薄壁圆管冲孔模具设计探讨
圆形零件侧壁冲孔模具结构设计
王彤勇,李高欣（一拖（洛阳）福莱格车身有限公司，河南洛阳,471004） 1 前言在一个圆形制件的侧壁冲出多个孔，一般采用斜楔侧冲结构，由于制件侧壁每个孔的冲孔方向不同，每个孔都需要一套单独的侧冲机构，模具结构复杂，放料、取件操作困难。
本文介绍一套圆形制件侧壁的冲孔模具，结构独特、简单，操作方便，生产中取得了很好的效果。
2 制件介绍该零件（见图1）是一种型号发动机上使用的集油壳，材料为st12，厚度为1.5mm，零件四周均布8个φ5圆孔，生产规模为年产4万件。
3 工艺分析此零件是圆球形，零件侧壁均布8个φ5圆孔，冲孔工艺有三种方案。
方案一；正向冲孔，模具结构为一般的冲孔模具，一次冲一个孔，分8次行程完成，压力机选用j23-40。
方案二；侧向冲孔，模具选用斜楔侧冲，由于各孔间距离小，无法在一套模具上同时布置8个斜楔侧冲机构，需一次冲4个孔，分2次行程完成，压力机选用jb23-63。
方案三；侧向冲孔，模具采用简单凸模导向结构，一次冲8个孔，1次行程完成，压力机选用j23-100。
方案一模具结构简单，容易加工，维修方便，但是需要8次行程才能将所有孔冲出来，且零件孔位之间的尺寸也由于多次定位造成精度降低。
方案二采用正规斜楔侧面冲孔，模具结构复杂，斜楔布置困难，操作困难，并且需要2次行程才能将所有孔完成。
方案三采用简单斜楔凸模导向结构，模具结构简单维修方便，1次行程冲8个孔，能减少零件加工工序，保证零件冲孔位置精度，提高零件的生产效率，降低零件的生产制造成本。
综合以上三种工艺方案，根据零件的特点和企业的实际情况，选用方案三。
4 压力中心、冲压力计算和压力机的选择冲压力合力的作用点称为压力中心。
为了保证压力机和冲模正常平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合，对于带模柄的中小型冲模就要使压力中心与模柄轴心线重合。
否则冲裁过程中压力机滑块和冲模会承受偏心载荷，使滑块导轨和冲模导向部分产生不正常磨损，合理间隙得不到保证，刃口迅速变钝，从而降低冲件质量和模具寿命甚至损坏模具。
不锈钢薄板高密度小孔冲压加工及模具优化设计策略分析
不锈钢薄板高密度小孔冲压加工及模具优化设计策略分析不锈钢真空吸滤网是真空吸滤机组成的中重要零件之一。
文章对真空不锈钢真空吸滤网加工中运用的加工方式进行说明，并在现有的加工设备条件下，结合生产成本和技术推广复杂程度的情況，提出运用冲压的方式进行加工，并针对薄板冲裁的情况，分析出冲裁变形的过程，并要根据大量的实践过程研究的基础，对真空吸滤网的冲压技术和模具结构进行科学的设计。
标签：不锈钢薄板;小孔冲压加工技术;模具优化设计不锈钢具有非常好的抗腐蚀功能，以及较高的强度、硬度和韧性等性能。
其中的薄壁不锈钢EGR波纹管已经广泛的运用在与欧美发达的国家启程排气系统中，在满足于排放标准且发动机改动不大的情况下，EGR波纹管产品将成为汽车发动机排气系统的首要选择[1]。
而我国国内市场对于EGR波纹管产品的需要也在逐渐增长，EGR波纹管运用的是薄壁不锈钢管液压成型工艺。
而薄壁不锈钢管，现有的技术运用的是钨极惰性气体保护焊（TIG焊）进行焊接制作的，但是其焊接工艺技术速度很低（一般小于6m/min左右），如果提高速度的话，会对工艺质量造成很大的影响，会出现咬边、骆驼焊道等形状上的缺陷，这样会严重约束共计生产的效率。
综合以上的情况，这对工程进行低成本、优质、高品质的不锈钢焊接技术提出了很高的需求。
