冷沖裁模卸料裝置結構的設計

摘要：文章介紹了沖裁模卸料裝置中的剛性卸料裝置的結構特點及工作原理。著重介紹了彈性卸料裝置的組成、結構特點及在設計適用彈性卸料裝置時需要注意哪些問題。

關鍵詞：剛性卸料 彈性卸料 結構特點 注意問題

為了能夠順利的完成沖裁工藝，必須將卡箍在凸模上或者凸凹模上的制件或者廢料卸掉，以保證下一步沖裁的順利進行。那么在沖裁的制件的特征不同時，我們該如何選擇合適的卸料裝置，既能夠保證沖件的質量，又能夠簡化模具的整體結構呢？下面我們就來討論一下如何正確的選擇卸料裝置的結構。

1 卸料裝置的分類

一般來講，卸料裝置常用的可以分為固定（剛性）卸料裝置和彈性卸料裝置。

2 剛性卸料裝置

2.1 剛性卸料裝置主要是利用固定的卸料板來完成卸料的。其主要的特點就是能提供較大的卸料力，但是卸料板和板料之間不存在壓力作用，所以當材料比較軟時，可能導致沖出的制件平整度比較差。因此，該結構只適用于材料比較硬、厚，并且平整度要求不高的制件。常見的剛性卸料裝置如圖所示：A圖：將導料板和剛性卸料板做成整體結構，我們既可以認為它是卸料板，也可以稱其為導料板，但是在加工改零件時，我們要同時考慮其卸料和導料的作用，及與板料和凸模之間的加工精度。B圖：與A圖的區別在于將導料板和卸料板分開加工，不必同時考慮其及與板料和凸模之間的加工精度，減少了加工難度，是使用最多的一種剛性卸料裝置。C圖和D圖是根據制件的不同特點對卸料板的形狀做出相應的修改。C圖的制件為L形，為了保證在沖裁時不破壞已經完成的直角，所以將卸料板也做成L形。D圖則是已經完成的拉深件，需要在拉深件底部完成沖孔，則將卸料板制成了與拉深件口部一致的形狀，以對其進行保護。

2.2 剛性卸料裝置的工作原理。（以B圖為例） 凸模在壓力機的帶動下與凹模共同作用下將板料沖切完畢后，凹模洞口內的材料（或廢料）由漏料孔中排出，而模面上的材料因彈性收縮而箍在凸模上，若如我們不做任何處理的話，它將與凸模一起回程，在回程的過程中卸料板此時是固定在下模的，卸料板與凸模是一靜一動的狀態，此時與凸模一起返回的板料就被卸料板卡下了，完成了卸料。

綜上所述，卸料板在沖裁中除了可以起到卸料作用外，還可以對凸模進行導向，以及對板料進行導向。需要注意的是，卸料板與凸模之間的間隙值是不同的，當卸料板僅起卸料作用，取0.2～0.5mm；當卸料板兼起導板作用，按H7/h6配合，且應小于沖裁間隙。

3 彈性卸料裝置

3.1 從字面的理解來看，我們將剛性換成了彈性，卸料是需要提供力的，也就是說原來的剛性力現在我可以換成彈性力，既然是彈性力，就需要設置彈性元件，因此在考慮彈性卸料裝置的組成時，彈性元件必不可少，彈性元件需要借助其他的零件把它組裝到模具當中去，最常用的連接元件就是螺釘，在這里，我們管它叫卸料螺釘，最后就是卸料板了。在彈性元件的選擇上，最常用的是彈簧和橡膠，其次還可以選用氣墊。彈性卸料裝置在整個模具工作的過程中除了承擔卸料作用之外，還有沒有其他作用呢？我們剛才提到的剛性卸料裝置的作用可以為卸料和導向。既然是在剛性卸料的基礎上開發出的彈性裝置，那么它必然要彌補剛性卸料的不足，即不能沖出高精度的制件，那么我們要如何處理才能保證沖出的制件精度較高呢？在沖裁時，我們只要將制件在與凸模接觸之前壓緊，然后再沖裁，那么沖出的制件精度一定很高（在此我們可以聯系生活中的實際問題，比如我想在一張紙上面用筆沖出一個空出來，只有把紙壓緊才能得到質量較好的孔）。所以彈性卸料裝置在此不僅能起到卸料的作用，同時還應該有壓料的作用，同時在特殊情況下也可以起到導向作用。

