多工位級進模的主要零部件設(shè)計

李豪

摘要：根據(jù)工件的形狀、工藝要求，設(shè)計出安裝座多工位級進模設(shè)計的主要零部件。重點介紹了定位、托料導(dǎo)向、卸料裝置。利用相關(guān)的理論知識和計算機輔助系統(tǒng)如：AutoCAD、CAXA等來完成本次的沖壓設(shè)計。

關(guān)鍵詞：多工位級進模;模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

0? 引言

多工位級進模工位多、細小零部件額鑲塊多、機構(gòu)多，動作復(fù)雜，精度高，其零部件的設(shè)計，除應(yīng)滿足一般沖壓模具零件的設(shè)計要求外，還應(yīng)依據(jù)多工位級進模的沖壓形式成型特點和成形要求，分離工和成形工序差別。按模具主要零部件制造和裝配要求來考慮其結(jié)構(gòu)形式和尺寸，認(rèn)真進行系統(tǒng)協(xié)調(diào)和設(shè)計。

1? 模具結(jié)構(gòu)

本次模具（圖1）包括成型零件、支承固定零件、定位裝置、導(dǎo)向裝置、卸料裝置等。

2? 主要設(shè)計

2.1 凸凹模

2.1.1 凸、凹模的刃口尺寸計算

凸模和凹模的刃口尺寸和公差，會直接影響到?jīng)_裁制件的成型質(zhì)量。通過刃口尺寸公差來確定凸、凹模制件的合理間隙值。所以，刃口尺寸的計算是多工位級進模設(shè)計中非常重要的一項工作。

①落料：以凹模尺寸為基準(zhǔn)，取較小尺寸工件尺寸公差范圍。落料凸模的基本尺寸，則按照凹模的基本尺寸最小初始間隙。②沖孔：以凸模尺寸為基準(zhǔn)，取較大尺寸的工件尺寸公差范圍。而沖孔凹模的基本尺寸，則按照凸模的基本尺寸最小初始間隙。③孔心距：凹模孔心距的基本尺寸取在工件孔心距公差帶的中點上，按雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注。④沖模刃口制造公差：確保工件的精度要求為準(zhǔn)，合理的凸凹模間隙值，模具具有一定的使用壽命。

由于模具為大批量生產(chǎn)，對于凸模的互換性要求較高，模具成批制造，所以應(yīng)該選擇具有互換性的凸、凹模模具，所以本次設(shè)計選用具有制模精度要求高、制造困難、相應(yīng)地會增加加工成本劣勢的凸、凹模分開加工的方法。計算公式如下：落料：Dd=（Dmax-x△），Dp=（Dd-Zmin）;沖孔：dp=（dmin+x△），dd=（dp+Zmin），孔心距：Ld=（Lmin+0.5△）±0.5δd。式中，Dd，Dp為落料凹凸模尺寸，dpdd為沖孔凸凹模尺寸，Ld為凹模孔心距的尺寸，公差δd取工件公差的1/4，即δd=1/4*△，Lmin為工件孔心距的下極限尺寸， Dmax為落料件的上極限尺寸， dmin為沖孔件孔的下極限尺寸， △為沖裁件制造公差， Zmin為最小初始雙面間隙，δdδp為凸凹模的制造公差， x為系數(shù)，應(yīng)使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。

產(chǎn)品要求：材料：08F;料厚：1mm;未住圓角R1;未注公差I(lǐng)T12;大批量生產(chǎn)。產(chǎn)品制件圖如圖2所示，制件展開圖如圖3所示。

A1：x=0.75 △=0.25，Dd=（Dmax-x△）=（35- 0.75*

0.25）=34.813，Dp=（Dd -Zmin）=（34.813-0.100）=34.7130

A2：x=0.75 ，△=0.25，Dd=（Dmax-x△）=（40-0.75*0.25）=39.813，Dp=（Dd -Zmin）=（39.813-0.100） =39.713

