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模具工業(yè)2011年第37卷第5期41 旋轉(zhuǎn)式?jīng)_側(cè)孔模設(shè)計(jì) 靳會(huì)洲, 田福祥 ( 青島理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院, 山東青島266033) 摘要: 通過(guò)對(duì)零件結(jié)構(gòu)及成形工藝的分析, 針對(duì)傳統(tǒng)加工零件側(cè)孔存在的問(wèn)題及經(jīng)濟(jì)性的需求, 比較了 幾種加工方法的優(yōu)缺點(diǎn), 選擇一種新穎的沖壓工藝方案, 設(shè)計(jì)了一副旋轉(zhuǎn)式?jīng)_側(cè)孔模。介紹了模具的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)與工作過(guò)程, 提出了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意的問(wèn)題。模具采用了轉(zhuǎn)盤(pán)和滑塊結(jié)構(gòu), 完成了4個(gè)側(cè) 孔的同時(shí)沖制。 關(guān)鍵詞: 側(cè)孔; 旋轉(zhuǎn)式; 模具結(jié)構(gòu); 轉(zhuǎn)盤(pán); 滑塊 中圖分類號(hào): TG386. 32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào): 1001- 2168( 2011) 05- 0041- 03 Design of rotatory punching side hole die JIN Hui- zhou, TIAN Fu- xiang (College of Mechanical Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao, Shandong 266033, China) Abstract: By analyzing the structure and the forming process of the part, the advantages and dis advantages of several processing methods are compared, a new method of stamping technology and a rotatory punching side hole die were designed. Discussing the structural design and work process of the die, the points of attention of molding design were put forward. In this die rotary table and slider are used to punch simultaneously four side hole, and the parts are punched successfully. Key words: side hole; rotatory; die structure; rotary table; slider 1 零件結(jié)構(gòu) 在沖壓生產(chǎn)中經(jīng)常遇到一些零件需要在已經(jīng) 成形或拉深后的零件側(cè)壁上沖孔, 這就需要一副或 幾副沖側(cè)孔模實(shí)現(xiàn)。沖側(cè)孔模的結(jié)構(gòu)要根據(jù)零件的 特點(diǎn)而定。圖1 為某產(chǎn)品的一個(gè)零件, 材料為20 鋼, 零件壁厚0. 8 mm。零件的圓周側(cè)面上均勻分布4 個(gè) 互為90b的腰形孔, 孔的尺寸和位置精度均較高。 2 成形工藝設(shè)計(jì) 2. 1 工藝方案確定 零件需在側(cè)壁上沖對(duì)稱的4 個(gè)孔。根據(jù)零件上 4 個(gè)孔的尺寸、形狀、位置情況, 對(duì)零件上4 個(gè)孔的 沖壓提出以下3 種成形方案: ( 1) 自動(dòng)分度徑向沖孔結(jié)構(gòu), 即采用棘輪、棘爪 分度定位機(jī)構(gòu)沖孔。采用該機(jī)構(gòu)沖孔誤差小, 定位 精度可滿足零件上孔均分的要求, 同時(shí)可避免人為 圖1 零件結(jié)構(gòu) 操作帶來(lái)的誤差。 ( 2) 斜楔側(cè)向沖孔結(jié)構(gòu)。在每一個(gè)沖裁方向上, 安裝一個(gè)斜楔結(jié)構(gòu)推動(dòng)凸模運(yùn)動(dòng)沖出側(cè)孔, 而該零 件的4 個(gè)側(cè)孔在4 個(gè)不同的沖裁方向上, 且要在一 個(gè)不大的零件周圍安裝4 個(gè)斜楔結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)模具 制作難度大, 成本高, 同時(shí)零件取放不方便, 安全性 差。 ( 3) 旋轉(zhuǎn)式側(cè)向沖孔結(jié)構(gòu)。采用該結(jié)構(gòu)的模具中 設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)盤(pán)和滑塊結(jié)構(gòu), 通過(guò)上模上、下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn) 盤(pán)旋轉(zhuǎn), 再帶動(dòng)滑塊做徑向運(yùn)動(dòng), 完成沖孔。該結(jié)構(gòu) ) ) ) )) ) ) ) ) ) ) ) )) ) ) ) ) ) ) ) ) 收稿日期: 2011- 01- 05。 作者簡(jiǎn)介: 靳會(huì)洲( 1987- ) , 男, 河南周口人, 碩士研究生, 主要 研究方向?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì), 地址: 山東省青島市四方區(qū)撫順路11號(hào) 青島理工大學(xué)186 信箱, ( 電話) 15020084539, ( 電子信箱) jin huizhou1987@ 163. com。 42 模具工業(yè)2011 年第37 卷第5 期 適用于體積小, 所需沖裁力不大的零件, 模具簡(jiǎn)單、 可靠, 同時(shí)能很好地滿足孔的均勻分布要求。 通過(guò)以上分析, 最終采用方案3 對(duì)零件的4 個(gè) 孔進(jìn)行沖壓。 2. 2 模具工作部分尺寸計(jì)算 ( 1) 凸、凹模雙面間隙按下式計(jì)算: Z= Kt 式中: K ) ) ) 系數(shù)( 與材料和厚度有關(guān)) , 取K= 0. 08; t )) ) 材料厚度, mm。 經(jīng)計(jì)算, 凸、凹模沖裁間隙Z= 0. 064mm, 取 Z= 0. 07mm。 ( 2) 模具工作部分尺寸計(jì)算。 腰形孔的尺寸公差按IT12 級(jí), 查得相應(yīng)尺寸為 d= 1. 6 0 + 0. 1 mm、l= 0. 9 ? 0. 05mm。 沖腰形孔凸模尺寸按下式計(jì)算: dp= ( d+ V$) $/ 4 0 l p= ( l+ 0. 5$) ? $/ 8 式中: dp )) ) 腰形孔凸模圓形部分的直徑, mm; l p )) ) 腰形孔凸模兩圓心間的距離, mm; V )) ) 因 數(shù), 查表可得V = 0. 75; $ )) ) 零件的制造公差, mm。 經(jīng)計(jì)算, dp= 1. 675- 0. 025 0 mm, lp= 0. 95? 0. 012 5 mm。 沖孔凹模尺寸按上述凸模尺寸配作, 保證沖裁 間隙Z = 0. 07mm。 3 模具結(jié)構(gòu) 圖2 所示為旋轉(zhuǎn)式側(cè)向沖孔模結(jié)構(gòu)。該沖孔模 利用轉(zhuǎn)盤(pán)和滑塊機(jī)構(gòu)同時(shí)沖壓零件周邊的4 個(gè)均 勻分布的孔。 靠模板17 上有長(zhǎng)槽, 且中間部分有一定的斜 度, 滑動(dòng)銷釘7 插入斜槽內(nèi), 隨著上模的上下移動(dòng) 會(huì)帶動(dòng)滑動(dòng)銷釘7 左右旋轉(zhuǎn)。左右2 個(gè)滑動(dòng)銷釘與 轉(zhuǎn)盤(pán)23 連接, 并且可以帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)上下各 有一個(gè)保持器24, 內(nèi)部有若干滾珠22, 保證轉(zhuǎn)盤(pán)的 順利轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)上有均勻分布的4 條槽, 每條槽內(nèi) 有一個(gè)傳動(dòng)銷13, 傳動(dòng)銷可以在槽內(nèi)自由移動(dòng)。每 個(gè)傳動(dòng)銷分別和一個(gè)滑塊15 連接, 滑塊和滑塊座8 組合, 滑塊座固定不動(dòng), 滑塊只可以作徑向運(yùn)動(dòng)。凸 模16 和滑塊固定在一起, 隨著滑塊的徑向運(yùn)動(dòng)完成 沖孔, 凹模6 固定在滑塊座8 上。 模具設(shè)計(jì)有頂圈21, 外形輪廓和零件接近, 上 面固定有定位銷14, 同凹模6 的外圓一起完成零件 的精確定位。頂圈可以上下移動(dòng), 底部連接有2 顆卸 料螺釘10 和2 個(gè)頂桿25。底部設(shè)置有頂塊11 和手 柄28, 手柄的上下擺動(dòng)可以通過(guò)卸料螺釘帶動(dòng)頂圈 的上下移動(dòng), 完成卸料。