),,,0.78,,0.75,,

,黃銅H62（δ=0.5～4mm）,,,0.68,,0.62,,

,鋁（δ=0.5～5mm）,,,0.70,,0.64,,

,硬鋁合金,,,0.89,,0.80,,

,鈦合金TA1（冷態(tài)）,,,0.64～0.68,,0.55,,

,TA5（冷態(tài)）,,,0.85～0.90,,0.75,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,拉裂處,

,,,圖（二）被拉裂實物寫真,,,,,

三、,平板毛坯翻孔的工藝計算,,,,,,,

,翻孔的毛坯計算是利用板料中性層長度不變的原則近似地進行預(yù)沖孔直徑大小,,,,,,,

,和翻邊高度的計算。,,,,,,,

,,,,,,,δ—翻邊前原始料厚；,

,,,,,,,d0—預(yù)沖孔直徑,

,,,,,,,D—中性層直徑,

,,,,,,,D1—翻孔變化區(qū)直徑,

,,,,,,,r—翻孔處內(nèi)圓角,

,,,,,,,H—翻孔高度,

,,,,,,,h—翻孔處直段高度,

,,,圖（三）平板毛坯翻孔計算示意圖,,,,,

,平板毛坯翻孔預(yù)沖孔直徑d0可以近似地按彎曲展開計算。由圖（三)可知：,,,,,,,

,,,,,,,,P3/7

,,,,＝,,,,

,,∵,D1＝D＋2r+δ,,,,,

,,,h=H-r-δ,,,,,

,,,,,,,,,

,,∴,d0=D－2（H－0.43r-0.72δ）,,,,,

,根據(jù)翻孔系數(shù)，校核一次翻孔可能達到的翻孔高度為:,,,,,,,

,,H,=+0.43r+0.72δ,,,,,

,,,=+0.43r+0.72δ,,,,,

,,∵,K0=,,,,,

,,∴,H=+0.43r+0.72δ,,,,,

,如果將極限翻孔系數(shù)K0min代入翻孔高度公式，便可求出一次翻孔的極限高度，,,,,,,,

,即：,,,,,,,

,,Hmax,=+0.43r+0.72δ,,,,,

,當(dāng)翻孔高度要求較高，用平板毛坯不能直接翻出所要的高度時，可采用加熱翻,,,,,,,

,孔、多次翻孔(以后各次的翻孔，其K0值應(yīng)增大15%-20%)或拉深后沖底孔再翻孔,,,,,,,

,的工藝方法。當(dāng)然，翻孔高度也不能過?。ㄒ话鉎﹥1.5r)。如果H過小，翻孔后,,,,,,,

,回彈嚴重，直徑和高度尺寸誤差大。在工藝上，一般采用加熱翻孔或增加翻孔,,,,,,,

,高度，然后再切除的方法。,,,,,,,

三、,在拉深件底部翻孔的工藝方法計算,,,,,,,

,在拉深件底部翻孔，這是一種常用的沖壓方法。當(dāng)翻孔高度較高，一次翻孔難,,,,,,,

,以達到要求時，可將平板毛坯先進行拉深，再在拉深件底部沖孔后再翻孔。其,,,,,,,

,工藝計算過程是:先計算允許翻孔高度h，然后按零件的要求高度H及h確定拉深,,,,,,,

,高度h1，及預(yù)沖孔直徑d0。,,,,,,,

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,,,,,,,δ—翻邊前原始料厚,

,,,,,,,d0—預(yù)沖孔直徑,

,,,,,,,D—中性層直徑,

,,,,,,,r—翻孔處內(nèi)圓角,

,,,,,,,H—翻孔總高度,

,,,,,,,h—翻孔高度,

,,,,,,,h1—拉深高度,

,,圖（四）在拉深件底部翻孔計算示意圖,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,注：,圖四中AB段弧長＝,,,,,,

,,,,,,,,,

,由圖（四）可知：,,,,,,,

,,,,,,,,,

,翻孔高度,,,,,,,

,,h,,,,,,

,預(yù)沖孔直徑,,,,,,,

,,或,,,,,,

,,,,,注：K0—為翻孔系數(shù)（見表一）,,,

,拉深高度,,,,,,,

,,,,h1=H-h+r+δ,,,,

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四、,圖片寫真,,,,,,,

,,,,翻孔位置,,,,

,圖(五)制品Yoke-ESD20T翻孔,,,,(圖六)制品Yoke-ESD20BLVA翻孔,,,

,,,,翻孔位置,,,,

,圖(七)制品Yoke-430翻孔,,,,圖(八)制品Yoke-D16翻孔,,,

,,,,翻孔位置,,,,

,圖(九)制品Fluxring-DBC74翻孔,,,,圖(十)制品Yoke-ER70翻孔,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,P6/7

,,,,,,翻孔位置,,

,圖(十一)制品Yoke-ESD25BG翻孔,,,,圖(十二)制品Brkt-AS11625L-D翻孔,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,預(yù)沖孔位置,,,,,,,

,,,圖(十三)制品Yoke-ESD20T料帶,,,,,

,,,,,,,,,

,,,,,,,,,

,預(yù)沖孔位置,,,,,,,

,,,圖(十四)制品Fluxring-DBC74料帶,,,,,

,,,,,,