一種多墊圈少廢料沖裁的復合模具

白亞玲

（中航飛機股份有限公司長沙起落架分公司，陜西漢中723200）

0 引 言

在起落架生產中，最難解決的瓶頸問題是各個系統的密封，密封主要靠密封圈和墊圈來保證。起落架安裝后各配合間隙的大小在很大程度上影響著密封圈的使用壽命及活動密封時的摩擦力。在工作介質壓力作用下，密封圈部分被擠入軸與孔的配合間隙內，摩擦增大，密封圈磨損引起漏油。因此采用安裝墊圈的方法來保護密封圈，由墊圈來承受壓力。常用起落架墊圈材料采用聚四氟乙烯，此材料有極強的耐熱性與耐寒性，摩擦因數小，又有較好的彈性，必要時還可淬火處理。

常用墊圈加工方法有三種：聚四氟乙烯樹脂模壓成型，聚四氟乙烯棒料車削成型，一般復合模單件沖壓成型。模壓成型能做到“一模一樣”，經過加熱、加壓、保溫、保壓、修邊過程[1]，效率低；車削加工效率高、浪費大，人為因素導致質量不穩定；一般復合模一個工作行程只能加工一種規格的墊圈[2]，效率低、浪費大。文中介紹的復合模所有部件緊密配合，一個主要工作部件兼多個功能，壓力機一個工作行程同時完成兩種規格墊圈加工，不受送料誤差影響[3]，廢料少，效率高，是其它加工方法無法超越的。

1 復合模具結構設計及特點

1.1 復合模具結構

1）總體結構設計。如圖1所示，復合模具結構由36部分組成，分為上模和下模。上模由上模板11和上模墊板12、長頂銷13、短頂銷14、打料桿15、模柄16、頂板17、小墊圈內孔凸模18、小凸模夾板19、大墊圈內孔凸模20、小推件器21(兼壓料作用)、大凸模夾板22、大推件器23（兼壓料作用）、大墊圈外形落料凹模24、左導套7、右導套8組成，并由3個螺釘9和2個銷子10固定連接在一起，通過模柄16安裝在壓力機滑塊上，構成復合模的活動部分。

下模由下模板1和卸料螺釘2（沿模具中心3個均布）、下模夾板3、聚氨酯4、左導柱5、右導柱6、擋銷25（沿模具中心3個均布）、卸料板26、大頂料圈27、大凸凹模30、小凸凹模31、大聚氨酯32、小頂料圈33、卸料螺釘34、小聚氨酯35、卸料螺釘36(沿模具中心3個均布)組成，并由螺釘28（沿模具中心3個均布）和兩個銷子29連接在一起，通過下模板1安裝在壓力機工作臺上，成為復合模的固定部分。

2）主要部件結構設計。模具主要結構部件分為工藝部件和結構部件：a.工藝部件是指在沖裁過程中，與材料或制件直接發生接觸的零件。文中的主要工藝部件有大凸凹模30和小凸凹模31（如圖3和圖4）、小墊圈內孔凸模18和大墊圈內孔凸模20、大墊圈外形落料凹模24（如圖5）、大推件器23和小推件器21；小凸凹模31安裝于大凸凹模30內，小墊圈內孔凸模18安裝于大墊圈內孔凸模20中，之間還安裝有小推件器21。b.結構部件是在模具的制造和使用中起裝配、安裝、導向作用的零件。本模具的主要結構部件為小凸模夾板19、大凸模夾板22和下模夾板3。

1.2 模具結構特點

1）壓力機一次工作行程，同時完成4道分離工序、3道頂料工序、2道推件工序。大凸凹模30外徑與大墊圈外形落料凹模24內孔完成大墊圈外形沖裁；大墊圈內孔凸模20與大凸凹模30內孔完成大墊圈內形沖裁；小凸凹模31外徑與大墊圈內孔凸模20的內徑完成小墊圈外形沖裁，大墊圈內孔凸模20相當于小墊圈外形沖裁的凹模；小墊圈內孔凸模18與小凸凹模31內徑完成小墊圈內形沖裁。4道分離工序完成后，卸料板26在聚氨酯4的彈力作用下向上頂出沖裁完大墊圈外形的廢料；安裝在大凸凹模30中的大聚氨酯32和大頂料圈27頂出大墊圈內孔與小墊圈外形間的廢料；安裝在小凸凹模31中的小聚氨酯35和小頂料圈33頂出小墊圈沖完內孔的廢料，3道頂料工序結束。同時，大推件器23在長頂銷13的作用下，向下推出卡在大墊圈內孔凸模20上的大墊圈；小推件器21在短頂銷14的作用下，向下推出卡在小墊圈內孔凸模18上的小墊圈，2道推件工序結束。

