制件沖壓模具的設計

楊昌林

南車株洲電力機車有限公司 湖南株洲 412001

制件沖壓模具的設計

楊昌林

南車株洲電力機車有限公司 湖南株洲 412001

隨著市場對產品成本、質量穩定性和生產周期等要求的提高，從系統整體優化原則出發確定沖壓模具結構已成為技術和管理發展的重要方向。通過某電器設備公司的某制件沖壓模具的工藝設計方案研究，探索沖壓加工工藝在制造型企業內部的應用與發展。

沖壓；沖壓模具

一、制件工藝分析及沖壓方案的確定

圖1所示制件為某機車車輛制造單位下屬電器設備公司的受電弓零配件產品。該制件形狀復雜，外形是不規則的圖形，而且尺寸也較大，中間部分需要沖孔工藝來完成。制件的材料為Q235A，厚度為3(mm)中批量生產，而且需要人工送料進行生產。

由以上分析可以擬排以下幾種方案進行比較：

㈠由沖孔、落料工序組成的兩套單沖模完成。優點：模具結構設計較為簡單，而且對壓力機的噸位要求低，小批量生產時，可以降低產品的成本。便于模具的修復管理。缺點：半成品搬運、堆放需要大量的人力和地方，制件的精度不是很高。

㈡由沖孔、落料組成的一套級進模完成。優點：避免了半成品搬運和堆放問題，生產效率高，容易實現自動化生產，試于制件大批量生產。缺點：模具結構復雜，加工精度較高，制作成本較高，材料利用率較低。

㈢由一套復合模完成。優點：模具結構緊湊，生產效率較高，便于模具存放管理，可實現自動化的生產。試用于中、大批量的制件生產。缺點：模具結構較為復雜，設計難度較大，對壓力機的噸位要求高。

比較三種模具設計方案的特點，當所要生產的制件是大批量生產且實現自動化時，應該首選級進模。而針對該制件自身加工特點及技術要求可知，選用一套復合模可以滿足要求，因此本論文就以復合模的要求進行設計。

二、制件沖壓模具工藝方案的計算

㈠沖裁力、卸料力、推件力的計算及壓力機的初選

其中： L -- 沖切線長度 t -- 材料厚度

τ-- 材料抗剪強度，查表可知τ=345(MPa)

K卸--卸 (剝 )料力 系 數 K推--推 料力系 數

K頂-- 頂料力系數

經過計算：

總沖裁力：

電器設備公司在產品技術要求中指定了壓力機的型號為：JC21-160A。該壓力機的最大閉合高度為）則最小閉合高度為

其中100（mm）為壓力機上的墊板厚度，是為了當模具的閉合高度較小，而壓力機的噸位又要求大時，就需要增加墊板，使模具的閉合高度加上墊板的厚度，可以滿足壓力機的閉合高度范圍之內。因此滿足使用要求。

㈡計算沖裁件的排樣

⒈搭邊值的確定

工件間a=3 (mm) 側搭邊值b=3．5 (mm)

⒉計算條料寬度

由于此模具設計了定位裝置，采用三個活動擋料銷進行送料的定位。所以，按有側壓裝置計算條料的寬度

A -- 沖裁件面積 n -- 一個進距內沖裁件數目

B -- 條料寬度 h -- 進距 (mm)

N -- 一張板上沖件數目 L -- 板材長度 (mm)

一個制件的材料重量為：

由于此送料過程是人工進行，送料的重量要適當，便于送料的連續進行，保證產品的生產進度，故應該考慮條料的重量。由以上計算可知采用1400*700（mm）的鋼板可以提高材料的利用率，然后排列為5*8的排樣，方便鋼板裁剪成重量適度的條料，每個條料的上排列8個工件圖樣，經過計算可知，此方案可行。

㈢凸模強度的校核

在厚度為3mm的鋼板上沖孔，凸模選用合金工具鋼（淬火），其直徑為5．5mm。板材的抗剪強度為σb＝750Mpa，凸模材料的許用應力為σ壓=1800Mpa，驗算設計如下：

⒈壓應力校核

而d=5．5 (mm) >2．3 (mm) 故設計合理

⒉彎曲應力校核

直徑5．5mm圓凸模的沖裁力為：

由計算可知，該模具的最大長度為16．86（mm）大于15(mm)，所以滿足彎曲強度要求，此設計合理。

㈣模具刃口尺寸的確定

⒈外形尺寸以凹模為基準，配做凸模。則

（2）凹模磨損后，尺寸B變小，但尺寸B沒有公差要求，所以

（3）凹模磨損后，尺寸C不變，則

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