带金属脱料器的螺纹内孔翻边模具设计

摘 要：在金融自助设备、地铁设备和电信家电等产品的薄板零件中，螺纹底孔翻边，是较为常见的加工工序，翻边后，增加了螺纹旋合长度，提高螺纹联接强度，减轻材料重量，降低材料费用。本文着重讨论螺纹底孔翻边冲压成形工艺、计算方法以及带金属脱料器的螺纹内孔翻边模具设计。

关键词：螺纹内孔翻边模 金属脱料器

Design of flanging die which is use in

threaded hole of metallic ejector

Gu Chao Shang

Abstract： The technology of underport flanging is common technical in manufacturing activity.It has been widespread use of component which is used for financial self-service equipments， metro equipments， telecommunication equipment ， household electrical appliances etc . Using this technology will increase the length of thread engagement ， improve the con-nection strength and reducing the weight of material .So this technology is beneficial to reducing material costs .This paper is mainly discussed about the stamping forming process、computing method and the design of flanging die which is use in threaded hole of metallic ejector.

Keyword： flanging die which is use in threaded hole，metallic ejector

一、内孔圆孔翻边变形特点

翻边加工，是利用模具把板材上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压加工方法。

如图1所示，为圆孔翻边简图，翻边时，在把板材内孔边缘向凹洞口弯曲的同时，通过将内孔沿圆周方向拉长而形成侧壁。

翻边时，变形区基本限制在凹模圆角区内，凸模底部材料为主要变形区，处于切向、径向两向受拉伸的应力状态，切向应力在孔边缘最大，径向应力在孔边缘为零。

在整个变形区，材料都要变薄，而在孔的边缘，变薄最为严重，翻边完成后，零件翻边的高度，将比变形区的宽度略有缩短，由于翻边时最大拉伸发生在口部，当拉伸变形超过材料成型极限时，就会在此处产生缩颈或裂纹。

二、螺纹底孔直径

当螺距P≤1时，螺纹底孔直径dz=螺纹公称直径D-螺距P（螺距见GB/T 193-2003）。底孔修正值，一方面考虑到冲头磨损量，另外一方面，在大量生产实践中，带螺纹孔的钣金件经过表面处理后（尤其是喷塑处理），内径由于喷塑而变小，装配困难，甚至需要丝攻清丝后，才能顺利装配，这样大大降低了装配效率，我们发现，适当加大翻边孔凸模直径后，能够轻松解决此生产问题，故表所示最后一列“螺纹底孔修正值”比计算值大0.05～0.1m m，但要注意，此修正值不可过大，否则会影响装配强度，甚至导致螺纹滑牙。

三、翻边系数

五、常见缺陷分析

螺纹底孔翻边产品常见缺陷主要有以下两种：

（1）翻边孔破裂。

导致翻边破裂主要有以下原因：平底凸模底部圆角半径rp太小，凸模表面粗糙度太大，预冲孔直径太小，预冲孔毛刺过大等。

（2）翻边高度不均匀，一边高一边低。

主要原因如下：冲头弧面大小不均匀，冲头光洁度差，凸凹模间隙过大，预冲孔尺寸过大，冲头与底孔、凹模内孔不同心等。

六、螺纹孔翻边加工流程

目前，各种数控设备，比如数控冲床，激光切割机等，具备更高精度和效率，被广泛用于钣金加工中，为提高效率，大量的螺纹翻边预制孔数采用数控设备冲孔（割孔），然后利用翻边模具，在普通压力机上翻边成型后，钳工攻丝。

七、带金属脱料器的内孔翻边模具设计

图3中的翻边模具，是在多年的实践中，从普通翻边模的基础上改进而成，最大的特点是带金属脱料器，具备如下特点。

（1）翻边凸模（冲头）采用球头形以方便加工制造，同时可达到理想翻边效果。抛物线凸模效果最好，但加工困难，如采用平底冲头，需要注意凸模圆角半径rp不宜过小。

（2）带金属压料板（卸料筒），具备更大的压料力，翻边后钣金更平整，同时有效改善成型质量。

（3）带金属脱料器，具备更大的卸料力，尤其是在翻边直径较大的螺纹时，成型后的螺孔容易抱紧在凸模上，脱料时容易拉坏工件甚至引起凸模断裂，使用金属脱料器，使卸料更容易。

（4）凸模在整个翻边过程中，都由金属压料板内孔进行限位、滑动和导向，故凸模不容易断裂，具备更高寿命，同时模具对中性更好，成型质量好；尤其是在翻边直径较小的孔，此模具设计优势明显（直径较小的螺纹孔翻边凸模直径较小，很容易断裂）。

（5）该模具为向下翻边正装模具，下模中心装有翻边工件定位销，工件在数控设备上冲好预孔后，预孔通过定位销来定位，定位方便，加工效率高。

八、结语

在自助设备等钣金产品生产中，不断学习、实践、探索和运用各种内孔翻边新型模具，有效提高产品质量，提高生产效率，降低成本，提升产品的经济性和竞争力。

参考文献

【1】姜奎华. 冲压工艺与模具设计[M]. 北京：机械工业出版社， 1999.

【2】许发樾.模具标准应用手册[M].北京：机械工业出版社， 1997.

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