撥叉環片級進模設計

周美蓉

（永州職業技術學院，湖南 永州 425000）

1 零件工藝性能

如圖1所示為撥叉零件圖。材料黃銅，厚度0.3mm，大批量生產。查表可得，H68黃銅抗剪強度375MPa，斷后伸長率25%，材料具有良好的塑性級較高的彈性，沖裁性較好，可以沖裁加工。

圖1 零件圖

該零件材料非常薄，根據經驗判斷沖裁間隙非常小，增大了模具加工的困難。但是如果采用高精度的電加工、磨削加工，仍然可行。

1.1 制件結構分析

該件為落料沖，形狀對稱，結構較簡單、規則，有利于材料的合理利用。孔的尺寸為?1.85、?6.5，尺寸都較小，受凸模強度的限制，必須對凸模采取保護措施。沖孔的最小尺寸取決于材料性能、凸模強度和模具結構等。查詢有關表格得，對于黃銅來說，其沖孔模可沖壓的最小孔徑為

式中：d——可沖壓的最小孔徑；

t——材料厚度。

經計算，該零件滿足工藝性要求。

受模具強度和沖裁件質量的制約，沖裁件孔與孔之間的距離b、孔與邊緣之間的距離c不應過小，一般要求 b≥（ 1～1.5）t，c＞（ 1.5～2）t。

1.2 制件精度與粗糙度

由零件圖可知，制件尺寸要求高，特別是兩個孔心距、沖裁件的經濟公差等級不高于IT14級，一般落料公差等級最好低于IT10級，沖孔件公差等級最好低于IT9級。圖中絕大部分尺寸屬于IT11級精度，尺寸精度要求較高，仍屬于經濟公差范圍內。由于該沖裁件沒有斷面粗糙度要求，故不必考慮。

1.3 生產批量

模具制造費用很高，約占沖壓件總成本的10%～30%。因此，只有在大批量生產條件下，沖壓加工才能取得明顯的經濟效益。該零件要求大批量生產，所以適合沖壓加工。

2 方案論證

2.1 確定模具方案

該零件為大批量生產，為提高生產效率，降低生產成本，保證產品精度，應當考慮采用復合模或級進模加工。但由于該零件尺寸較小，如果采用復合模，模具強度不能保證，無法滿足復合模的安全壁厚要求。而級進模可以通過合理設計，達到較好的零件質量和避免模具強度不夠的問題。

綜合分析后，確定采用級進模方案。

2.2 確定工藝方案

由于該制件成形需多道次完成，因此制定合理的成形工藝方案十分重要。考慮到生產批量大，應在生產合格零件的基礎上盡量提高生產效率，降低生產成本。要提高生產效率，應該盡量復合能夠復合的工序。但復合程度太高，模具結構復雜，安裝、調試困難，模具成本提高，同時可能降低模具強度，縮短模具壽命。所以應根據零件實際情況，合理地制定級進工序。

該零件基本工序：①沖?1.85圓孔；②沖?6.5圓孔；③落料。據此，可以作出下列方案組合：

方案一：先沖出?6.5的孔，并作為導正孔進行導正，保證零件精度，且留有兩道空位工序，從而保證工作零件的強度與固定的空間。操作方便，安全程度較高。但工序相對較多，成本較高。

方案二：先沖出?6.5的孔，并作為導正孔進行導正，最后一道工位采用復合模組合沖壓。優點是節約了工序和設備，可以提高生產效益，但模具結構復雜，模壁強度較差，模具容易磨損或破壞，不宜采用。

方案三：先沖出?6.5的孔，并作為導正孔進行導正，將方案二中第2和第3工序互換。最后一道工位采用復合模組合沖壓，但落料凸模壁厚太薄，強度不夠。其工序較少，節約了設備，提高了生產效益。

綜上所述，考慮到工作零件的強度與固定空間，以及定位精確，不應復合工序，且要在適當的位置設計空位。從經濟成本和模具結構強度出發，應適當減少工序。該零件尺寸精度要求較高，應設置導正銷。所以必須先沖出?6.5的孔，并作為導正孔進行導正，從而保證零件質量。模具結構不能太復雜，模壁強度應予以保證，使模具不容易磨損或破壞。

綜合分析，確定采用方案一的工藝方案。

3 排樣設計及計算

零件材料厚度很薄，尺寸較小，近似方形，結構對稱，因此采用直排比較合理。

考慮到該制件尺寸精度要求高，搭邊值應取稍大值。查詢有關表格得a1=2.2，a=2.5。其中a1為沖裁件與沖裁件之間距離，a為沖裁件與條料側邊之間距離。

該工件材料為黃銅，查詢得其材料搭邊系數為1～1.2。 為備料方便取整數，最后取a1=2.5，a=2.5。

經計算，條料寬度B=23mm，步距S=11.9mm。

4 模具總體結構設計

本零件采用級進模沖壓方案。因大批量生產，采用機器自動送料，導料銷導向，擋料銷定位。在卸料方式上，考慮零件尺寸較小，厚度很薄，無法采用剛性卸料方式，所以設計了彈性卸料裝置，而卸料板固定于導板上，卸料橡膠則驅動導板，間接驅動卸料板。在模架選擇上，多工位級進模要求模架剛度好、精度高、穩定性能好，且該零件要求尺寸精度高，所以采用后側導柱模架，外導柱對卸料組件、上下模同時導向。在出件方式上，級進模出件方式通常有漏出、吹出、滑出，該模具采用的是滑出方式，即在凹模板上開出斜面，一旦制件與條料分離，即可從斜面滑下。

模具裝配圖如圖2所示。

圖2 模具裝配圖

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