旋轉式沖側孔模設計【沖壓模具設計稿】

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模具工業(yè)2011年第37卷第5期41 旋轉式沖側孔模設計 靳會洲, 田福祥 ( 青島理工大學機械工程學院, 山東青島266033) 摘要: 通過對零件結構及成形工藝的分析, 針對傳統(tǒng)加工零件側孔存在的問題及經濟性的需求, 比較了 幾種加工方法的優(yōu)缺點, 選擇一種新穎的沖壓工藝方案, 設計了一副旋轉式沖側孔模。介紹了模具的結 構設計與工作過程, 提出了模具設計過程中需注意的問題。模具采用了轉盤和滑塊結構, 完成了4個側 孔的同時沖制。 關鍵詞: 側孔; 旋轉式; 模具結構; 轉盤; 滑塊 中圖分類號: TG386. 32 文獻標識碼: B 文章編號: 1001- 2168( 2011) 05- 0041- 03 Design of rotatory punching side hole die JIN Hui- zhou, TIAN Fu- xiang (College of Mechanical Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao, Shandong 266033, China) Abstract: By analyzing the structure and the forming process of the part, the advantages and dis advantages of several processing methods are compared, a new method of stamping technology and a rotatory punching side hole die were designed. Discussing the structural design and work process of the die, the points of attention of molding design were put forward. In this die rotary table and slider are used to punch simultaneously four side hole, and the parts are punched successfully. Key words: side hole; rotatory; die structure; rotary table; slider 1 零件結構 在沖壓生產中經常遇到一些零件需要在已經 成形或拉深后的零件側壁上沖孔, 這就需要一副或 幾副沖側孔模實現(xiàn)。沖側孔模的結構要根據零件的 特點而定。圖1 為某產品的一個零件, 材料為20 鋼, 零件壁厚0. 8 mm。零件的圓周側面上均勻分布4 個 互為90b的腰形孔, 孔的尺寸和位置精度均較高。 2 成形工藝設計 2. 1 工藝方案確定 零件需在側壁上沖對稱的4 個孔。根據零件上 4 個孔的尺寸、形狀、位置情況, 對零件上4 個孔的 沖壓提出以下3 種成形方案: ( 1) 自動分度徑向沖孔結構, 即采用棘輪、棘爪 分度定位機構沖孔。采用該機構沖孔誤差小, 定位 精度可滿足零件上孔均分的要求, 同時可避免人為 圖1 零件結構 操作帶來的誤差。 ( 2) 斜楔側向沖孔結構。在每一個沖裁方向上, 安裝一個斜楔結構推動凸模運動沖出側孔, 而該零 件的4 個側孔在4 個不同的沖裁方向上, 且要在一 個不大的零件周圍安裝4 個斜楔結構。該結構模具 制作難度大, 成本高, 同時零件取放不方便, 安全性 差。 ( 3) 旋轉式側向沖孔結構。采用該結構的模具中 設計有轉盤和滑塊結構, 通過上模上、下運動帶動轉 盤旋轉, 再帶動滑塊做徑向運動, 完成沖孔。該結構 ) ) ) )) ) ) ) ) ) ) ) )) ) ) ) ) ) ) ) ) 收稿日期: 2011- 01- 05。 作者簡介: 靳會洲( 1987- ) , 男, 河南周口人, 碩士研究生, 主要 研究方向為模具設計, 地址: 山東省青島市四方區(qū)撫順路11號 青島理工大學186 信箱, ( 電話) 15020084539, ( 電子信箱) jin huizhou1987@ 163. com。 42 模具工業(yè)2011 年第37 卷第5 期 適用于體積小, 所需沖裁力不大的零件, 模具簡單、 可靠, 同時能很好地滿足孔的均勻分布要求。 通過以上分析, 最終采用方案3 對零件的4 個 孔進行沖壓。 2. 2 模具工作部分尺寸計算 ( 1) 凸、凹模雙面間隙按下式計算: Z= Kt 式中: K ) ) ) 系數( 與材料和厚度有關) , 取K= 0. 08; t )) ) 材料厚度, mm。 經計算, 凸、凹模沖裁間隙Z= 0. 064mm, 取 Z= 0. 07mm。 ( 2) 模具工作部分尺寸計算。 