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        不規(guī)則沖件凹模設(shè)計

        2015-04-29 00:00:00王文景
        新經(jīng)濟(jì) 2015年7期

        摘 要:通過對不規(guī)則沖裁件沖裁工藝的分析,提出了采用整體式凹模成型時存在的問題。闡述了采用鑲拼式組合凹摸的沖裁結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn),著重分析了鑲拼式組合凹模的設(shè)計要求,從而保證了精度、降低了成本、提高了效率。

        關(guān)鍵詞:不規(guī)則沖件 凹模結(jié)構(gòu) 鑲拼式 使用性能

        引言

        隨著成型制件的質(zhì)量要求越來越高,數(shù)量越來越多,形狀也各異。要想獲得高質(zhì)量的制件,這就對模具設(shè)計的要求大幅提高。下面結(jié)合多方面的資料,對不規(guī)則零件的沖裁所采用的凹模設(shè)計問題進(jìn)行了分析,并對其解決方法進(jìn)行探討。

        1、零件工藝性分析

        如圖1某產(chǎn)品中有一種不規(guī)則的零件,材料為50鋼,厚度為2mm。因零件生產(chǎn)批量大,幾何形狀較為復(fù)雜,要求使用沖裁加工。

        該沖裁件形狀較為復(fù)雜,且局部結(jié)構(gòu)比較薄弱,要對該零件進(jìn)行沖裁加工,對凸、凹模的形狀設(shè)計要求精度高,尤其是該零件尖角處較多,若凹模受力狀況不好,沖裁時,在凹模的尖角處易形成應(yīng)力集中,則凹模易在尖角處產(chǎn)生裂紋、或脹裂。無法滿足沖裁件的正常生產(chǎn)。所以要沖出合格的沖裁件,凹模的選擇非常重要,即凹模設(shè)計的結(jié)構(gòu)要合理、性能要可靠,且具有一定的使用壽命,同時也要考慮到凹模制造的經(jīng)濟(jì)性。

        2、凹模的設(shè)計

        2.1 凹模的選擇

        零件由于形狀復(fù)雜,對凹模的選擇非常重要,若采用的凹模設(shè)計為整體式,因其制造簡單,但在使用時,若局部出現(xiàn)損壞或磨損時,可能造成整個凹摸報廢,就得更換。當(dāng)更換一次,其定位基準(zhǔn)及間隙就變動一次,使所得的沖裁件質(zhì)量變壞,同時,工作部分與非工作部分全部由較優(yōu)質(zhì)的鋼材制造,從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)考慮是比較浪費(fèi)的。由于沖裁凹模在熱處理過程中,會引起變形失去尺寸精度和形狀精度。特別是尖角部分在熱處理時產(chǎn)生了變形,沖裁時就會因?yàn)閼?yīng)力集中而易于開裂。所以在沖裁第一個零件凹模就可能會產(chǎn)生裂紋,根本無法滿足沖裁出合格的零件和對模具使用壽命的要求。

        2.2 凹模鑲塊

        鑲拼塊之間的結(jié)構(gòu)可靠,不應(yīng)有任何滑動,且這種鑲塊有效的避免了尖角處的應(yīng)力集中,整塊模塊傳到凹模套上的力不作用在轉(zhuǎn)角處,在凹模套上不會形成應(yīng)力集中。

        2.3 凹模鑲塊結(jié)構(gòu)

        凹模鑲塊結(jié)構(gòu)根據(jù)本沖裁件的形狀,厚度和精度來確定,采用直筒式凹模刃口。是因?yàn)榇巳锌趶?qiáng)度較好并且刃口的尺寸和間隙不因修磨刃口而隨之增大,故所沖壓工件的質(zhì)量一直是比較平穩(wěn)的。設(shè)計時直筒刃口部分高度h可根據(jù)沖壓材料厚度來確定,其直可按下表選取。如圖2所示,鑲塊刃口高度取為10mm,該高度是材料厚度的5倍。為提高刃口再磨性,鑲塊與凹摸套結(jié)合處為1°30′的斜面,以便模具裝配時壓緊鑲塊,保證凸凹模間的間隙,確保沖裁質(zhì)量。

        2.4 凹模結(jié)構(gòu)

        凹模由凹模鑲塊與凹模套組成。因?yàn)榘寄J菦_壓模中的主要工作零件,在沖壓過程中,它不但承受沖擊載荷,而且在工作刃口以及工作表面,由于沖擊會產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)力集中。因此對材料的要求具有較高的硬度和耐磨性,并且還要有足夠的韌性。因此根據(jù)制件材料性能的不同,取鑲塊的材料為Cr12MoV,它具有硬度高耐磨性能好的特點(diǎn),并采用全拼塊組合結(jié)構(gòu),且互換性能強(qiáng),維修方便。熱處理淬火硬度為60~62HRC。凹模套作為一個單獨(dú)的模具零件,才用這種固定方法的圈框與鑲拼凹模之間的配合應(yīng)給予一定的過盈量以保證拼合質(zhì)量。

        3、結(jié)束語

        在不規(guī)則零件沖裁中鑲拼式凹模的使用壽命是整體式凹模的使用壽命的數(shù)十倍,尤其當(dāng)整體式凹模熱處理不當(dāng),在尖角處存在殘余應(yīng)力時,組合式凹模的使用壽命是整體式凹模使用壽命的百倍。如果鑲拼式凹模結(jié)合面加工精度較高,凹模套經(jīng)過鍛造熱處理得當(dāng)?shù)脑挘寄5氖褂脡勖蛇_(dá)百萬件以上,可大幅度降低沖裁加工成本,提高產(chǎn)品競爭力。

        參考文獻(xiàn):

        [1]楊玉英、崔令江.《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊》.機(jī)械工業(yè)出版社.2004.

        [2]鄭家賢.《沖壓模具設(shè)計使用手冊》.機(jī)械工業(yè)出版社.2007.

        [3]蔣啟翔.《沖壓模具設(shè)計制造難點(diǎn)與竅門》.機(jī)械工業(yè)出版社.2003.

        (作者單位:鹽城技師學(xué)院機(jī)械工程系 江蘇鹽城市 224002)

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