冲孔液压机——用途、特点和分类详解

（一）冲孔液压机的用途和特点

冲孔液压机主要用于生产各种带底部的杯形零件，如高压气瓶、氧气筒、炮弹弹体等工件时的冲孔工序。此时，原材料经过下料（如折断、锯切、剪切等）、加热以后，在液压机上采用冲孔和拔伸工艺制造毛坯。冲孔是将冲子压入坯料（方钢或圆钢），压成盂形，再移至拔伸液压机上，通过一系列直径逐渐减小的模圈（或者通过类似作用的装置），使坯料拔长，直径减小，壁厚减薄。冲孔与拔伸间变形量的分配根据工件尺寸要求和生产条件而定，但冲孔力远大于拔伸力。

（二）冲孔液压机的分类

冲孔液压机的结构形式有整体机架式和梁柱式（即三梁四柱式）两种。液压机也可分为立式和卧式两类。对于冲孔工序，立式液压机比卧式液压机好，因为立式液压机易于同心，有利于减小冲孔后毛坯的壁厚差。冲孔液压机的性能有两个最主要的参数，一是公称力，它要大于理论计算的冲孔力；二是滑块工作行程（即压力机最大行程），它要大于冲孔后毛坯长度和冲孔后孔的深度之和。如有导向圈，则还应加上导向圈的高度和自由安全间隙。影响冲孔力的因素很多，主要有金属材料性质、温度、变形速度、变形程度（变形率）、流动金属与冲子间的摩擦、毛坯冲孔后的壁厚等。

生产中常采用的两个经验计算公式如下

P=F_p （1-8-1）

式中 F——冲孔冲头工作部分的最大横截面积（mm²），；

d——冲孔冲头工作部分的最大直径（mm）；

p——单位流动压力，其数值取决于材料的变形抗力、摩擦系数、应力状态等。它可根据坯料的断面和高度、坯料的力学性能、冲孔温度、冲头形状以及冲孔毛坯的结构等因素予以确定。当钢坯强度σ_b为8000×10⁵Pa，冲孔平均温度为1230℃时，冲孔的平均单位流动压力为（2000～2500）×10⁵Pa，最大不超过3500×10⁵Pa；

P——冲孔力（×10N）。

该公式的有效性依赖于单位流动压力p值的正确确定。

另一公式为(www.xing528.com)

式中 d——冲孔冲头工作部分最大直径（mm）；

K——系数，由d/t的比值查图1-8-1确定，其中t为冲孔件的壁厚；

σ_T——钢材在冲孔温度下的强度极限，见表1-8-1；

F——冲孔冲头工作部分最大截面积（mm²）；

P——冲孔力（×10N）。

图1-8-1 系数K与d/t的关系曲线

表1-8-1 钢在高温时的强度极限（单位：10⁵Pa）[2]