[发明专利]变薄翻孔冲头及冲头设计方法

权利要求书

1.一种变薄翻孔冲头，其特征在于，

包括位于冲头起始端的第一冲头段（1）、设于所述第一冲头段（1）下游的第二冲头段（3）、处于所述第一冲头段（1）与所述第二冲头段（3）之间的第一过渡段（2）、设于所述第二冲头段（3）下游的第三冲头段（5）以及处于所述第二冲头段（3）和所述第三冲头段（5）之间的第二过渡段（4）；

所述第二冲头段（3）的起始端直径小于或等于所述第一冲头段（1）的末端直径，所述第二冲头段（3）的末端直径大于所述第一冲头段（1）的末端直径，所述第一冲头段（1）的末端直径和所述第二冲头段（3）的起始端直径均大于所述第一过渡段（2）的直径；

所述第三冲头段（5）的起始端直径小于或等于所述第二冲头段（3）的末端直径，所述第三冲头段（5）的末端直径大于所述第二冲头段（3）的末端直径，所述第二冲头段（3）的末端直径和所述第三冲头段（5）的起始端直径均大于所述第二过渡段（4）的直径。

2.根据权利要求1所述的变薄翻孔冲头，其特征在于，

所述第一过渡段（2）的轴向长度大于或等于预冲孔零件经所述第一冲头段（1）冲压后形成的翻孔的高度。

3.根据权利要求1所述的变薄翻孔冲头，其特征在于，

所述第二过渡段（4）的轴向长度大于或等于预冲孔零件经所述第一冲头段（1）和所述第二冲头段（3）冲压后形成的翻孔的高度。

4.一种变薄翻孔冲头的设计方法，其特征在于，用于设计权利要求1-3任一所述的变薄翻孔冲头，包括以下步骤：

根据预冲孔零件的壁厚以及所需加工的变薄翻孔的外径和翻孔边厚度，确定所述第一冲头段（1）和所述第三冲头段（5）的末端直径；

通过分配变薄翻孔经所述第二冲头段（3）冲压翻孔的变薄量和经所述第三冲头段（5）冲压翻孔的变薄量，确定所述第二冲头段（3）的末端直径；

根据所述第一过渡段（2）的轴向长度大于或等于预冲孔零件经所述第一冲头段（1）冲压后形成的翻孔的高度，通过计算预冲孔零件经所述第一冲头段（1）冲压后形成的翻孔的高度，确定所述第一过渡段（2）的轴向长度；

根据所述第二过渡段（4）的轴向长度大于或等于预冲孔零件经所述第一冲头段（1）和所述第二冲头段（3）冲压后形成的翻孔的高度，通过计算预冲孔零件经所述第一冲头段（1）和所述第二冲头段（3）冲压后形成的翻孔的高度，确定所述第二过渡段（4）的轴向长度。

5.根据权利要求4所述的变薄翻孔冲头的设计方法，其特征在于，

所述第一冲头段（1）的末端直径等于所需加工的变薄翻孔的外径减去两倍预冲孔零件的壁厚；

所述第三冲头段（5）的末端直径等于所需加工的变薄翻孔的外径减去两倍翻孔边厚度。

6.根据权利要求4所述的变薄翻孔冲头的设计方法，其特征在于，分配变薄翻孔经所述第二冲头段（3）冲压翻孔的变薄量和经所述第三冲头段（5）冲压翻孔的变薄量，包括以下步骤：

根据预冲孔零件的材料在拉伸变薄过程中的变薄系数分配变薄翻孔经所述第二冲头段（3）冲压翻孔的变薄量和经所述第三冲头段（5）冲压翻孔的变薄量；

所述第二冲头段（3）的末端直径等于所述第一冲头段（1）的末端直径与两倍的预冲孔零件经所述第二冲头段（3）冲压翻孔的变薄量之和。

7.根据权利要求4所述的变薄翻孔冲头的设计方法，其特征在于，确定所述第一过渡段（2）的轴向长度，包括以下步骤：

计算预冲孔零件经所述第一冲头段（1）冲压后形成的翻孔的高度h₁：

，

其中，D₀为预冲孔零件经所述第一冲头段（1）冲压后的形成的翻孔的中性层直径，d₀为预冲孔直径，r为所需加工的变薄翻孔的翻折处内圆角的半径，t₀为预冲孔零件的壁厚；

第一过渡段（2）的轴向长度大于或等于h₁。