小鈑金零件的沖模設(shè)計(jì)

宋恒博+李微+陳躍

摘 要 采用常規(guī)的一次沖裁落料成型的方法對于小鈑金零件的沖模設(shè)計(jì)來說，存在著較大的弊端，鈑金料受壓不平衡造成失穩(wěn)，而且容易損壞模具，直接影響小鈑金零件的加工質(zhì)量和加工效率。以某批量生產(chǎn)的小鈑金零件為例，對此小鈑金零件的加工工藝進(jìn)行分析，討論其沖裁需要的模具結(jié)構(gòu)，對小鈑金零件的沖模進(jìn)行設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 小鈑金零件；沖模設(shè)計(jì)；工藝分析

中圖分類號：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）01-0024-01

鈑金零件應(yīng)用廣泛，是一種以鈑金為材料加工制造出的零部件，在各種領(lǐng)域中應(yīng)用并發(fā)揮重要的作用。在人們的生產(chǎn)和生活中，到處可見到鈑金零件的身影，是各行業(yè)領(lǐng)域中不可或缺的零件。鈑金零件主要有三種類型：第一類是平板類鈑金零件，一般是指平面沖裁間，是由各種沖裁設(shè)備加工生產(chǎn)出來的，這類零件通常質(zhì)量較好，性能高，生產(chǎn)成本較低，在一些板材生產(chǎn)加工的技術(shù)性行業(yè)中應(yīng)用較多；第二類是彎曲類鈑金零件，是通過彎曲加工生產(chǎn)而成的零件。此類鈑金零件產(chǎn)品多樣化，硬度強(qiáng)，在連接零部件中廣泛的應(yīng)用，在有形狀要求的生產(chǎn)行業(yè)也多有應(yīng)用；第三類是成型類鈑金零件，是通過拉伸等方法成型加工生產(chǎn)的曲面類零件。多應(yīng)用沖壓和裁切的工藝。小鈑金零件是鈑金零件中特殊的一種，多表現(xiàn)為孔間和孔徑的距離都較小，而且孔孔分布比較密集。采用常規(guī)的一次性沖裁成型的加工方法，容易出現(xiàn)凸模失穩(wěn)的現(xiàn)象，對模具的損耗也較大，影響模具的使用壽命。

1 沖模的概述

在鈑金零件的小批量生產(chǎn)中，簡易沖模結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。沖壓模具是在冷沖壓作用下，將材料加工成符合要求的零件，是一種具有特殊性的工藝設(shè)備。沖模結(jié)構(gòu)簡單、制造方便而且成本較低，而且對于小鈑金零件的加工要求能夠滿足。在鈑金零件的沖壓生產(chǎn)中，沖模能夠通過落料、沖孔、彎曲和拉伸等加工操作進(jìn)行零件的加工制造?？梢哉f沖模設(shè)計(jì)的合理性，對產(chǎn)品加工的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的獲得都具有十分重要的作用。通常沖模是沖壓件是一一對應(yīng)的，通常不能通用，適宜在批量生產(chǎn)的零件加工中應(yīng)用。沖模的過程是對原材料從設(shè)計(jì)到加工到成型，與圖樣所要求的零件有“一模一樣”的關(guān)系，一個(gè)質(zhì)量合格的模具，不僅要求模具零件的材料選取要滿足性能要求，在加工上要與零件圖樣設(shè)計(jì)要求一致，而且裝配后的模具質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量，試沖零件的質(zhì)量要符合要求，同時(shí)沖模要質(zhì)量穩(wěn)定，耐用性好，有較高的產(chǎn)品附加值。

