張躍鋒 張英俊

（山西焦煤汾西礦業(yè)集團公司洗煤廠 山西介休）

皮帶卡子是各型皮帶簡易方便修理對接和開裂修復(fù)所用的工器具配件，交接方便快捷。主要剪沖板料，主沖頭行程≥45 mm，年前車間自行設(shè)計了1套剪沖皮帶卡子的沖模和操作機構(gòu)，包括下料和彎邊沖孔2件套上下模共4件模具。皮帶卡子大致為90×20×1.2 mm兩頭圓、兩邊帶卡爪的鋼板片件，分2道工序完成剪沖工藝，沖孔的薄弱環(huán)節(jié)在于沖錐與沖模一體，極易被磨禿，致使模具壽命較短，配套設(shè)備能源浪費嚴(yán)重且影響工作。

一、簡化改造沖模方式

有7個要點，①變2套模具為1套，即變2道工序為1道。②沖錐及沖?？兹Χ几淖?yōu)榭蓳Q式，用側(cè)頂絲定位，提高復(fù)用次數(shù) ，并在關(guān)鍵部位采用高強高硬材料，又經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理提質(zhì)，提高了機械和使用性能，降低了沖模造價，一次使用至少可加工1000件卡子。③上沖模下料面由平面改為微拱面，拱高5 mm或者再大，減小下料沖擊，設(shè)備壽命提高，4尖角沖爪槽下向外開通30°坡道孔以清空鐵銹及廢渣。④下料模板與底模用2定位銷定位連接，保證位置精度，下料模板可正反使用，壽命又增1倍。⑤上下沖模組件形式見圖1、圖2。⑥改進原來剪沖機的繁雜機構(gòu)和不間斷的電機操作及待機方式，改為純手工操作。主體機構(gòu)見圖3。上沖模運動滑道由8號槽鋼與10 mm厚耐磨鋼板以6對螺栓螺母連接或焊接，最好間距可在1 mm范圍調(diào)整，以適應(yīng)滑塞運動松緊配合。⑦滾輪軸與滑塞側(cè)孔小間隙配合，適時加潤滑油脂。下料機底板設(shè)2道平行空溝14 mm寬，140 mm長，中線距離40 mm，用螺栓來固定下沖模。滾輪端軸銷直徑為20 mm，另一端用8 mm粗開口銷限位，兩邊各內(nèi)襯1個墊圈，與內(nèi)滑塞邊套接，用45#鋼制作并常加潤滑脂。

由于上沖模是下料口為坡形圓頭，下料力量可大大減少，大約上沖頭單面接觸長度10 mm，A3鋼板料厚1.2 mm，屈服剪切應(yīng)力 τ=60 MN/mm2，則剪切力 F=Aτ=2×10×1.2×60=144 kg，由于力臂長為滑塞滾輪到轉(zhuǎn)軸中心距離的13倍，則手壓制最大力量為11 kg。切口切開后，剪切力減小，手柄下壓力也隨之減小直至下料沖孔彎邊結(jié)束。制作時，上沖頭接觸到板料時，加壓臂保持在水平位置或有10°升角為好。加力行程應(yīng)控制準(zhǔn)確，不可過量，否則要損壞沖模或沖件成型不全。滑塞滑道配合面間隙為小間隙配合，運動間隙＜0.05 mm。

經(jīng)改進設(shè)計成為兩部件式上下沖模一次成形，工藝大大簡化，原沖頭角模部分為后斜坡式，工件一次成形不徹底，還需再修邊搗角處理，工作程序仍有一定復(fù)雜性，定位銷功能只用于下料模板與底座的定位，再行改進后，定位銷改為出頭式，就增加了下料限位功能，沖頭角沖爪改為突出尖角式，使一次成形性能更徹底，提高了工作效率和效果。同時對上沖頭的材料及熱處理要求也相對提高。

