陳會(huì)云
摘 要:根據(jù)多角度樣板的工藝特點(diǎn),分析了兩種工序復(fù)合的可能性,提出樣板的沖壓工藝方案,并介紹了模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:樣板;工藝特點(diǎn);倒裝復(fù)合模;凹模鑲拼結(jié)構(gòu)
1 引言
多角度樣板為鉗工在加工各種內(nèi)外角度工件和車工磨削車刀提供了快捷的輔助測(cè)量方式,同時(shí)為減少量具在測(cè)量過(guò)程的磨損,提高量具壽命具有一定的意義。近年來(lái)隨著職業(yè)學(xué)院中機(jī)械系學(xué)生的增多,對(duì)量具的需求增大,而購(gòu)買如此多的量具需要費(fèi)用較高,為此設(shè)計(jì)一種多角度樣板具有現(xiàn)實(shí)的意義。
2 工藝分析與確定
2.1 工藝分析
圖1 零件圖
根據(jù)使用要求設(shè)計(jì)了多角度樣板零件,如圖1 所示,材料為1Cr18Ni9,厚度為0.8㎜,零件成形后,要求角度正確以及測(cè)量面具有較小的表面粗糙度值。
(1)該零件主要由多種內(nèi)外角度組成,成形后角度的準(zhǔn)確性至關(guān)重要而且不允許有變形、翹曲、毛刺等表面的缺陷。
(2)沖孔工藝的確定,考慮到Φ8孔是起懸掛作用,因此對(duì)孔的精度與位置要求并不高,一般沖孔方案就可以滿足要求。
2.2 工藝方案的確定
通過(guò)以上對(duì)樣板零件的工藝分析,該零件在加工中涉及到?jīng)_孔、落料兩道工序內(nèi)容。由此可以初步得到該零件的兩種加工工藝方案。
(1)方案1采用級(jí)進(jìn)模,即采用先沖孔后落料的加工工序。由于用級(jí)進(jìn)模沖壓時(shí),沖裁件是依次在幾個(gè)不同位置上逐步成形的,對(duì)材料的寬度的要求較嚴(yán)格而且沖壓件不平整,有時(shí)要校平,因此不能滿足零件工藝分析中不變形的要求。故此方案不適合。
(2)方案2采用倒裝復(fù)合模,即一次行程中在模具的同一部位可以同時(shí)完成幾道工序,減少了工序數(shù)量和模具數(shù)量,減少操作人員和設(shè)備占用量,減低生產(chǎn)成本。該種模具對(duì)板料的定位精度要求比級(jí)進(jìn)模低,沖模的輪廓尺寸較小,沖出的沖件平整度較高。適用于像多角度樣板這樣形狀復(fù)雜的零件而且沖出后的樣板精度和表面質(zhì)量都能滿足以上工序分析中的要求。經(jīng)過(guò)對(duì)該零件的工藝分析以及生產(chǎn)實(shí)踐,選擇了方案2。
3 排樣設(shè)計(jì)
圖2 排樣圖
合理的排樣是提高材料利用率,減低成本,保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。因?yàn)槎嘟嵌葮影逍螤畈灰?guī)則若采用直排則材料的利用率明顯不高,不經(jīng)濟(jì),故此方案行不通。衡量合理利用率這一經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最終采用斜排,將零件圖逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)15°后材料利用率達(dá)到55%以上。排樣圖如圖2所示。
4. 沖壓力的計(jì)算
在沖裁過(guò)程中,沖壓力是沖裁力,卸料力,推件力和頂件力的總稱。沖壓力是選擇壓力機(jī)設(shè)計(jì)沖裁模和校核模具強(qiáng)度的重要依據(jù)。據(jù)資料【1】中推導(dǎo)公式,樣板的沖壓力計(jì)算如下:
沖裁力F沖=K沖Ltτ=1.3×158.3289×0.8×550=90.56KN
卸料力F卸=K卸F=0.05×90.56=4.52KN
推件力F推=K推Fn=0.05×90.5τ6×8=36.22KN
