頂罩沖壓模具設(shè)計

武艷軍++祁鵬

摘 要： 頂罩零件板料薄，需要多種工序進行沖壓。本文通過對零件進行工藝分析，設(shè)計出用于成形頂罩零件的沖壓模具，并闡述落料、沖孔、拉深級進模的模具結(jié)構(gòu)。該模具能保證零件質(zhì)量，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作安全方便，生產(chǎn)效率高等特點。

關(guān)鍵詞： 頂罩 級進模 結(jié)構(gòu)設(shè)計

沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法[1]。模具是沖壓過程中重要的工藝裝備，采用模具生產(chǎn)產(chǎn)品，可以提高生產(chǎn)效率、節(jié)約材料、降低成本，并且可保證一定的加工質(zhì)量，所以模具在汽車、飛機、電器、儀表、玩具等工業(yè)、民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[2]。

1.沖壓工藝方案的確定

圖1所示為一個常用的頂罩零件圖，材料采用厚度為1.5mm的08A板材，是一種集沖孔、拉深、落料等多種工藝的沖壓件。該工件有三種工藝方案：方案1：先落料，再一次拉深、二次拉深、三次拉深，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)；方案2：拉深——沖孔——落料復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)；方案3：沖孔——一次拉深——二次拉深——三次拉深——落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。三種方案比較見表1。

方案1模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要五道工序，五幅模具，生產(chǎn)效率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案2只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生產(chǎn)效率也高。但由于零件的幾何形狀相對復(fù)雜，模具制造難度加大，且模具結(jié)構(gòu)較方案1復(fù)雜。方案3只需要一副模具，生產(chǎn)效率也高，由于該零件的沖壓精度無太高要求，一般級進?？梢詽M足其精度要求，在實際生產(chǎn)中可以通過在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正[3]，以便保證沖壓件的形位精度要求，模具制造安裝較復(fù)雜，適合大批量及尺寸較小零件的生產(chǎn)。通過對三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案3。

2.沖壓工藝參數(shù)計算

2.1工序排樣設(shè)計方案

多工位級進模的工序排樣設(shè)計是多工位級進模設(shè)計的關(guān)鍵，是決定級進模優(yōu)劣的主要因素之一。根據(jù)該零件的要求及上述工藝特點的分析，設(shè)計多工位連續(xù)工序排樣方案。排樣圖如圖2、圖3所示，具體工位安排：沖孔→拉深→拉深→拉深→落料。

2.2沖裁刃口尺寸計算

沖裁凸、凹模按配作法加工。沖孔工序，以凸模為基準，配作凹模；落料工序，以凹模為基準，配作凸模。這種配作加工方法的特點是模具間隙由配作保證，可以放大基準件的制造公差，制造容易[4]。具體的凸、凹模刃口尺寸如表2所示。

2.3拉深工藝計算

通過計算得拉深件所需坯料尺寸為φ112mm，進一步計算沖壓件的相對高度和毛坯相對厚度，根據(jù)拉深次數(shù)判定條件，沖壓件需通過三次拉深成形。表3為各次拉深工序件所需的拉深凸模、凹模橫向工作部分尺寸。

3.模具結(jié)構(gòu)

1.上模座2.圓柱銷3.內(nèi)六角螺釘4.落料凸模5.凸模固定板6.第三次拉深凸模7.墊板8.第二次拉深凸模9.模柄10.止轉(zhuǎn)銷11.第一次拉深凸模12.沖孔凸模13.卸料螺釘14.卸料彈簧15.導(dǎo)套16.導(dǎo)柱17.承料板18.導(dǎo)料板19.卸料板20.沖孔凹模鑲塊21.第一次拉深凹模鑲塊22、25、28.頂件塊23、26、29.彈簧24.第二次拉深凹模鑲塊25.導(dǎo)料銷27.墊板30.第三次拉深凹模鑲塊31.落料凹模32.整體凹模板33.下模座

圖4 頂罩級進模

本模具是一套5工位帶料連續(xù)拉深級進模，如圖4所示，采用導(dǎo)料板導(dǎo)料，始用檔料銷、凹模鑲塊粗定位，及裝在一次拉深凸模中的導(dǎo)正銷進行精定位，完成零件的沖孔、拉深和落料。模具主要由上模座、下模座、凸模墊板、各工序凸模、卸料板、各工序凹模鑲塊、凹模墊板和整體凹模板等模具零件組成，模具采用滑動對角模架。凹模周界長630mm，寬400mm，模具總長800mm，總寬400mm。模具的閉合高度是400mm。凸模固定板用于安裝所有沖孔凸模、三個拉深凸模和落料凸模；整體凹模板用于安裝所有拉深凹模和沖孔落料凹模。拉深凸模采用臺階式固定在固定板，裝后磨平。卸料板是一整塊，采用四個卸料彈簧。由于模具結(jié)構(gòu)限制采用彈頂裝置，由四個卸料螺釘和彈簧組成。拉深工位使用彈簧加頂桿的結(jié)構(gòu)進行頂件。拉深凹模形狀均較為簡單，但尺寸較大因此采用鑲塊拼接而成。

4.結(jié)語

采用級進沖壓成形可以完成頂罩類零件的沖壓，保證零件質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，模具結(jié)構(gòu)簡單，操作安全方便，具有良好的經(jīng)濟效益，對同類零件的沖壓模具設(shè)計具有一定的參考價值。

參考文獻：

[1]王孝培.沖壓手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[2]朱正才.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.

[3]武艷軍.杯蓋沖壓工藝與模具設(shè)計[J].考試周刊，2014，（5）.

[4]郝濱海.沖壓模具簡明設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.