支架零件沖壓模具設計及工藝

摘 要：支架零件形狀較復雜，而且要求較復雜，一旦出現問題，就會對支架的正常生產造成巨大影響。受支架特殊結構的影響，要求結合沖壓工藝進行操作，滿足零件工藝方案與模具設計要求。本文主要對支架類零件沖壓成型工藝進行分析，并結合實際情況制定了較高水平的沖壓工藝方案，完善了零件沖壓模具設計，并重點介紹了可調換定位板與磁鐵定位等對切弧工序模具的效果，希望可以實現支架類零件的高效率大批量生產，提高支架零件沖壓模具的質量。

關鍵詞：支架；沖壓；模具設計

模具是現代工業生產中應用較多的成型工具，具有高效、低耗和適應性較強等特點，已經成為目前應用價值較高的產品，提高了企業的經營效益，但是由于模具用途不同，加工和生產方式也有所差異。本次分析支架零件沖壓模具設計時，主要對零件工藝和操作步驟進行了分析，然后詳細介紹了工藝方案，最后分析了該種模具設計工藝所取得的成果，希望可以給相關研究學者提供借鑒。

一、模具設計方案

第一種工藝，按照下料—沖孔落料—成型—機加銑圓弧操作；第二種工藝采用下料—沖孔落料—成型—切圓弧。以上兩種工藝的前幾項工序相同，但是從工藝生產上分析，第一種工藝具有操作簡單的特點，但是存在機械加工圓弧效率低下等缺陷，尤其應用到汽車使用零件時，此種工藝很難保證數量和經濟效益，應用范圍較狹窄；第二種工藝操作時，要求必須保證其的定位，可以達到磨具操作便捷的特點，同時還可以提高實際生產效率，實際應用中該模具定位較難，已經成為該工藝的主要瓶頸之一。經過對上述兩種工藝的分析發現，本次確定使用第二種工藝進行操作，主要目的是提高生產效率，進而降低生產成本，所以實際設計中主要使用切圓弧模具，如下圖2所示。結合第二種工藝的作業要求，要求使用三套模具操作，主要由切圓弧模、成型模和沖孔落料模組成。成型模與沖孔落料模是日常生活中常見的模具，前者主要根據實物結構與形狀形成的模具，如下圖1所示。后者如下圖2所示。

設計沖壓模具時，需要注意，當模具下行時，內托與外脫需同時壓住材料，保證產品平整度，避免出現翹曲與光亮不整問題。

切圓弧模經常使用磁鐵定位，簡化了模具操作程序，操作過程較簡便，而且定位精準，解決了較多的技術問題。為了提高模具導向精度，本次主要使用導柱導套結構操作；為了獲得較高的生產效率，沖床每一行程均沖壓兩件；通過對近幾年沖壓技術的分析發現，該技術具有生產效率較高的特點，已經取得了較高的經濟效益。

圖2切圓弧模具裝配圖

二、設計模具結構

（一）合理選擇模具材料。模具材料使用20鋼，改材料具有良好的沖壓性能，完全滿足實際操作需求，而且模具精細度較高。結合沖載沖壓模具材料制定的原則，本次主要使用Cr12MoV作為凹凸模材料。加工后開展調質熱處理，將模具硬度控制到58到62HRC之間。如果零件未做要求，一般模具材料默認選擇碳素結構鋼。

（二）計算并設計模具壓力中心。（簡單計算）從該模具的形狀來看，該模具呈對稱形狀，各自的結合中心為壓力中心，增加了壓力中心設計和計算難度，一般可根據模柄中心確定。

（三）固定與連接零件及其他附件。固定連接零件及其他附件時，主要使用圓柱銷與六角螺釘連接，主要連接墊板、上模座與凹模。螺釘與圓柱銷尺寸可結合被連接零件的厚度進行選擇，滿足連接需求。卸料板使用打料桿連接，并將切圓弧固定在下模座上。

（四）定位卸料裝置與結構。通常操作時，將成型好的工件于下模銷處定位，凹模沖載時實現側向定位。同時設計定位板時，還可以將其設置成調換工件，并根據定位板切割出尺寸不同的圓弧中心高，尤其注意磁鐵吸附工件，提高工件定位的精確性；完成上述操作后，必須保證工件不出現滑動和移動，進而制定出沖載所需的圓弧尺寸。模具處于正常工作狀態時，下模定位會發生下行，使用聚氨酯橡膠壓縮后模具開始沖載，上模卸料板與定位圈同步完成卸料操作。

三、結語

本次主要介紹了支架零件沖壓模具設計和工藝，進行模具設計方案分析時，主要從零件工藝與工藝方案兩方面進行探究，開展模具結構設計時，主要從模具材料模具壓力中心、零件與附件連接及定位結構與卸料裝置等方面進行分析，得到的支架零件具有結構簡單，操作方便及定位精確等特點，可以給同類零件沖壓工藝提供較多的技術參考，希望本文的分析可以給同行研究學者提供借鑒。

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