2 小鈑金零件成形工藝方案

本文以某一批量生產(chǎn)的薄板小鈑金零件為例，材料為寬18 mm，厚0.5 mm的鋼帶。零件加工要求如圖1所示。

本文薄板小鈑金零件的加工工序基本步驟為先進(jìn)行沖孔，再進(jìn)行落料沖裁。最先考慮的工藝方案是先落料，然后沖孔復(fù)合模具，采用一次成型的加工工藝，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)此方案生產(chǎn)出來的小鈑金零件尺寸精確，但是因?yàn)榇诵♀k金零件小孔凸模比較長，容易發(fā)生失穩(wěn)或者彎曲的現(xiàn)象。如果采用落料后先沖小孔再?zèng)_大孔的加工工藝，分析發(fā)現(xiàn)在沖孔加工的過程中很難定位，尺寸精確度不高。最后采用先沖大孔，以大孔為基準(zhǔn)定位孔中進(jìn)行小孔的沖裁的方案，相對于前兩種工藝方案來說，在精度上沒有第一種方案準(zhǔn)確度高，但是其加工穩(wěn)定性較好，而且對模具影響較小，而且模具的結(jié)構(gòu)比較簡單，制造起來比較快捷，在尺寸精度上也比較理想。

圖1 薄板小鈑金零件圖

3 小鈑金零件的模具結(jié)構(gòu)及裝配

機(jī)床飯金類零件一般為單件小批量生產(chǎn)，主要采用數(shù)控剪飯機(jī)、數(shù)控激光切割機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖及數(shù)控折彎機(jī)等飯金加工設(shè)備對飯料進(jìn)行加工。對需要焊接的零件由人工焊接成形，最后進(jìn)行表面處理和表面噴涂的工藝流程。本文小鈑金零件的加工選擇18 mm寬的鋼帶作為沖裁材料，在工序上首先用模具的導(dǎo)板對鋼帶進(jìn)行導(dǎo)正，然后先進(jìn)行中間直徑為8的大孔，一次跳步后進(jìn)行1.8孔的沖裁，然后在進(jìn)行2.6孔和1.2孔的沖裁，再進(jìn)行三次跳步，最后外形落料加工成型。

圖2 小鈑金零件模具結(jié)構(gòu)及裝配

本文加工制造的鈑金零件尺寸較小，模具的制造上先選擇一款對角導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)木架，在這個(gè)模架上進(jìn)行各個(gè)沖裁工序，采用彈性卸料，排料和出件在下方。為了增加各小孔凸模強(qiáng)度，采用增加保護(hù)套的辦法，這樣既提高了凸模的剛度，又可以保證凸模在使用的過程中不產(chǎn)生失穩(wěn)。模具機(jī)構(gòu)及裝配如圖2所示。

在此小鈑金零件模具結(jié)構(gòu)上，每一個(gè)沖壓單元都是由每一組的上下模所組成，每個(gè)沖壓單元都是相對獨(dú)立的，各個(gè)步驟的沖壓單元按序相鄰進(jìn)行排放，在此期間重點(diǎn)需要注意的是每個(gè)工位必須要準(zhǔn)確定位，這對保證加工的質(zhì)量和精確度方面是非常重要的。因?yàn)槁淞嫌休^強(qiáng)的方向性，所以對于凸模的固定板的選擇上要注意腔型要與之相對應(yīng)，凹模也如此，凸模和凹模要采用緊定螺釘對其方向進(jìn)行必要的固定。

4 結(jié)論

本模具的模具有良好的穩(wěn)定性，增加了保護(hù)套在各凸模上，提高了凸模的強(qiáng)度，使模具得到了保護(hù)，磨損降低，耐用性提高，增加了模具的使用壽命。模具結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)簡單方便，而且模具制造成本較低，在以后的維修方面費(fèi)用也較少。獨(dú)立的沖壓單元的設(shè)計(jì)，如果有一個(gè)單元發(fā)生故障，對其他單元沒有影響，可針對故障單元進(jìn)行維修，不影響整個(gè)模具的正常使用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉軍輝，鐘燕輝，廖曉明.L形折彎鈑金的沖模設(shè)計(jì)技巧[J].機(jī)械工程師，2010（11）.

