托架垫片复合模设计

文章编号：１６７２—０１２１（２０１０）０３—００７５—０３　托架垫片复合模设计　肖周志　（株洲市职工大学，湖南株洲４１２０００）　摘要：本文从３个方面描述了托架垫片模具设计。一是工艺分析，二是排样设计，三是装配图的设计。重　点论述了强度校核在冲压模具设计中的重要作用。　关键词：机械制造；复合模；托架；设计　中图分类号：ＴＧ３８５．２　１　Ｔ艺分析　文献标识码：Ｂ　（２）零件结构工艺性　由图１可见零件有冲孔，　落料两个工序，形状是对称的，左右两边各有一个　图１所示托架垫片零件，材料：０８钢，料厚　２ｍｍ，大批量生产。　孔，没有极限冲裁特征，成形容易。　（３）零件的端面质量　冲裁零件断面通常由圆　角带、光亮带、　断裂带和毛刺　（１）材料０８钢薄板大多用来制造深冲制　品，也可用于制造管子、垫片及心部强度要求不高的　渗碳和碳氮共渗零件、电焊条等。材料冲压性能好，　不仅能满足产品使用技术要求，也能满足零件冲裁　工艺的基本要求。　带组成，光亮带　是在塑性变形　过程中凸模挤　收稿日期：２０１０—０ｌ一２７　压切人材料作　图１托架垫片零件图　作者简介：肖周志（１９５８一），男，工程师，从事模具设计与制造教研　用形成的，常作　超过２００万冲次，大大提高了生产效率及零件精度，　业，２００７，３３（２）：ｌｌ一１４．　节约成本。可为类似精密级进冲压模设计提供参考。　【５】陈旭明，肖小亭．高速冲压及模具技术【Ｍ】．北京：化学工业出版　社，２００７．　【参考文献】　［１】姜立忠，张建营，周耀东，等．汽车结构件多工位精密级进模排样　及模具设计［Ｊ】＿锻压技术，２００９，３４（３）：４ｌ一４３．　【６】刘云，王蕾．旋切机构在级进模具中的应用ｆＪ１．锻压装备与制　造技术，２００９，４４（６）：８３—８６．　［２】曹立生．正极片冲压工艺分析与多工位级进模具设计［ｊｊ．锻压技　术，２００８，３３（３）：２３—２５．　（７】李灵洁，王蕾．折弯校正一体化机构在级进模具设计中的应用　『Ｊ１．锻压装备与制造技术，２００９，４４（３）：１０１—１０３．　【８］王蕾．双向旋转技术在接插件端子级进模中的应用ＩＪＪ．锻压装　【３】刘占军．接插件多工位级进模设计『Ｊ１＿锻压技术，２００７，３３（１）：９６—　９８．　备与制造技术，２００７，４２（４）：６８—７０．　雷，黄珍媛，阮锋，等．接触端子精密级进模设计［ＪＪ．模具工　［４】郭Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｐｒｅｓｓｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉ－ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ　Ｄｉｅ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ　ｏｆ　Ｆｕｓｅ　Ｃａｐ　ＣＨＥＮ　Ｐｅｉｍｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｌｅｉ　为测量带，影响着制件的尺寸精度。要提高冲裁件的　断面质量，就要增大光亮带，缩小圆角带和毛刺高度。　（４）尺寸精度零件的尺寸精度受模具制造精　度的影响，所以零件的公差等级不能太高，例如冲裁　件的公差等级一般来说不高于ＩＴ１　１级。具体为：落　料件公差等级最好低于ＩＴ１０级，冲孔件最好低于　ＩＴ９级。图１示零件的尺寸精度不高，可以通过模具　结构的正确设计，合理确定凸凹模的间隙来实现。　因此，在设计模具时，要保证模具制造精度和模　具间隙。