材料及板厚:SUS304不锈钢,1.2mm。说明:1.工艺分析如图10-40a所示为不锈钢阶梯拉深、翻孔圆筒形件。该制件是一个带凸缘阶梯圆筒形拉深件,外形较小,尺寸精度要求高,特别是口部要求ф7.05±0.02mm,符合此要求必须增加一个整形工位才能达成。因制件材料为SUS304不锈钢,在计算拉深系数时,不锈钢的拉深系数要比普通材料的拉深系数略大些。......
2023-06-26
翻孔是沿制件内孔周围将材料翻成侧立凸缘的冲压工序,又称为内孔翻边。常见的翻孔为圆形翻孔。如图4-43所示,翻孔前毛坯孔径为d0,翻孔变形区是内径为d0、外径为D的环形部分。当凸模下行时,d0不断扩大,并逐渐形成侧边,最后使平面环形变成竖直的侧边。变形区毛坯受切向拉应力σθ和径向拉应力σr的作用,其中切向拉应力σθ是最大主应力,而径向拉应力σr值较小,它是由毛坯与模具摩擦产生的。在整个变形区内,孔的外缘处于切向拉应力状态,且其值最大,该处的应变在变形区内也最大。因此在翻孔过程中,竖立侧边的边缘部分最容易变薄、开裂。
1.翻孔系数
翻孔的变形程度用翻孔系数K来表示:
翻孔系数K越小,翻孔的变形程度越大。翻孔时孔的边缘不破裂所能达到的最小翻孔系数,称为极限翻孔系数。影响翻孔系数的主要因素如下:
1)材料的性能。塑性越好,极限翻孔系数越小。
2)预制孔的加工方法。冲压出的孔没有撕裂面,翻孔时不易出现裂纹,极限翻孔系数较小。冲出的孔有部分撕裂面,翻孔时容易开裂,极限翻孔系数较大。如果冲孔后对材料进行孔的整修,可以减小开裂。此外,还可以将冲孔的方向与翻孔的方向相反,使毛刺位于翻孔内侧,这样也可以减小开裂,降低极限翻孔系数。
图4-43 翻孔时变形区的应力状态
3)如果翻孔前预制孔径d0与材料厚度t的比值d0/t较小,在开裂前材料的绝对伸长可以较大,因此极限翻孔系数可以取较小值。
4)采用球形、抛物面形或锥形凸模翻孔时,孔边圆滑地逐渐胀开,所以极限翻边系数可以较小,而采用平面凸模则容易开裂。
低碳钢的极限翻孔系数见表4-56。翻圆孔时各种材料的翻孔系数见表4-57。
表4-56 低碳钢的极限翻孔系数
表4-57 翻圆孔时各种材料的翻孔系数
2.翻孔尺寸计算
图4-44 平板毛坯翻孔
平板毛坯翻孔的尺寸如图4-44所示。
在平板毛坯上翻孔时,按制件中性层长度不变的原则近似计算。预制孔直径d0由下式计算,即
其中D1=D+2r+t h=H-r-t
翻孔后的高度H由下式计算,即
将式(4-62)代入式(4-64),即可求出最大翻孔高度。当制件要求的高度大于最大翻孔高度时,就难以一次翻孔成形。这时应先进行拉深,在拉深件的底部先加工出预制孔,然后再进行翻孔,如图4-45所示。
3.翻孔力计算
有预制孔的翻孔力由下式计算,即
式中 F———翻孔力(N);
σs———材料屈服强度(MPa);
D———翻孔后中性层直径(mm);
d0———预制孔直径(mm);
t———材料厚度(mm)。
图4-45 拉深后再翻孔
无预制孔的翻孔力要比有预制孔的翻孔力大1.3~1.7倍。
例4-2固定套翻孔件的工艺计算。制件如图4-46所示,材料为08钢,料厚t=1.0mm。
解1)计算预制孔。
图4-46 固定套翻孔件
预制孔直径为32.3mm。
2)计算翻孔系数。
由d0/t=32.3,查表4-56,若采用圆柱形凸模,得低碳钢极限翻孔系数为0.65,小于计算值,所以该制件能一次翻孔成形。
3)计算翻孔力。
查有关手册:
4.翻孔凸模、凹模设计
(1)翻孔时凸模与凹模的间隙 因为翻孔时竖边变薄,所以凸模与凹模的间隙小于厚度,其单边间隙值可按表4-58选取。
表4-58 翻孔凸模与凹模的单边间隙 (单位:mm)
(2)翻孔凸模与凹模 翻孔凸模及凹模设计的好坏直接影响翻孔的质量,翻孔时凸模圆角半径一般较大,甚至做成球形或抛物线形,有利于变形。以下介绍几种常见的翻孔凸模及凹模设计要点。
1)平顶凸模(见图4-47)。平顶凸模常用于大口径且对翻孔质量要求不高的制件,用平顶凸模翻孔时,材料不能平滑变形,因此翻孔系数应取大些。
