高精度非垂直截面冲压模具的设计与研究.pdf

第 3 0卷第 6期 2 0 0 9年 6月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e r y Vo I _ 3 O No． 6 J u n ．2 0 0 9 高精度非垂直截面冲压模具的设计与研究 李劲夫 湖南衡阳财经工业职业技术学 院 ， 河南 衡 阳 4 2 1 0 0 8 摘 要 分析 了冲压模具应用领域存在的主要 问题 ， 结合 目前模具厂对非垂直截 面金属薄板 件冲压加工的实际工况条件， 设计了一种适合金属薄板件截面角度加工的具有高精度非垂直截面 的冲压模具 ， 缩短 了修模周期 ， 降低 了成本， 延长 了模具的使 用寿命。同时可以提 高冲压模具的工 作效率 ， 确保 了金属薄板板截面的质量。 关键词 冲压模具；高精度 ；非垂直截面 ；压力机 中图分类号 T G 7 6 文献标志码 A文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 9 0 6 0 1 0 3 0 2 De s i g n a nd Re s e a r c h f o r St a mpi n g To o l wi t h Hi g h Ac c u r a c y a n d No n ． v e r t i c a l S e c t i o n LI J i nf u H u n a n H e n g y a n g F i n a n c i a l I n d u s t r y V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e ， He n g y a n g 4 2 1 0 0 8 ， C h i n a Abs t r ac t Ma i n pr o b l e ms e x i s t i ng i n a p p l i c a t i o n o f t h e s t a mp i n g t o o l we r e a n a l y z e d，a c t u a l o p e r a t i n g c o n d i t i o ns f o r r a mmi n g pr o c e s s i n g O i l p a r t wi t h n o n v e rti c a l s e c t i o n i n t h e mo l d f a c t o ry a t p r e s e n t ，o ne k i nd o f s t a mp i n g t o o l s u i t i n g t o pr o c e s s a n g l e o f t h e s e c t i o n for t h e s h e e t me t a l wh i c h h a d h i g h a c c u r a c y a nd n o nv e rti c a l s e c t i o n wa s d e s i g ne d，t h e c y c l e f o r r e p a i r i n g mo l d h a s b e e n r e du c e d． Th e c o s t wa s r e - d u c e d，t h e mo l dg s e r v i c e l i f e wa s l e n g t h e n e d．At t h e s a me t i me， t h e wo r k i n g e ffi c i e n c y o f t h e s t a mp i n g t o o l c a n b e r a i s e d，a nd t he q u a l i t y o f t h e s e c t i o n f o r t h e s h e e t me t a l wa s g ua r a n t e e d． Ke y wo r d s s t a mp i n g t o o l ；h i g h d e g r e e o f a c c u r a c y；no nv e rti c a l s e c t i o n；f o r c i n g p r e s s 0 引言 随着汽车工业 的发展 ， 对各种规格 的节气 门片 和阻风 门 片需 求 量 口益增 加 ， 断 面 直径 61 4～ 8 0 m m， 板厚 0 ． 