一種冷沖壓復(fù)合模具優(yōu)化設(shè)計

張?zhí)飿s

(甘肅機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741001)

一種冷沖壓復(fù)合模具優(yōu)化設(shè)計

張?zhí)飿s

(甘肅機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741001)

分析某變電器開關(guān)壓圈結(jié)構(gòu)特點，提出一種合理優(yōu)化的成形工藝設(shè)計。在一次成形過程中，只需一副復(fù)合模具，既實現(xiàn)不同3種工序的復(fù)合，又實現(xiàn)3種不同類別工件的沖壓復(fù)合，模具經(jīng)現(xiàn)場生產(chǎn)使用，工作穩(wěn)定可靠，制件質(zhì)量滿足要求，滿足現(xiàn)代智能制造高精度、低成本、高效率的要求。

沖壓；沖孔；落料；拉深；工序復(fù)合；工件復(fù)合

如圖1所示為一變電器開關(guān)壓圈，材料08F，料厚2mm，零件成形為空間曲面，屬于規(guī)則形狀回轉(zhuǎn)體拉深件。沖壓該制件時，需落料、拉深、沖孔三道工序。

圖1 壓圈工件圖

圖2所示為大小墊圈，材料08F，料厚2mm，屬于簡單沖裁件。沖壓制件時，需要沖孔、落料兩道工序。

圖2 大小墊圈工件圖

上述3種不同的工件，若分開加工，成形與分離工序多且需要模具數(shù)量多，成本高、效率低。為此，設(shè)計一副復(fù)合模具，完成工序的復(fù)合，并且實現(xiàn)上述3類工件的復(fù)合沖壓生產(chǎn)，滿足現(xiàn)代工業(yè)高效率、高精度、低耗能的要求。

1 沖壓工藝分析

如圖2所示零件，結(jié)構(gòu)簡單，形狀常見，材質(zhì)為08F，整體結(jié)構(gòu)工藝性比較好，具有良好的沖壓性能。工件的尺寸全部為自由公差，故取為經(jīng)濟精度IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能夠滿足要求。

根據(jù)以上工藝分析，為提高材料利用率，提高生產(chǎn)效率，沖壓工藝方案確定為：在落料、拉深、沖孔3個工序復(fù)合的基礎(chǔ)上，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，將該3個零件復(fù)合在一副模具中沖壓，一次成形。

2 模具結(jié)構(gòu)及工作特點

2.1 模具結(jié)構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示，工件采用混合排樣方法，條料送進方向為從前向后。所述沖孔拉深凸凹模27，大墊圈沖孔落料凸凹模25，小墊圈沖孔凸模23，落料凹模6，拉深沖孔凸凹模34，小墊圈落料沖孔凸凹模38為成形的重要零部件，均采用套筒式鋼套鑲合。

2.2 模具工作過程

此復(fù)合模工作過程為：合模時，壓力機滑塊(圖中未標示)帶動上模向下運動，大卸料板7、小卸料板12、推件板16首先接觸到送進在落料凹模6上的被加工坯料，卸料彈簧8、13被壓縮，使卸料板7、12壓緊坯料，開始沖壓，落料拉深凸凹模27進入落料凹模6，拉深沖孔凸凹模34進入落料拉深凸凹模27，實現(xiàn)落料和拉深工序，圓筒形拉深件沖壓完成；同時，大墊圈沖孔落料凸凹模25進入拉深沖孔凸凹模34，小墊圈沖孔落料凸凹模38進入大墊圈沖孔落料凸凹模25，實現(xiàn)沖孔和落料工序，大墊圈沖壓完成；同時，小墊圈沖孔凸模23進入小墊圈沖孔落料凸凹模38，廢料從小墊圈沖孔落料凸凹模38的漏料孔漏出，實現(xiàn)沖孔和落料工序，小墊圈沖壓完成。

開模時，壓力機滑塊(圖中未標示)帶動上模向上運動，卸料彈簧8復(fù)位，驅(qū)動卸料板7將廢料從沖孔拉深凸凹模27上卸下；卸料彈簧13復(fù)位，驅(qū)動卸料板12將拉深件從沖孔拉深凸凹模27內(nèi)卸下。壓力機的推出機構(gòu)(圖中未標示)推動打桿20，打桿20推動推板19，推板19推動推桿18，推桿18推動推件板16，推件板16將小墊圈從大墊圈沖孔落料凸凹模25內(nèi)推出，上述打桿20、推板19、推桿18、推件板16統(tǒng)稱為模具的推出機構(gòu)。同時，在下模部分，由壓力機的頂出機構(gòu)(圖中未標示)使頂桿36向上運動，頂桿36推動外頂件塊32向上運動，外頂件塊32推動拉深件從拉深沖孔凸凹模34上卸下；內(nèi)頂件塊35由連接銷33與外頂件塊32連接，同步向上運動，將大墊圈從拉深沖孔凸凹模34內(nèi)頂出。上述頂桿36、外頂件塊32、內(nèi)頂件塊35統(tǒng)稱為模具的頂出機構(gòu)。至此，3個工件及廢料全部從模具中取出，沖壓加工過程全部完成。

圖3 模具結(jié)構(gòu)簡圖

3 結(jié)論

根據(jù)文中工藝路線所設(shè)計的復(fù)合模具已投入生產(chǎn)使用，效果良好。模具設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠安全，操作方便簡單，節(jié)約了原材料，降低了生產(chǎn)成本，效率大幅提高，為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。

[1] 羅益旋.最新沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計實用手冊[M].長春：銀聲音像出版社，2004.

[2] 羅曉曄.汽車離合部件成形優(yōu)化及復(fù)合模具設(shè)計[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2011，46(1)：73-75.

[3] 辛 舟.落料拉伸沖孔翻邊復(fù)合模設(shè)計[J].模具技術(shù)，2002，(3)：13-14.

[4] 楊寶順.鍋蓋落料拉深沖孔切邊復(fù)合模設(shè)計[J].模具技術(shù)，2006，(1)：19-21.

[5] 聶福榮.彎曲、側(cè)沖復(fù)合模設(shè)計[J].模具技術(shù)，2007，(6)：18-19.

Optimized design of one kind of cold stamping compound die

ZHANG Tianrong
(Gansu Institute of Mechanical&Electrical Engineering,Tianshui 741001,Gansu China)

The structure characteristics of the switch press ring for some transformer has been analyzed.A reasonable optimized design of the forming process has been put forward.In one forming process,only one pair of compound die has been adopted to realize not only the compound of three different procedures but also the compound stamping of three different categories of workpiece.Through on-site production,it is proved that the die is stable during operation while the product satisfies the high precision,low cost and high efficiency requirement of modern intelligent manufacture.

Punching;Blanking;Deep drawing;Procedure compound;Workpiececompound

TG386.1；TG385.2

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.020

1672-0121(2017)05-0068-02

2017-05-10；

2017-06-03

張?zhí)飿s(1978-)，男，工程碩士，副教授，從事模具CAD/CAE/CAM 教研。E-mail：38550486@qq.com