[2]楊艷洲，李瀧，黃翔.基于知識的鈑金沖模凸模與凹?？焖僭O(shè)計(jì)研究與開發(fā)[J].制造技術(shù)，2012（4）.endprint

摘 要 采用常規(guī)的一次沖裁落料成型的方法對于小鈑金零件的沖模設(shè)計(jì)來說，存在著較大的弊端，鈑金料受壓不平衡造成失穩(wěn)，而且容易損壞模具，直接影響小鈑金零件的加工質(zhì)量和加工效率。以某批量生產(chǎn)的小鈑金零件為例，對此小鈑金零件的加工工藝進(jìn)行分析，討論其沖裁需要的模具結(jié)構(gòu)，對小鈑金零件的沖模進(jìn)行設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 小鈑金零件；沖模設(shè)計(jì)；工藝分析

中圖分類號：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）01-0024-01

鈑金零件應(yīng)用廣泛，是一種以鈑金為材料加工制造出的零部件，在各種領(lǐng)域中應(yīng)用并發(fā)揮重要的作用。在人們的生產(chǎn)和生活中，到處可見到鈑金零件的身影，是各行業(yè)領(lǐng)域中不可或缺的零件。鈑金零件主要有三種類型：第一類是平板類鈑金零件，一般是指平面沖裁間，是由各種沖裁設(shè)備加工生產(chǎn)出來的，這類零件通常質(zhì)量較好，性能高，生產(chǎn)成本較低，在一些板材生產(chǎn)加工的技術(shù)性行業(yè)中應(yīng)用較多；第二類是彎曲類鈑金零件，是通過彎曲加工生產(chǎn)而成的零件。此類鈑金零件產(chǎn)品多樣化，硬度強(qiáng)，在連接零部件中廣泛的應(yīng)用，在有形狀要求的生產(chǎn)行業(yè)也多有應(yīng)用；第三類是成型類鈑金零件，是通過拉伸等方法成型加工生產(chǎn)的曲面類零件。多應(yīng)用沖壓和裁切的工藝。小鈑金零件是鈑金零件中特殊的一種，多表現(xiàn)為孔間和孔徑的距離都較小，而且孔孔分布比較密集。采用常規(guī)的一次性沖裁成型的加工方法，容易出現(xiàn)凸模失穩(wěn)的現(xiàn)象，對模具的損耗也較大，影響模具的使用壽命。

1 沖模的概述

在鈑金零件的小批量生產(chǎn)中，簡易沖模結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。沖壓模具是在冷沖壓作用下，將材料加工成符合要求的零件，是一種具有特殊性的工藝設(shè)備。沖模結(jié)構(gòu)簡單、制造方便而且成本較低，而且對于小鈑金零件的加工要求能夠滿足。在鈑金零件的沖壓生產(chǎn)中，沖模能夠通過落料、沖孔、彎曲和拉伸等加工操作進(jìn)行零件的加工制造。可以說沖模設(shè)計(jì)的合理性，對產(chǎn)品加工的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的獲得都具有十分重要的作用。通常沖模是沖壓件是一一對應(yīng)的，通常不能通用，適宜在批量生產(chǎn)的零件加工中應(yīng)用。沖模的過程是對原材料從設(shè)計(jì)到加工到成型，與圖樣所要求的零件有“一模一樣”的關(guān)系，一個(gè)質(zhì)量合格的模具，不僅要求模具零件的材料選取要滿足性能要求，在加工上要與零件圖樣設(shè)計(jì)要求一致，而且裝配后的模具質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量，試沖零件的質(zhì)量要符合要求，同時(shí)沖模要質(zhì)量穩(wěn)定，耐用性好，有較高的產(chǎn)品附加值。