1 小孔加工技术策略现状和发展方向在常有的机械加工过程当中，孔加工所占有的加工比例是非常大的，具有效的数据收集，孔加工约占有了整体机械零件加工的总量的三分之一左右，且还占有机械加工总时间的四分之一左右，在孔加工的过程中，特别是微小孔的加工是难度最大的[2]。
就目前的现有技术来看，不论是国内还是国外，对于微小孔技术并没有统一的定义，一般将直径小于刀的孔统称为微孔，将直径的孔统称为小孔，随着社会科技的不断发展，出现了越来越多的带有微小孔的机械零件，比如汽车、摩托车的燃料喷油嘴、汽化器、航空航天惯性陀陀螺中的仪表元件、电子打印机打印头、印刷电路板等等，都需要微小孔零件。
如何设计一套圆管双头冲孔与翻孔模具
如何设计一套圆管双头冲孔与翻孔模具作者：邓汝荣，郧鹏，李有兵铝合金圆管零件在汽车及家用空调或其他制冷工具中应用广泛，且需求巨大。
不同大小管径与长度的圆管零件均需在管两端的相同位置上翻孔，其已经系列化、规格化。
采用传统加工方法，圆管零件需2~3道工序成形，圆管两端的冲孔与翻孔是分开进行，先在一端进行冲孔再翻孔，然后再进行另一端的冲孔和翻孔。
而每一工序都需要模具与冲床，每副模具与冲床则需要一个工人来完成，生产成本较大，无法满足大批量生产。
现介绍一种冲孔与翻孔模具解决上述问题，经实践表明，采用1副模具即可完成零件成形，而且模具结构简单紧凑，制造成本低，可适用于生产不同管径和长度的圆管零件。
1零件分析图1 圆管零件圆管零件结构如图1所示，材料为铝合金，零件特点为无论管径与长度大小，在管的两端相同的位置上均要翻出高为2.5mm、直径为ϕ6mm的孔，管的内径为ϕ20~ϕ30mm，长度为250~750mm。
2工艺方案分析由于圆管零件存在管径和长度不同的特点，传统的加工工艺需要大量的周转容器和场地，无法满足大批量的生产。
同时成形的工序越多，零件的尺寸精度越低，甚至出现较多的废品。
由于零件的管径与长度不同，需要不同的模具与之相适应，模具通用性低、互换性差，需要的模具数量多，生产成本大，不便于管理。
面对零件批量大、劳动力成本不断上涨的市场环境，传统的加工方法已不适应当前生产。
通过对不同的管径和长度系列的模具进行优化后，采用1副模具则可生产任何规格的圆管零件，大幅度减少了模具制造成本，提高了生产效率，并提高了零件的成形尺寸精度。
3成形过程与工作原理图2 模具结构1.连接螺母2.推板3.限位安全块4.压板5.上模板6.模柄7.凸模固定板8.冲孔凸模9.上卸料板 10.导柱导套 11.导向杆 12.右导向杆支承块 13.螺钉 14.限位块 15.底座 16.锁紧块 17.凸凹模固定板 18.下卸料板 19.弹簧 20.螺钉 21.螺钉 22.弹簧 23.托料板 24.螺钉 25.下模板 26.凸凹模 27.气缸 28.左导向杆支承块 29.螺钉 30.调节块 31.弹簧1模具结构如图2所示。
薄壁注塑制品模具设计及工艺研究
朱赪 等·薄壁注塑制品模具设计及工艺研究2020年 第46卷·33·工艺与设备作者简介：朱赪（1971-）,男,本科学历,高级工程师,主要从事塑料加工方面研究工作。
收稿日期：2019-09-25塑料主要的成分是高分子有机化合物,在日常的家用电器、通讯器材、生活用品中有着广泛的利用，并且其密度低、质轻、绝缘性好、化学稳定、耐磨减震、透光性等等。
不过在结构设计、模具结构、材料性能等多个方面还存在不少的问题，所以，就需要做好对应的研究，这样才可以提出相应的解决措施。
