步沖機床的通用壓筋模的新設計研究

[摘要]在板筋沖壓件中，我們通常使用的多是通用壓筋模，而利用這種模具成型的產品缺點很多。本文主要通過對壓筋模的改進，設計了兩套BW123F8.M6.0006和BW123F8.M6.0007壓筋模，在試驗中，這兩套模具成功地解決了困擾我們多年的幾大難題，能夠很好的為生產服務。

[關鍵詞]步沖機床 通用壓筋模 改進

在板筋沖壓件中，有許多料厚在2-3mm長寬外形尺寸比較大的零件，為了增加強度需要在其上壓制長短不一的筋。為了節約模具，降低成本，一般采用通用壓筋模，通過更換不同的陽模達到壓制不同長度的筋。

薄板壓筋件從成型機理方面分析，是屬于局部變形成型類零件，材料變薄成型就可以達到工藝性能要求。成型過程中若能完全控制板料的相對流動以避免發生扭曲，即可滿足零件平面度要求，否則，只有增加校平工序才能達到目的。

最早的通用壓筋模采用無壓料裝置的簡單結構，不可能達到有效控制板料流動的預期目的，零件成型后翹曲非常嚴重。（見圖1）。

其成型原理為：材料在變形前，成型凸模先接觸材料，材料在機床壓力作用下向凹模內自由流動，在流動中完成塑性變形。

這種結構的缺點是：

1．由于成型時材料不受限制，可以自由流動，因此壓筋后板料變形嚴重，必須靠手工校正來保證零件平整。尤其零件上有多條筋時，情況更加嚴重。造成工人勞動強度大，生產效率低，噪音污染強，表面質量差。

2．材料流動時，受筋頭形狀限制，筋的中間部分流動大，而兩端流動小，因而造成了筋成型后邊緣不齊，中間凹陷嚴重，靠近筋的中間部分邊緣收縮達6-8mm。為了保證零件尺寸，必須加大展開料，校平后再切去多余量，造成原材料浪費，生產成本高。

3．模具沒有定位裝置，筋的位置靠劃線確定，誤差較大，產品質量難以保證，筋的數量越多，誤差越大。

為了解決這些問題，技術人員也進行了多次實驗，嘗試增加壓料裝置，限制材料流動，但是由于成型機理未變，主要仍是依靠材料的流動達到塑性變形，因而情況雖有改善，但并未從根本上解決問題。

近年有人提出了一種新的方式，那就是完全阻止材料的流動，筋的成型完全靠材料的變薄來實現，這樣可從根本上避免材料產生翹曲的可能，同時邊緣也不產生收縮，它利用了油壓機主壓力與氣墊壓力能夠分動保壓的功能，根據壓筋成型中壓料力要求大，成型力要求小的成型機理，反向思維。

用主缸壓力壓料，完全阻止成型筋外圍材料的流動，以氣墊力成型。并在RZU1250機床上設計了一個筋長為1000mm的單筋模具進行試制（模具結構如圖2）。

機床滑塊下行，靠主壓力將材料死死壓住；氣墊上行，靠氣墊力使筋的范圍內局部材料充分拉長變形，將筋成型出來。經現場驗證，壓筋后板料平整，效果十分顯著。

試驗成功后，按這種思路設計了兩套通用壓筋模：BW123F8.M6.0006及BW123F8.M6.007。兩套包含了100mm~1000mm各種長度的筋并根據筋的大小及氣墊的大小，分別在RZU1250及YHA27-5000油壓機上安裝使用（簡圖如圖形3和圖4）。

如圖3所示4zH由固定筋頭及不同長度的中間部分組成可以根據圖紙要求組成100mm~1000mm的凸模組成，每個凹模均可固定在凹模座（件3）上。每壓一種長度的筋時，通過件4快速更換凹模即可，模具的通用性得到保證。

該模具還設計了非常方便的定位裝置，代替了手工劃線，保證了尺寸的精度。如圖件6是定位板，上面開了數條定位槽，件5是定位塊，可以在各個定位槽內移動，滿足不同的定位要求，當板料很大時還可利用件3zH的定位裝置，件3是一套可旋角度的定位，當需要時，可將該定位旋到模具外邊，增大定位范圍，大大方便了工人的操作。

為了保證凹凸模間隙，并且方便模具的安裝和存放，模具上特設計了導向裝置（如圖4）。

件14是導套，分別安裝在件3（凹模座）和件11上，件15為導柱，與導套間隙配合。每套模具裝兩套。當模具存放或安裝時，導柱導套閉合，保證上下模不錯位，安裝好進行生產時，將導柱拔下，不影響生產。

這兩套模具的設計成功，為單位解決了許多長期以來難以解決的難題：

1．能夠涵蓋包括軍民在內的所有產品的——字筋壓筋件。

2．基本解決了板料壓筋后翹曲的問題，大部分零件不必再進行校平，把工人從繁重的體力勞動中解放出來，受到了工人的極大好評。

3．零件質量得到很大提高。以前在生產壓筋件時，筋的位置由劃線來保證，由于模具上的筋與板料上線靠目測對齊，往往不能很好的重合，造成很大誤差。而且有許多展開件往往又是以筋為基準劃線造成的，直接影響下道工序的尺寸。而新模具上的定位裝置可以很好地解決上述問題。另外，由于大部分零件不必再進行校平，消除了以往由校平產生的錘擊印，制件表面平整光滑，表面質量也大提高。

4．降低生產成本。以前每件壓筋零件都需要進行校平，校平意見約一小時，分公司在校平工時上投入很大；同時由于材料收縮導致的邊緣不齊，零件展開必須加大，校平后再切去余量，節約了大量工時費用及材料費用，大大降低了生產成本。

5．提高生產效率。使用該模具后，除個別零件外不再需要校平，生產效率大大提高。例如，今年90－Ⅱ產品時，一個月內完成了所有油箱零件的生產，包括壓筋、校平、制展開件、彎曲、到完成零件等全部工序。若在原來的壓筋模上生產是根本不可能的。只校平一道工序，即可提高效率3-4倍；同時再取消切邊工序，生產效率進一步提高。

模具目前存在的問題是，由于壓緊力太大，在板料上壓出了痕跡。改進的方向是減小緊力，增大摩擦力，從而降低氣墊力消除壓痕。

參考文獻：

[1]姜奎華.沖壓工藝與模具設計[M].北京：機械出版社.

(作者單位：內蒙古包頭職業技術學院；內蒙古包頭鋼鐵公司煉鐵廠）