模具间隙过小时，凸模刃口处裂纹比合理的　间隙时向外错开一段距离，会使制件断面出现二次　光亮带，在两个光亮带之间形成撕裂面，但只要撕裂　不是很深，仍可以使用；模具间隙过大，凸模刃口处　的裂纹比合理间隙时向内错开一段距离，形成厚而　大的拉长毛刺，同时出现严重翘曲现象，影响生产的　进行。因此，要合理的确定间隙。　２排样设计　现代冲模设计中有３种排样：制件在条料上的　布置方式、级进模的制件和工序排列方式、线切割加　工凸模或凹模时工件在毛坯上的排列方式。　冲裁件的排样合理直接关系材料的合理利用、　冲件质量、生产效率、模具结构与寿命。通常在冲压　生产中材料的费用要占整个工件成本费用的６０％～　８０％以上，所以，材料的合理利用是降低冲压制件成　本的最有效的办法之一。复合模冲压采用制件在条　料上的布置方式。　根据材料的利用情况，排样分为有废料排样（图　２）、少废料排样（图３）和无废料排样（图４）三种；又　根据冲件在条料上的不同排列方式，可分为直排、斜　排、斜对排等多种。　ｌ—一　．　Ｉ　／　，，，，／／，／，，．　．　ｌ　．．　ｌ　———————ｋ　多／　ｌ　———　／　，，，，，，，，／，　，　，，，，，，，，，，，，　图２有废排样　废排样　有废排样是沿制品零　ｌ　Ｉ　ｌ　Ｉ　ｌ　Ｉ　ｌ　Ｉ　＜　件的全部外形冲裁，四周有　一定的余料，或者说是搭边　口与　均有的排样。这种排　匪三旺　样材料利用率较低，但是制　品质量和精度均能得到充　图４无废排样　分保证，冲模的寿命相对提　高，多适用于形状复杂而精度要求较高的制品冲压。　少废排样沿制品部分外形冲裁，只有少部分余　料，也就是说搭边只有一个。这种排样材料利用率较　高，具有一次能冲裁多个制品零件和简化模具结构、　降低冲裁力等优点，但是只能保证一个方向的制品　尺寸精度。　无废排样在整个冲压过程中，只有料头和料尾　废料以及结构废料的材料损失，中间没有废料出现。　这种排样材料的利用率最高，能简化模具结构，降低　冲裁力，但是制品的尺寸精度差，它适用于冲裁尺寸　精度要求不高，且比较贵重的金属材料。　总之，一个零件的排样方法有多种，但是为了使　排样达到节约材料、提高工件尺寸精度、简化模具结　构及方便生产的目的，在排样时，必须设计一个合理　的排样方案。对于形状复杂的冲件，通常用纸片剪成　３～５个样件，然后摆出各种不同的布置方法，经过分　析和计算，决定出合理的排样方案。　在冲压生产现场，由于零件的形状、尺寸、精度　要求、批量的大小和原材料供应等方面的不同，不可　能提供一种固定不变的合理排样方案。但在决定排　样方案时应遵循的原则是：保证在最低的材料消耗　和最高的劳动生产率的条件下，得到符合技术条件　要求的零件，同时要考虑方便生产操作，冲模结构简　单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况等。　总之，要从各方面权　衡利弊，选择出较为　合理的排样方案。　通过对制件的　工艺分析以及上述　排样方式的分析，又　图５托架垫片排样图　考虑到材料利用率、　操作方便性以及制造成本等因素，托架垫片采用有　废料直排的排样方式。其排样见图５所示。　３模具结构的设计　（１）模具结构装配图　、　冲裁模的结构类型很多，主要典型结构设计有：　冲裁手扳模、山形极片板模、下顶出件落料模、侧壁　冲孔模、自动挡料级进模、切舌定距级进模和冲孑Ｌ落　面落下，条料废料由弹性卸料板４将其从凸凹模１６　下模拔下来。如此循环运动，实现对零件的冲压。　料复合模等。托架垫片适合用冲孔落料复合模（图　６）。　４强度校核　（１）冲压强度校核　７　５　Ｉ　丁　／　１５　＿／　１６　／／一　凸模１２比较细长，应进行校核。凸模承压能力　按下式计算：　＝＼＼、、．　、、‘　、　、、　ｙ　＋　　＃≤［　】　＝５１３８Ｎ≤［Ｏ－　］　＝ｌ＝　＼　一　／厂　１７　Ｏ＇１２－　１　、　＿＼＼Ｆ　，，　／／ｌ　『＼＼　　Ｉ经计算得出强度合格。凸模１６比凸模１２粗短，　因此，强度也合格。　。