1 塑件厚度与结构设计1.1 塑件厚度设计11.1 壁厚考虑到塑件壁厚相对较薄，这样就会导致成型流动阻力过大，无法充满大型塑件；当塑件壁过厚，就可能会出现气泡、缩坑等问题。
在刚度和强度保障的基础上，塑件壁厚最好在0.45~6.5 mm 之间，一般为1.5~3 mm 之间，并且要求其均匀性。
按照要求分析，在对塑件整体壁厚进行设计中，还需要考虑到螺钉柱、加强筋等对于机构外观、强度等带来的影响。
1.1.2 加强筋做好加强筋的设立，有利于塑件刚度与强度的提高，这样也可以避免塑件出现变形，也有利于塑料溶体的流动。
针对普通的加强筋，厚度通常为0.40~0.75倍的壁厚,加强筋的长度为2.5~5.0的壁厚,脱模斜度范围为0.5°~1.5°。
1.1.3 螺钉柱一般来说，对于塑件内部，还需要利用自攻螺钉进行其余部位的安装，设置对应的螺钉柱。
对于螺钉柱，其主要包含了加强筋和无加强筋，其底部的长度一般控制在c =(0.2~0.5)×螺钉柱高度的范畴内。
并且，其厚度还需要兼顾到通孔、转角等结构的设计，吐过需要使用薄壁结构，还需要做好对应的结构与尺寸的改变。
1.2 薄壁塑件结构设计薄壁塑件就如一次性的塑料饭盒，其壁厚不超过1.2 mm ，不过对于薄壁塑件的定义，不仅仅是看厚度，还需要对于熔体流程与塑件壁厚进行计算。
薄壁圆管端部豁口冲压模具设计
薄壁圆管端部豁口冲压模具设计吕华英【摘要】The thin-walled circular tube gouges stamping die is specially developed for center pipe parts mass production. The die structure is simple and novel with reference and promotion value.%薄壁圆管端部豁口冲压模具是专为中心管零件批量生产开发的冲压模具，模具结构简单、新颖，具有推广及参考价值。
【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】2页(P16-17)【关键词】端部豁口;冲压;凹模;凹模镶块【作者】吕华英【作者单位】锦州美联桥汽车部件有限公司，锦州121000【正文语种】中文【中图分类】TQ330.4+11 中心管零件介绍中心管是汽车柴油发动机EGR 冷却器上的一个重要零件。
中心管图纸如图1 所示。
零件图纸信息：原材料为304 不锈钢薄壁圆管，外径Ф30mm、壁厚1mm；零件总长135±0.15mm；端口圆台直径Ф28.45±0.1mm，深度21.5±0.5；端部豁口长度8.75（+0.2，0）mm，圆弧半径R5.25±0.1mm，端口距圆弧中心距3.5（+0.1，0）mm。
中心管两个豁口对称分布在圆管一端端口部位；本文主要介绍中心管端部豁口冲压模具的开发过程。
2 端部豁口冲压模具结构构思由零件图纸信息端部豁口尺寸要求制定两个豁口一次同时冲压成型方案。
凹模设计成上、下两层冲压刃口对零件端口同时进行豁口冲压；由于中心管外径为Ф30mm，凹模需设计成穿入管内径的悬臂式芯棒结构；凸模与凹模冲压刃口配对设计，也设计成上、下两层刃口；冲压过程中，上层豁口冲压落料需停留在凸模上、下两层刃口中间缺口处，含在凹模芯棒刃口型腔内，随着凸模向上排料动作排出；两个豁口一次同时冲压成型的方案增加了模具的设计难度，需采用特殊的模具结构才能够满足模具设计要求。
薄壁圆管方孔冲模设计
《模具工业》 !""# $ % & $ ! 总 !’"