3.2 下面我們就介紹幾種常用彈性卸料裝置的結構，請注意在下圖中卸料板分別起到什么作用，同時，為了能保證沖件的質量，將卸料裝置做了哪些處理。如圖所示：

1-卸料板 2-彈性元件 3-卸料螺釘 4-小導柱

A圖是最簡單的彈性鞋料裝置，彈性元件由橡膠承擔，同時由于橡膠與板料的直接接觸面接較大，所以可以簡化掉卸料板，直接用橡膠來完成卸料的過程。因此，該卸料裝置只有橡膠。B圖是我們常見的卸料板，卸料螺釘和卸料彈簧，但是該圖將卸料板與板料接觸的表面加工出了凸臺，一般情況下卸料板是為平面的，剛剛我們在上面討論過，之所以我們采用彈性卸料裝置，就是因為它比剛性卸料增加了壓料的作用，在本圖中為了保證壓料，如果只將卸料板的寬度取為板料的，則沒有卸料螺釘的安裝空間，所以做了凸臺的處理。其實如果將導料板去掉，則卸料板就可以改為平面，但是還要同時考慮板料送料方向的控制，則可以將導料板換成導料銷（或釘），但應注意，在卸料板底部加工槽，使導料銷的頭部深入其中，以保證卸料板能夠壓料，或者可以采用活動擋料銷。B圖最為常用。C圖與A、B圖的最大區別就在于，其適用于倒裝模具，將卸料板、卸料螺釘與彈性元件安裝在下模。就此圖我們來考慮一個問題，彈性元件在裝置中的作用主要是提供卸料力與壓料力的，為何該圖將彈性元件安裝在下模座下方，而沒有安裝在卸料板與凸凹模固定板制件呢？在此就要考慮，改模具結構需要的卸料力與壓料力的大小了，若所需的力較小則可將彈性元件裝在兩個位置均可，但是若需要的卸料力與壓料力較大，那么彈性元件就需要有較大的壓縮量，若裝在卸料板與凸凹模固定板制件，會致使模具的閉合高度增加，所以本圖將彈性原件裝在了下模下方。D圖是在卸料板上安裝了導向裝置—小導柱，其他彈性卸料裝置如上沒有改變。但就小導柱的安裝位置來看，是對卸料板進行導向的，而與卸料板有關的直接工作零件就是小凸模，本來整套模具中就存在導向零件的，但是在卸料板中的小導柱，其主要的作用是保證卸料板對小凸模卸料時工作平穩。E圖實際上就是我們剛剛在C圖中討論到若沖裁所需的力較小則可將彈性元件裝在卸料板與凸凹模之間。可以認為是C圖的改進結構。

3.3 彈性卸料裝置的工作原理。（以B圖為例） 上模上的零件（在此主要指凸模、卸料板、卸料螺釘、卸料彈簧）在壓力機的帶動下一同下行，在凸模還沒有與板料相接觸時，卸料板已經先于凸模壓在了板料上，然后凸模與凹模共同作用將板料沖切完畢后，凹模洞口內的材料（或廢料）由漏料孔中排出，而模面上的材料因彈性收縮而箍在凸模上，此時凸模在壓力機的帶動下返回，由于卸料元件也是安裝在上模山的，所以也要與上模上的零件一同返回，但是由于凸模在切材料時彈簧受到壓縮，而彈簧的壓縮反應在上模上零件的變化則是卸料螺釘與上模板之間有了相對的位移，整個彈性裝置就是依靠卸料螺釘將其固定在上模上面的，所以卸料螺釘必須先將這個位移回復為零時，才能帶動整個鞋料裝與凸模一起返回，而正是這個極短的位移，使卸料板和凸模之間存在了一個運動的時差，從而實現了彈性卸料板的卸料。

3.4 在設計彈性卸料裝置時應注意的問題 ①如何實現卸料板先壓料凸模再沖切板料。由于卸料裝置與凸模都是安裝在上模的，并且它們是同時同速向下運動的，在這里要實現卸料板先壓就必須使卸料板下端面凸出于凸模下端面，這就要求我們在選擇設計彈性元件，在裝配時預想考慮一個壓縮量作用于卸料板上，我們在模具當中稱之為預壓縮量。②預留卸料螺釘的卸料行程。在整個卸料裝置中至關重要的環節就是卸料螺釘與上模座之間存在相對位移。那么在裝配的過程當中，必須使卸料螺釘的頭部與上模座上表面之間存在一定的距離，稱之為卸料行程。

3.5 彈性卸料裝置的適用 普遍適用于沖裁料厚在1.5mm以下的板料，由于有壓料作用，沖裁件比較平整。

參考文獻：

[1]張榮清.模具設計與制造（第二版）[M].高等教育出版社，2008.

[2]成虹.沖壓工藝與模具設計（第二版）[M].高等教育出版社，2008.

[3]宋子明.高速沖裁模的卸料裝置[J].鍛壓機械.1995（01）.

作者簡介：楊麗英（1982-），女，河北唐山人；助教，學士學位，研究方向為材料成型設備以及成型工藝的研究。

張紅林（1982-），男，湖北武漢人；助教，學士學位，研究方向：機械設計及控制工程。