黃家強(qiáng)
(廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 崇左532200)
冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的模具,在常溫狀態(tài)下對板料施加壓力,使板料在模具里產(chǎn)生變形或分離,從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。冷沖壓由于具有質(zhì)量穩(wěn)定,能制造出薄壁、剛性好、形狀復(fù)雜的零件以及生產(chǎn)效率與材料利用率高等特點,所以它在航空航天、機(jī)械、日用電器等產(chǎn)業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。但冷沖壓模具由于本身結(jié)構(gòu)缺陷也造成很多不良問題,只有進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,解決這些問題,才能挖掘出沖壓模具更大的潛力。
級進(jìn)沖裁模是現(xiàn)有冷沖壓生產(chǎn)主要形式之一,其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。冷沖壓級進(jìn)沖裁模是現(xiàn)有冷沖壓沖裁生產(chǎn)主要形式之一,其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
級進(jìn)沖裁模存在的問題主要有:
(1)除了模柄、上模座和墊板外,固定板、卸料板、凹模以及下模座等跟沖壓件形狀有關(guān)聯(lián)的零件都不能通用,都要隨著沖壓件的改變而重新設(shè)計和制造,所以模具成本高,生產(chǎn)周期長。
(2)凸模和凹模只能單面使用,工作壽命短。
隨著工業(yè)的發(fā)展,沖壓產(chǎn)品正呈現(xiàn)多品種,更新?lián)Q代速度快的特點,為此要求優(yōu)化沖壓模具結(jié)構(gòu),開發(fā)除凹凸模外,其余零件都能通用的新型模具,以此來降低成本,縮短模具的制造周期。
基于前文所述級進(jìn)沖裁模存在的問題,在原有基礎(chǔ)上,研發(fā)了通用可調(diào)冷沖壓級進(jìn)沖裁模具,所設(shè)計的模具不但能很好地解決沖壓模具零件的通用以及壽命問題,而且還能很好地解決沖壓送料步距S和沖孔之間間距L 的調(diào)節(jié)問題,這是一種全新的沖壓模具結(jié)構(gòu)如圖2 所示。
圖2 通用可調(diào)冷沖壓級進(jìn)沖裁模具主、俯視圖
模具的優(yōu)化設(shè)計重點在于解決沖壓模具零件的通用以及壽命等問題,具體如下:
(1)解決除了落料凸模以外上模部分所有零件的通用問題。
具體優(yōu)化措施:用上支座(2)、固定套(5)和固定座(7)等代替原來的模柄、上模座、墊板和固定板零件,來解決除了落料凸模以外上模部分其它零件的通用問題。上支座(2)底部開設(shè)T 形槽,T 形槽下側(cè)中間開設(shè)定位光孔,光孔最左端為螺紋孔,T 形槽與落料凸模(3)中間槽配合;T 形槽右側(cè)開設(shè)兩邊為直螺紋沉孔,沉孔直螺紋與固定座(7)兩邊直螺紋配合;而固定座(7)內(nèi)孔兩邊直螺紋又與固定套(5)兩邊直螺紋配合,固定套(5)內(nèi)孔與沖孔凸模外形配合,并開設(shè)通槽來能夾緊沖孔凸模。如圖3 所示。
圖3 上支座、固定套和固定座結(jié)構(gòu)圖
落料凸模(3)采用直通式結(jié)構(gòu),中間處兩側(cè)加工成平直槽即可與上支座(2)T 形槽,同時槽中間開設(shè)定位光孔與T 形槽下側(cè)中間定位光孔對應(yīng)。這樣不管落料凸模(3)外形如何變化,都能確保它與上支座(2)及定位螺桿(1)精確配合定位與夾緊。如圖4 所示。
圖4 落料凸模3 及沖孔凸模4 在支座上的定位與夾緊示意