薄 壁 圆 管 方 孔 冲 模 设 计
南京工业职业技术学院 ( 江苏南京 !#""#) * 匡余华 + 摘要 , 介绍了薄壁圆管的一种冲孔方法， 还介绍了这种方法的模具结构特点和设计要点。 关键词 圆管 浮动模芯 凹模 凸模
! !"#$%&’$ " # $%&’()*’+,*-. /’0$%1 2%+ +%3-1 0$*-(45&& )*)’6 456 *-0+%13,’1 7 #-1 0$’ 60+3,03+’ ,$5+5,0’+*60*,6 5-1 /5*- 1’6*.- )%*-06 %2 0$’ 1*’ *- 0$*6 /’0$%1 4’+’ 6050’1 7 ()* +,%-# +%3-1 )*)’ 8 2&%50*-. ,%+’ 8 /50+*9 8 )3-,$
图! # $ 支承板 ( $ 导柱
模具结构 , $ 弹簧 + $ 凸模 ’ $ 定位套 ) $ 模芯 图, 凸 模
!、 * $ 卸料板 - $ 凹模
,
模具结构特点 . # / 模芯采用浮动结构，有效地解决了一般圆
. ’ / 弹簧的选择。由于凸模的行程大， 弹簧的压 缩量大于 ,";; ， 故在选择弹簧时应注意。 . ( / 装配要求。该模具相对运动零件较多， 装配 时要注意相互间的位置关系，如模芯在滑动时与凸 模的垂直度要求。 . - / 该模具的工作行程较大， 在选择冲床时应注 意冲裁力不超过机床的压力曲线冲裁力， 减少了空 心圆管冲裁变形。 ’ 模具设计要点
薄壁圆管冲孔模具设计
薄壁圆管冲孔模具设计1薄壁圆管冲孔模具设计初步构思按工艺流程先冲压翻边孔，并以翻边孔内插入定位销定位保证翻边孔和圆孔两孔间的中心距及角度尺寸公差。
在薄壁圆管圆弧外壁上冲孔，凸、凹模接触的零件工作面是圆弧面，因此凹模只能设计在圆管内腔，所以将凹模设计成镶嵌在仿形圆管内腔的芯棒上，刃口部位圆弧与芯棒外径圆弧重合，芯棒外径与圆管内径间隙单边0.2mm，方便装、卸工件；由于管壳将凹模包在圆管内，所以冲孔的落料只能在取下工件后排出；在取下工件前落料需在芯棒落料孔内暂时存放；上述是冲孔模具结构的初步构思，具体的模具零件结构、尺寸公差、零件的加工工艺性及装配工艺性还需从模具整体细致的设计。
构思冲压步骤：上料装卡管壳，将冲压完翻边孔的半成品管壳，插入芯棒，翻边孔端向外，将定位销插入翻边孔及芯棒定位孔，工件固定；凸模下行至冲压行程下限，冲孔完成；落料停留在芯棒落料孔内；凸模回程至行程上限，拔出定位销，取下工件，落料从落料孔排出。
2薄壁圆管冲孔模具设计分析按上述模具构思详细分析后进行冲孔模具零件的细节设计2.1凹模设计凹模设计成镶嵌在仿形圆管内腔的芯棒上；因此凹模外径Ф26±0.01mm与芯棒Ф26孔按过度配合设计；Ф14.1（0，-0.02）mm尺寸为凹模刃口，Ф15mm沉孔为冲压落料孔；R25.8mm 圆弧与芯棒外径圆弧一致，可采用将凹模镶嵌入芯棒后磨削芯棒外圆至凹模与芯棒圆弧完全重合；凹模刃口磨损后可通过底部多次增加垫片重新磨削开刃来增加凹模使用寿命。
2.2芯棒设计工件装卡胎具：芯棒外径Ф51.6mm按管壳内径尺寸间隙单边0.2mm设计，方便装、卸工件；芯棒根部50mm长度设计外径Ф52±0.01mm与底座Ф52mm圆孔过渡配合，防止冲压过程中芯棒前后窜动导致凸模及凹模报废；镶嵌固定凹模：Ф26±0.01mm沉孔为凹模镶嵌孔，与凹模外径按过渡配合装配；Ф16mm孔为冲压落料孔，暂时存放冲压圆孔的落料；60±0.01mm 尺寸扁与底座沉台外形过渡配合，避免芯棒在冲压过程中发生转动导致凸模及凹模报废；定位销孔定位管壳工件，Ф12mm销孔为定位管壳翻边孔的定位销孔，管壳插入芯棒后翻边孔与销孔对正，插入定位销，工件固定。
薄壁圆管端部豁口冲压模具设计
通过对原单系统提升运输轨道 的改造 将避难 硐室调 度绞 车、 ２ １ 采 区轨道 上 山调 度绞 车都 停止 提升 系统进行运输 ， 设计 、 双提升 系统信号及 红灯的 区分设计、 斜巷 双绞车 的 运行。 然后重新用信 ２ ｌ 采 区 轨 道 上 山 、 避 堆 硐 童 施 工 运 输 舅 ｌ 统 信 号 联 系 流 程 田 布 置以及信号 流程 的设计 等方面 ， 实现 了同一斜巷 内双提 升系统 同时安 全运行 。双提升 系统提升条件下 ， 原 单提升 系统的工作 进度基本保持 ，在 此基础上增加 了另一系统 ， 达到 了双倍 生产进度 的效果 ，是 快速推进 生产 的有效手 段。可以在 同类型的施工中大力推广。
０ ． ２ ， ０ ） ｍ ｍ， 圆弧半径 Ｒ ５ ． ２ ５ ￣ ０ ． １ ｍ ｍ， 端 口距 圆弧 中心距 ３ ． ５ 模具结构构思 （ ＋ ０ ． １ ， ０ ） ｍ ｍｏ 由 零 件 图 纸 信 息 端 部豁 口尺寸 要 求制
