李敏強(qiáng)

（中國(guó)重汽集團(tuán)柳州運(yùn)力專用汽車有限公司，廣西 柳州 545112）

沖模加工，是應(yīng)用廣泛的一種工藝加工方式，加工品質(zhì)好，效率高，本文所闡述的這套模子的凸模，運(yùn)用了單沖組合的設(shè)計(jì)方法和快速換模方法，是單沖組合模具在實(shí)際應(yīng)用中的延伸。

1 工件的工藝特性

平板車廂的邊框是一種U形件，其焊在車廂兩側(cè)，用來(lái)裝配車廂邊板總成、前板總成和立柱體。邊框上面有Φ8.5mm、Φ13mm兩種孔，距離為28mm的Φ8.5mm組孔用來(lái)鉚接下頁(yè)板，距離為380mm的Φ8.5mm組孔用來(lái)鉚接護(hù)體總成，Φ13mm的孔用來(lái)組裝車廂前板。

根據(jù)車廂長(zhǎng)度的不同，邊框的長(zhǎng)度不同，孔的數(shù)量和孔距都也不同。雖然孔距有變化，但是這種變化是有一定規(guī)律的，這種規(guī)律是：85 mm、74 mm、380mm、83mm、546mm、413mm這6種孔距是不變的，變化的是鉚接下頁(yè)板的Φ8.5mm組孔的距離（如圖1所示）。

圖1 工件圖

由于孔距不同，以前我們都是用鉆模來(lái)加工孔，幾乎每一種車型就要做一套鉆模，由于平板車廂的種類很多，這樣模具的數(shù)量就很多，用鉆模的加工效率低，而且鉆出的孔帶有毛剌。經(jīng)過(guò)不斷總結(jié)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套可快速拆換沖頭的沖模。

2 模具結(jié)構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 可快速拆換沖頭的沖模結(jié)構(gòu)圖

（1）上模座。上模座是用來(lái)裝活動(dòng)沖頭的，上面的孔與活動(dòng)沖頭的配合是間隙配合。

（2）下模座。下模座中間開(kāi)一淺槽，用作凹模的安裝定位，下面墊墊鐵，用來(lái)清理沖孔落下的料。

（3）凹模。凹模分兩段，主要是考慮凹模比較長(zhǎng)，在使用過(guò)程中，如果局部損壞要更換時(shí)，不需整個(gè)凹模都換掉，以節(jié)約成本。凹模上孔的布置，要有技巧，要在有限的長(zhǎng)度上把所有要沖的不同孔徑的孔都要布上去，能沖出不同孔距的孔，而且要方便操作，減少定位次數(shù)，以提高工作效率。在這套模具上，選擇用距離為546mm的兩組Φ8.5mm孔加中間距離為380mm的兩個(gè)Φ8.5mm孔，380mm中間再布置4-Φ13mm孔。

（4）Φ8.5mm活動(dòng)沖頭組件I?；顒?dòng)沖頭組件要能快速拆換，這樣才能保證沖完一組孔后，再?zèng)_下一組孔時(shí)，與之不相關(guān)的沖頭能拆去，避免沖出多余的孔。它由沖頭、卸料橡膠、回位彈簧和導(dǎo)向套組成，沖頭與導(dǎo)向套的配合、導(dǎo)向套與上模座的配合都是間隙配合，這樣的設(shè)計(jì)就保證了活動(dòng)沖頭組件的可拆換（如圖3）。

圖3 活動(dòng)沖頭組件圖

（5）Φ13mm活動(dòng)沖頭組件。該組件除沖頭外，其余零件與Φ 8.5mm活動(dòng)沖頭組件I相同。

（6）Φ8.5 mm 活 動(dòng) 沖 頭 組 件II。這 是 兩個(gè)Φ8.5mm沖頭組合在一起，共用一塊卸料板和卸料橡膠，用以沖兩個(gè)孔距為28mm的Φ8.5mm組孔。

（7）導(dǎo)輪。導(dǎo)輪主要是為了方便進(jìn)料而設(shè)計(jì)，在導(dǎo)輪軸的下面兩邊各墊一塊橡膠，保證導(dǎo)輪安裝時(shí)，導(dǎo)輪面高出凹模上平面1～2mm，這樣當(dāng)沖裁時(shí)，凸模下行將工件壓下與凹模面貼緊，接著沖孔，然后凸模上行，導(dǎo)輪將工件托起，這樣工件完全在與導(dǎo)輪的配合下滾動(dòng)送料。