二、改進設(shè)計方法及優(yōu)越性

改造沖模方式。有4點改進，①若上沖頭沖接面改為大處20 mm厚，用2沉頭螺釘與上部鑲接，上沖模只此與沖孔圈用優(yōu)質(zhì)材料則更省成本。②下料模板與底模用2定位銷定位連接，保證位置精度，下料模板可正反使用，本件壽命又可增1倍。③工作時，板料與定位銷頭正確對準(zhǔn)限位可靠性提高，可節(jié)省產(chǎn)品材料25%。④不用電力。

圖1 上沖模組件

圖2 底模組件

三、制作使用注意事項

（1）上模的前沖模與座體位置精度要保證誤差＜0.02 mm，熱處理工件要經(jīng)鉗工修磨打光后再安裝上機，手動調(diào)整上下沖模到穩(wěn)定位置，達到不發(fā)生干涉為止，不可以同時加工2件，在安裝工藝上，上下模大面極限位置要保證距離＞10 mm，側(cè)隙設(shè)計在0.1～0.3 mm，不可加工超過1.8 mm厚板件，否則將會使整體設(shè)備發(fā)生破壞性損傷。

（2）定位銷頭部要在上一加工件后的恰當(dāng)位置實現(xiàn)板料定位，靠緊銷頭使材料利用率達到最高。有2個定位作用，上板與基座的定位銷作用和限板位作用。

（3）調(diào)質(zhì)熱處理工件包括上沖模、沖孔圈、沖錐和下模上層板，材料均為CrWMn合金工具鋼，淬火溫度820～840 ℃，保溫 30 min，空冷，140～180 ℃低溫回火，提高硬度、耐磨性和機械性能。底座為45號鋼沖錐槽部位表面淬火，淬火溫度800～820℃,空冷，140～180℃回火，空冷，提高表面硬度和耐磨性。

（4）被沖料加工前要清理表面銹蝕物，材料用A3鋼為好，每加工200件從斜坡孔清通1次沖爪槽內(nèi)雜物，使其清潔，不影響卡爪彎曲加工作用。

（5）工作程序要嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確，板料加工前正反面涂潤滑油，掌握準(zhǔn)確度，2人合作，1人上料1人撬取穹窿中的成品件并給壓把加力，全部加工完畢，再行簡單修平，即用即取。

（6）模具各零件盡可能使用成型模鍛加工制作，再行精細加工調(diào)整，可以大大減少高價材料費用。

（7）沖屑物從上?？字许敵觯粫硶r，宜加油用細鋼絲捅出。

圖3 總裝圖

在圖3中滑塞由6號槽鋼與10 mm厚45#鋼板對接焊接，調(diào)整與滑塞松緊，配合滑動滾輪滑道，適時加潤滑脂。滾輪穿20 mm粗中心軸銷，與滑道滑塞同做調(diào)質(zhì)處理。上沖模柄與滑塞內(nèi)孔焊接或銑限位臺階，用2沉頭螺釘頂緊定位。梯形面基板與前板和前立桿槽鋼垂直焊接準(zhǔn)確牢固。

四、結(jié)束語

經(jīng)過改進的沖模1次動作即可成型并只加工1件，用扁頭改錐和人字形錐將成型工件從中穹窿中撬出，撬動時工件會產(chǎn)生一定量塑性變形會更易取出，再經(jīng)稍加平整即可使用。工作效率高，成功率100%，省去了舊沖模更換模體和調(diào)整時間，也節(jié)省工件材料，大大降低對工人的技術(shù)要求。模具零部件制作選材及熱處理，應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙技術(shù)要求施行，關(guān)鍵部位模具零件的制造可用成型鍛造法完成，也是節(jié)省材料的措施且工藝簡單并可批量加工。零件具有互換性，運行性能可靠，節(jié)能節(jié)材，裝備操作水平使用效果和壽命均大大提高。低耗低碳、制造使用簡單方便、可行性強。