Automobile Technology & Material
冲翻孔一体结构出现的问题及解决方法
摘要：为使得冲翻孔一体结构在生产调试过程中既能保证制件质量又能保证生产效率，通过压料、刺破、空切、翻孔四个步骤对冲翻孔一体结构的原理进行了分析，并且以此原理为基础通过调整顶尖高度及活动顶尖弹簧硬度解决了生产过程中出现的废料无法正常分离问题，还通过调整翻孔凹模R角大小解决了生产过程中产生的冲头带废料以及孔破裂的问题，这些方法为快速准确地解决此类问题提供帮助，以便于冲翻孔一体结构的熟练应用。目前该冲翻孔机构常用于门外板底护板安装孔和侧围外板零件的定位孔，因结构特殊，此结构不可用于无毛
0.65～0.80 mm刺产品上，不可用于高抗拉强度的材料，只用于厚度为 的冲切材料。
关键词：冲翻孔一体 刺破 空切 定位孔
中图分类号：U466；TG76 文献标识码：B Doi：10.19710/j.cnki.1003-8817.20190061
1 结构介绍
1
如图 所示，此结构的特殊之处在于冲头，冲
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头分为顶尖、冲孔凸模、翻孔凸模 部分，其中顶尖
2）和活动顶尖（图3）两种。一般情
有固定顶尖（图
12 mm
况下，翻孔直径在 以下的冲头因加工难度和冲头整体强度影响均制作成整体结构，而直径较大的均可以制作成活动顶尖。此结构的凹模则与正常的翻孔凹模一致。
2 工作原理
4～图7。
冲翻孔一体结构的工作原理见图上模向下动作如下。
4）；
a.压料板压料（图
5）；
b.冲头顶尖刺破板料（图
c.冲孔凸模接触板料后向下拉深直至拉断实
6）；
现空切（图
7），上模向上d.废料滑落，翻孔凸模翻孔（图回程，冲压完成。
整个工作过程中，关键在于如何能在没有冲孔凹模的情况下顺利完成冲孔，此结构相当于筒
R=0（图8），当形零件拉深，但拉深凸模圆角 R角足够小时，拉深侧壁R角边缘减薄严重直至边缘局部
9）然后沿凸模边缘延伸，理论上在没有顶
拉裂（图尖的情况下，如果四周R角、材料性能等条件均一致且为法向冲裁，可以实现四周同时切断，而在实际工作过程中，并不能保证以上条件，一旦有一处开裂，将导致拉力完全释放，废料偏向一侧，无法完成整个圆周的开裂分离，也就是上面提到的空
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切，废料将不能分离。因此体现出图 过程中顶尖刺破的必要性，顶尖刺破后完成了对底部废料的
6
锁定，在整个空切过程中提供拉力，确保图 过程整个圆周的空切（拉裂）。这就要求顶尖在刺破的时候深度足够，拉深空切时才能保持锁定圆心不脱开。在完成空切后，需要解决的问题是如何顺利排放废料，在顶尖刺破板料时，回弹使板料对顶尖形成包裹，顶尖越锐包裹力越大、顶尖的锁料效果越好，顶尖越钝包裹力越小、顶尖的锁料效果越差。但如果可以调整空切使其不同步，最后断裂的部分在切断前拉动废料，且拉力大于废料包裹力，使废料解除包裹而松动，但又不脱离顶尖，然后再形成全部空切，则废料可实现顺利脱离、排放。带弹簧可压缩的顶尖在空切完成后可以定出一点对退废料更好。
基于对整个结构工作过程的理解，结合在现场调试过程中出现的一些问题进行试验和调试，调试结果比较理想，完全消除了制件缺陷并解决了调试过程中出现的问题，下面就现场出现的几个问题进行原因分析并给出调试方法。
3 问题一：废料未分离3.1 问题描述
10）。冲孔废料无法与制件正常分离（图
3.2 原因分析