2)抛物线形凸模(见图4-48)。抛物线的翻孔凸模,工作端有光滑圆弧过渡,翻孔时可将预制孔逐渐地胀开,减轻开裂,比平顶凸模效果好。
3)无预制孔的穿刺翻孔(见图4-49)。无预制孔的穿刺翻孔凸模端部呈锥形,α取60°。凹模孔带台肩,以控制凸缘高度,同时避免直孔引起的边缘不齐。
图4-47 平顶凸模翻孔
图4-48 抛物线形凸模翻孔
图4-49 无预制孔的穿刺翻孔
4)有导正段的凸模(见图4-50)。此凸模前端有导正段,工作时导正段先进入预制孔内,先导正工序件的位置再翻孔。其优点是:工作平稳,翻孔四周边缘均匀对称,翻孔的位置精度较高。
5)带有整形台肩的翻孔凸模(见图4-51)。此凸模后端设计成台肩,其工作过程是:压力机行程降到下极点时,翻孔后靠肩部对制件圆弧部分整形,以此来克服回弹,起到了整形作用。
图4-50 有导正段的凸模翻孔
图4-51 带有整形台肩的翻孔凸模
6)凹模入口圆角设计要点(见图4-52)。凹模入口圆角对翻孔质量的控制至关重要。入口圆角r主要与材料厚度有关:
制件凸缘圆角小于上值时应加整形工序。
图4-52 凹模入口圆角设计要点
5.变薄翻孔
当翻孔制件要求具有较高的竖边高度,而竖边又允许变薄时,可以采用变薄翻孔。这样可以节省材料,提高生产效率。
变薄翻孔要求材料具有良好的塑性,变薄时凸、凹模采用小间隙,材料在凸模与凹模的作用下产生挤压变形,使厚度显著减薄,从而提高了翻孔高度。图4-53所示为变薄翻孔的尺寸变化。
图4-53 变薄翻孔的尺寸变化
变薄翻孔时的变形程度用变薄系数k表示:
式中 t1———变薄翻孔后的竖边厚度(mm);
t———毛坯厚度(mm)。
试验表明:一次变薄翻孔的变薄系数k可达0.4~0.5,甚至更小。
变薄翻孔的预制孔尺寸及变薄后的竖边高度,应按翻孔前后体积不变的原则确定。
变薄翻孔多采用阶梯形凸模成形,如图4-54所示。变薄翻孔力比普通翻孔力大得多,并且与变薄量成正比。翻孔时凸模受到较大的侧压力,可以把凹模压入套圈内。变薄翻孔时,凸模与凹模之间应具有良好的导向,以保证间隙均匀。
图4-54 采用阶梯形凸模的变薄翻孔
变薄翻孔通常用在平板毛坯或半成品的制件上冲制小螺钉孔(一般为M6以下)。在螺孔加工中,为保证使用强度,对于低碳钢或黄铜制件的螺孔深度不小于直径的1/2,而铝件的螺孔深度不小于直径的2/3。为了保证螺孔深度,又不增加制件厚度,生产中常采用变薄翻孔的方法加工小螺孔。常用标准螺纹变薄翻孔数据见表4-59、表4-60。
表4-59 粗牙螺纹翻孔数据 (单位:mm)
(续)
(续)
表4-60 细牙螺纹翻孔数据 (单位:mm)
(续)
(续)
注:表中有关物理量符号见表4-59图。
6.异形孔的翻孔
异形孔由不同半径的凸弧、凹弧和直线组成,各部分的受力状态与变形性质有所不同,直线部分仅发生弯曲变形,凸弧部分为拉深变形,凹弧部分则为翻孔变形。
图4-55所示为异形翻孔件的轮廓,其预制孔可以按几何形状的特点分为三种类型:圆弧a为凸弧,按拉深计算其展开尺寸;圆弧b为凹弧,按翻孔计算其展开尺寸;直线c,按弯曲计算其展开尺寸。
图4-55 异形翻孔件的轮廓
在计算时,可以按上述三种情况分别考虑,将理论计算出来的孔形状再加以适当的修正,使各段平滑连接,即为所求预制孔的形状。
异形翻孔时,曲率半径较小的部位,切向拉应力和切向伸长变形较大;曲率半径较大的部位,切向拉应力和切向伸长变形都较小。因此核算变形程度时,应以曲率半径较小的部分为依据。由于曲率半径较小的部分在变形时受到相邻部分材料的补充,使得切向伸长变形得到一定程度的缓解,因此异形孔的翻孔系数允许小于圆孔的翻孔系数,一般取:
式中 K′———异形孔的翻孔系数;
K———圆孔的翻孔系数。
有关多工位级进模设计实用手册的文章
材料及板厚:SUS304不锈钢,1.2mm。说明:1.工艺分析如图10-40a所示为不锈钢阶梯拉深、翻孔圆筒形件。该制件是一个带凸缘阶梯圆筒形拉深件,外形较小,尺寸精度要求高,特别是口部要求ф7.05±0.02mm,符合此要求必须增加一个整形工位才能达成。因制件材料为SUS304不锈钢,在计算拉深系数时,不锈钢的拉深系数要比普通材料的拉深系数略大些。......