2）上模設計有小凸模夾板19和大凸模夾板22，用于固定安裝小墊圈內孔凸模18和大墊圈內孔凸模20，其作用如下：一是便于在小墊圈內孔凸模18和大墊圈內孔凸模20間安裝小推件器21。小推件器21內徑與小墊圈內孔凸模18外徑尺寸一致，成H9/f8間隙配合；其外徑與大墊圈內孔凸模20內徑尺寸一致，成H9/f8間隙配合；推件時，由沿模具中心均布的3個短頂銷14均勻給力。二是便于在大墊圈內孔凸模20和大墊圈外形落料凹模24間安裝大推件器23。大推件器23內徑與大墊圈內孔凸模20外徑尺寸一致，成H9/f8間隙配合；其外徑與大墊圈外形落料凹模24內徑尺寸一致，成H9/f8間隙配合，推件時，由沿模具中心均布的3個長頂銷13均勻施力。大、小推件器在合模時高出工作凸模、凹模0.5 mm，兼具壓料作用。

3）上模部分在上模板11和頂板17間設計有頂板17的運動空間，便于長短頂銷的伸縮，帶動大小推件器壓料、推件；大墊圈外形落料凹模24在與擋銷25接觸的相應部位沿模具中心均布有3個擋銷頭容納凹孔，便于合模時不影響沖裁質量。

4）下模設計3個頂料系統和大小兩個凸凹模，大凸凹模30下端固定于下模夾板3中成H7/r6配合[4-5]；小凸凹模31下端固定于大凸凹模30中成H7/r6配合；大小凸凹模中各自安裝有卸料螺釘、聚氨酯和頂料圈。大凸凹模30上端外徑與卸料板26內徑尺寸一致，成H9/f8間隙配合，在沿模具中心均布的3個卸料螺釘2、聚氨酯4作用下，向上頂出廢料。大頂料圈27外徑與大凸凹模30內徑尺寸一致，成H9/f8間隙配合；內徑與小凸凹模31外徑尺寸一致，成H9/f8間隙配合，在沿模具中心均布的3個卸料螺釘36、大聚氨酯32作用下，向上頂出廢料。小頂料圈33外徑與小凸凹模31內徑尺寸一致，成H9/f8間隙配合，在卸料螺釘34、小聚氨酯35作用下，向上頂出廢料。

2 工作原理

沖裁時，將坯料放在卸料板26上表面，由擋銷25（沿模具中心3個均布）予以定位。上模左導套7、右導套8沿下模的左導柱5、右導柱6下行，小推件器21、大推件器23首先壓住坯料；大頂料圈27、小頂料圈33頂住坯料，防止坯料移動。上模繼續下行接觸下模，大小推件器后退，分別縮回大墊圈外形落料凹模24和大墊圈內孔凸模20中；同時卸料螺釘2、34、36在聚氨酯4、32、35 的壓縮作用下帶著卸料板26、小頂料圈33、大頂料圈27向下滑動一個料厚距離。大凸凹模30外徑（相當于凸模）與大墊圈外形落料凹模24完成大墊圈外形沖裁；大凸凹模30內徑（相當于凹模）與大墊圈內孔凸模20 完成大墊圈內徑沖裁。小凸凹模31外徑（相當于凸模）與大墊圈內孔凸模20的內徑（相當于凹模）完成小墊圈外形沖裁；小凸凹模31的內徑（相當于凹模）與小墊圈內孔凸模18完成小墊圈內徑沖裁，4道分離工序同時完成。分離工序完成后，上模沿左導柱5和右導柱6上行，打料桿15接觸壓力機上挺桿后受力，通過頂板17、長頂銷13、短頂銷14、小推件器21、大推件器23同時將卡在小墊圈內孔凸模18、大墊圈內孔凸模20上的墊圈均勻向下推出，2道推件工序完成。同時，卸料螺釘2、34、36在聚氨酯4、35、32的彈力作用下帶著卸料板26、小頂料圈33、大頂料圈27向上頂出分離工序產生的廢料，3道頂料工序完成，沖裁工作結束。

3 結 語

該復合模具結構緊湊，效率極高，壓力機一次行程內完成4道分離工序、3道頂料工序、2道推件工序；結合被沖材料聚四氟乙烯的工藝性（屬非金屬材料），模具工作部位的設計公差外徑（凹模）為H9，內孔（凸模）為h9，各凸凹模工作部位設計公差與相應凹模、凸模按0.008～0.012 mm單面間隙配制，沖裁后的墊圈精度較高，沒有送料誤差，兩種規格墊圈內外形各件相對位置一致[2-6]，完全滿足起落架密封需要。該模具結構已應用在JXX系列墊圈的加工中，效果良好。該復合模具已申請發明專利，專利號為ZL2018 1 0617245.2。