楊昌林

南車株洲電力機車有限公司 湖南株洲 412001

制件沖壓模具的設(shè)計

楊昌林

南車株洲電力機車有限公司 湖南株洲 412001

隨著市場對產(chǎn)品成本、質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)周期等要求的提高，從系統(tǒng)整體優(yōu)化原則出發(fā)確定沖壓模具結(jié)構(gòu)已成為技術(shù)和管理發(fā)展的重要方向。通過某電器設(shè)備公司的某制件沖壓模具的工藝設(shè)計方案研究，探索沖壓加工工藝在制造型企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用與發(fā)展。

沖壓；沖壓模具

一、制件工藝分析及沖壓方案的確定

圖1所示制件為某機車車輛制造單位下屬電器設(shè)備公司的受電弓零配件產(chǎn)品。該制件形狀復(fù)雜，外形是不規(guī)則的圖形，而且尺寸也較大，中間部分需要沖孔工藝來完成。制件的材料為Q235A，厚度為3(mm)中批量生產(chǎn)，而且需要人工送料進行生產(chǎn)。

由以上分析可以擬排以下幾種方案進行比較：

㈠由沖孔、落料工序組成的兩套單沖模完成。優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計較為簡單，而且對壓力機的噸位要求低，小批量生產(chǎn)時，可以降低產(chǎn)品的成本。便于模具的修復(fù)管理。缺點：半成品搬運、堆放需要大量的人力和地方，制件的精度不是很高。

㈡由沖孔、落料組成的一套級進模完成。優(yōu)點：避免了半成品搬運和堆放問題，生產(chǎn)效率高，容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，試于制件大批量生產(chǎn)。缺點：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度較高，制作成本較高，材料利用率較低。

㈢由一套復(fù)合模完成。優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率較高，便于模具存放管理，可實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)。試用于中、大批量的制件生產(chǎn)。缺點：模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)計難度較大，對壓力機的噸位要求高。

比較三種模具設(shè)計方案的特點，當所要生產(chǎn)的制件是大批量生產(chǎn)且實現(xiàn)自動化時，應(yīng)該首選級進模。而針對該制件自身加工特點及技術(shù)要求可知，選用一套復(fù)合?？梢詽M足要求，因此本論文就以復(fù)合模的要求進行設(shè)計。

二、制件沖壓模具工藝方案的計算

㈠沖裁力、卸料力、推件力的計算及壓力機的初選

其中： L -- 沖切線長度 t -- 材料厚度

τ-- 材料抗剪強度，查表可知τ=345(MPa)

K卸--卸 (剝 )料力 系 數(shù) K推--推 料力系 數(shù)

K頂-- 頂料力系數(shù)

經(jīng)過計算：

總沖裁力：

電器設(shè)備公司在產(chǎn)品技術(shù)要求中指定了壓力機的型號為：JC21-160A。該壓力機的最大閉合高度為）則最小閉合高度為

其中100（mm）為壓力機上的墊板厚度，是為了當模具的閉合高度較小，而壓力機的噸位又要求大時，就需要增加墊板，使模具的閉合高度加上墊板的厚度，可以滿足壓力機的閉合高度范圍之內(nèi)。因此滿足使用要求。

㈡計算沖裁件的排樣

⒈搭邊值的確定

工件間a=3 (mm) 側(cè)搭邊值b=3．5 (mm)

⒉計算條料寬度

由于此模具設(shè)計了定位裝置，采用三個活動擋料銷進行送料的定位。所以，按有側(cè)壓裝置計算條料的寬度

A -- 沖裁件面積 n -- 一個進距內(nèi)沖裁件數(shù)目

B -- 條料寬度 h -- 進距 (mm)

N -- 一張板上沖件數(shù)目 L -- 板材長度 (mm)

一個制件的材料重量為：

由于此送料過程是人工進行，送料的重量要適當，便于送料的連續(xù)進行，保證產(chǎn)品的生產(chǎn)進度，故應(yīng)該考慮條料的重量。由以上計算可知采用1400*700（mm）的鋼板可以提高材料的利用率，然后排列為5*8的排樣，方便鋼板裁剪成重量適度的條料，每個條料的上排列8個工件圖樣，經(jīng)過計算可知，此方案可行。

㈢凸模強度的校核

在厚度為3mm的鋼板上沖孔，凸模選用合金工具鋼（淬火），其直徑為5．5mm。板材的抗剪強度為σb＝750Mpa，凸模材料的許用應(yīng)力為σ壓=1800Mpa，驗算設(shè)計如下：

⒈壓應(yīng)力校核

而d=5．5 (mm) >2．3 (mm) 故設(shè)計合理

⒉彎曲應(yīng)力校核

直徑5．5mm圓凸模的沖裁力為：

由計算可知，該模具的最大長度為16．86（mm）大于15(mm)，所以滿足彎曲強度要求，此設(shè)計合理。

㈣模具刃口尺寸的確定

⒈外形尺寸以凹模為基準，配做凸模。則

（2）凹模磨損后，尺寸B變小，但尺寸B沒有公差要求，所以

（3）凹模磨損后，尺寸C不變，則

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