E形件級進模設計

雷學鵬

摘 要：本論文介紹了E形件級進模的結構，主要討論了該模具工作零件的設計，對零件的排樣與定位進行了分析設計，該模具結構簡單，制造方便，生產效率高。

關鍵詞：排樣；定位；模具結構；側刃

1 零件工藝分析

圖1所示為E形件示意圖。這個零件生產批量大，材料是Q235，厚度1mm。鑒于其生產批量大，且精度要求不高。因此重點考慮節省材料，提高材料利用率的問題，同時為了提高生產效率，此模具設計為級進模，沖孔落料分步進行加工，主要考慮其材料利用率。

2 排樣圖與定位設計

2.1 排樣圖設計

通過分析工件形狀，其缺口寬度和兩側的寬度相等，均為7mm利用這一特點，合理設計其排樣減少廢料。分析工件后，排樣圖如圖2所示圖中A，B，D，E均為廢料，送料的步距為一個工件長加一個廢料寬度。即為42mm，按這樣的排樣方式，材料利用率為89%，而一般的排樣方法，僅E件缺口廢料的損失就達21%。

沖裁板料采用條料，條料寬度為33mm，分為兩個工位，第一工位沖出4個?4mm的孔和用側刃切出A，B兩區的廢料切口，第二工位沖裁C區的E形片。這個沖裁動作同時有2個作用，其一是完成C區的E形片沖裁，并從凹?？字新┏?；其二是完成J區E形片左半部的沖裁成形。在第二工位沖裁出兩個E形片，使其落料完成。

2.2 定距方法

本模具采用側刃定距。由排樣圖可以看出，送料所需的實際步距是42mm，它是E形片長度35mm與D區廢料寬度7mm的和。故側刃沖裁也是由兩部分組成：①A區的側刃切廢；②C區的沖裁。

2.3 始用擋料裝置

條料進行第一次沖裁時，假如沒有初始擋料裝置，條料將被F區的側刃擋塊擋住，由于條料的D，E區尚未沖裁，E形片沖裁后不能脫離，而使后續的沖裁無法進行。因此必須利用始用擋料塊確定條料第一次沖裁的正確位置。始用擋料塊如圖3中件12所示。條料第一次送進時，用手按下始用擋料塊，條料被擋在D區的前方。第一次沖裁的是A，B兩個廢料區和4個?4mm的孔。第二次送料時，始用擋料塊由于彈簧的作用已隱藏在模具中不起作用，條料由F區側刃擋塊定位。第二次沖裁時，C，J區形成產品工件，第三次送料時即進入正常定位方式，直接將條料沖完。

3 模具總體結構

圖3為模具結構圖。采用后置導柱模架。模具上墊板厚度為8mm，用45號鋼制造，熱處理硬度為43-48HRC。凸模固定板厚度厚度為18mm.卸料板與凸模固定板之間用橡膠作彈性體。卸料板用卸料螺釘與上模固定部分相聯，上模部分安裝4個沖孔凸模，包括A，B區的兩個廢料側刃凸模，C區的外形落料模等共計7個凸模。下模部分由下模座，凹模，導料板，擋塊，始用擋料塊等組成。

綜上計算取壓力機為J23-250型開式可傾曲柄壓力機。

5 主要零部件設計

5.1 A，B區的側刃凸模

斷面為7mm×10mm的矩形凸模制成長方體，其體積大小適中，采用螺釘吊裝固定在墊板上。本模具對制件要求不很高，但此處沖裁時切掉的廢料容易粘在凸模上，隨凸模上升，為此在凸模下面設置余料頂針。

5.2 沖孔凸模

其沖孔直徑為?4mm，固定方法采用臺階式固定。由于凸模要穿過凸模固定板，橡膠及卸料板，長度較大，易折斷，因此上部取值較大，定為?8mm，進入卸料板的凸模直徑為?4mm，用卸料板進行保護。

5.3 落料凸模

C區的E形片落料凸模采用直壁形結構，固定方式采用3個M8mm螺釘吊裝在墊板上。E形片左，右兩側的直線刃口是兩次沖裁相接而成的，因此容易產生毛刺和相接痕跡。為此采用兩條措施，第一是提高定位精度，在凸模上安裝導正銷，第二是凸模上的尺寸35mm適當加大一點，在取沖裁間隙時，采取加大凹模的方法形成間隙。C區凸模底面在對應2個?4mm孔處安裝導正銷。沖裁時，各凸模同時落下進入沖裁狀態，此時大凸模的沖裁會造成材料微小的移動，若此時小凸模也處于沖裁狀態，會造成小凸模的折斷，C區是大凸模，使其長度大于其他凸模0.5mm，也就是在C區大凸模完成沖裁之后，其它小凸模再進入沖裁工作狀態，可起到保護小凸模的作用。

5.4 凹模設計

整體凹模具有結構簡單、制作周期短的特點，并且由于凸模固定板、卸料板、凹?？梢杂猛怀绦蚯懈睿蚨梢员ＷC相對位置的精度，便于裝配，考慮到此磨具是一副沖裁模，凹模是一個平面，磨損后便于刃磨，因此將凹模設計為整體凹模，選用Cr12鋼，這種材料淬透性好，利于刃磨。

6 結束語

該E形件級進模對提高生產率、降低產品成本十分有利。由排樣設計圖可看出其材料的利用率非常高，達到89%，這將大大降低材料損耗，使生產成本大幅度下降，產生明顯的經濟效益，且生產效率很高。

參考文獻

[1]《沖裁設計應用實例》北京：機械工業出版社，2011

[2]《模具設計手冊》 機械工業出版社