废料无法正常分离的主要原因在于顶尖无法正常束缚废料，使得废料在实现空切之前脱离顶尖，无法切断。
3.3 调试方法
a.在有活动顶尖的结构中此时要检查顶尖的弹簧机构，是否弹簧的弹力太小，弹簧弹力过小会导致顶针在刺破过程中收缩量过多，刺破深度不足，无法实现锁料。此时应调整弹簧，减小其压缩量，或者更换大弹力弹簧。
b.检查顶尖的锋利程度、是否磨损，如果磨损严重或者损坏则需要更换新冲头；如果磨损不严重且暂时无冲头备件，可以尝试加大翻孔凹模的未切断处对面区域的R角，以减小空切时两侧的不平衡力，弥补顶尖锁料不足的影响，实现正常空切。
4 问题二：孔破裂4.1 问题描述
11所示缺陷,制件直接被顶破,制件出现如图
形状不规则。
4.2 原因分析
出现孔破裂的情况，主要是无法实现空切，原因是冲孔凸模刃口磨损变成R角，或者废料完全包裹或者吸附在顶针和冲孔凸模上或者积累过多料屑，此状态相当于改变了冲头的形状造成冲孔凸模形成假R角，锋利度不够，无法切断，直接将板料顶破，此时不产生废料。
4.3 调试方法
a.如果刃口磨损严重可以对刃口进行修复，如
无法修复则直接换新；
b.对于废料包裹在顶尖上无法脱落情况，一般
是在实现空切时孔的四周力量较为均衡，几乎同时切断，这种情况下对于固定顶尖的冲头来说，废料的脱离在没有外力影响下十分困难，此时可以
R
尝试放大翻孔凹模单侧的 角，打破空切力的均衡，使不均衡力大于废料对顶尖的包裹力，但不能过大导致顶尖不能锁料；
c.冲头磁力大造成废料吸附，进行退磁处理； d.清理冲头上的废料和料屑。
5 问题三：带废料5.1 问题描述
废料豆已与制件分离,但未正常排放而是被带到模具表面,造成制件或者模具损坏（图12）。
5.2 原因分析
出现间断的带废料情况，一般可能是冲头出现磁性或者废料包裹顶尖，但磁力和包裹力不大，在上下模分开后，机床震动，废料脱离掉落在制件或者凸模上。
5.3 调试方法
此问题的调试方法和问题二的调试方法基本相同，主要是退磁和加大空切时的不平衡力。
6 问题四：毛刺6.1 问题描述
13。制件出现不规则毛刺见图
6.2 原因分析
2
毛刺产生的 种原因即冲孔凸模不够锋利或者局部破损、顶尖锁料时出现较大幅度滑动，但未14），能实现空切。
脱开（图
6.3 调试方法
a.修复冲孔凸模或者整体更换； b.顶尖锁料出现较大幅度滑动一般是顶针高
度不足或空切时四周的不平衡力过大导致，这种情况首先检查顶尖，是否压缩过多或者不够锋利。如果顶尖无问题，则可以通过减小毛刺处的
R R角
翻边凹模 角或者加大毛刺处对面翻边凹模解决此缺陷。
综上，此结构在调试过程中需要注意和调整的一个关键点在于拉深空切过程中孔周围破裂的先后顺序，同时破裂容易造成废料包裹在顶尖上
不易脱落，而如果破裂先后顺序相差较大则容易造成废料从顶尖中滑脱导致废料切不断，行之有效的方法就是调整凹模口圆角的大小。
当机构应用于斜楔冲翻孔是可以局部看做是法向的垂直冲翻孔，废料脱离冲头后的废料排放过程可参考正常的斜楔冲孔废料排放。因此，此结构在生产过程中需要经常检查冲头的状态，或者对冲头进行更换或修磨，可以考虑在结构设计时对压料板进行分块处理，并使用快换冲头，以实现在线快速处理。另外，此冲头有必要做至少一套备件，以避免因冲头损坏无法快速修理造成大量停台甚至停产。
7 结束语
虽然以上结构在调试过程中存在着各种问题，但是此结构的优点也很明显，比如冲孔和翻孔的同心度良好、翻边高度均匀，节约工序等等。随着工业的发展，越来越多的新工艺、新结构接踵而至，不断的尝试和改进,只有这样我们的工业水平发展才会更快、更好。由中国制造向中国质造、中国创造转变。