6～2 ． 5 m m， 这需要多套工装 ， 需要多 次进行修整。工人劳动 强度大 、 工作效 率低 ， 成本 高， 并且金属薄板件 的断面质量不稳定 ， 迫切需要 设计一种 能用 于金属 薄板件断面高精度非垂直截 面的冲压模具 。 1 金属薄板件冲压模具生产 中的常见故障 在金属薄板件 冲压模具生产 中常见 的故 障主 度的变化规律和热源强度的变化规律相似， 有利于 磨削淬 硬深度 的数学建模 ， 可 以减少试 验 的盲 目 性 。 以调质钢作对 比研究非调质钢 ， 表明磨削加工 与表面淬硬合为一体 的构想是可行的 ， 它可充分有 效地利用磨削热 ， 同时揭示了非调质钢磨削淬硬的 优势 ， 它可彻底摆脱调质 、 淬火等热处理工序 ， 减少 能源消耗 ， 降低成本 ， 实现热处理和磨削工艺 的绿 色性。 参考文献 [ 1 ] 丁洁． 汽车用微合金非调质钢的使用 现状及 发展 [ J ] ． 金属热 处 理 ， 2 0 0 6 9 4 64 8 ． 要有冲压 毛刺 大， 冲裁间隙过大或过小 ， 凸模折断 或弯曲， 废料阻塞及废料上浮压伤工件等。 2 高精度非垂直截面冲压模具的设计 为了解决金属薄板件非垂直截 面在冲压过程 中出现 的截面质量 不稳定 ， 并 随刃 口间隙锋利程 度 、 硬度 、 润滑状态及材料厚度等发生变化 ， 结合现 有冲压模具技术的不足 ， 设计了一种金属 薄板件截 面角度加工模 具。其工作原理是利用一对 相互契 合的工作零件落料 凸模 与凹模使 被加工的金属薄 板料在预制 断面角度 的模具 中直 接得 到变形力 [ 2 ] 张宁菊 ， 赵美林． 4 0 C r 调 质钢磨削 强化效 果的研 究 [ J ] ． 现代 制 造工程 ， 2 0 0 7 1 [ 3 j 王贵成 ， 裴宏杰 ， 刘菊东 ， 等 ． 磨 削淬硬加工 区域 温度 的数值模拟 [ J ] ． 应用基础与工程科学学报 ， 2 0 0 6 3 [ 4 ] 任敬心 ， 康仁科 ， 史兴宽 ． 难加工材 料的磨 削[ M] ． 北京 国防工 业 出版社 ， 1 9 9 9 [ 5 ] 张幼桢． 金属切削理论[ M] ． 北京 航空工业 出版社 ， 1 9 8 9 [ 6 ] 宋涛 ， 顾军． 热处理技术[ M] ． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 3 作者简介 张宁菊 1 9 6 8一 ， 女 ， 江苏南 通人 ， 硕 士， 副教授 。 研究方向为现代制造技术等。发表论文2 l 篇， 电子信箱 z h a n g n - i n g j u 0 1 1 6 3 ． c o n． 一 1 03 一 收稿 日期 2 0 0 9 0 11 5 V o 1 ． 3 0 N o ． 6 高精度非垂直截面冲压模具的设计与研究李劲夫 第 3 0卷第 6期 并进行变形 ， 即被倾斜放置的被加工板料沿封闭的 轮廓断裂分离 ， 落下去 的部分 即为合格 的板材工 件。压力机 向上 运动， 卸 料器带 动导 向板 向上运 动 ， 此时压入落料凸模外缘 的板料被释放出。被释 放出的板料沿 限位导 向柱和限位钉规 定方向和步 距继续向前移动。随着压力机 的往复运动 ， 倾斜落 料动作也随之重复进行， 与现有金属薄板 冲压模具 相比， 具有高精度非垂直截面冲压模具 的使用 ， 只 需一次冲压 、 一名操作者就可以完成所需要 的技术 要求。外径 精 度 可 达 0 ． 0 0 6 ra m， 角度 精 度 可 达 0 ． 2 5 。 ， 断 面 粗 糙 度 可 达 R 1 ． 6 mm， 中 心距 1 ． 2 mm， 孔径 1 ． 2 ram。工作效率能够提高一倍 ， 劳动 强度大大地降低了， 使得生产效率得到进一步的提 高。同时也提高了产 品的质量。所设计 的具有 高 精度非垂直断面用于金属薄板件的冲压模具如图 1 所示 8 9 1 0 l 1 1 2 1 3 1 4 l 5 图 1 高精度非垂直截面金属薄板件冲压模具结构 1 ． 模板2 ． 上模板3 ． 上垫板4 ． 冲头 固定板5 ． 凹模板6 ． ’ 限位钉7 ． 落料 凸模8 ． 下模座9 ． 凸模固定板1 0 ． 下垫板 1 1 ． 限位导 向柱1 2 ． 顶芯1 3 ． 顶板联杆 具有高精度非垂直截面冲压模具， 由倾斜落料 实现了非垂直截面外缘成形 ， 倾斜冲孔实现了非垂 直孔壁轮廓成形 ， 并且一次完成。模柄 1上端与压 力机锁紧， 下端与上模板 2固定联接， 用于获得动 力。上模板 2下端与上垫板 3 、 冲头固定板 4， 凹模 板 5通过螺钉销钉 固定联接 ， 保证 进料后工作零 件 、 凹模板与压力 机冲压 动作 同步。顶板联杆 1 2 和顶芯 1 3设置在凹模板 内， 用 于保证在完成一个 冲压动作后 ， 释放加工完成零件。 1 卸料器设计 卸料器为高精度非垂直截面 冲压模具 的辅助 结构。卸料装置如图 2所示 ， 固定轴 1与下模座 8 见图 1 固定联接 ； 橡胶冲块 2与上下 限位板 3通 过其 中心孔贯通的固定轴 1固定在下模座 2下部。 固定后， 卸料器中弹性顶杆 4通过预制孔配置放于 下模座 8 见 图 1 下垫板 1 0上 ， 凸模 固定板 9孔 中， 弹性顶杆 4上端靠平导向托板 l 0下部 ， 下端靠 平在下模座 8下部 ， 确保其处于卸料状态 ； 当压力 机向下运动时， 导向托板 1 0受压迫使弹性顶杆 4随 之向下移动使橡胶 缓冲块 2压缩 ， 冲压 动作完成 。 压力机 向上运动时， 受橡胶缓冲块 2释放作用 ， 顶 起导向托板 1 0使金属薄材料从落料凸模 7上卸落， 完成板材件卸料作用。 ■]l I l ／ 图 2卸料结构简图 1 ．固定轴 2 ．橡胶缓冲块 3 ．上下 限位板 4 ．弹性顶杆 2 搭边距和步距的调整 根据零件形状 和板材 宽度进 行调整。搭边距 和步距调整图见图 3 。搭边距 。的调整 ， 通过计算 和实际试 冲获得 。调整参数 ， 要满足 端面顶靠限 位钉 6时下侧断面与限位导向柱 1 1靠紧。步距 0 的调整 ， 通过计算和实际试 冲获得 n 。 调整参数 ， 口 即为限位钉 6外径边缘所在 ， 初加工 以计算值确定 限位钉 6圆心的位置。 图 3 搭边距和步距调整 图 3结 语 通过对原有金属薄板件的冲压模具 的研究 ， 设 计出了一种能够用于汽车的节气 门片或阻风片等 金属薄板件的具有高精度非垂直截面的冲压模具 ， 能够对金属薄板件断面角度进行冲压加工 ， 大大地 提高了工作效率 ， 降低 了生产成本 ， 并且保证了金 属薄板件的断面质量。 参考 文献 [ 1 ] 刘胜 国． 我国冲压模具技术的现状 与发展 [ J ] ． 黄 石理工学院学 报 ， 2 0 0 7 1 2 32 6 ． [ 2 ] 周永泰． 我 国 汽 车冲 压模 具 的现 状 与发 展 [ J ] ． 汽车 与配 件 ， 2 0 0 7． 2 9 3 13 3． [ 3 ] 吴宗方． 矿用胶带式输送机冲压模具 的设计改进 [ J ] ． 中国安全 生产科学技术 ， 2 0 0 7 6 4 54 7 ． [ 4 ] 林 明山． 冷冲压模具 的安装调整与故 障排除技术[ J ] ． 模具制造 ， 2 0 0 6 5 5 35 6 ． 作 者简介 李劲夫 1 9 7 0一 ， 湖南衡 阳人 ， 毕业 于湘 潭大学 机械制造专业 ， 现任衡 阳财经工业 职业技术学院培训鉴定 中心主 任 ， 讲师 ， 主要从事机械制造工艺 及设 备的设计与制 造方 面的教 学 和科学研究工作． 一 1 0 4 一 收稿 日期 2 0 0 9 0 1 1 5