A3：△=0.12，X=1，Dd=（Dmax-x△）=（4-1*0.12）=3.88，Dp=（Dd -Zmin）=（3.88-0.100）=3.78

A4：△=0.12，X=1，dp=（dmin+x△）=（4+1*0.12）=4.12，dd=（dp+Zmin）=（4.12+0.100）=4.22

A5：△=0.12，X=1，dp=（dmin+x△） =（4+1*0.12）=4.12，dd=（dp+Zmin）=（4.12+0.100）=4.22

A6：△=0.12，X=1，Dd=（Dmax-x△）=（4-1*0.12）=3.88，Dp=（Dd -Zmin）=（3.88-0.100）=3.78

A7：△=0.12，X=1，dp=（dmin+x△）=（3+1*0.12）=3.12，dd=（dp+Zmin）=（3.12+0.100）=3.22

A8：△=0.21，Ld=（Lmin+0.5△）±0.5δd=（19+0.5*0.21）±0.5*0.05=19.105±0.025

A9：△=0.12，X=0.75，dp=（dmin+x△）=（3+1*0.75）=3.75，dd=（dp+Zmin）=（3.75+0.100）=3.85

A10：△=0.12，X=1，dp=（dmin+x△）=（6+1*0.12）=6.12，dd=（dp+Zmin）=（6.12+0.100）=6.22

A11：△=0.12，X=1，dp=（dmin+x△）=（4+1*0.12）=4.12，dd=（dp+Zmin）=（4.12+0.100）=4.22

A12：△=0.18，Ld=（Lmin+0.5△）±0.5δd=（12+0.5*0.18）±0.5*0.045=12.09±0.023

A13：△=0.12，X=0.75，dp=（dmin+x△）=（4.9+1*0.75）=5.65，dd=（dp+Zmin）=（5.65+0.100）=5.75

2.1.2 凸凹模類型選擇

因為凸、凹模要有足夠的強度和剛度，安裝牢固，便于維修和更換，有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和余料排除方便及時。本次設(shè)計選用的是吊裝和凸模固定板的辦法。凹模：S=46，凹模厚度：按照公式：H=KS（≧8），其中系數(shù)K查表K=0.3-0.4，取0.3，所以，H=46*0.3=13.8≈14mm;凹模寬度：按照公式：B=S+（2.5-4.0）H=46+3*14=88mm，凹模長度：L=S1+2*S2，其中S1=457，查表S2=32，所以，L=457+32*2=521mm。綜合考慮本次設(shè)計選擇使用嵌塊安裝形式的凹模，刃壁選用階梯型直刃壁，凹模板厚度取30mm。

2.2 帶料的定位裝置

自動送料機構(gòu)送料時，條料的準(zhǔn)確定位是通過導(dǎo)正銷（圖4）來確定。設(shè)計模具時，在排樣圖中的第一工位沖出的應(yīng)該是作為精定位的導(dǎo)正孔，導(dǎo)正銷的設(shè)定應(yīng)該緊隨其后，設(shè)在沖導(dǎo)正孔的第二工位，可用于檢測條料送進步距誤差的檢測凸模應(yīng)當(dāng)設(shè)定在第三工位。因?qū)дN在同一副模具中需多處使用，所以所有導(dǎo)正銷的突出長度x，直徑尺寸和頭部形狀必須保持一致，使得所有的導(dǎo)正銷承受基本相等的載荷。本次設(shè)計導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔的配合結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

2.3 帶料的導(dǎo)向與托料裝置

托料導(dǎo)向裝置（圖5）是首先具有托料，其次具有導(dǎo)料這雙重作用的重要的模具部件。當(dāng)送料結(jié)束，上模下行時，卸料板凹坑底面首先壓縮導(dǎo)向釘，使條料與凹模面平齊并開始沖壓。當(dāng)上模回升時，彈簧將托料導(dǎo)向釘推至最高位置，進行下一步的送料導(dǎo)向。托料釘（圖6）常選用合金工具鋼，淬硬到58～62HRC，并與凹模孔成H7/h6配合。本次設(shè)計中取值：槽寬：h=2mm;槽深：（D-d）/2=（3～5）t=（12-6）/2=3t=3mm;頭高：h1=3mm;坑深：T=h1+（0.3～0.5）mm=3mm+0.5mm=3.5mm;卸料板沉孔深：B=h1+（0.3-0.5）=3.5mm;浮動高度：h=材料向下成形的最大高度+（1.5～2）mm=14mm。

2.4 卸料裝置

卸料裝置（圖7）的主要作用為保證沖壓結(jié)束后及時平穩(wěn)的卸料，以及對各凸模起到精確導(dǎo)向和有效地保護作用。主要由卸料板，彈性元件，卸料螺釘和輔助導(dǎo)向零件等組成了卸料裝置。

彈壓卸料板（圖7.a）采用高速鋼或合金工具鋼制造。淬火硬度56～58HRC，其型孔的工作面表面粗糙度Ra0.4～0.1μm。輔助導(dǎo)向機構(gòu)，小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套（圖7.b）（20*130，20*40*26，GCr15 HRC58-），為滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套。內(nèi)螺紋式卸料螺釘（圖7.c），彈簧壓力在卸料螺釘上經(jīng)過里的傳導(dǎo)傳至卸料板。卸料彈簧（圖7.d）為4根，計算、查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》P57表3-11選用圓柱型壓縮彈簧，其外徑為D=22mm，d=1.6，H=62，t=10，H2=40.3，F(xiàn)2=22，n1=6.5，允許符合Pmax=2100N。

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