頂件力F頂=K頂F=0.06×90.56=5.43KN
總沖壓力F=F沖+F卸+F推+F頂=90.56+4.52+36.22+5.43=136.75KN
因?yàn)?36.75KN<160KN,所以選用的壓力機(jī)為JS-160型開式可傾曲柄壓力機(jī)。
5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作過(guò)程
5.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
零件的質(zhì)量與模具的結(jié)構(gòu)以及工作零件精度有關(guān),合理的模具結(jié)構(gòu)是制造合格零件的關(guān)鍵之一。因此,根據(jù)具體的零件形狀、尺寸以及材料,必須要合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上工藝分析,設(shè)計(jì)了沖孔落料復(fù)合模,模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3 模具結(jié)構(gòu)
1-打桿 2-模柄 3-推板 4-帶肩推桿 5-沖孔凸模 6-落料凹模 7-推件塊 8-卸料板 9-卸料螺釘10-凸凹模 11-擋料銷 12-導(dǎo)料銷
如圖所示為一副沖孔落料倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)。沖裁件如圖1所示,其外形為多角度薄片,中間有一個(gè)Φ8的孔。裝在上模部分的有落料凹模6與沖孔凸模5,通過(guò)沖孔凸模固定板,墊板用螺釘和定位銷與上模座固定在一起。裝在下模部分的凸凹模10通過(guò)固定板與下模座固定在一起。
上、下模采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向,導(dǎo)柱布置在模座中間。在沖裁后,為了完成推件與卸料,在上模部分還裝有打桿1與推板3組成的剛性推件系統(tǒng),而在下模部分則裝有卸料板8、卸料螺釘9與彈簧組成彈性卸料系統(tǒng)。
5.1 模具工作過(guò)程
沖裁時(shí),彈性卸料板8先壓住條料起校平作用。繼續(xù)下行時(shí),落料凹模6將彈性卸料板壓下,套入落料凸模中,沖孔凸模5也進(jìn)入沖孔凹模中,于是同時(shí)完成沖孔與落料。當(dāng)上?;爻虝r(shí),彈性卸料板8在彈簧作用下將條料從凸凹模10上卸下,而打桿1受到壓力機(jī)橫桿的推動(dòng),通過(guò)推板3,帶肩推桿4和推件塊3將沖件從落料凹模6中自上而下推出,沖孔廢料則直接由凸凹模孔中落到壓力機(jī)臺(tái)面下。
沖裁時(shí),條料在模具上定位是采用在左側(cè)的兩個(gè)活動(dòng)導(dǎo)料銷12控制送料方向,中間的一個(gè)活動(dòng)擋料銷11控制送料步距,這兩種銷的結(jié)構(gòu)完全相同,它可以不妨礙彈性卸料板的壓平作用。
5.2 工作零件的加工
5.2.1 凹模拼塊
圖4 凹模拼塊
1、2、3-凹模拼塊 4-落料凹模套
對(duì)于形狀復(fù)雜的沖裁件(例如必須要有多處尖角),如果采用整體式的凹模,則往往由于模具在熱處理時(shí)容易開裂而失去尺寸精度以及形狀精度。應(yīng)力集中的尖角,可通過(guò)拼塊分解,防止碎裂,延長(zhǎng)壽命而且拼塊磨損后容易調(diào)換。這時(shí)可將整體式的凹模由幾個(gè)拼塊鑲拼而成。拼塊可通過(guò)線切割加工而成,成形要確保精度。拼塊加工完后,在落料凹模板上通過(guò)過(guò)盈配合的方式固定。拼塊2帶有斜角,在裝配時(shí)對(duì)拼塊1、2有向外擠壓趨勢(shì)從而達(dá)到固定作用。
參考文獻(xiàn)
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