托板26 和彈簧27 通過(guò)頂桿 25 在沖壓過(guò)程中維持頂圈平穩(wěn)地上、下運(yùn)動(dòng), 同時(shí) 輔助手柄完成卸料。 4 模具工作過(guò)程 工作時(shí), 首先將零件放在頂圈21 上, 以凹模6 的外圓及定位銷14 定位。上模下行, 壓料桿4 壓住 零件, 迫使頂圈21 下降避開(kāi)凸模16 的側(cè)向刃口, 此 時(shí)滑動(dòng)銷釘7 處于靠模板17 的直槽中。上模繼續(xù)下 行, 滑動(dòng)銷釘隨靠模板斜槽部分的推動(dòng)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán) 23 旋轉(zhuǎn), 轉(zhuǎn)盤(pán)上開(kāi)有4 條長(zhǎng)槽, 轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)迫使傳動(dòng) 銷13 帶動(dòng)4 個(gè)滑塊15 作徑向運(yùn)動(dòng), 使固定在滑塊 上的凸模16 完成沖側(cè)孔。上模上行, 滑動(dòng)銷釘在靠 模板槽中作反向運(yùn)動(dòng), 迫使凸模退回原位。用手將 手柄28 沿反向運(yùn)動(dòng), 使卸料螺釘10 將頂圈21 退到 原位, 卸下零件, 廢料從凹模6 的中心漏斗孔漏出。 5 注意事項(xiàng) ( 1) 設(shè)計(jì)時(shí)要計(jì)算好靠模板17 上長(zhǎng)槽中斜槽部 分的角度及長(zhǎng)度, 以保證靠模板到上死點(diǎn)時(shí)凸模16 能離開(kāi)頂圈2~ 3mm, 靠模板到下死點(diǎn)時(shí), 凸模又能 進(jìn)入凹模1~ 2mm。 ( 2) 安裝過(guò)程中, 應(yīng)保證滑動(dòng)銷釘7 在靠模板17 的斜槽內(nèi)能順利滑動(dòng), 避免沖壓過(guò)程中, 出現(xiàn)卡死的 現(xiàn)象。轉(zhuǎn)盤(pán)23 與保持器24 之間應(yīng)注意潤(rùn)滑。 ( 3) 沖壓時(shí)托板26 要上下運(yùn)動(dòng), 所以托板上的 卸料孔應(yīng)設(shè)計(jì)成上大下小, 同時(shí)下模座上的廢料孔 直徑要大于托板廢料孔下端的直徑, 保證廢料能順 利落下。 6 結(jié)束語(yǔ) 該模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊, 設(shè)計(jì)合理, 操作方便, 滿 足了零件上4 個(gè)孔的位置和尺寸精度的要求, 同時(shí) 也滿足了生產(chǎn)的要求。實(shí)踐表明, 使用該模具, 產(chǎn)品 的生產(chǎn)效率大大提高, 滿足了生產(chǎn)廠家的需求。 參考文獻(xiàn): [ 1] 模具實(shí)用技術(shù)叢書(shū)編委會(huì). 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例[M] . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001: 33- 38. 模具工業(yè)2011年第37卷第5期43 圖2 模具結(jié)構(gòu) 1. 限位釘2. 模柄3. 壓料板4. 壓料桿5. 壓環(huán)6. 凹模7. 滑動(dòng)銷釘8. 滑塊座9. 下模座10. 卸 料螺釘11. 頂塊12. 墊塊13. 傳動(dòng)銷14. 定位銷15. 滑塊16. 凸模17. 靠模板18. 彈簧19. 螺桿 20. 上模座21. 頂圈22. 滾珠23. 轉(zhuǎn)盤(pán)24. 保持器25. 頂桿26. 托板27. 彈簧28. 手柄 [ 2] 楊海榮, 方超. 管子雙向沖模設(shè)計(jì)[ J] . 模具工業(yè), 2009, 35( 10) : 26- 28. [ 3] 朱元友. 中厚板多孔位大型沖孔模設(shè)計(jì)[ J] . 模具工業(yè), 2010, 36( 6) : 34- 35. [ 4] 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] . 北京: 機(jī)械工 業(yè)出版社, 1999: 64- 67. 資料信息 5模具工業(yè)6 編輯部現(xiàn)存有少量合訂本, 1997~ 2005 年合訂本3 折銷售, 每本35 元; 2006~ 2009 年 合訂本每本120 元。歡迎匯款到編輯部訂購(gòu)。郵編: 541004, 地址: 廣西桂林市辰山路1 號(hào), 收款人: 5模 具工業(yè)6編輯部, 電話: 0773- 5888420。__