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作者：楊昌林

南車株洲電力機車有限公司湖南株洲412001

《摘要〗隨著市場對產(chǎn)品成本，質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)周期等要求的提高，從系統(tǒng)整體優(yōu)化原則出發(fā)確定沖壓模具結(jié)構(gòu)已成為技術(shù)和管理發(fā)展的重要方向。

通過某電器設(shè)備公司的某制件沖壓模具的工藝設(shè)計方案研究，探索沖壓加工工藝在制造型企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用與發(fā)展。

《關(guān)鍵詞〗?jīng)_壓；沖壓模具

制件工藝分析及沖壓方案的磽定

圖1所示制件為某機車車輛制造單位下屬電器設(shè)備公司的受電弓零配件產(chǎn)品。

該制件形狀復(fù)雜，外形是不規(guī)則的圖形，而且尺寸也較大，中間部分需要沖孔工藝來完成。

制件的材料為Q235A，厚度為3（mm沖批量生產(chǎn)，而且需要人工送料進行生產(chǎn)。

圖1制件圖樣

由以上分析可以擬排以下幾種方案進行比較：

閂由沖孔、落料工序組成的兩套單沖模完成。

優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計較為簡單，而且對壓力機的噸位要求低，小批量生產(chǎn)時，可以降低產(chǎn)品的成本。

便于模具的修復(fù)管理。缺點：半成品搬運、堆放需要大量的人力和地方，制件的精度不是很高。

口由沖孔、落料組成的一套級進模完成。

優(yōu)點：避免了半成品搬運和堆放問生產(chǎn)效率高，容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，試于制件大批量生產(chǎn)。

缺點雲(yún)模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度較高，制作成本較高，材料利用率較低。

曰由一套復(fù)合模完成。

優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率較高，便于模具存放管理，可實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)。試用于中、大批量的制件生產(chǎn)。

缺點：模其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)計難度較大，對壓力機的噸位要求高。

比較三種模具設(shè)計方案的特點，當(dāng)所要生產(chǎn)的制件是大批量生產(chǎn)且實現(xiàn)自動化時，應(yīng)該首選級進模。

而針對該制件自身加工特點及技術(shù)要求可知，選用一套復(fù)合?？梢詽M足要求，因此本論文就以復(fù)合模的要求進行設(shè)計。

一、制件沖壓模具工藝方案的計算

(-)沖裁九卸料九推件力的計算及壓力機的初選

其中：L一一沖切線長度t一一材料厚度

t--材料抗剪強度，查表可知一345（MPa）

一卸〈剝）料力系數(shù)一推料力系數(shù) K嚇 一頂料力系數(shù)經(jīng)過計算：

尤：600 · 844 + 2 × 1 8 · 850 + 2 × ] 7 · 279 + 68巧82：741 “ 64 (mm) 冫刂， 一1.3 × 741 · 64 × 3 × 345 = 997876 · 62 卸一：K 0嚴；， = 0．03 × 997876 · 62 = 29936 · 297

尸推一”K艚．丆，：3 × 0 · 045 × 997876 · 62：134713．34

總沖裁九 尸一盧+斗．

=997876· 62+ 29936· 297+ 134713 · 34

[ 62526．3

電器設(shè)備公司在產(chǎn)品技術(shù)要求中指定了壓力機的型號為：JC21-

160A。該壓力機的最大閉合高度為“、一450 (mm)則最小閉合高度為

一200：250 (mm)由公式“，一5 B'而+10

得．5 > 225 + 100 > 260 (mm)

其中100 (mm)為壓力機上的墊板厚度，是為了當(dāng)模具的閉合高度較小，而壓力機的噸位又要求大時，就需要增加墊板，使模具的閉合高度加上墊板的厚度，可以滿足壓力機的閉合高度范圍之內(nèi)。因此滿足使用要求。

口計算沖裁件的排樣

1 ·搭邊值的確定

工件間a一3 (mm)側(cè)搭邊值b一3巧(mm)

2·計算條料寬度

由于此模具設(shè)計了定位裝置，采用三個活動擋料銷進行送料的定位。所以，按有側(cè)壓裝置計算條料的寬度

B?_d：（D + 2芻+ ^）以：024 + 7 + 1.1)以：132 · 10 (mm)

3·計算材料的利用率 [幻6282」

一幻闐％ 一幻開％巴73％一個進距內(nèi)的材料利用率： 132．1幻67

/：+ a：1糾+ 3：167 (mm) 總的材料利用率： 40幻6282一」x％= 77．53％

一沖裁件面積n一 一個進距內(nèi)沖裁件數(shù)目 B一一條料寬度h一一進距(mm)

一張板上沖件數(shù)目 L一一板材長度(mm) 一個制件的材料重量為：

G：p ·／= 7．8幻3．2 ] × ] 6 · 7 × 0 · 3：516．22 (g)

采用8個制件構(gòu)成的條料重量為：8G：8 × 516 ·22一4129 · 76 (g) 由于此送料過程是人工進行，送料的重量要適當(dāng)，便于送料的連續(xù)進行，保證產(chǎn)品的生產(chǎn)進度，故應(yīng)該考慮條料的重量。

由以上計算可知采用1400 *700 (mm)的鋼板可以提高材料的利用率，然后排列為5 * 8的排樣，方便鋼板裁剪成重量適度的條料，每個條料的上排列8個工件圖樣，經(jīng)過計算可知，此方案可行。

曰凸模強度的校核

在厚度為3m的鋼板上沖孔，凸模選用合金工具鋼（淬火) ,其直徑為5 · 5mm。板材的抗剪強度為08=750Mpa,凸模材料的許用應(yīng)力為一1800Mpa，驗算設(shè)計如下：

1．壓應(yīng)力校核 4打 3 × 345

2．3 (mm)

據(jù)公式有

而d一5巧(mm) >2 · 3 (mm)故設(shè)計合理

2·彎曲應(yīng)力校核

兒“孓8516· 86 (mm)

對于圓形凸模有

直徑5 · 5mm圓凸模的沖裁力為：

。一1.3小一1.3 × 17 · 279 × 3 × 345：2324 & 89 (N)

由計算可知，該模具的最大長度為16 · 86 (mm)大于巧（mm），所以滿足彎曲強度要求，此設(shè)計合理。

模具刃口尺寸的確定

1·外形尺寸以凹模為基準(zhǔn)，配做凸模。則

( 1 )凹模磨損后，尺寸、禹、禹、，尺寸變大，先將工件外形尺寸轉(zhuǎn)化為單向公差，則，“ 124 (mm)、：48 (mm)、

3一1．2」(mm)，44：75 (mm) 5一13 [ (mm)

查表得：、無2蚓 、：0．75、無4一}、芤5一1