2 小鈑金零件成形工藝方案

本文以某一批量生產(chǎn)的薄板小鈑金零件為例，材料為寬18 mm，厚0.5 mm的鋼帶。零件加工要求如圖1所示。

本文薄板小鈑金零件的加工工序基本步驟為先進(jìn)行沖孔，再進(jìn)行落料沖裁。最先考慮的工藝方案是先落料，然后沖孔復(fù)合模具，采用一次成型的加工工藝，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)此方案生產(chǎn)出來的小鈑金零件尺寸精確，但是因?yàn)榇诵♀k金零件小孔凸模比較長，容易發(fā)生失穩(wěn)或者彎曲的現(xiàn)象。如果采用落料后先沖小孔再?zèng)_大孔的加工工藝，分析發(fā)現(xiàn)在沖孔加工的過程中很難定位，尺寸精確度不高。最后采用先沖大孔，以大孔為基準(zhǔn)定位孔中進(jìn)行小孔的沖裁的方案，相對于前兩種工藝方案來說，在精度上沒有第一種方案準(zhǔn)確度高，但是其加工穩(wěn)定性較好，而且對模具影響較小，而且模具的結(jié)構(gòu)比較簡單，制造起來比較快捷，在尺寸精度上也比較理想。

圖1 薄板小鈑金零件圖

3 小鈑金零件的模具結(jié)構(gòu)及裝配

機(jī)床飯金類零件一般為單件小批量生產(chǎn)，主要采用數(shù)控剪飯機(jī)、數(shù)控激光切割機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖及數(shù)控折彎機(jī)等飯金加工設(shè)備對飯料進(jìn)行加工。對需要焊接的零件由人工焊接成形，最后進(jìn)行表面處理和表面噴涂的工藝流程。本文小鈑金零件的加工選擇18 mm寬的鋼帶作為沖裁材料，在工序上首先用模具的導(dǎo)板對鋼帶進(jìn)行導(dǎo)正，然后先進(jìn)行中間直徑為8的大孔，一次跳步后進(jìn)行1.8孔的沖裁，然后在進(jìn)行2.6孔和1.2孔的沖裁，再進(jìn)行三次跳步，最后外形落料加工成型。

圖2 小鈑金零件模具結(jié)構(gòu)及裝配

本文加工制造的鈑金零件尺寸較小，模具的制造上先選擇一款對角導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)木架，在這個(gè)模架上進(jìn)行各個(gè)沖裁工序，采用彈性卸料，排料和出件在下方。為了增加各小孔凸模強(qiáng)度，采用增加保護(hù)套的辦法，這樣既提高了凸模的剛度，又可以保證凸模在使用的過程中不產(chǎn)生失穩(wěn)。模具機(jī)構(gòu)及裝配如圖2所示。

在此小鈑金零件模具結(jié)構(gòu)上，每一個(gè)沖壓單元都是由每一組的上下模所組成，每個(gè)沖壓單元都是相對獨(dú)立的，各個(gè)步驟的沖壓單元按序相鄰進(jìn)行排放，在此期間重點(diǎn)需要注意的是每個(gè)工位必須要準(zhǔn)確定位，這對保證加工的質(zhì)量和精確度方面是非常重要的。因?yàn)槁淞嫌休^強(qiáng)的方向性，所以對于凸模的固定板的選擇上要注意腔型要與之相對應(yīng)，凹模也如此，凸模和凹模要采用緊定螺釘對其方向進(jìn)行必要的固定。

4 結(jié)論

本模具的模具有良好的穩(wěn)定性，增加了保護(hù)套在各凸模上，提高了凸模的強(qiáng)度，使模具得到了保護(hù)，磨損降低，耐用性提高，增加了模具的使用壽命。模具結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)簡單方便，而且模具制造成本較低，在以后的維修方面費(fèi)用也較少。獨(dú)立的沖壓單元的設(shè)計(jì)，如果有一個(gè)單元發(fā)生故障，對其他單元沒有影響，可針對故障單元進(jìn)行維修，不影響整個(gè)模具的正常使用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉軍輝，鐘燕輝，廖曉明.L形折彎鈑金的沖模設(shè)計(jì)技巧[J].機(jī)械工程師，2010（11）.

