管料有芯冲孔模的设计及应用要领

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生产中，对在钢管上加工少量孔，当批量较小时，多采用钻孔加工，当加工孔数量较 多、生产批量较大时，则多采用冲孔加工，冲孔加工相对于钻床等机械加工来说，具有生产 效率髙、加工质量稳定等优点。

(1)管料冲孔加工的难点

在钢管上冲孔，由于受管料封闭性结构及壁厚强度等的限制，易产生的质量问题是管料 的变形、冲裁模强度的不足等。如何克服此类缺陷的产生是管料加工工艺制定及管料冲孔模 设计中所必须考虑的一个重要问题，对拉深成形件的管壁冲孔加工也面临同样的问题。

(2)管料冲孔模设计要点

常用的管料及成形件上冲孔模主要有有芯（有凹模）冲孔和无

芯（无凹模）冲孔两种结构。其中又以有芯冲孔模使用较为广泛。

①有芯冲孔。有芯冲孔加工时，管子内部以芯轴作支承，相

当于冲孔凹模，形成的冲孔条件与普通硬模冲压时的双向裂纹扩展

分离机理相同，各项精度也与普通冲孔模的冲孔精度级别相当。模

具设计的难点在于结构的设计。常见的有芯冲孔模结构大多以芯棒

作为凹模，采用钢管一端悬空的形式进行冲切，即图2-76所示。

由于是悬臂结构，芯棒又受钢管内径尺寸大小的限制，强度不 便于加强，从而使模具受力情况较差，易产生变形且影响管料的冲孔。解决悬臂式冲孔模因 冲孔所产生的较大弯矩，从而影响到管料的冲孔的方法主要有以下两个方面。

第一，通过必要的设计计算确定该类悬臂式冲模的强度，以判定该结构设计的可行性， 其设计计算详见 “2. 11悬臂式冲孔模的设计要领”。

第二，设计新型的结构，改善冲孔过程中的受力，在实际生产过程中，对管径不大且较 长的管料进行冲孔，可采用在悬壁式冲孔模的悬臂凹模下加垫块的方法；也可采用将悬臂凹 模做成浮动式结构的浮动式凹模结构，如图2-77所示。工作时，当冲床滑块下行时，弹顶 销9首先与滑块4接触，压缩弹簧2,使凹模6带着工件下行且与支承板3的圆弧面呈刚性 接触时，弹顶销9才开始被压缩，此时弹压板14的圆弧面开始压紧工件，使工件处于受压 状态，增加管子刚度、减少变形，随着冲床滑块的继续下行，凸模8与凹模6共同作用将一 排孔冲出，当冲床滑块向上回升，凸模8先脱离工件，弹压板放松离开工件，然后弹顶销放 松离开滑块4,凹模在弹簧2的作用下向上浮动到达最高点，此时便可取出工件旋转分度， 进行第二次冲孔，共分度六次便全部冲完工件上的30个孔。

②无芯冲孔。无芯冲孔加工是在管料内无芯模支承的作用下，仅靠凸模对管壁进行冲 孔。其冲压机理为单向裂纹扩展分离，其冲孔模设计及应用详见 “2. 10管料无芯冲孔模的设计及应用条件”。

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