＼。＼、　。＼’２　２ｌ　ｏ　１９＼１８　。　（２）失稳弯曲应力的校核　普通断面的凸模，它们的失稳弯曲极限长度为：　～≤１２００Ｖ　＝，ｒｒｄ４／６４　如果凸模为圆形断面，但是无导向的，则有：　￡一≤９５鲁　式中：　——凸模所受的总压力，ｋＮ；　模具工作刃口直径，ｍｍ；　——・　凸模最小截面（即刃口直径截面）的惯　Ｉ生矩；　图６模具装配图　１．下模板２．下垫板３．下安装板４．卸料板５．导柱６．导套　一７．上模板头螺钉８．圆柱销９．模柄１Ｏ．上模垫板１５．凹模２Ｏ．紧固螺钉１　１．推件块ｌ６．凸凹模１２．冲　ｌ７．卸料　凸模最大允许长度，ｍｍ。　ｌ３．紧固螺钉１８．聚氨酯１４．上安装板１９．圆柱销凸模１２为圆形截面凸模，且是无导向的，因此，　凸模不发生失稳弯曲的极限长度为：　一２１．定位销　（２）模具的工作原理　＝９５鲁＝９５×　＝２３６．２９ｍｍ　【参考文献】　由图６可看出，模具为典型的倒装冲孔落料复　合模。模具使用了导柱和导套组成的导向机构，有效　因此，凸模１２失稳弯曲应力校核合格。　的保证了冲裁精度。工作时，手动将条料送入模具中　抵住定位销２１，先是落料凹模１５与凸凹模１６完成　落料，同时冲孔凸模１２凸、凹模１６完成冲孔。冲裁　［１】杜为民，袁国定，陈炜．汽车覆盖件模具型面的ＣＡＤ／ＣＡＥ综合设　计．锻压装备与制造技术，２００５，４０（１）　８８—９０．　［２】林朝平．模具线切割加工的工艺分析与工艺处理．锻压装备与制　造技术，２００４，３９（６）：６７—６９．　完成之后，制件卡在落料凹模１５和冲孔凸模１２上，　由下方的弹性顶件装置提供弹力传递给推件块ｌｌ，　推件块将制件顶出，并留在上模表面；冲孔废料由下　［３】邵珠湘．冲压模具标准件三维参数化模型数据库的开发及应用．　锻压机械，２００１，３６（２）：５５—５６．　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ　Ｄｉｅ　ｆｏｒ　Ｂｒａｃｋｅｔ　Ｇａｓｋｅｔ　ＸＩＡ０　Ｚｈｏｕｚｈｉ　（Ｚｈｕｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｅｍｐｌｏｙｅｅｓ，Ｚｈｕｚｈｏｕ　４　１　２０００，Ｈｕｎａｎ　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｄｉｅ　ｆｏｒ　ｂｒａｃｋｅｔ　ｇａｓｋｅｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｅｘｔ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｄｅｐｅｎｄｓ　ｏｎ　ｍａｉｎ　ａｓｐｅｃｔｓ　ａｓ　ｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｅｓｉｇｎ，ｌａｙｏｕｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｄｒａｗｉｎｇ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｃｈｅｃｋ　ａｂｏｕｔ　ｓｔａｍｐｉｎｇ　ｄｉｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｍｐｉｎｇ　ｄｉｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｄｉｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｒａｃｋｅｔ；Ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｄｉｅ；Ｃｈｅｃｋｉｎｇ