工具鉗工技師論文-厚板料沖裁工藝分析及模具設(shè)計

1、簡述厚板料沖裁工藝分析及模具設(shè)計摘要通過對5mm厚板料的零件在沖裁中的工藝分析，采用平直刃口與斜刃口相結(jié)合的凹模形式，采用合理的凸凹模間隙降低沖裁力。對于類似的厚板料沖裁模具有一定的參考改進(jìn)價值。關(guān)鍵詞：厚板料工藝分析凹模形式模具設(shè)計間隙1引言下圖是發(fā)動機(jī)前懸置橫梁零件，材料為Q235A、厚6mm的鋼板。該零件原是采用直刃口普通沖裁模在300噸機(jī)床上進(jìn)行沖壓加工，結(jié)果是沖壓不足百余件模具就損壞。并且機(jī)床震動太大，對設(shè)備的精度和生產(chǎn)環(huán)境造成很大影響。后采用500噸機(jī)床壓制零件，震動雖小了但資源浪費(fèi)隨之而來。電能氣源人力效力等。為此我對該零件的沖壓加工進(jìn)行認(rèn)真的工藝分析并結(jié)合模具設(shè)計要求，同時也根

2、據(jù)現(xiàn)有壓力機(jī)（300t）和該零件所需的沖裁力，采用了平直刃口與斜刃口相結(jié)合的凹模形式來達(dá)到降低沖裁力作用，減少資源浪費(fèi)使沖壓后的零件達(dá)到滿意效果。160名郝發(fā)新/懸置筱碧諫0f：28011437K5楙：Q235,t二5ro周長：1327.4mm圖1發(fā)動機(jī)前懸置橫梁托架料片圖2工藝分析如用平刃口沖裁時該零件根據(jù)厚板料沖裁力公式：F=Lt=Lt（Tb式中F一沖裁力（KN）L沖壓件輪廓周長（mm；t材料厚度（mm；r材料剪切強(qiáng)度（Mpa）從黑色金屬材料的力學(xué)性能表中可查得Q235的剪切強(qiáng)度r=310380Mpa（Tb=375460MpaL=1327.4mm,t=5mm所以,F=Ltr=1327.4*

3、5*360=2389.32（KN）而實(shí)際沖裁力應(yīng)用下列公式計算：F沖=1.3F=1.3Ltx忠Ltab式中建一材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）F沖=1.3F=1.3x2389.32=3106.12（KN）從式中得知零件所需的沖裁力為3106.12kN。顯然，公司現(xiàn)有壓力機(jī)（西德300t）的公稱壓力小于零件所需的沖裁力。針對這一問題，我對零件進(jìn)行了認(rèn)真的工藝分析，認(rèn)為降低零件所需的沖裁力，可選用本公司現(xiàn)有壓力機(jī)（西德300t）進(jìn)行加工，根據(jù)目前有關(guān)資料介紹，降低沖裁力的方法有3種：斜刃沖裁法，紅沖沖裁法，階梯凸模沖裁法。而第3種階梯凸模沖裁法，主要用于多型面的沖裁，不適用于該零件。而且這3種方法介紹都是相

4、對于圓型面而言，對曲線型面未作介紹。同時，斜刃沖裁法在沖裁時都會引起沖壓件的彎曲、皺褶，沖裁刃口也極容易損壞。紅沖沖裁法在沖壓時會產(chǎn)生氧化皮，沖壓件精度、表面質(zhì)量和粗糙度值均不理想，且工藝復(fù)雜，勞動強(qiáng)度大，增加沖壓件成本，因?yàn)槠娇跊_裁模進(jìn)行沖裁時，其剪切作用是沿著整個零件的外形輪廓同時發(fā)生剪切作用，因而所需的沖裁力較大。為此，根據(jù)該零件特點(diǎn)，把整個零件的外形輪廓周長分為3等分。采用了平直刃口與斜刃口相結(jié)合的外斜凹模形式，如圖2所示。這種形式的凹模，在沖裁時，材料沿著輪廓長度在不同行程高度逐漸分離，其所需的沖裁力按平直刃口與斜刃口計算公式得知：表1斜刃凸模和凹模的主要參數(shù)材料厚度t/mm斜刃高度

5、h/mm斜刃傾角小平均沖裁力為平刃的百分比32t5o30-403-10t8o60-65F=(1.21.3)LtrZ3+0.65(1.21.3)Ltr/3=(1.21.3)X1327.4*5*360Z3+0.65X(1.21.3)x1327.4*5*360/3=3106.12/3+0.65X3106.12/3=1708.4(KN)通過以上計算可以看出，顯然，采用這種凹模形式后，其沖裁力下降1/3,現(xiàn)有的壓力機(jī)（300t）完全滿足其要求圖2凹模結(jié)構(gòu)圖3模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)如下圖所示1下模座2凹模3刮料板4導(dǎo)套5導(dǎo)柱6上模座7固定板8凸模4間隙調(diào)整在沖裁模的設(shè)計中，凸凹模的間隙的合理選取，是保證模具正常

6、工作提高沖裁零件質(zhì)量延長模具壽命的一個關(guān)建因素。理想的間隙應(yīng)該是板料沖裁斷裂寸，凸凹模刃口邊所產(chǎn)生裂敏:在一條直線上，否則沖裁邊緣將出現(xiàn)不允許的毛剌，使得刀口粘接嚴(yán)重，凸凹模磨損加快，進(jìn)而影響模具的壽命。所以，如何選職合理的凸凹模間隙，是模具設(shè)計時不容忽視的問題。通常情況下，模具設(shè)計中間隙一般都按設(shè)計手冊推薦的間隙值選取。例如，我廠設(shè)計核模具間隙的標(biāo)準(zhǔn)一般為5%,這種標(biāo)準(zhǔn)對薄材料還行，但對厚板料沖裁就顯得標(biāo)準(zhǔn)值小，間隙偏小，會使得凸模與被沖的孔之間、凹模與落料之間的摩擦嚴(yán)重，造成凸模和凹模側(cè)壁產(chǎn)生粘結(jié)，卸料力增大，影響沖片斷面的質(zhì)量，刃口容易變鈍，沖片易出毛刺，且毛刺增長過快，甚至發(fā)生凹模脹裂

7、現(xiàn)象，致使模具壽命下降。且取小間隙時，由于彈性回跳作用，落料件尺寸大于凹模，沖出的孔徑小于凸模，從而造成沖片的尺寸精度出現(xiàn)誤差。為提高沖片質(zhì)量，延長模具壽命，根據(jù)國內(nèi)外資料信息，在實(shí)踐中對模具間隙做了試驗(yàn)摸索，證明放大間隙是非常有效的。經(jīng)過多次對厚鋼片沖裁的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)間隙值在材料厚度的8%左右范圍內(nèi)，最為合適。采用這個間隙，可以獲得如下效果：(1)提高了沖片質(zhì)量。刃口鋒利時毛刺小，沖裁過程中毛刺增長緩慢。(2)沖片表面平整度大大改善，特別是相鄰孔之間。(3)凸凹模側(cè)壁無粘結(jié)，減小了卸料力。(4)延長了模具壽命。刃磨一次可以保證較多的沖次，從而減少刃磨次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。放大間隙還可降低模具制造的費(fèi)用5結(jié)束語目前，這種平直刃口與斜刃口的曲線型面的凹模形式，還沒有有關(guān)這方面資料的介紹，該