關于旋壓153輪輻正沖50—100風孔模具研究

羅亮亮

摘 要：本文設計的沖壓模具采用單工序沖裁模，按照分配任務主要完成153輪輻邊風孔（又稱散熱孔）的沖裁設計。此工序利用冷沖壓技術可以達到高的加工要求獲得良好的經濟性。根據生產要求，采用手工送料方式以毛坯的中心孔用定位銷定位。為了便于操作降低模具成本采用彈性卸料方式沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。

關鍵詞：模具；沖裁；沖裁間隙

緒論

隨著工業產品質量的不斷提高，沖壓產品生產正呈現多品種、少批量，復雜、大型、精密，更新換代速度快的變化特點，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發展。為適應市場變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發展，沖壓模具設計與制造技術正由手工設計、依靠人工經驗和常規機械加工技術向以計算機輔助設計（CAD）、數控切削加工、數控電加工為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術轉變。

1.沖壓工藝分析

1.1 零件分析

1.1.1零件材料

該沖裁件的材料Q235-B為普通碳素鋼。具有較好的可沖壓性能。力學性能為：抗剪強度310-380MPa ，抗拉強度375-460Mpa，屈服強度為235Mpa，伸長率為21%～25%。

1.1.2零件結構

該零件為旋壓153輪輻，此零件結構為圓形盤類零件，厚度為12mm，中間有直徑為φ217mm的中心孔。在直徑為φ285.75mm的直徑上有10個φ29.6mm的定位孔平均分布，拐角處有圓弧連接，在圓弧連接處有5個50×100扁風孔均布，因此該零件結構上適合沖壓制造。

1.2工藝方案確定

通過工藝分析，采用中心孔、定位孔組合定位。將汽車輪輻零件安裝在模具的轉盤上，定位銷限制了旋轉自由度，實現了完全定位，操作簡單、方便，通過手動旋轉汽車輪輻零件即可逐個實現5均勻分布風孔的沖制。

2.沖壓模具總體結構設計

2.1模具類型

根據零件的沖裁工藝方案，采用單工序沖裁模。

2.2卸料與出件方式

考慮零件尺寸較大，厚度較高，采用彈性卸料方式，為了便于操作，提高生產率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。

2.3模具總裝圖

根據前面的設計與分析，我們可以得出單工序沖裁模具的總體方案圖如下：

2.1 模具總裝圖

1. 上模座 2.導套 3.沖頭固定座 4.沖頭墊板 5.沖頭固定板 6.沖頭7.導柱 8.凹模 9下模座 10.小膠塊 11.螺栓 12.轉軸 13.軸承 14.定位立板 15.銷軸 16.定位平拉桿 17.螺柱 18.螺母 19.壓縮彈簧 20.定位座 21.定位塊 22.定位銷 23.壓縮彈簧 24.轉盤 25.大膠塊 26.卸料塊 27.卸料塊壓板 28.卸料塊加強板 29.汽車旋壓輪輻

2.4 間隙值確定

2.4.1間隙對沖裁的影響

實踐證明，間隙的大小，分布是否均勻等，對沖裁件的斷面質量、尺寸精度、沖裁力和模具壽命有直接的影響。凸、凹模之間的間隙大小可分為三種情況，即間隙合理，間隙過大，和間隙過小。

間隙合理，材料在分離時，凸、凹模刃口處的裂紋重合，沖裁斷面比較平直、光滑，圓角和毛刺均較少，制件質量較好。但合理的沖裁間隙并非是一個絕對值，而是某一個數值范圍，在此范圍內都可得到沖裁斷面好的制件。間隙過大，凸、凹模刃口處的裂紋不重合，凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的里面邊，材料受很大的拉深，光亮帶小，毛刺，踏角及斜度都較大。間隙過小，裂紋也不重合，凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的外邊， 兩條裂紋之間的一部分材料隨沖裁的繼續又被二次剪切和擠壓，在斷面上形成第二次光亮帶，并在其間出現夾層和毛刺。

2.4.2間隙值確定

確定沖裁間隙值的主要依據，是在保證斷面質量和尺寸精度的前提下，使模具壽命最高，選用沖裁間隙時，可根據制件技術要求、使用特點和生產條件等因素選用，一般有理論計算法、圖表法等三種。

1）理論計算法：

2）查表法：即經驗確定法，是根據經驗數據來確定間隙值。

Z=（0.16～0.2）t=1.92～2.4mm，

經驗得Z=2.2mm最佳。

參考文獻：

[1] 《沖模設計手冊》編寫組.模具手冊之四沖模設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1999.6.

[2] 吳伯杰.沖壓工藝與模具[M].北京：電子工業出版社，2004.6.

[3] 陳炎嗣，郭景儀.沖壓模具技術手冊[M].北京：北京出版社，1996.1

*本課題來源于河南強力車輪制造有限公司提出產品要求的題目，主要任務是設計沖旋壓153輪輻正沖50-100風孔的模具.