調角器手柄固定板復合沖模設計

盤臆明

（湖南瀟湘技師學院 機電工程系，湖南 永州 425000）

圖1所示為某調角器手柄固定板零件，大批量生產，材料Q235，料厚2.5mm，成型零件表面平整，不得有劃痕，沖裁截面毛剌不大于0.03mm.4×Ф4.3孔及圓周上各凹形與Ф10孔中心有旋轉對稱位置互換裝配技術要求，未注尺寸公差為IT14級。

圖1 零件

1 工藝性分析與沖模類型確定

由圖1所示，調角器手柄固定板為平板型零件，沖裁加工便可完成。如采用單工序模生產，所需模具多，生產效率低，零件的質量不能保證。如采用級進模，操作安全性好，能提高勞動效率，但以Ф10為中心的孔距及孔邊距很難達到規定的裝配技術要求。為確保質量穩定，提高效率，決定采用復合模。

細查圖形的尺寸關系，測得零件的最小孔邊壁厚4.35mm。凸凹模的最小壁厚按經驗數據確定，正裝復合模的凸凹模的壁最小值，對黑色金屬等硬材料約為沖裁件板厚的1.5倍，即3.75mm，倒裝復合模的凸凹模的壁最小值查表為5.8mm。1.5×2.5=3.75＜4.35＜5.8，由此，只能選擇正裝復合模。通常情況下，正裝復合模工作時，制件、沖孔廢料都留在工作面上，不易清理，影響安全操作及生產效率。

倒裝復合模比正裝復合模最少壁厚之所以要大一些，是因為采用下出料方式，凸凹模內孔積存廢料，特別是直筒形刃口形式，脹力大。若把沖孔凸模刃口部分做成帶140°錐頂（如圖2），讓沖孔凸模刃口進入沖裁前，讓沖孔區材料產生脹形，脹形時變形區的應力狀態為雙向拉應力，即徑向應力和切向應力圴為拉應力，在這種雙向拉應力作用下沖出的廢料由于材料彈性回復而收縮，脹模力會大大減小。因此，4.35mm的凸凹模最小壁厚就能用于倒裝復合模。

圖2 沖孔凸模

2 倒裝復合模的設計

通過對零件的成形工藝分析可知，采用一副倒裝復合模完成對零件的落料沖孔沖裁成形。根據模具及制件的形狀特點，制件的外形比較復雜，模具落料部分的制造采用配作法，即落時，以凹模為設計基準，計算落凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸根據凹模刃中實際尺寸按最小合理間隙配作；而沖孔部分由于形狀簡單采用凸模與凹模分別加工法，以凸模為設計基準，先設計出凸模刃口尺寸，再將凸模刃口尺寸加上最小合理間隙值計算出凹模刃中尺寸及制造公差。由于現有的壓力機最小合模高度原因，在上模內增設彈性推件裝置（如圖3），這樣也有利于保證制件的平整度。結合生產現場與操作，選用前后送料的中間導柱模架。為了裝配與后期修理的方便，模具的卸料螺釘設計成套管與內六角螺釘的組合。

圖3 倒裝復合模結構

3 模具工作過程

（1）將條料沿導料銷送進。并由活動擋料銷定位。

（2）壓力機滑塊帶動上模部分下壓進行沖裁，凸凹模外形和凹模進行落料，同時，沖孔凸模與凸凹模內孔進行沖孔。

（3）滑塊帶動上模部分回程上行，完成以下三部分工作。

（4）沖裁下來的廢料卡在凸凹模的內孔中，由后續沖裁時沖孔凸模推出。

（5）落料件則由彈性推件裝置推出，彈性推件裝置由彈性塊、推板、推料螺釘、推料套管和推件塊組成。當上模回程時，彈性塊的彈性回復通過推件裝置把落料件推出。

（6）緊箍在凸凹模上的條料由下模部分的彈性卸料裝置（卸料板、彈簧、卸料螺釘及套管組成）頂出。

4 結語

生產實踐表明，模具設計正確，結構合理，操作方便，工作可靠、產品質量穩定、生產效率高。帶140°錐頂的沖孔沖頭，大大地降低了脹模力，廢料接近自然掉落。套管與內六角螺釘組成的模具卸料裝置，便于裝配與修理。內置的推件裝置有壓料作用，制件平整度合格。本倒裝復合模具的設計對此類零件的沖裁模具設計有一定的參考價值。