落料沖孔復合精沖模

■ 安徽方圓機電股份有限公司 （蚌埠 233010） 文 斌

某零件外形如圖1所示，查表公差等級IT6，斷面的表面粗糙度值Ra＝1.6μm，其內型尺寸精度、表面粗糙度要求高，材料為低碳鋼，料厚t＝2mm，年產量大，原生產工藝為下條料→作穿絲孔→線切割成形→拋光、去毛刺，工序多、效率低，且在線切割加工成型過程中，由于工件加工內應力產生尺寸變形原因，內型尺寸精度難以保證。如用普通落料沖孔模加工，零件內型尺寸精度和表面粗糙度要求均無法保證。為此，設計了一副在普通壓力機上使用精沖技術的落料沖孔復合精沖模，零件沖壓成形后，其外形和內型尺寸精度和表面粗糙度都能滿足產品要求，生產效率及質量均大幅提高。

1. 模具工作過程

模具結構如圖2所示，其工作過程是上模下行，件3、件5、件13和件16把條料壓緊，隨后件4、件12進行外形落料，上模繼續下行，件4、件9進行內型精沖成形。沖裁完成后，上模回升，件5、件13將沖好的零件退出，件3、件16將條料搭邊卸出，整個沖裁完成。

圖1 接電片

圖2 落料沖孔復合精沖模1.下模座 2、7、11、18.螺釘 3.退料橡皮 4.凸凹模 5.壓料橡皮 6.上模座 8.模柄9.沖頭 10.墊板 12.凹模 13.壓料板 14、19.銷釘 15.導套 16.退料板 17.導柱

2. 模具結構特點

因零件對外形尺寸精度及表面粗糙度均無特別要求，所以其外形落料可按普通落料模形式設計，我們主要對其內型成形結構進行說明。

（1）精沖間隙。為滿足零件內型尺寸精度和表面粗糙度要求，沖頭與凸凹模相互配合間隙（雙面）為0.005～0.010mm，間隙大小與被沖裁材料厚度無關。

（2）沖頭和凸凹模結構。因僅對內孔給予精沖，所以凸凹模工作刃口鋒利，表面粗糙度值Ra≤0.4um。沖頭刃口采用R0.2mm（沖裁材料厚度10%）較小圓角刃口，表面粗糙度值Ra≤0.4um，如圖3a所示，這主要是為加大剪切表面擠壓作用，從而降低內型剪切表面的表面粗糙度值。如精沖為落料尺寸，凹模刃口應采用R0.2mm（沖裁材料厚度10%）較小圓角刃口，沖頭鋒利，如圖3b所示。

（3）壓料結構。當沖頭進入凸凹模前，首先應由壓料板將條料壓緊，以便于零件產生塑性變形，壓料力足夠使模具工作時，材料不至于發生移動。此模具采用聚氨酯橡膠做強力壓料，壓縮反彈所產生的壓料力取P壓＝（15%～20%）P沖。聚氨酯橡膠截面積及高度可用壓料力P壓推算出。

（4）壓料板設計。因零件對上表面不允許有壓痕，所以我們放棄了最初設計時所采用的三角形凸起雙齒圈壓料板（見圖4a），改為臺階形凸平臺壓料板（見圖4b），不僅制造簡單，而且也達到了與雙齒圈三角形凸起壓料板一樣的效果。

3. 注意事項

由于精沖的沖頭與凸凹模的間隙小，沖裁力較大，因此對上、下模座等強度應適當增加，制造精度應提高，要求上、下模座的平行度為0.03/300mm，導柱和導套的間隙不得超過0.015mm。模具工作時應采用濃度不大的干凈的錠子油作為潤滑劑使用。此模具設計方法，也適用于其他對孔有較高要求的沖件。

圖3 精沖沖頭、凹模

圖4 壓料板

[1] 劉靖巖．冷沖壓工藝與模具設計[M]．北京：中國輕工業出版社，2006．

[2] 周開華，汪愷．精沖技術[M]．北京：國防工業出版社，1980．