作者简介 ： 吕华英（ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 男， 辽宁锦州人 ， 锦州美联桥汽 车部件
室为底弯道 向上 ４ ０ ｍ 处第一个 避难硐 室 ，此处设 为信 号 总联系点 ，两绞 车的运行和终止信号 必须经 由 １ ＃躲避硐 室信号点发 出。具体信号操作如 图 ３ 所 示。由图 ３可 以看 出， １ 号躲 避硐 的信号 为提 升系统 的运行 及停 止信号 ， 调 度绞 车的运行和 终止信号 必须 由 １ 号 躲避硐 内的信 号工
ｑ ） ３ ０ ｍ ｍ、 壁厚 ｌ ｍ ｍ； 零件总长 １ ３ ５ ＋ ０ ． １ ５ ｒ ｎ ｍ； 端 口 圆 台 直 径 压模具 的开发过程。 ２ ８ ． ４ ５ ± Ｏ ． １ ｍ ｍ，深 度 ２ １ ． ５ ± ０ ． ５ ：端 部 豁 口长 度 ８ ． ７ ５（ ＋ ２ 端 部豁 口冲压
基于DEFORM的圆管多异形孔冲裁模具设计及工艺参数优化
工
学
材料科学与工程 唐文亭 副教授 2014 年 3 月
西安理工大学硕士学位论文
亮带、 断裂带、 毛刺区所占比例后发现使用凹刃凸模和阶梯凸模冲裁容易得到好的断面质 量。 探究了不均匀间隙下圆管异形孔的冲裁，结果表明：当间隙值小于 0.15mm 时，采用 不均匀间隙冲裁， 可缓解拐角处局部应力集中的现象， 避免冲裁后异形孔轮廓拐角处缺口 的产生。研究思路和结果对指导生产具有一定的参考价值。 关键词：圆管件；弹塑性有限元；断裂准则；冲裁间隙；凸模
IV
目录
目 录
1 绪论 ...................................................................................................................................... 1 1.1 引言 ............................................................................................................................. 1 1.2 研究背景与意义 .......................................................................................................... 2 1.3 研究概况 ..................................................................................................................... 3 1.4 问题分析及研究方法确定........................................................................................... 5 1.5 相关理论 ..................................................................................................................... 6 1.5.1 弹塑性有限元法 ................................................................................................ 6 1.5.2 圆管冲裁过程的变形机理................................................................................. 8 1.5.3 断裂准则............................................................................................................ 9 1.5.4 摩擦模型.......................................................................................................... 10 1.6 有限元模拟软件 ........................................................................................................ 