2023-06-26
塑件上的孔有通孔、不通孔、形状复杂的孔和螺纹孔等。1)塑件上各种孔的位置,应尽可能开设在不减弱塑件的机械强度的部位,也应力求不增加模具制造工艺的复杂性,孔的形状宜简单,复杂形状的孔,模具制造较困难。表310 孔径与孔深的关系注:1.d为孔的直径。图326 塑料制件通孔的成型方法图326a所示为将型芯的一端固定来成型,采用该方法在孔的另一端与模具接触部位会有飞边,难以修整。......
2023-06-30
图10-15双刃扁钻图10-16四直槽钻铰复合钻2.制孔工艺复合材料制孔指钻孔钦孔及他窝3 个加工工序。由于不同纤维增强的复合材料性能差录较大,相应的制孔工艺也不尽相同。凯芙拉纤维复合材料钻孔钻头,应以能否迅速沿孔周切断凯芙拉纤维来衡量其优劣。图10-17三尖两刃钻头图10-18双刃定心钻对于由凯芙拉纤维与碳纤维组成的混杂复合材料,由于这两种纤维的加工特性不一样,将其混杂制成构件后,孔加工的难度更大。......
2023-07-18
K~ZC的基本偏差为上极限偏差ES,其值为负值,且从K~ZC基本偏差的绝对值依次增大。当图样上给出的是公差带代号时,根据公称尺寸、公差等级和基本偏差代号查表3-4并计算可得出极限偏差值。注意当孔的基本偏差在K、M、N和P~ZC时,孔的基本偏差上极限偏差ES要加上一个Δ值,Δ值可在表3-4中“Δ值”栏处查得。 查表确定尺寸Φ30F7、Φ35H6、Φ50JS7、Φ72K8和Φ90R7的极限偏差。......
2023-06-26
图3-25万能拉伸冷拔生产机3.3.2冷拔产品的刮削钢管冷拔生产后,经过校直、锯切出需要的成品长度,送到由美国进口的5m内孔刮削滚光加工机床,进行内孔切削加工。......
2023-06-23
本实例将介绍一个含有破孔的模具设计过程,在该模具的分型过程中,填充破孔的技巧值得大家认真学习。在完成本实例的学习之后,希望读者能够熟练掌握带多个破孔的产品模具分模技巧。图7.1 含有破孔的模具设计Task1.导入模型Stage1.加载模型Step1.新建产品。新建一个Product文件,在特征树中双击激活该产品。选择下拉菜单命令,进入“型芯/型腔设计”工作台。......
2023-06-25
所以X射线衍射可以对介孔和微孔材料进行表征。按照孔的有序程度,可将介孔材料分为无序介孔材料和有序介孔材料。如图4-13所示,为SBA-15的标准小角X射线衍射谱图。图4-13SBA-15的标准小角X射线衍射图谱图[9]同样,规则排列的微孔也会在不同的位置出现衍射峰。图4-14SCZN的衍射花样[10]......
2023-06-20
(同上)此其喻道,又如今所谓世界原理。故《论语》言道多属于伦理政治之原理。以朱子之说,揆诸今世哲学术语,宜在本体之原理或宇宙之原理之间。然则孔子所谓“吾道一以贯之”者,即就其伦理政治之原理,为之贯统而集合之,散之则粲然有条,总之则整然如一。于此不明,则并属异学,非孔子徒矣。然则孔子谓忠恕违道不远,忠恕虽近于一贯之道,而犹非一贯之道也。全祖望乃分天地一贯之道、圣人一贯之道与学者一贯之道。......
2023-11-21
相关推荐