（8）定位裝置。定位裝置分左右，用孔和定位銷定位，從左邊進(jìn)料，右邊出料，沖出的是左邊框，從右邊進(jìn)料，左邊出料，沖出的是右邊框，送料時(shí)要將高為（51±0.7）mm的翼面，放在有側(cè)面壓緊裝置的一邊。

（9）側(cè)面壓緊裝置和契桿。工件是U型件，是扣在凹模上進(jìn)行沖裁的，為了方便進(jìn)料，設(shè)計(jì)時(shí)工件與凹模單邊間隙預(yù)留了2mm，而工件上尺寸（21±1）mm是必須保證的，為了保證這個(gè)尺寸要求，在沖孔時(shí)，工件的高翻邊，必須在沖孔前先與凹模的側(cè)面貼緊。側(cè)面壓緊裝置和契桿的配合，就保證這個(gè)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。

如圖4所示是沖孔前沖頭、側(cè)面壓緊裝置和契桿的相對(duì)位置，契桿比沖頭高出19mm，當(dāng)沖床打板將沖頭壓下至工件上表面時(shí)，沖頭的行程是25mm，契桿的行程是19+25=44mm，而契桿的行程只需39mm，就可以使側(cè)面壓緊裝置橫向位移7mm將工件壓緊。

圖4 沖孔前沖頭、側(cè)面壓緊裝置和契桿的相對(duì)位置圖

3 沖頭及凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）尺寸的確定。

凹模刃口尺寸

式中，

d 為工件尺寸，mm；

δ凸、δ凹為凸、凹模制造公差，mm；

Zmin、Zmax為最小、最大間隙，mm。

（2）沖裁力的計(jì)算。

式中，

F0為沖裁力，N；

L 為沖裁件的周長(zhǎng)，mm；

t 為材料厚度，mm；

τ 為材料抗剪強(qiáng)度，MPa。

4 操作步驟

以左邊框?yàn)槔?/p>

（1）將定位銷插在距離為421.5 mm的定位孔上，工件從左邊送進(jìn)，右端與定位銷Φ8.5mm圓柱面接觸，實(shí)際定位尺寸是

這時(shí)只保留右邊的兩個(gè)Φ8.5mm沖頭，其余沖頭全部取出，這樣就沖出距離為413 mm的一組Φ8.5mm孔；

（2）用工件孔與定位裝置上距離為596mm的孔作基準(zhǔn)，插入定位銷定位，沖出距離為596mm的一組Φ8.5mm孔，這個(gè)步驟重復(fù)一次，沖出第二組孔距為596mm的孔，重復(fù)第二次時(shí)，將6個(gè)Φ8.5mm沖頭裝上，這樣一次沖出一組孔距為596mm和孔距為83mm、380mm、546mm的6個(gè)Φ8.5mm孔；

（3）保留右邊的兩個(gè)Φ8.5mm沖頭，其余沖頭全部取出，以定位裝置上距離為670mm的孔為基準(zhǔn)重復(fù)步驟（2），沖出4組距離為670mm的孔和孔距為83mm、380mm、546mm的6個(gè)Φ8.5mm孔；

（4）保留右邊的兩個(gè)Φ8.5mm沖頭，其余沖頭全部取出，以距離為667mm的孔為基準(zhǔn)定位3次，沖出3組距離為667mm的Φ8.5mm孔；

（5）將兩個(gè)Φ8.5mm沖頭取出，把4個(gè)Φ13mm沖頭裝上，以距離為741mm的孔定位，沖出4個(gè)Φ13mm孔。

5 結(jié)束語(yǔ)

一般的沖孔或落料模，在設(shè)計(jì)時(shí)都是將沖頭固定在上模座上，這樣的模具只能沖一些尺寸不是很大的工件上的孔，對(duì)于象邊框這樣的長(zhǎng)件，是無(wú)法沖裁的，這套模具的設(shè)計(jì)思路，可以為從事模具設(shè)計(jì)的人員提供一些參考。

[1]沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例/模具實(shí)用技術(shù)叢書(shū)編委會(huì).模具實(shí)用技術(shù)叢書(shū)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]《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.