导向固定卸料式落料模的设计

2017-12-22任利军河北宣化工程机械股份有限公司

锻造与冲压 2017年24期

文/任利军·河北宣化工程机械股份有限公司

导向固定卸料式落料模的设计

文/任利军·河北宣化工程机械股份有限公司

筋板是我公司推土机油门操纵系统上的一个零件，材料为Q235C，料厚为5mm，零件外形尺寸不大，使用数控精细等离子切割机切割时，生产效率低，零件成本增加，故设计一套模具来满足大批量生产的需求。根据零件的形状、材质、板厚，采用冲压分离类别中的冲裁落料工序（用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件，其余部分为废料）。落料模是冲压生产中不可缺少的工艺装备，良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保证，筋板落料模的设计从冲裁件的工艺性、冲裁件的排样、冲模的压力中心和模具设计4个方面考虑。

冲裁件的工艺性

冲裁的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，包括6点主要内容。⑴冲裁件的形状和尺寸，冲裁件的形状尽可能设计成简单、对称，使排样时废料最少。⑵冲裁件的外形或内孔应避免尖锐的清角，在各直线或曲线的连接处，除属于无废料冲裁或采用镶拼模结构外，应该有适当的圆角。⑶从图1中可知，该筋板形状比较简单，且较规则，故在排样的过程中废料最小。⑷零件外形转角处应避免尖角，若没有特殊要求，一般选用R≥0.30T的圆角过渡，此处R=2，均满足R≥0.30T=1.5，该工件的凹槽的宽度是b=43＞2T=10，故可以冲压。⑸冲裁的精度和表面粗糙度，冲裁件内外形的经济精度不高于GB/T 1800.3-1998中IT11级，一般要求落料件精度最好低于IT10级。⑹综上所述，该工件在结构上和尺寸精度上可以采用落料模。

图1 筋板实物图及有搭边的排料

冲裁件的排样

排样是指工件在条料、带料或板料上布置的方法。工件的合理布置(即材料的经济合理)与零件的形状有密切关系，图2列出了常见零件的外形分类，筋板属于三角形这一类。

图2 零件外形分类

零件不同的几何形状可得出与其相适合的排样类型，而根据排样类型又可分为有搭边与无搭边两种，具体情况如图3所示，以及材料厚度和手工送料的零件外形，采用条料进行单行直排排料，并确定条料宽b=43mm，搭边值a=6mm，a1=5mm。冲压工艺设计为，利用剪板机或数控精细等离子切割机下成宽为43mm的条料，再利用冲床和落料模进行筋板落料。

图3 常用的排样类型

冲模的压力中心

冲模的压力中心计算形状简单而对称的工件，如圆形、正多边形、矩形，其冲裁时的压力中心与工件的几何中心重合。形状复杂的工件、多凸模冲孔模及连续模的压力中心则用解析法或作图法来确定。

此套落料模使用设备为80t开式双柱可倾压力机，为了保证压力机和模具正常地工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合。否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凹、凸模间隙不均和导向零件的加速磨损，造成刃口和其他零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。工件冲裁时压力中心的确定如图4所示。

图4 工件冲裁时压力中心的确定

模具设计

模具结构如图5所示，采用正装导向固定卸料式，主要包括冲头、上模板、模柄、凹模、下模板、卸料板、导柱、导套等零件。

⑴冲头通过螺栓和圆柱销与上模板连接，材质为T8A，δ值为30mm，技术要求为热处理硬度58～62HRC，刃口部分与凹模配做，保证单边距离0.35～0.40mm。

⑵上模板连接模柄和冲头，左右各装有一个导套，材质为Q235C即可。

⑶模柄为设备通用标准件，与80t曲轴压力机相连接。

⑷凹模材质为T8A，热处理硬度为60～64HRC。

⑸下模板的下表面与设备连接，上表面通过圆柱销和螺栓与凹模连接，左右各装有一个导柱。

图5 模具结构设计

⑹卸料板。设计选择固定式卸料板，固定卸料板刚性安装在凹模上，与凹模之间的间隙固定不变，单纯起卸料作用。

⑺导柱、导套。导柱、导套是组成模具的导向装置，来保证动模与定模的对合问题，材质选择为20号钢，技术要求为导柱允许两端钻中心孔；导柱、导套渗碳深度0.8～1.2mm；导柱、导套淬火硬度为58～62HRC。模具实物图如图6所示。

模具工作过程

将模柄固定在冲床的滑块上，下模板固定在冲床工作台面上进行冲裁落料。将宽度为45mm的条料送入卸料板空槽中，导套沿导柱方向下移，冲头随压力机滑块下移，穿过卸料板，将条料冲裁落料，滑块上移，卸料板将落料后的产品从冲头上退下来，落入凹模内，从压力机出料口进入料箱。在此套模具中卸料板只是单纯的用于卸料，其与冲头的配合间隙可以取的值大一些。