基于四爪套筒扳手的沖壓模具設計

賴紀軍

摘 要：沖壓成型是金屬成型的一種重要方法，主要適用于材質較軟的金屬成型，可以一次成型形狀復雜的精密零件，如鈑金、管材等。本文針對目前厚壁管材作為套筒扳手使用時需經機加工，如銑切加工，且加工效率較低的問題，提出采用模具沖切的加工方法。本文對一種厚壁管材四爪套筒扳手進行的沖壓模具進行設計，利用AutoCAD、PressCAD、SolidWorks等軟件進行設計繪圖。此模具結構可確保模具工作使用可靠，一次沖切，大大提高生產效率。

關鍵詞：沖壓模；沖裁；滑塊凹模；凸模；斜塊

中圖分類號：TG385.2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）17-0038-02

Stamping Die Design Based on Four Claw Sleeve Wrench

LAI Jijun

Abstract： Stamping is an important method of metal forming， which is mainly suitable for the soft metal forming. It can one-time form complex shape， such as metal sheet metal and pipe material. In view of the problem that the thick wall pipe was used as a sleeve wrench， such as milling and cutting， and the processing efficiency was low， the die cutting method was put forward in this paper. This paper designed a stamping die for a thick wall pipe four jaw socket wrench， and designed and drew with software such as AutoCAD， PressCAD and SolidWorks. The die structure ensured reliable use of dies， punching at one time， and greatly improved production efficiency.

Keywords： stamping die；blanking；slide die；punch；inclined block

隨著制造技術、信息技術的迅猛發展，產品更新換代快，產品設計制造周期短，行業面臨著日益激烈的競爭。如何高效、低成本地完成產品設計，并縮短產品開發周期，成為企業在激烈的市場競爭中取勝的關鍵[1]。

目前，如電力、衛浴等行業對一些特殊安全防護零部件的要求較高，為防止使用普通工具進行拆卸，確保安全性和可靠性，都會設計一些專用工具。譬如，本文主要論述的專用套筒扳手，其頭部有4個爪，而且分別兩對卡，爪尺寸也不同。一般使用普通工具是不能鎖緊或拆卸此特殊要求的零部件，必須使用此專用四爪套筒扳手進行鎖緊或拆卸。而加工此四爪套筒扳手一般是在立銑或臥銑床中加工，并且工件需轉向分度，兩對爪寬度不一樣，需更換不同規格的成型銑刀，生產效率較低[2]。而對厚壁管材四爪套筒扳手進行沖壓模具設計，采用模具沖裁加工方法，可降低勞動強度，大大提高生產效率。

1 四爪套筒扳手的沖壓模具的結構特點與優勢

四爪套筒扳手的沖壓模具是基于厚板沖孔加工工藝原理設計的，在普通傾式沖床壓力機上便可加工；模具結構設計合理緊湊，能適用于不同尺寸規格要求的卡爪沖切，使用壽命較長，具體特點與優勢如下。

1.1 模具沖裁工作部分采用優質材料

滑塊凹模一、滑塊凹模二、凸模采用優質冷作模具鋼Cr12Mo1V1，斜塊、導向板采用Cr12材料。采用良好的淬火熱處理工藝，確保不易磨損，提高沖切壽命。

1.2 模具結構

采用后側導柱導套模架，上模板上安裝有4件斜塊，此斜塊通過斜塊固定板固定限位，并同時用螺栓將其鎖緊于上模板上，定位準確，鎖緊牢固可靠。下模板上依次安裝有墊板、凸模固定板和導向板，并通過螺栓緊固在下模板上；凸模通過凸模固定板固定限位，并設計出止轉扁位，同時用螺栓鎖緊在墊板上，定位準確，鎖緊牢固可靠；下模板上安裝有4件限位平衡板。退料定位板與凸模相配，且通過退料定位板的兩個方腳裝入凸模固定板及墊板的方孔中，其之間的配合都采用滑配安裝；退料定位板的兩個方腳之下由兩退料頂桿進行推動頂起動作，兩頂桿由下活動托板用限位螺栓托掛限位；兩剛性退料拉桿一端固定在上模板上，另一端通過下模板孔，然后用雙螺母緊固自鎖限位，此限位尺寸可根據使用的沖床、行程、模具閉合高度等進行調節。滑塊凹模與導向板之間采用燕尾導向結構，導向精度高，兩對滑塊凹模依次沖出兩對扳手爪。模具組裝調試完，鎖緊螺栓，并裝入定位銷定位，牢固可靠。