10 1.6.1 DEFORM 介绍 ................................................................................................. 10 1.6.2 DEFORM 的功能 ............................................................................................. 11 1.7 主要研究内容 ............................................................................................................ 12 2 冲裁工艺与模具设计 ......................................................................................................... 13 2.1 圆管件分析................................................................................................................ 13 2.2 圆管件冲裁影响因素分析......................................................................................... 13 2.2.1 冲裁间隙.......................................................................................................... 13 2.2.2 模具圆角.......................................................................................................... 14 2.2.3 冲裁速度.......................................................................................................... 14 2.3 圆管冲裁工艺设计 .................................................................................................... 14 2.4 凸模结构形式设计 .................................................................................................... 15 2.5 凹模结构形式设计 .................................................................................................... 17 2.6 压紧装置结构形式设计 ............................................................................................ 18 2.7 本章小结 ................................................................................................................... 19 3 20 钢圆管冲裁有限元建模 ................................................................................................. 21 3.1 几何与装配模型 ........................................................................................................ 21 3.2 单元网格划分 ............................................................................................................ 23 3.3 材料模型建立 ............................................................................................................ 24 3.4 初始条件设定 ............................................................................................................ 25 3.5 边界条件处理 ............................................................................................................ 25 3.5.1 接触边界条件 .................................................................................................. 25 3.5.2 位移边界条件 .................................................................................................. 26
薄壁圆管件锥面型冲压扩口的应力与壁厚分析
１分析模型
图１所示为利用一锥形刚性凸模来对一薄
图Ｉ 薄壁圆管工件锥面型冲压扩口 壁圆管工件的一端进行扩口成形【。３１的情况设 该工件扩口前管坯的长度、平均半径与壁厚分别
为Ｌｏ，月。和ｆｏ，扩口后其长度及锥端外缘的平均 半径与壁厚分别变为Ｌｌ，Ｒｌ和ｒｌ，工件扩口系数 ＾＝Ｒｌ／Ｒｎ＜１．７．为分析方便，假设：ａ．工件材料 为各向同性的理想刚塑性材料，其屈服极限为 ａ。Ｉｂ．扩口过程中工件内壁与扩口凸模之间的库 仑摩擦系数在整个扩口变形区保持为常数“，且 壁厚方向不受外摩擦的影响仍为应力主轴方向； ｃ．工件管坯的平均半径Ｒｏ与壁厚ｆｏ之比不小 于５． １．１应力平衡方程
吒，一≈１％，懈＋Ｊ。‘ｏ／（４ｒ），
（９）
式中ｒ为扩口工件锥端与直管部分交界处的圆
角半径．如图１所示
利用式（９）结果，可立刻得出圆管工件锥面型
冲压扩口加工中所需的扩口力计算式：
万方数据
第４期
牛卫中等：薄壁圆管件锥面型冲堆扩口的应力与壁厚分析
Ｆ≥２ⅡＲｏ‘ｏＫ４心。＝
２耳Ｒｏ‘ｏ硒，［（１ ０５＋ｐｃｔａｎ口）ｌｎ七十‘ｏ／
根据塑性理论中的应力应变增量关系方程
（ｄ。一口，）／（。０一吼）＝（ｄ￡。一ｄ￡ｒ）／（ｄ。口一ｄ岛）．及
体积不变条件ｄｅ。＋ｄ铂＋ｄｅ。＝０，不难得出ｄｅ。＝
ｄ￡。（ｄ。＋即）／（ｄ。一２印）．考虑到ｄＥｆ＝ｄ￡／ｆ，如旷
如如，于是又得
ｄ，／￡＝［（％＋∞）／（％一２∞）］（ｄＰ和）．（４）
２应力分析
０ ５；２一女＝Ｊ ２，口ｃｔａｎｄ＝１ ５；卜＾＝ｌ ４，
Ｆｃｔａｎ口＝０ ５；４一女＝ｌ ４，，ｌｃｔａｎ“＝ｌ ０；５一＾＝ ｌ ４，Ｆｃｔａｎａ＝１ ５；６一女＝ｌ ６，，。ｃｔａｌｌ口＝０ ５，７一 ＾＝１ ６．户ｃ伯ｎ口＝ｌ Ｏ，８一＾＝１．６，卢ｃｔａｎ口＝Ｉ ５
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中 闽高 新竣书／ 止 ＼ 业
Ｉ ｃ¨¨Ｉ ＾ “｜ ， ｔ￡… Ｈｆ￡ｇ ￡ Ｉ
ＮＯ ． １ ３ ． ２ ０１ ５
（ Ｃｕ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｙ Ｎ Ｏ． ３ ２ ８）
薄壁 圆管冲孔模具设计探 讨
２４
渡配合 ，防止冲压过程中芯棒前后窜动导致凸模及凹模 报废； （ ２ ）镶嵌固定凹模 ： ２ ６ ±０ ． ０ １ ｍ ｍ 沉孔为 凹模
镶 嵌孔 ， 与凹模 外径 按 过渡 配合 装配 ； 中１ ６ ｍ ｍ ￣ Ｌ 为冲 压
．
落 料 孔 ，暂 时存 放 冲 压 圆孔 的落 料 ；６ ０ ±０ ． Ｏ ｌ ｍ ｍ 尺 寸 扁 与底 座沉 台外 形过 渡 配合 ，避 免芯 棒在 冲 压过 程 中发 生 转 动 导致 凸模 及 凹 模报 废 ； （ ３ ）定 位 销 孔 定位 管 壳 工
圆 孔 与 １ ６ ． １ ｍ ｍ 翻边 孔 中心距 ９ ８ ±０ ． ５ ｍ ｍ ，两 孔 间角 度 为１ ４ ５ 。 ±１ 。 ；按工 艺 流程 先冲 压翻 边 孔 ，并 以翻边 孔
内插入定位销定位保证翻边孔和圆孔两孔间的中心距及 角度尺寸公差。在薄壁圆管圆弧外壁上冲孔 ，凸、凹模 接触 的零件工作面是圆弧面 ，因此凹模只能设计在圆管 内腔 ，所 以将凹模设计成镶嵌在仿形圆管 内腔 的芯棒
