文/王彤勇，李高欣·一拖（洛陽）福萊格車身有限公司

圓形零件側(cè)壁沖孔模具結(jié)構(gòu)設計

文/王彤勇，李高欣·一拖（洛陽）福萊格車身有限公司

王彤勇，工程師，主要從事沖壓工藝、沖壓模具及技術(shù)管理工作。

在一個圓形制件的側(cè)壁沖出多個孔，一般采用斜楔側(cè)沖結(jié)構(gòu)，由于制件側(cè)壁每個孔的沖孔方向不同，每個孔都需要一套單獨的側(cè)沖機構(gòu)，使得生產(chǎn)時的模具結(jié)構(gòu)復雜，放料、取件操作困難。本文介紹一套圓形制件側(cè)壁的沖孔模具，結(jié)構(gòu)獨特、簡單，操作方便，生產(chǎn)中取得了很好的效果。

制件介紹

該零件（圖1）是某型號發(fā)動機上使用的集油殼，材料為ST12，厚度為1.5mm，零件四周均布8個φ5mm圓孔，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)4萬件。

圖1 圓形零件制件圖

工藝分析

此零件是圓球形，零件側(cè)壁均布8個φ5mm圓孔，沖孔工藝有三種方案：

⑴正向沖孔，模具結(jié)構(gòu)為一般的沖孔模具，一次沖一個孔，分8次行程完成，壓力機選用J23-40。

⑵側(cè)向沖孔，模具選用斜楔側(cè)沖，由于各孔間距離小，無法在一套模具上同時布置8個斜楔側(cè)沖機構(gòu)，需分2次行程完成，一次沖4個孔，壓力機選用JB23-63。

⑶側(cè)向沖孔，模具采用簡單凸模導向結(jié)構(gòu)，一次沖8個孔，1次行程完成，壓力機選用J23-100。

結(jié)合以上進行分析：方案⑴模具結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，維修方便，但是需要8次行程才能將所有孔沖出來，且零件孔位之間的尺寸也由于多次定位造成精度降低；方案⑵采用正規(guī)斜楔側(cè)面沖孔，模具結(jié)構(gòu)復雜，斜楔布置困難，操作困難，并且需要2次行程才能將所有孔完成；方案⑶采用簡單斜楔凸模導向結(jié)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，1次行程沖8個孔，能減少零件加工工序，保證零件沖孔位置精度，提高零件的生產(chǎn)效率，降低零件的生產(chǎn)制造成本。所以，根據(jù)零件的特點和企業(yè)的實際情況，選用方案三。

壓力中心、沖壓力計算和壓力機的選擇

沖壓力合力的作用點稱為壓力中心。為了保證壓力機和沖模正常平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心重合，對于帶模柄的中小型沖模就要使壓力中心與模柄軸心線重合。否則沖裁過程中壓力機滑塊和沖模會承受偏心載荷，使滑塊導軌和沖模導向部分產(chǎn)生不正常磨損，合理間隙得不到保證，刃口迅速變鈍，從而降低沖件質(zhì)量和模具壽命，甚至損壞模具。因此設計沖模時，應該正確算出沖裁時的壓力中心，并使壓力中心和模柄軸心線重合。此零件為半圓球形，四周均布8個φ5mm圓孔，壓力中心在零件正中心。

通過《沖壓模具簡明設計手冊》中沖壓力計算公式，可得沖裁力F為61.23kN。一般情況下所選壓力機的標稱壓力應大于或等于成形工藝力和輔助工藝力總和的1.3倍，故壓力機公稱壓力?。篜≥1.3F=1.3×61.23 kN =79.599 kN。

由P的值和模具結(jié)構(gòu)大小可初步將壓力機型號選定為開式壓力機J23-100。

模具結(jié)構(gòu)

圖2 模具總裝圖

如圖2所示，模柄4安裝在上底板1的上方，壓料板2安裝在上底板1下方；模柄4、上底板1、壓料板2通過模柄緊固螺釘3連接在一起組成上模。8個凹模13安裝在凹模固定板5中，凹模固定板5通過圓柱銷6、緊固螺釘7固定在凸模導板8的凹槽中，彈簧9安裝在凸模導板8和斜楔固定板11對應的彈簧安裝孔內(nèi)，斜楔17安裝在斜楔固定板11中，斜楔固定板11通過緊固螺釘14、圓柱銷15安裝在下底板10上方，8個凸模16安裝在凸模導板8側(cè)面孔內(nèi)，斜楔17導軌面穿過凸模16滑槽，凸模導板8上的斜楔讓開孔和斜楔17中心對應，并壓進斜楔17，凸模導板8通過限位螺釘12和下底板10連接，組成模具下模。

工作開始前，上模、下模分開，將圓形制件放在下模的凹模固定板上。工作開始，上模隨機床滑塊下行，壓料板推動制件、凹模固定板、凹模、凸模導板、凸模一起下行；凸模在斜楔的作用下，在作向下運動的同時也進行水平運動，向模具中心運動距離L（圖3），凸模與凹模接觸，沖出圓形制件側(cè)壁的8個φ5mm孔，機床滑塊下行停止。上模隨機床滑塊上行，彈簧通過壓料板推動制件、凹模固定板、凹模、凸模導板、凸模一起上行；凸模在斜楔的作用下，在作向上運動的同時也進行水平運動，向模具中心的反方向運動距離L（圖3），凸模與凹模分離，機床滑塊上行停止，取出制件，圓形制件側(cè)壁沖孔完成。

圖3 斜楔安裝及運動圖

結(jié)束語

該模具結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，模具的制造費用大大降低。制件側(cè)壁的8個孔一次沖出，提高了零件的生產(chǎn)效率，并且能夠保證零件的沖孔質(zhì)量，降低零件的生產(chǎn)制造成本。該模具已經(jīng)連續(xù)使用6年，實際生產(chǎn)20多萬件，取得了良好的效果。