飛行器支撐零件的沖壓模具設計

應昊

摘 要：模具在飛行器零件制造中有很重要的地位，同時它也被評為百業之母，說明飛行器零件都可以通過模具進行加工，在飛行器零件中有種支撐零件，它的加工方法是通過沖壓成形的，本文通過飛行器零件工藝分析，對凸凹模設計，最后進行模具設計，實現對零件的加工。

關鍵詞：零件工藝分析；凸凹模設計；模具設計

中圖分類號：TG385 文獻標志碼：A

1 零件工藝分析

圖1為飛行器支撐零件的零件圖。

零件圖的要求是材質選用10#鋼，用量為大批量，材料的厚度為2mm，要求的制造精度為IT10，通過零件圖的誰要求可以分析出該零件的制造精度不要要求很高，零件的厚度不厚，材質的硬度相對比較低，再通過零件的外形分析，確定該零件的加工通過沖壓制造的方式。

該零件沖壓需要有沖孔、落料和彎曲這幾道工序，沖孔時將零件圖中的5個圓孔加工成，落料是加工零件的外形，最后是彎曲成90°零件的結構。

零件的加工順序有很多種，通過3個工序組合確定3種方案，分別為落料沖孔、彎曲；落料、彎曲、沖孔；落料、沖孔、彎曲，根據零件的外形結構首先可以確定的是彎曲必須在最后，這樣加工起來簡單，而在工序安排上，每增加一道工序，制造成本就會提高，所以最終選擇的是落料與沖孔一起的加工，減少工序，在模具設計上也可以實現。

在零件加工之前需要確定零件毛坯的尺寸，圖2為零件展開圖。

在對零件展開尺寸L的計算中，需要利用一個中性層彎曲半徑p，它的計算公式為：

p=r+xt

式中：

r—內彎曲半徑；

x—中性層系數；

t—材料厚度。

這個中性層彎曲半徑主要的作用就是對零件彎曲位置變形前零件的長度計算，零件展開長度L是將零件兩邊長度與彎曲位置前長度相加所得。

2 凸凹模設計

圖3為沖壓模具凸凹模的配合形式圖。

沖壓模具的凸凹模設計中，需要考慮凸凹模之間的縫隙，這個縫隙的大小影響零件的加工，小了會影響零件沖壓時候凸模與凹模的運動，會有卡的現象，間隙要是大，沖壓時候孔會出現卷邊情況，或者出現裂紋。

沖壓間隙的確定是與零件的厚度和材質有關的，厚度大的零件間隙需要大一些，在選取間隙時候要滿足零件加工端面質量和尺寸的精度，同時使凸凹模壽命要長，結合設計手冊，通過零件厚度查找凸凹模的間隙在0.246～0.360。

在凸凹模設計之前需要將凸凹模的刃口尺寸計算出來，原則如下：

（1）沖孔時候，需要先把凸模刃口尺寸確定出來，這個尺寸一般是零件孔的最大值，目的是在使用一段時候，防止模具磨損影響加工尺寸，而凹模的刃口尺寸是在凸模尺寸的基礎上加上間隙最小偏差值。

（2）落料時候，這個與沖孔時候不同，是通過先確定凹模的刃口尺寸，它的數值是選取零件的最小偏差值，這樣可以保證零件的尺寸，不會加工超過零件最大偏差值，凸模刃口尺寸是凹模減去最小間隙值。

3 模具設計

模具結構圖（如圖4所示）模具設計主要從以下幾個方面進行：

凸凹模結構設計，通過計算沖孔和落料的凸凹模尺寸之后，需要確定凸模的長，它等于零件的厚度加上凹模的厚度還有凸模固定板的厚度；凹模的結構一般采用圓柱形結構，在內孔中有一個錐型過渡，凹模的厚度需要滿足凹模的強度和剛度，計算方法是厚度因素與凹模的最大寬度的乘積。

其他輔助零件可以選取編制零件，例如結構中的固定板，可以按照GB2858.2—81中選取，墊板在GB2858.3—81中選，定位零件選取定位銷，標準是GB/T2866.5，螺釘選取GB2867.5—81中的。

結論

模具設計是一個非常復雜的工作，同時也是經驗性很強的設計，有些設計在設計手冊上是沒有體現的，需要通過實際或者設計人員的閱歷，一些鈑金或者簡單零件都是通過沖壓的方式加工的，通過模具和沖壓成型，對零件的加工效率高，降低制造成本，在制造行業的發展中，沖壓已經成為加工設備中一個重要的設備，同時也是一門產業。

參考文獻

[1]許發樾.模具標準應用手冊[M].北京：機械工業出版社，1994.

[2]王秀風，萬良輝.冷沖壓模具設計與制作[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.