精冲模设计完需要做二次优化吗?

精冲模具设计优化

精冲模具的固定与导向

在精冲模具的设计与制造中,凸模(凸凹模)与凹模的间隙很小,为保证其间隙相对均匀,要求二者必须精密对中。在结构设计时,通常是让齿圈压板给凸模导向,而齿圈压板本身固定在压板座上,所以通过安装在齿圈压板上的导套与模架的导柱配合,实现齿圈压板的导向。

常用齿圈压板的固定与导向结构,如图1~图3所示。

图1结构:齿圈压板沉入压板座内,其优点是齿圈压板厚度不需要额外加大,也不需要额外增加凸模的高度;其缺点是齿圈压板必须做成带台阶的形状,而压板座也必须做成沉孔形状,加工比较复杂,制造成本较高。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图1

图1 齿圈压板结构1

图2结构:虽然简化了压板座的形状,但却增加了齿圈压板的厚度,进而也徒增了凸模的高度,增加了凸模(凸凹模)失稳风险。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图2

图2 齿圈压板结构2

图3是一种优化结构。它是用一个环将齿圈压板和压板座连接起来,环的内部可容纳下凸模固定板,不额外增加齿圈压板和凸模的高度,同时也简化了二者的制造工艺。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图3

图3 齿圈压板优化结构

用钢球固定凸模(或凸凹模)

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图4

凸模(或凸凹模)的固定方式,以挂台、螺钉最为常用。挂台方式适用于外形为圆形的凸模,螺钉方式适用于有足够面积钻螺钉孔的凸模。而对于如图4所示的凸模形状,显然不能采用挂台或螺钉方式固定。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图5

图4 精冲件图

针对这种凸模,可以采用铆接或粘接,但铆接需要较高的操作技能,而且容易造成局部退火软化或脆化,影响凸模的使用寿命;粘接仅适用于被冲板料较薄的情况,对于厚板料,卸料力很大,极易脱落。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图6

现介绍一种利用钢球固定凸模(或凸凹模)的方法,在外形加工完毕的凸模柱面上,距离上端面相等的位置上,加工出若干个球形窝,而在凸模固定板的相应位置,加工出同样数量的沟槽,然后装入钢球,将凸模与固定板组合起来。其结构如图5所示。图6是使用钢球的数量及安装位置。

钢球的位置和数量依据精冲件形状、尺寸和板料厚度确定。一个直径为4mm的钢球,当固定板使用45钢(调质处理),可承受大约2吨的卸料力。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图7

图5 钢球固定凸模的结构

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图8

图6 钢球的数量及布置

一种特殊的反压板结构

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图9

较大的反压力既是获得光洁冲裁面的基本条件之一,也是保证精冲件平整度的关键。在精冲模中,是通过反压板给被冲板料施加反压力。对于复合精冲模而言,反压板还有给冲头导向的作用。

为了将设备反压活塞提供的压力传递到反压板,就需要传力杆。传力杆的一端必须顶在反压板上,因此反压板要有足够的面积。但像图7这样的法兰零件,如果采用复合模精冲,反压板上则没有传力杆的布置空间,解决的办法是增加一个衬板,如图8所示。衬板材质及热处理要求与反压板一样,二者通过铆钉或螺钉连接。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图10

图7 法兰零件

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图11

图8 特殊反压板结构

下传力杆的结构优化设计

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图12

为了防止下传力杆因其自重脱落,通常是用一个弹簧将其托住,如图9所示。这种传力杆上端带有挂台,制造成本较高,下模座要钻一个很大的沉孔,既增加了加工工时,又削弱了模具刚度,而且对于小型精冲件的模具来说,下模座上往往没有安装弹簧的空间。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图13

图9 下传力杆一般结构

图10是一种改进结构,用一个开口环套在顶杆上,利用开口环弹性变形产生的摩擦力,防止下传力杆脱落。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图14

图10 用开口环防止下传力杆脱落的结构

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图15

如果下模座上仍没有安装开口环的空间,可以考虑用一根钢丝或一段钢片嵌入杆内,使之与传力杆孔壁形成摩擦力,阻止传力杆脱落,如图11所示。当采用钢丝结构时,只需要在杆上加工出一段很小的沟槽,如图11a所示,对杆的截面积削弱很小,适合于Ф12以下的小直径传力杆。当传力杆直径大于Ф12时,可以采用图11b所示的钢片结构,这种结构传力杆的加工更加简单。

精冲模设计完需要做二次优化吗?的图16

(a)                                   (b)

图11 用钢丝或钢片防止下传力杆脱落的结构

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