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板料冲压件螺纹底孔冲压成形技术
摘要：在板料冲压件上，按其料厚不同分别采用精冲小孔、变薄翻边、冷冲挤等
工艺方法， 成形螺纹底孔。 本文论述了上述螺纹冲压成形工艺、 冲模结构及其设
计与制造技术。
主题词：冲件螺纹底孔冲小孔 变薄翻(
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(3)冷挤压
对料厚t02mm勺薄板冲件，采用冷挤压的方法在板料上冲挤出类似翻边的螺纹 底孔。此工艺无须预冲孔，用闭式冷挤模冲挤。凸模压入板料后，材料在凹模 中围绕在凸模周围重新分配成环状凸缘，从而获得孔径精确、高度足够的螺纹 底孔。孔的末端带有薄薄的连皮，在改制螺纹时由丝锥冲去。这种工艺早在60
年中期已在国外应用。具优点是冷挤孔凸缘壁厚比翻边的厚而均匀，加上冷挤 中比翻边更剧烈的冷作硬化，使其螺纹联接具有更高的负载能力。但该工艺至 今尚未在国内推广应用。
3冲制小螺纹底孔的工艺技术
在t>3〜12mmi勺中厚板上冲制d&t的小孔作为螺纹底孔dz,不仅生产效率高,
而且质量好，互换性强。同时，冷作硬化效应还能提高螺纹强度。为此，在料
厚能保证螺纹联接长度时，为确保制螺纹底孔的孔形及孔壁垂直度与光洁表
面，即使 dz>t 仍采用冲小孔或精冲孔的工艺技术加工，可省去普通冲孔后增加
扩孔与铰孔工序，获取良好的经济效益。
厚料冲小孔及精冲孔与普通冲大孔在工艺技术上的主要区别在于：
(1)普通冲大孔的冲孔间隙Z值，以中碳钢为例，Z=(5310%)t(单边，下同)。 故冲出孔径上小下大带有明显的锥度，仅上部约料厚三分之一为光亮带，孔口
下部约料厚三分之二孔壁为粗糙的撕裂断面。而冲小孔与精冲孔的冲孔间隙
Z=%r 1%)t,仅为普通冲大孔的十分之一左右，故冲出孔尺寸精确，孔壁垂直， 孔壁表面粗糙度可达〜。
在中厚板上冲大孔，通常都采用硬性卸料板，板料在自由状态下冲孔；冲小
孔与精冲孔均采用强力压料板，冲孔时在板料冲孔直径周围(5〜8)d范围内施
加〜(7S的压料力((7S为冲件材料的屈服极限)，约为普通弹压卸料板压料力的 3〜5倍，见图〜m各图。
与众所周知的普通冲大孔的分离变形过程不同，厚料冲小孔与精冲孔均使材
料处在三向压应力状态下，以微间隙进行塑性纯剪切或接近塑性纯剪切的分离
变形过程。冲孔废料由同凸模强制冲挤进入凹模孔中。当要求较高的冲孔尺寸
精度和孔壁表面质量时，必须适当的减小冲孔间隙，增加压料力，以便产生更
好的冲挤过程，见图 1。
精冲及冲小孔的孔壁与凸模中心线平行，没有普通冲大孔那样的锥度，而且
孔的尺寸较稳定。通常冲出孔直径比凸模稍大，孔壁为100%光亮带，其表面粗
糙度Ra值为〜m m
由于清冲孔，冲小孔的分离变形过程与普通冲大孔截然不同，见图 1。如使
用普通标准机械压力机实施精冲孔，冲小孔时，除计算最大冲孔力外，还应计
算其冲裁功，以便准确地选定设备吨位。而在计算最大冲孔力时，采用众所周
知的传统计算公式则不符合冲小孔、精冲孔的实际情况，推荐使用 Timmerbeil 公式：
Pmax=Loto(1-t'/t) (rb (N) (1)
式中Pmax-- 最大冲孔力，(N)
L-- 冲裁线长度即冲孔周长，(mm)
t-- 冲孔件料厚， (mm)
t'-- 冲孔初始阶段，凸模挤入材料深度， (mm)
(7 b--冲孔件材料抗拉强度，(MPa)
(1-t'/t)--取决于冲件材料屈强比，即(TS/ (Tb比值。就05〜20钢而言,
(1-t'/t) 之值约在〜之间。
只按最大冲孔力 (冲裁力 )选定压力机吨位是很不够的。因为，压力机的输出压
力取决于它的曲轴抗弯强度和齿轮齿廓的抗剪强度；而压力机输出的冲压( 有效 )
功则取决于它的飞轮储备能量大小及其电机输出功率大小和充许的超载能力。
功率超载会使其飞