腰形孔的尺寸公差按IT12 級, 查得相應尺寸為 d= 1. 6 0 + 0. 1 mm、l= 0. 9 ? 0. 05mm。 沖腰形孔凸模尺寸按下式計算: dp= ( d+ V$) $/ 4 0 l p= ( l+ 0. 5$) ? $/ 8 式中: dp )) ) 腰形孔凸模圓形部分的直徑, mm; l p )) ) 腰形孔凸模兩圓心間的距離, mm; V )) ) 因 數, 查表可得V = 0. 75; $ )) ) 零件的制造公差, mm。 經計算, dp= 1. 675- 0. 025 0 mm, lp= 0. 95? 0. 012 5 mm。 沖孔凹模尺寸按上述凸模尺寸配作, 保證沖裁 間隙Z = 0. 07mm。 3 模具結構 圖2 所示為旋轉式側向沖孔模結構。該沖孔模 利用轉盤和滑塊機構同時沖壓零件周邊的4 個均 勻分布的孔。 靠模板17 上有長槽, 且中間部分有一定的斜 度, 滑動銷釘7 插入斜槽內, 隨著上模的上下移動 會帶動滑動銷釘7 左右旋轉。左右2 個滑動銷釘與 轉盤23 連接, 并且可以帶動轉盤轉動。轉盤上下各 有一個保持器24, 內部有若干滾珠22, 保證轉盤的 順利轉動。轉盤上有均勻分布的4 條槽, 每條槽內 有一個傳動銷13, 傳動銷可以在槽內自由移動。每 個傳動銷分別和一個滑塊15 連接, 滑塊和滑塊座8 組合, 滑塊座固定不動, 滑塊只可以作徑向運動。凸 模16 和滑塊固定在一起, 隨著滑塊的徑向運動完成 沖孔, 凹模6 固定在滑塊座8 上。 模具設計有頂圈21, 外形輪廓和零件接近, 上 面固定有定位銷14, 同凹模6 的外圓一起完成零件 的精確定位。頂圈可以上下移動, 底部連接有2 顆卸 料螺釘10 和2 個頂桿25。底部設置有頂塊11 和手 柄28, 手柄的上下擺動可以通過卸料螺釘帶動頂圈 的上下移動, 完成卸料。托板26 和彈簧27 通過頂桿 25 在沖壓過程中維持頂圈平穩(wěn)地上、下運動, 同時 輔助手柄完成卸料。 4 模具工作過程 工作時, 首先將零件放在頂圈21 上, 以凹模6 的外圓及定位銷14 定位。上模下行, 壓料桿4 壓住 零件, 迫使頂圈21 下降避開凸模16 的側向刃口, 此 時滑動銷釘7 處于靠模板17 的直槽中。上模繼續(xù)下 行, 滑動銷釘隨靠模板斜槽部分的推動而帶動轉盤 23 旋轉, 轉盤上開有4 條長槽, 轉盤轉動迫使傳動 銷13 帶動4 個滑塊15 作徑向運動, 使固定在滑塊 上的凸模16 完成沖側孔。上模上行, 滑動銷釘在靠 模板槽中作反向運動, 迫使凸模退回原位。用手將 手柄28 沿反向運動, 使卸料螺釘10 將頂圈21 退到 原位, 卸下零件, 廢料從凹模6 的中心漏斗孔漏出。 5 注意事項 ( 1) 設計時要計算好靠模板17 上長槽中斜槽部 分的角度及長度, 以保證靠模板到上死點時凸模16 能離開頂圈2~ 3mm, 靠模板到下死點時, 凸模又能 進入凹模1~ 2mm。 ( 2) 安裝過程中, 應保證滑動銷釘7 在靠模板17 的斜槽內能順利滑動, 避免沖壓過程中, 出現(xiàn)卡死的 現(xiàn)象。轉盤23 與保持器24 之間應注意潤滑。 ( 3) 沖壓時托板26 要上下運動, 所以托板上的 卸料孔應設計成上大下小, 同時下模座上的廢料孔 直徑要大于托板廢料孔下端的直徑, 保證廢料能順 利落下。 6 結束語 該模具結構簡單、緊湊, 設計合理, 操作方便, 滿 足了零件上4 個孔的位置和尺寸精度的要求, 同時 也滿足了生產的要求。實踐表明, 使用該模具, 產品 的生產效率大大提高, 滿足了生產廠家的需求。 參考文獻: [ 1] 模具實用技術叢書編委會. 沖模設計應用實例[M] . 北京: 機械工業(yè)出版社, 2001: 33- 38. 模具工業(yè)2011年第37卷第5期43 圖2 模具結構 1. 限位釘2. 模柄3. 壓料板4. 壓料桿5. 壓環(huán)6. 凹模7. 滑動銷釘8. 滑塊座9. 下模座10. 卸 料螺釘11. 頂塊12. 墊塊13. 傳動銷14. 定位銷15. 滑塊16. 凸模17. 靠模板18. 彈簧19. 螺桿 20. 上模座21. 頂圈22. 滾珠23. 轉盤24. 保持器25. 頂桿26. 托板27. 彈簧28. 手柄 [ 2] 楊海榮, 方超. 管子雙向沖模設計[ J] . 模具工業(yè), 2009, 35( 10) : 26- 28. [ 3] 朱元友. 中厚板多孔位大型沖孔模設計[ J] . 模具工業(yè), 2010, 36( 6) : 34- 35. [ 4] 沖模設計手冊編寫組. 沖模設計手冊[M] . 北京: 機械工 業(yè)出版社, 1999: 64- 67. 資料信息 5模具工業(yè)6 編輯部現(xiàn)存有少量合訂本, 1997~ 2005 年合訂本3 折銷售, 每本35 元; 2006~ 2009 年 合訂本每本120 元。歡迎匯款到編輯部訂購。郵編: 541004, 地址: 廣西桂林市辰山路1 號, 收款人: 5模 具工業(yè)6編輯部, 電話: 0773- 5888420。__