方孔翻边预加工小孔的形状尺寸设计

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分析以上试验结果可知： + ( , 方孔翻边件的方形度 ! * " 值愈小， 其高度 平齐一致时的极限翻边高度愈小，表明方孔翻边件
图! 方孔翻边试验模示意图 # % 压边圈 ! % 凹模 ( % 凸模
试验结果的主要数据
预加工小孔尺寸 ! $ 0 "$ 0 "$ + 22 , ! # % . 0 "( 0 "( ! " % . 0 !# 0 !# ! > % . 0 #1 0 #1 ! ! 0 "# 0 "# ! > 0 !" 0 !" ! ) 0 !( 0 !( 工件高度 ’ + 22 , .% # >% ( 3% 3 .% $ .% # >% )
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电 火 花 机 专 用 石 墨 电 极
崇德通用电碳 . 番禺 / 有限公司 是德国 !"#$%& ’(#)*%+,(--,*"#%.& /012 在中国的子公司。秉承德国工 业传统， 崇德从 (1(! 年创立时起， 就以科学的态度从事碳石墨材料的生产和研究开发， 目前已在 #! 个国家拥有 多家工厂。崇德番禺公司 凭其优异的专业技术和一流的售后服务， 在东南亚及广东地区享有声誉。 3$ 石墨电极材料性能
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图’ 方 ) 矩 + 形空心零件示意图
在汽车、 电机、 家用电器 ) 如冰箱、 音响 + 等的冲 压生产中，经常会遇见如图 ’ 所示的带有竖边的方 ) 矩 + 形空心冲压件。根据冲压工艺的基本理论， 这 类零件 ) 或该局部位置 + 的冲压成形工艺方案有以 下几种： !拉伸后冲底； "胀形后冲底； #胀形或拉 伸后冲孔再翻边； $方孔翻边。
万方数据
《模具工业》 #$$$ % & ’ % (# 总 #!) 至伴有 ! " 部位开裂。当 ! $ * ! + # 时， 工件角部高度 低于直边部的高度，也有开裂现象发生。如果用圆 角部位的变形程度来表示方孔翻边的极限翻边系 数， 则本试验研究中的极限翻边系数 # $ , - ! $ + ! $ % " . 此时的相对厚度按 % + & $ 计算 / 均比相对厚度 . % + " $ / 相同时的圆孔翻边系数 # $ 要小。这表明方 孔翻边中，变形较易的直边部位变形对变形较难的 圆角部位的变形区起到了带动作用。 . " / 研究表明，纯铝板的翻边性能较普通钢板 差， 如极限翻边系数更大、 极限翻边高度更低， 则不 适用于公式 . # / 。从表 # 中可知， 纯铝材料在试验中 有点特殊， 它在很多研究中都出现特殊情况。
《模具工业》 #$$$ % & ’ % (# 总 #!) 以 (22 + 个别地方以 $ % .22 , 为进级制取。 ! 试验结果及分析 工艺试验结果，获得的方孔翻边件直边与圆角 部分高度基本相同的 4 工件高度平齐一致时的极限 翻边高度 ’ 与相应的预加工小孔尺寸如表 # 所 示。
表#
材料 料厚 + 22 ,
中国机械工程学会锻压学会 % 锻压手册 . 第 # 卷冲压 / % 北京： 机械工业出版社， (11! % 姜奎华 % 冲压工艺与模具设计 % 北京： 机械工业出版社 2 (113 % 卢险峰 % 冲压工艺与模具学 % 北京： 机械工业出版社， (11) % 李硕本 2 卢险峰 2 于连仲 % 冲压加工技术最新进展 % 南昌： 江西高校出版社， (11) % 中国机械工程学会锻压学会 % 第七届全国锻压学术年 会论文集 % 北京： 航空工业出版社， (111 % 模具实用技术丛书编委会 % 冲模设计应用实例 % 北京： 机械工业出版社， (111 %
对这些可能的工艺方案进行工艺性分析可以 知道，如果 ! . " 以外的外法兰面积较大，则拉伸 困难， 甚至不可能进行， 故方案!难以实现， 即使能 进行，也消耗材料较多。倘若外法兰面积较大且全 为平直面，可以采用方案"，但当外法兰部分有孔 或其它形状要求时，则胀形时又会影响其孔形状精 度。方案#工序比较多，且总的变形程度不会比方 案$提高多少，故较合理的方案是方案$。实际生 产中，这种空心件高度 # 一般不很大，很少有象盒 形拉伸件那么大，采用方孔翻边应该是可行和合理 的。 — — —— — —— — —— — —— — —— — ——
型 号 =>?( =>?# =>?3" =>?! 石墨用途 粗蚀初模 幼蚀 精蚀 超高级精蚀 体积密度 . 5 + 67 ! / ( % )" ( % )! ( % )0 ( % )" 电阻率 . ($ 8 0! + 67 / (( % $ (# % " (4 % $ (0 % " 抗折强度 . 9 :; / "# 4" 3$ ($$ 肖氏硬度 4# 4) 34 )$ 热膨胀系数 . ($ 8 4 + < / 0%( 0%# 0%$ 0%# 平均 + 最大颗粒尺寸 ." 7/ (( + ($$ 3 + #" 0 + #$ # + ($
参考应用： . ( / 方孔 . 或矩形孔 / 翻边的极限翻边高度 ’ + & 与翻边件的方形度 ! + & 存在图 0 所示关系， 即! + 材料的翻边性能愈好， 其相对翻 & 愈大， ’ + & 愈大， 边高度愈高。 . # / 为了获得高度平齐一致的方孔 . 或矩形孔 / 翻边件，其预加工小孔的形状应为相应的方形。对 于应用广泛的各种普通钢板材料， 其尺寸 ! $ 、 &$ 可 按公式 . ( / 、. # / 进行设计 . 对于纯铝板或其它板材 可参照进行 / ，且这是一种简便实用的制坯计算方 法。当然， 如果方孔翻边件高度要求很精确， 则还应 通过试模来最后确定坯料上预加工小孔的 ! $ 、 & $ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
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公司可提供免费切割材料服务， 欢迎垂询。
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# ( 图0 相对翻边高度与方形度关系曲线
!" 值。
参
版社， (1)) % 新ブレス加工デ デ !
