不對稱金屬墊片的落沖復合模設計

張秀英

摘? 要：金屬墊片是既普通又重要的零件，廣泛地用于石化、機械、電力、冶金等行業。它的性能直接影響連接系統密封的可靠性。形狀多種多樣，大部分都是對稱形，也有不對稱形。這種不對稱金屬墊片可以采用激光切割機加工，也可采用專用的落沖復合模沖壓成型。該文就針對落沖復合模沖壓成型制作方式做一簡單介紹。

關鍵詞：不對稱? 墊片? 落沖復合模

中圖分類號：TG385.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）03（c）-0065-02

不對稱金屬墊片采用激光切割機加工，不僅效率低，加工成本高，而且增加了激光切割機的負荷，影響其他零件的加工進度。因此，設計專用的落沖復合模成為加工金屬墊片的首選，下面詳細介紹不對稱金屬墊片落沖復合模的設計過程。

1? 零件分析

不對稱金屬墊片的形狀及尺寸如圖1所示，材質為SC1。外徑尺寸R=50，內徑尺寸r=26，厚度t=1，屬于不對稱薄板金屬件。

2? 落沖復合模的設計

2.1 零件壓力中心的計算

根據沖壓手冊中，復雜形狀的沖裁計算方法計算該零件的壓力中心。

如圖2所示，將零件輪廓分為7段，坐標軸選在外圓弧的圓心處。各線段的長度Li（i=1，...，7）為已知，則可計算總長L=325.32。

各段重心的計算：

直線段的重心在線段的中心點，圓弧L2、L4、L6的重心按下式計算。

（1）

式中：b為弦長;

S為弧長;

R為圓弧半徑;

Z為重心到圓心的距離。

通過上式計算可知每段圓弧的弦長bi（i=2，4，6）和每段圓弧的重心Zi（i=2，4，6）。根據以上計算結果可得零件的壓力中心坐標。

2.2 凸凹模工作部分尺寸和公差的計算

根據沖壓手冊中，凸模與凹模分開加工時，凸、凹模工作部分尺寸和公差計算公式計算不對稱金屬墊片的各個尺寸。

（1）沖孔φ12? d凸=12.14-0.020? d凹=12.19+0.020

（2）落料R50→φ100? D凸=99.68-0.020? D凹=99.73+0.020

（3）沖孔R26→φ52? d凸=52.23-0.020? d凹=52.28+0.020

（4）距離1 d凸=1.135-0.020? d凹=1.185+0.020

2.3 落沖復合模整體結構設計

由于模具的壓力中心應該和壓力機的壓力中心重合，因此該模具的凹模設計及布局要圍繞著壓力中心重合這一點展開。根據2.1、2.2中的計算結果，用CREO三維軟件繪制的凹模形狀如圖3所示。

根據凹模結構形狀，設計凸模和凸凹模結構，合理選用標準上、下模座，導柱和導套，頂料裝置采用橡膠材質。因此，設計加工出不對稱金屬墊片的落沖復合模如圖4所示。

3? 結語

該模具結構簡單，使用操作簡便。設計時考慮了零件的壓力中心以及凸、凹模間隙等重要因素，計算準確，布局合理，沖壓出的零件能滿足圖紙設計要求。

參考文獻

[1] 宋兆哲.靜密封過程中墊片的密封機理及失效分析[D].昆明理工大學，2011.

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