距离 ２ ０±０ ． ３ ｍ ｍ ；两 孔间角 度 １ ４ ５ 。 ±１ 。及 中心距
９ ８± ０ ． ５ ｍ ｍ。
２ 薄 壁 圆管冲 孔模 具结 构初 步构 思
管 壳 零 件 原 材 料 为 ５ ４ Ｘ １ ｍ ｍ 不锈钢 薄 壁 圆管 ；
１ ６ ． １ ｍ ｍ 翻边孔中心至圆管端面的距离为２ ０ ｍ ｍ ；①１ ４ ｍ ｍ
１ 管 壳零 件介 绍
废气再循环 （ Ｅ Ｇ Ｒ ）技术是将柴油机或汽油机产生
的废 气 的一 小部 分再 送 回气 缸再 次燃 烧 ，减 少车 用柴 油
上 ，刃 口部位 圆弧与 芯棒 外径 圆弧 重合 ，芯棒外 径 与 圆
管内径间隙单边０ ． ２ ｍ ｍ ，方便装、卸工件；由于管壳将 凹模包在 圆管内，所 以冲孔的落料只能在取下工件后排 出；在取下工件前落料需在芯棒落料孔 内暂时存放；上 述是冲孔模具结构的初步构思，具体的模具零件结构 、
孔直径 １ ６ ． １（ ＋ ０ ． １ ，０ ）ｍ ｍ ；孔翻边 高度３ （ ０ ，一
０ ． ５ ）ｍ ｍ ； 圆孔 直 径 １ ４ ±０ ． １ ｍ ｍ ； 孔 中 心 距 端 部
１ ４ ． １（ ０ ，－ ０ ． ０ ２ ）ｍ ｉ ｌ ｌ 尺寸为凹模刃 口，①１ ５ ａ ｒ ｍ 沉孔为
尺 寸公差 、零 件 的加 工工 艺性 及装 配工 艺 性还 需从模 具 整体 细致 的设 计 。 构 思冲 压 步 骤 ： （ １ ）上 料 装的首选。Ｅ Ｇ Ｒ 系统的任务就是使废气 的再循环 量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始
终 处于最 理 想 的 况 ，最 终 保证 排放 物 中的 污染 成分 最 低 。Ｅ Ｇ Ｒ 冷 却器 是 装 在汽 车柴 油 发动机 上 ，Ｅ Ｇ Ｒ 系统 中
用于 回流废气冷去 ！ 的部件 ，降低汽车尾气排放中氮氧化 物的环保技术产 。管壳是汽车柴 油发动机Ｅ Ｇ Ｒ 冷却器
上 的重要 零件 。
边孔的半成品管壳，插入芯棒 ，翻边孔端向外，将定位
销插入翻边孔及芯棒定位孔 ，工件 固定； （ ２ ）凸模 下
行至冲压行程 下限，冲孔完成；落料停 留在芯棒落料孔
内； （ ３ ） 凸模 回程 至 行程 上 限 ，拔 出定 位销 ，取 下工 件 ，落料 从落 料孔 排 出。
３ 薄壁圆管冲孔模具关键零件设计分析
冲 压落 料 孔 ；Ｒ ２ ５ ． ８ ｍ ｍ 圆弧 与芯 棒 外 径 圆弧 一致 ，可 采 用将 凹模 镶 嵌入 芯棒 后 磨 削芯棒 外 圆至 凹模与 芯棒 圆弧 完 全重 合 ；凹模 刃 口磨损 后 可通 过底 部 多次增 加 垫片 重 新 磨 削开 刃来 增加 凹模 使用 寿命 。 ３ ． ２ 芯棒 设计 （ １ ）工件 装 卡 胎 具 ：芯 棒 外径 ５ １ ． ６ ｍ ｍ 按管壳 内 径 尺 寸 间 隙单边 ０ ． ２ ｍ ｍ 设计 ， 方便 装 、卸 工 件 ；芯 棒 根 部５ ０ ａ ｒ ｍ 长度 设 计外径 ①５ ２ ±０ ． ０ １ ｍ ｍ 与底 座 ０５ ２ ｍ ｍ 圆孔 过
吕华 英
（ 锦 州美联桥 汽车部件有 限公 司，辽宁 锦州 １ ２ １ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：薄壁 圆管冲孔模具设计 由模 具结构初步构思 、模具零件细 节设计 、模具 装配调试 三部 分组成。薄壁 圆管 冲
孔模具是专为管壳类薄壁圆管冲孔开发的冲压模具 ，结构简单、新颖，对于管材冲孔具有一定的参考价值。
按上述模具构思详细分析后进行冲孔模具零件的细
图 １ 管 壳零件 图
节 设计
零件 产品信 息 ：管壳 原材料 为３ ０ ４ 不锈钢 圆管 ，
直 径 ５ ４ ｍ ｍ 、壁 厚 ｉ ｍ ｍ ；零 件 总长 １ ３ ８ ±０ ． ３ ｍ ｍ ；翻 边
３ ． １ 凹模设计
凹 模设 计成 镶 嵌在 仿形 圆 管 内腔 的芯棒 上 ； 因此 凹 模 外 径 ２ ６ ±０ ． ０ ｌ ｍ ｍ 与 芯棒 ２ ６ 孔 按 过 度 配 合 设计 ；
关键 词 ：薄壁 ；圆管 ；冲孔 ；模具设计 ；冲压模 具 文献标 识码 ： Ａ ‘ 中图分类号 ： Ｆ Ｇ ３ ８ ５ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ － ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ５ ）１ ３ － ０ ０ ２ ４ － ０ ２ Ｄ ０ １ ：１ ０ ． １ ３ ５ ３ ５ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ １ － ４ ４ ０ ６ ／ ｎ ． ２ ０ １ ５ ． １ ３ ． ０ １ ２