2 四爪套筒扳手的模具沖裁原理及過程

圖1是四爪套筒扳手的模具裝配圖。

注：1.導套；2.上模板；3.斜塊固定板；4.內六角圓柱頭螺釘M10；5.斜塊一；6.斜塊二；7.模柄；8.凸模；9.導向板；10.限位平衡板；11.內六角圓柱頭螺釘M6；12.圓柱螺旋壓簧；13.平墊圈；14.導柱；15.下模板；16.內六角圓柱頭螺釘M6；17.六角螺母M6；18.圓柱銷；19.內六角圓柱頭螺釘M10；20.退料拉桿；21.六角螺母M10；22.下活動托板；23.內六角圓柱頭螺釘M8；24.頂桿；25.退料定位板；26.工件產品；27.內六角圓柱頭螺釘M10；28.墊板；

29.凸模固定板；30.滑塊凹模二；31.滑塊凹模一。

2.1 模具沖裁原理

利用沖床壓力機滑塊下行運動帶著模具的上模向下合模，運用斜塊滑塊配合運動原理，通過安裝在上模的4個斜塊驅動下模上的滑塊凹模，向下模的中心凸模方向水平運動，滑塊凹模刃口與凸模刃口之間的相對運動，對管材工件產品進行沖切；當沖床滑塊上行帶著模具的上模向上分模，上模的4個斜塊上升，下模的4個滑塊凹模在復位彈簧的作用下，向外運動回復到原位置。

2.2 具體沖切過程

①將工件產品套入凸模，上模下行，固定在上模板上的兩退料拉桿跟著向下運動，下活動托板下移，頂桿下移，退料定位板下移到底至正確定位位置，原工件產品沿著凸模下移到退料定位板上，確保定位準確。

②上模繼續下行，左右斜塊一先與下模導向板上的左右滑塊凹模一斜面接觸，驅動滑塊凹模一向中心凸模水平方向運動，滑塊凹模刃口與凸模刃口之間的相對運動，先刺破管材壁，然后繼續進行沖切斷管壁。

③上模繼續下行，左右斜塊一內垂直面與左右滑塊凹模一外垂直面接觸，滑塊凹模一保持不動作；然后前后斜塊二先與下模導向板上的前后滑塊凹模二斜面接觸，驅動滑塊凹模二向中心凸模水平方向運動，滑塊凹模刃口與凸模刃口之間的相對運動，先刺破管材壁，然后繼續進行完全沖切斷管壁。

④上模上行，上模的左右斜塊一、前后斜塊二的4個斜塊上升，下模的左右滑塊凹模一、前后滑塊凹模二的4個滑塊凹模在復位圓柱螺旋壓簧作用下向外運動回復到原位置，此時限位螺釘內六角圓柱頭螺釘M6 將4個滑塊凹模限位到此原初始位置；上模繼續上行，固定在上模板上的兩退料拉桿隨之向上運動，帶動下活動托板上移，頂桿上移，頂桿推動退料定位板上移，將沖切完的工件產品退出，然后將工件產品取出。

3 結語

四爪套筒扳手的沖壓模具的這種結構設計獨特，一次沖程加工完成4個卡爪，能適用于不同尺寸規格要求的卡爪沖切，尺寸精度高，且一致互換性好，沖壓穩定可靠，大大提高了生產效率。此模具結構設計合理，便于維護，使用壽命較長，可以適應不同客戶的要求。

參考文獻：

[1]王新華.沖模設計與制造實用手冊[M].北京：機械工程出版社，2001.

[2]趙向陽，章躍榮.沖壓工藝與模具設計[M].北京：清華大學出版社，2006.