安家菊， 徐 灝（南昌工程學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院，南昌 330099）

數(shù)字零件8多工位級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)

安家菊， 徐 灝
（南昌工程學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院，南昌 330099）

根據(jù)數(shù)字零件8的工藝性分析制定了沖壓工藝方案，安排了多工位的排樣形式，設(shè)計(jì)了一副8個(gè)工位的多工位級(jí)進(jìn)模具，分別從工作零件、定位零件、取件零件、導(dǎo)向零件、模架和緊固件六方面進(jìn)行了模具零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

數(shù)字零件；多工位；級(jí)進(jìn)模

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.023

0　引言

在沖壓生產(chǎn)實(shí)際中，會(huì)遇到?jīng)_制數(shù)字零件，這類零件普遍存在工件細(xì)長(zhǎng)、剛度低、廢料多的特點(diǎn)， 由于板料較薄，在沖裁過程中容易產(chǎn)生翹曲、變形或拉斷等現(xiàn)象，多次沖裁還會(huì)導(dǎo)致工件積累誤差增大，沖壓件的質(zhì)量難以得到保證。

1　工件工藝性分析及沖壓工藝方案制定

從形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸上分析，數(shù)字零件8的L/B〉3，屬于狹長(zhǎng)件，內(nèi)部小孔孔徑d=8mm，最小孔間距為2mm，工件支撐寬度為2mm。工件包括沖孔、多次切廢、切斷三種不同的沖壓工序。根據(jù)相關(guān)資料［1］判定此件為小孔沖裁的狹長(zhǎng)件，沖裁時(shí)工件易拉斷，凸模易折彎?？组g距小容易造成凹模壁厚較低引起強(qiáng)度不足或安裝發(fā)生干涉問題。

另外，在模具結(jié)構(gòu)選擇時(shí)，綜合比較單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模三種沖壓工藝方案的特點(diǎn)，該件適宜采用多工位級(jí)進(jìn)模具進(jìn)行沖壓，將工序進(jìn)行分散，安排多個(gè)工位同時(shí)進(jìn)行多件沖壓避免壁厚而導(dǎo)致強(qiáng)度不足的問題，模具零件安裝不會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需一臺(tái)壓力機(jī)，一副模具，可以降低成本。

2　排樣設(shè)計(jì)

根據(jù)工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了8個(gè)工位，采用直排的形式進(jìn)行有廢料的排樣方法，排樣圖如圖1所示，每一個(gè)工位的具體工作安排如下：

工位1：雙側(cè)刃沖裁側(cè)搭邊、沖裁數(shù)字零件8兩端的小孔；

工位2：沖裁數(shù)字零件8內(nèi)上方的大孔；

工位3：沖裁數(shù)字零件8內(nèi)下方的大孔；

工位4：沖切數(shù)字零件8外側(cè)左上的廢料；

工位5：沖切數(shù)字零件8外側(cè)左下的廢料；

工位6：沖切數(shù)字零件8外側(cè)右上的廢料；

工位7：沖切數(shù)字零件8外側(cè)右下的廢料；

工位8：切斷數(shù)字零件8兩端與側(cè)搭邊的連接。

圖1　排樣圖

3　模具結(jié)構(gòu)圖

多工位級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示：

圖2　閉模主視圖

圖3　下模部分俯視圖

3.1工作零件

每工位的凸模設(shè)計(jì)成階梯凸模，采用臺(tái)階式固定在凸模固定板上，相對(duì)應(yīng)的凹模洞口設(shè)計(jì)成錐形，便于漏料，每個(gè)凹模采用過盈配合的方式嵌入凹模固定板。

3.2定位零件

條料從右往左進(jìn)給，在條料兩側(cè)設(shè)計(jì)雙側(cè)刃，在條料單側(cè)設(shè)計(jì)導(dǎo)料銷，送料時(shí)僅靠導(dǎo)料銷一側(cè)進(jìn)給，雙側(cè)刃和導(dǎo)料銷共同實(shí)現(xiàn)條料的精定位，側(cè)刃沖裁側(cè)搭邊的長(zhǎng)度便是排樣步距。

3.3取件零件

每次沖裁后，沖裁廢料從每一工位的錐形凹模洞口落下，通過凹模固定板和下模座的漏料孔漏出。數(shù)字零件8從最后一個(gè)工位的漏料孔落下。沖裁條料邊框廢料緊箍在大凸模的外側(cè)，當(dāng)模具開模時(shí)，彈性卸料板由上往下進(jìn)行卸料。

3.4導(dǎo)向零件

模具采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，導(dǎo)柱固定在下模座上，導(dǎo)套固定在上模座上，模具開合模時(shí)導(dǎo)柱導(dǎo)套采用過渡配合進(jìn)行精準(zhǔn)的導(dǎo)向。

