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多孔基體沖裁工藝分析及模具設計

發布日期:2022-10-09 點擊率:44

[摘要]通過對多孔基體在沖裁中的工藝分析,采取了一種合理的沖壓工藝,并介紹了模具結構設計以及主要零部件的設計要點,保證了基體的質量。
關鍵詞 多孔基體 沖孔 工藝分析 凹模

1 引言

圖1所示零件,為我公司金剛石鋸片基體,材料為28CrMo,厚度為2.6mm,外徑為∮326mm,基體上分布多排∮7mm的圓孔及斜u形槽,因后序焊刀齒為激光焊接,故要求斜u形槽在圓周方向上分度誤差小于0.4mm,且各孔與斜U形槽相對位置要求較為嚴格,尺寸精度較高。

2 工藝分析

如圖1所示,此零件尺寸較大,并且分布較多圓孔,如果采用整體沖制,沖孔凸模數量較多,模具組裝困難,容易造成沖裁間隙不均,導致零件毛刺或塌角過大,甚至會發牛凸模、凹模斷裂。同時基體整體受力復雜,不易卸料,模具制造成本也較高,一旦損壞不易修復,沖壓設備噸位也較大,故不宜采用整體沖裁模。所以,采取分齒沖模具結構,此結構的前提是首先應沖出帶中心孔及附孔,并落好外圓的毛坯,才能進行分齒沖槽孔上作,由于我公司已經有了相對應的沖中心孔及落外圓的模具,故分齒沖裁模結構較為可行。
由于各孔與斜U形槽相對位置要求較為嚴格,并且考慮到沖制的效率,適合將單排∮7mm的圓孔(5個)及相對應的單個斜u形槽同時沖出。這樣可以精確地保證孔與槽的相對位置,并且提高了生產效率。

因為此零件要求斜U形槽在圓周方向上分度誤差小于0.4mm,根據經驗,由廠扳料較厚,并且在沖制過程中容易產生翹曲,所以,設置擋料銷進行分度控制難以達到精度要求,也不便操作,并且擋料銷分度結構會造成累積誤差。故考慮采用棘輪分度結構,此結構不存在累積誤差,其精度取決于棘輪的分度誤差,由于棘輪采用線切割加工,分度誤差非常小,反映到基體上的誤差也很小,能滿足零什的技術要求并且此結構簡單,操作方便,生產效率較高。

3 模具結構設計與設計要點

3.1 模具結構及工作過程

圖2所示為此零件的分齒沖裁模結構圖,圖3所不為棘輪分度機構圖,該模具分為兩個部分:沖齒部分和分度部分,沖齒部分用于斜u形槽和∮7mm的圓孔的沖裁,分度部分用于保證精確的分度和定位。

其上作過程為:將沖好中心孔及附孔,并落好外圓的毛坯裝卡在棘輪分度機構上,以中心孔定位套在定位軸25上,并將附孔套在定位銷23上,以保證零件上附孔與斜U形槽的相對位置,并用壓蓋12和螺釘21壓緊,使毛壞與棘輪24固定在一起,用手順時針轉動毛坯使棘輪24隨毛坯以定位軸25為圓心轉動,當定位塊29進入棘輪24的槽內并定好位后,沖齒部分開始運動,沖槽凸模15及沖孔凸模6下行,與凹模9閉合后,就會沖出1個斜u形槽和相對應的5個∮7mm的圓孔,待沖槽凸模15及沖孔凸模6隨沖床上滑塊升起后,繼續順時針轉動毛坯,使定位塊29進入棘輪24的下一個槽,再次使沖槽凸模15及沖孔凸模6下行,將會沖出與首次沖出的槽孔相鄰的槽孔,連續操作10次,即可沖出一個零件,然后松開分度部分的螺釘21和壓蓋22,卸下零件。


1、11、16螺釘 2上模座 3、12、18銷釘 4墊板 5固定板 6沖孔凸模 7導套 8導柱 9凹模 10下模座 13卸料板 14彈性體 15沖槽凸模 17卸料螺釘 19模柄 20棘輪分度機構

3.2 設計要點
(1)凸模和凹模的設計是保證模具壽命的重要環節,由于此零件較厚,沖裁力大,故凸模和凹模采用材料為Cr12,淬火硬度為63-65HRC,凹模與沖槽凸模采用線切割加工,保證模具的精度。
(2)棘輪是模具保證零件各斜U槽分度和沖壓時定位的關鍵,所以棘輪各齒的分皮誤差一定要嚴格的控制在±1'之內。
(3)棘輪與軸承、定位軸與軸承的配合為過盈配合,保證棘輪和軸承外圍、定位軸與軸承內圈不相對滑動。


21、30、33、35螺釘 22壓蓋 23定位銷 24棘輪 25定位軸 26支板 27軕承 28螺母 29定位塊 31彈簧 32緊固板 34滑動塊 36壓銷板

4 結束語

該模具結構設計合理,經試模調試合格,已進行批量生產5個月,沖制零件5000余件,經過實踐驗證,滿足零件的技術要求,質量穩定可靠。

參考文獻
1王教培 沖壓手冊 機械工業出版社 1988
2肖袢芷 王孝培 中國模具設計大典 江西科學技術出版社 2002

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