考
文
献
冲模设计手册编写组 % 冲模设计手册 % 北京： 机械工业出 タブツク编集委员会 % 新ブレス加工
0
结束语 通过上述研究可以得出 # 条结论，供生产实际
タブツク % 东京： 日刊工业新闻社， (11! %
+ # , 试验条件。试验材料及性能如表 ( 所示。
表(
材料 名称 钢板 铝板 牌号 5677 ;#
试验材料及部分实测数据
料厚 ) + 22 , (% $ (% $ 硬度 + 9: , (#" "$
模具主要尺寸 + ! 副 , ! / .、 1、 (!22 !)、 !)22 + 方孔实际内形尺寸 , " / "3、 ")、 !1、 !122 + 按中径计算 , ! $ / "、 "、 . % .22 ! % / ( % .22 & / ( % $22 设备： 油压试验机 润滑： 涂抹机油 + !, 试 验 方 法 说 明 。 试 件 外 形 尺 寸 均 为 预加工小孔 ! $ 、 ($$22 0 ($$22 ， " $ 均按坯料中心 画线作出， 然后通过钻小孔后用锉削修平完成。 对于每一个 ! * " ， 每一种材料， 逐一试出获得 工件高度平齐且端部不开裂时的 ! $ 、 试验中 " $ 值，
’பைடு நூலகம்
引
言
现今，国内外有关冲压加工及模具设计的资料 对方孔翻边这种工艺与模具设计理论或经验还未见 报道， 虽然早期的个别书刊上提及到某种方法、 某个 数据， 可并不实用， 而生产实际中又确有需要， 因此 方孔翻边应成为冲压加工或翻边成形中一个值得研 究的课题。本文报告的正是基于以上前提进行的工 艺试验研究， 以期为生产实际提供一种简便、 实用的 指导与参考。 " 工艺试验方法 由于方孔翻边变形区在坯料的内法兰部分，其 外法兰部分为不变形区。内法兰部分又可分为圆角 区%和直边区&， 如图 " 所示， 其圆角区相当于 ’ 0 1
的圆孔翻边， 直边区相当于弯曲变形， " 个区域成形 极限的表现形式都是因拉伸变形而出现开裂。当 然， 而是相互联系和 " 个区域的变形不会截然分开， 影响的。 欲获得 " 种变形中成形高度平齐一致， 即均 为 # ，主要应控制预加工小孔 ! # 与 $ # 的大小。为 此， 工艺试验按以下安排进行。
能获得的成形高度要比圆孔翻边的小。 + # , 不同材料高度平齐的极限翻边高度不同， 试 验中的 5677 材料性能中的延伸率!、 强度"8 、 硬度 + 9: , 及加工硬化指数 ( 值均比 ; # 的大， 故其翻边 成形极限大，这与影响圆孔翻边成形极限的因素相 同。 + ! , 试验结果还表明， 相对厚度 ) * " $ 愈大， 其 高度平齐时的极限翻边高度愈大，这一点与圆孔翻 边也相同。 + " , 方孔翻边件欲获得高度平齐一致， 其预加工 小孔制备最简易的形状应该是相对应的方形 + 而不 能为圆形 , ，且预加工小孔的圆角半径 ! $ 和直边宽 度 " $ 存在以下关系 + 参见图 # , ： " $ / " < # ’ = $ % )> ! % = + ! - " , ) + (,
+ #, !$ / ! *# 公式 + ( , 是根据本研究的特定要求 + 方孔翻边高 度平齐一致 , ， 以直边部分的坯料长度按弯曲变形的 坯料长度展开计算方法而推导，并按工艺数据加以 修正得到的， 用表 # 中的数据来验证此公式， 其相对 误差均在 .? 以内，表明完全可以实用。为节省篇 幅， 公式推导过程及验证计算在此从略。 厚度 ) 前面 的系数 ! 用于 ! * " 较小时， " 用于 ! * " 较大时。 公式 + # , 也可谓工艺试验中获得的经验公式。 当 工件转角部位高于竖边， 且端部开裂甚 ! $ @ ! * # 时，
收稿日期： "### 年 / 月 ’! 日
图"
方孔翻边变形示意图
) ’ + 试验设计。首先定义了一个方形程度参数
万方数据
!" 设计了 ! 种不同方形程度的工件， 其中 ! 为 ! * "， 方孔转角处内侧圆角半径，" 为方孔直边处内侧宽 度， 相当于翻边凸模宽度 + 计算 ! * " 时按其中径计 算,。 显然， 当 ! *" /$时 ! * " 值在 $ - $ % . 间变化， 为尖角方孔翻边， 工艺性不好， 当 ! * " / $ % . 时即 为圆孔翻边。其次设计制造了图 ! 所示的 ! 副刚性 压边方孔翻边模 + " 0 # / " 0 " , 。
《模具工业》 "### $ % & $ ’" 总 "!(
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方孔翻边预加工小孔的形状尺寸设计
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, 摘要 - 对方孔翻边进行了工艺试验， 提出了获得所需要的翻边高度且平齐一致的空心方孔 件预加工小孔的形状、 尺寸的方法和公式 关键词 方孔翻边 预加工小孔 形状与尺寸设计