同時沖孔凸模(4)也采用直通式結(jié)構(gòu),固定套(5)通孔大小可以根據(jù)常用4、5、6、8、10、12 mm 等設(shè)置,把它做成多種規(guī)格,這樣就可以解決不同直徑的沖孔凸模(4)與固定套(5)的配合問題。裝配時,先將沖孔凸模(4)套入固定套(5),再一起套入固定座(7),通過頂緊螺栓(8)固定。再整體裝配上支座直螺紋沉孔用拉緊螺栓(8)拉緊固定。
由此可知:通過上支座(2)、固定套(5)和固定座(7)等零件的配合就能解決了除了落料凸模(3)以外上模部分其它零件的通用問題。如圖4 所示。
(2)解決除凹模外下模所有零件能通用問題。
具體優(yōu)化措施:下支座(12)上端面加工方形沉孔,四邊為定位邊,下面開設(shè)大通孔解決不同沖壓件的漏料。凹模(9)采用直通結(jié)構(gòu),四邊為定位邊與下支座(12)方形沉孔四邊配合,中心部位加工落料與沖孔刃口。這樣不管落料與沖孔刃口形狀如何變化,都能確保凹模(9)與下支座(12)精確定位。如圖5 所示。
圖5 不同沖壓件的凹模、下支座結(jié)構(gòu)圖以及它們配合示意圖
(3)解決不同送料步距S 和沖孔之間的間距L的調(diào)節(jié)問題。
具體優(yōu)化措施:固定座(7)與上支座(2)缺口直螺紋對應(yīng)配合,可以通過調(diào)整螺紋對應(yīng)位置來解決不同沖裁時不同步進(jìn)距離的問題。固定套(5)之間間距可以通過調(diào)節(jié)兩固定套(5)之間距離,再靠兩邊直螺紋與固定座(7)沉孔直螺紋的對應(yīng)配合來確定,這樣就可以解決多個沖孔凸模之間間距L 的定位問題。如圖6 所示:
圖6 不同送料步距S 和沖孔之間的間距L 的調(diào)節(jié)示意圖
(4)解決卸料的通用問題。
具體優(yōu)化措施:用卸料座(9)和凹模(11)組合代替原來的卸料板。即采用兩件凹模(11),一件作凹模用,一件作卸料元件用,安裝在卸料座(9)下方。從而解決了不同沖裁時的卸料問題。同時當(dāng)凹模沖裁崩塌了,兩件凹??梢詫Q用。如圖7 所示。
圖7 卸料座和凹模組合的卸料裝置結(jié)構(gòu)示意圖
(5)解決模具壽命問題。
冷沖壓沖裁模具的工作壽命主要取決于凹模11、落料凸模3 和沖孔凸模4,通常凹模11、落料凸模3 和沖孔凸模4 都是單刃口結(jié)構(gòu)如圖8 所示,一旦刃口崩塌,其壽命就結(jié)束了。通用可調(diào)冷沖壓沖裁模具的凹模11、落料凸模3 和沖孔凸模4 都采用直通式結(jié)構(gòu)如圖9 所示,都可以雙面使用,當(dāng)沖裁時凹模或凸模刃口崩塌后,可以換另一面繼續(xù)使用,提高了模具2 倍壽命。
圖8 單刃口的凹凸模結(jié)構(gòu)示意圖
圖9 雙刃口的凹凸模結(jié)構(gòu)示意圖
通用可調(diào)冷沖壓沖裁模具是一種新型的沖壓模具,相對于舊的冷沖壓沖裁模具它有如下有益效果:
(1)除落料凸模(3)和凹模(11)外,上支座(2)、下支座(12)、沖孔凸模(4)和卸料座(9)都能通用。對于不同形狀零件的沖裁,只需設(shè)計制造落料凸模(3)和凹模(11)即可,這樣不但大大降低成本,而且還可以縮短模具設(shè)計與制造時間。
(2)凹模(11)一種零件可以多用,除了作為凹模外,也可以配合卸料座成為卸料元件。當(dāng)下模的凹模(11)刃口崩塌了,可以和裝在卸料座(9)的凹模(11)互換使用。
(3)凸模和凹模采用直通式結(jié)構(gòu),都可以雙面使用,當(dāng)沖裁時凹?;蛲鼓H锌诒浪?,可以換另一面繼續(xù)使用,這就等于提高了模具2 倍壽命。
(4)用上支座(2)代替原來沖裁模具的模柄、上模座、墊板、凸模固定板三個零件;用卸料座(9)和凹模(11)組成卸料裝置,以最少零件實現(xiàn)多個功能,從而簡化模具結(jié)構(gòu)。
通用可調(diào)的冷沖壓沖裁模具是一種新型的沖壓模具,它的結(jié)構(gòu)、定位與夾緊都和傳統(tǒng)的沖壓模具有很大的不同,不但很好地解決了模具零件的通用問題、送料步距S 與沖孔間距L 的可調(diào)問題,而且大大地縮短了模具設(shè)計與制造周期,顯著地降低了模具制造成本。如果得與推廣,必將成為企業(yè)廣泛應(yīng)用的新模具。