3.5模架

模架由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套四部分組成。由于多工位級(jí)進(jìn)模工位較多，精度要求較高，適宜采用四導(dǎo)柱模架。

3.6緊固零件

模具分為上模部分和下模部分；下模部分由下模座、墊板、凹模固定板和多個(gè)小凹模組成，由銷釘和螺釘緊固；下模座固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)上，模具工作時(shí)，下模部分不動(dòng)。上模部分中各工位的凸模、側(cè)刃采用臺(tái)階式固定在凸模固定板上，墊板裝配在凸模固定板之上；彈性卸料零件由卸料板、卸料螺釘和彈簧組成，與凸模固定板裝配在一起；凸模固定板、墊板和上模座通過銷釘和螺釘緊固；上模座中間安裝模柄臺(tái)階式，并安裝了防轉(zhuǎn)銷防止模柄轉(zhuǎn)動(dòng)；模柄與壓力機(jī)的滑塊相連。

4　模具工作過程

該多工位級(jí)進(jìn)模在工作時(shí)下模部分不動(dòng)，上模部分隨著壓力機(jī)中滑塊的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)模具開合模運(yùn)動(dòng)。該模具由8個(gè)工位組成，開模狀態(tài)下條料從右往左送料，第一次閉模，進(jìn)行第一工位工作，兩個(gè)對(duì)向側(cè)刃對(duì)條料邊緣沖出缺口，同時(shí)沖孔凸模沖出兩個(gè)小孔。模具開模，側(cè)刃處和沖孔凹模處的廢料從下模座漏料孔落下，彈性卸料板進(jìn)行卸料，條料繼續(xù)向左進(jìn)給，由側(cè)刃精定位。模具第二次閉模，進(jìn)入到第二個(gè)工位工作，沖出數(shù)字零件8的上半個(gè)中心孔廢料。模具開模，廢料從下模座漏料孔落下，彈性卸料板進(jìn)行卸料，條料繼續(xù)向左進(jìn)給。模具第三次閉模，進(jìn)行第三工位工作沖出數(shù)字零件8的下半個(gè)中心孔廢料，模具第三次開模，廢料從下模座漏料孔落下，彈性卸料板進(jìn)行卸料，條料繼續(xù)向左進(jìn)給。模具第四次閉模，進(jìn)行第四工位工作沖出數(shù)字零件8的左上部分的廢料，模具第四次開模，廢料從下模座漏料孔落下，彈性卸料板進(jìn)行卸料，條料繼續(xù)向左進(jìn)給。模具第五次閉模，進(jìn)行第五工位工作沖出數(shù)字零件8的左下部分的廢料，模具第五次開模，廢料從下模座漏料孔落下，彈性卸料板進(jìn)行卸料，條料繼續(xù)向左進(jìn)給。模具第六次閉模，進(jìn)行第六工位工作沖出數(shù)字零件8的右上部分的廢料，模具第六次開模，廢料從下模座漏料孔落下，彈性卸料板進(jìn)行卸料，條料繼續(xù)向左進(jìn)給。模具第七次閉模，進(jìn)行第七工位工作沖出數(shù)字零件8的右下部分的廢料，模具第七次開模，廢料從下模座漏料孔落下，彈性卸料板進(jìn)行卸料，條料繼續(xù)向左進(jìn)給。模具第八次閉模，進(jìn)行第八工位工作沖切數(shù)字零件8的上下兩端與側(cè)搭邊的連接，最終落下的零件便是數(shù)字零件8。

5　總結(jié)

數(shù)字零件8在沖裁時(shí)只需要一副模具，多道工序分布在不同的工位進(jìn)行沖裁，模具尺寸相對(duì)較大，但是模具結(jié)構(gòu)中核心工作部件分布在每一個(gè)工位上進(jìn)行設(shè)計(jì)，模具強(qiáng)度足夠，模具零件安裝不會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。條料在自動(dòng)送料裝置的送進(jìn)下，降低工件積累誤差，增加工件的精度，保證工件的沖壓質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化生產(chǎn)。

［1］馮炳堯，王南根，王曉曉.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2015（10）.

［2］《模具標(biāo)準(zhǔn)匯編》編委會(huì).模具標(biāo)準(zhǔn)匯編（沖模卷）［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011（04）.

［3］陳炎嗣.沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)（核心模具卷）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016（03）.

［4］陳炎嗣.沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)（多工位級(jí)進(jìn)模）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013（03）.

安家菊（1981-），女，四川西昌人，碩士，主要從事模具設(shè)計(jì)與制造的教學(xué)與科研工作。