[2]楊艷洲，李瀧，黃翔.基于知識的鈑金沖模凸模與凹?？焖僭O(shè)計(jì)研究與開發(fā)[J].制造技術(shù)，2012（4）.endprint

摘 要 采用常規(guī)的一次沖裁落料成型的方法對于小鈑金零件的沖模設(shè)計(jì)來說，存在著較大的弊端，鈑金料受壓不平衡造成失穩(wěn)，而且容易損壞模具，直接影響小鈑金零件的加工質(zhì)量和加工效率。以某批量生產(chǎn)的小鈑金零件為例，對此小鈑金零件的加工工藝進(jìn)行分析，討論其沖裁需要的模具結(jié)構(gòu)，對小鈑金零件的沖模進(jìn)行設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 小鈑金零件；沖模設(shè)計(jì)；工藝分析

中圖分類號：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）01-0024-01

鈑金零件應(yīng)用廣泛，是一種以鈑金為材料加工制造出的零部件，在各種領(lǐng)域中應(yīng)用并發(fā)揮重要的作用。在人們的生產(chǎn)和生活中，到處可見到鈑金零件的身影，是各行業(yè)領(lǐng)域中不可或缺的零件。鈑金零件主要有三種類型：第一類是平板類鈑金零件，一般是指平面沖裁間，是由各種沖裁設(shè)備加工生產(chǎn)出來的，這類零件通常質(zhì)量較好，性能高，生產(chǎn)成本較低，在一些板材生產(chǎn)加工的技術(shù)性行業(yè)中應(yīng)用較多；第二類是彎曲類鈑金零件，是通過彎曲加工生產(chǎn)而成的零件。此類鈑金零件產(chǎn)品多樣化，硬度強(qiáng)，在連接零部件中廣泛的應(yīng)用，在有形狀要求的生產(chǎn)行業(yè)也多有應(yīng)用；第三類是成型類鈑金零件，是通過拉伸等方法成型加工生產(chǎn)的曲面類零件。多應(yīng)用沖壓和裁切的工藝。小鈑金零件是鈑金零件中特殊的一種，多表現(xiàn)為孔間和孔徑的距離都較小，而且孔孔分布比較密集。采用常規(guī)的一次性沖裁成型的加工方法，容易出現(xiàn)凸模失穩(wěn)的現(xiàn)象，對模具的損耗也較大，影響模具的使用壽命。

1 沖模的概述

在鈑金零件的小批量生產(chǎn)中，簡易沖模結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。沖壓模具是在冷沖壓作用下，將材料加工成符合要求的零件，是一種具有特殊性的工藝設(shè)備。沖模結(jié)構(gòu)簡單、制造方便而且成本較低，而且對于小鈑金零件的加工要求能夠滿足。在鈑金零件的沖壓生產(chǎn)中，沖模能夠通過落料、沖孔、彎曲和拉伸等加工操作進(jìn)行零件的加工制造?？梢哉f沖模設(shè)計(jì)的合理性，對產(chǎn)品加工的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的獲得都具有十分重要的作用。通常沖模是沖壓件是一一對應(yīng)的，通常不能通用，適宜在批量生產(chǎn)的零件加工中應(yīng)用。沖模的過程是對原材料從設(shè)計(jì)到加工到成型，與圖樣所要求的零件有“一模一樣”的關(guān)系，一個(gè)質(zhì)量合格的模具，不僅要求模具零件的材料選取要滿足性能要求，在加工上要與零件圖樣設(shè)計(jì)要求一致，而且裝配后的模具質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)質(zhì)量，試沖零件的質(zhì)量要符合要求，同時(shí)沖模要質(zhì)量穩(wěn)定，耐用性好，有較高的產(chǎn)品附加值。

2 小鈑金零件成形工藝方案

本文以某一批量生產(chǎn)的薄板小鈑金零件為例，材料為寬18 mm，厚0.5 mm的鋼帶。零件加工要求如圖1所示。

本文薄板小鈑金零件的加工工序基本步驟為先進(jìn)行沖孔，再進(jìn)行落料沖裁。最先考慮的工藝方案是先落料，然后沖孔復(fù)合模具，采用一次成型的加工工藝，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)此方案生產(chǎn)出來的小鈑金零件尺寸精確，但是因?yàn)榇诵♀k金零件小孔凸模比較長，容易發(fā)生失穩(wěn)或者彎曲的現(xiàn)象。如果采用落料后先沖小孔再?zèng)_大孔的加工工藝，分析發(fā)現(xiàn)在沖孔加工的過程中很難定位，尺寸精確度不高。最后采用先沖大孔，以大孔為基準(zhǔn)定位孔中進(jìn)行小孔的沖裁的方案，相對于前兩種工藝方案來說，在精度上沒有第一種方案準(zhǔn)確度高，但是其加工穩(wěn)定性較好，而且對模具影響較小，而且模具的結(jié)構(gòu)比較簡單，制造起來比較快捷，在尺寸精度上也比較理想。

圖1 薄板小鈑金零件圖

3 小鈑金零件的模具結(jié)構(gòu)及裝配

機(jī)床飯金類零件一般為單件小批量生產(chǎn)，主要采用數(shù)控剪飯機(jī)、數(shù)控激光切割機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖及數(shù)控折彎機(jī)等飯金加工設(shè)備對飯料進(jìn)行加工。對需要焊接的零件由人工焊接成形，最后進(jìn)行表面處理和表面噴涂的工藝流程。本文小鈑金零件的加工選擇18 mm寬的鋼帶作為沖裁材料，在工序上首先用模具的導(dǎo)板對鋼帶進(jìn)行導(dǎo)正，然后先進(jìn)行中間直徑為8的大孔，一次跳步后進(jìn)行1.8孔的沖裁，然后在進(jìn)行2.6孔和1.2孔的沖裁，再進(jìn)行三次跳步，最后外形落料加工成型。

圖2 小鈑金零件模具結(jié)構(gòu)及裝配

本文加工制造的鈑金零件尺寸較小，模具的制造上先選擇一款對角導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)木架，在這個(gè)模架上進(jìn)行各個(gè)沖裁工序，采用彈性卸料，排料和出件在下方。為了增加各小孔凸模強(qiáng)度，采用增加保護(hù)套的辦法，這樣既提高了凸模的剛度，又可以保證凸模在使用的過程中不產(chǎn)生失穩(wěn)。模具機(jī)構(gòu)及裝配如圖2所示。

在此小鈑金零件模具結(jié)構(gòu)上，每一個(gè)沖壓單元都是由每一組的上下模所組成，每個(gè)沖壓單元都是相對獨(dú)立的，各個(gè)步驟的沖壓單元按序相鄰進(jìn)行排放，在此期間重點(diǎn)需要注意的是每個(gè)工位必須要準(zhǔn)確定位，這對保證加工的質(zhì)量和精確度方面是非常重要的。因?yàn)槁淞嫌休^強(qiáng)的方向性，所以對于凸模的固定板的選擇上要注意腔型要與之相對應(yīng)，凹模也如此，凸模和凹模要采用緊定螺釘對其方向進(jìn)行必要的固定。

4 結(jié)論

本模具的模具有良好的穩(wěn)定性，增加了保護(hù)套在各凸模上，提高了凸模的強(qiáng)度，使模具得到了保護(hù)，磨損降低，耐用性提高，增加了模具的使用壽命。模具結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)簡單方便，而且模具制造成本較低，在以后的維修方面費(fèi)用也較少。獨(dú)立的沖壓單元的設(shè)計(jì)，如果有一個(gè)單元發(fā)生故障，對其他單元沒有影響，可針對故障單元進(jìn)行維修，不影響整個(gè)模具的正常使用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉軍輝，鐘燕輝，廖曉明.L形折彎鈑金的沖模設(shè)計(jì)技巧[J].機(jī)械工程師，2010（11）.

[2]楊艷洲，李瀧，黃翔.基于知識的鈑金沖模凸模與凹?？焖僭O(shè)計(jì)研究與開發(fā)[J].制造技術(shù)，2012（4）.endprint