凹模漲裂與凸?？锌诘膯栴}分析及解決措施

韓森和 韓祺娟

(武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430074)

1 引言

武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院“校中廠”內(nèi)有一副始用擋料+固定擋料定距，沖壓零件為如圖1所示的級進(jìn)模。在沖壓生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，凹模型孔到擋料銷固定部分型孔之間出現(xiàn)了裂紋，凸模刃口經(jīng)常出現(xiàn)啃口現(xiàn)象，使模具長期處于病態(tài)下工作，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和模具壽命，必須分析原因，采取措施?，F(xiàn)將該模具問題產(chǎn)生的原因、改進(jìn)措施論述如下:

2 模具問題分析及解決措施

1)凹模型孔到擋料銷固定部分型孔之間出現(xiàn)裂紋的問題分析及解決措施

(1)凹模出現(xiàn)裂紋的問題分析

凹模型孔到擋料銷固定部分型孔之間出現(xiàn)微小裂紋的原因，可能是凹模淬火硬度太大，脆裂所引起的。還有可能是凹模型孔到擋料銷固定部分型孔之間的壁間距離太小所引起的。通過對凹模硬度的檢查，凹模的淬火硬度不是很高，脆裂所引起的可能性不是很大。剩下的問題是對凹模型孔到擋料銷固定部分的型孔之間的壁間距離進(jìn)行分析。按照沖壓模具國家標(biāo)準(zhǔn)，在落料模和級進(jìn)模中，控制條(帶)料向前送進(jìn)步距的是，采用圓柱頭擋料銷，或者園柱削邊擋料銷二種［1］。由于圓柱頭擋料銷比園柱削邊擋料銷加工方便，在一般的沖裁模具中，控制條(帶)料向前送進(jìn)步距的都是采用圓柱頭擋料銷擋料。由于該模具采用了沖裁模具中常用的圓柱頭擋料銷(如圖2所示)，來控制條料向前送進(jìn)的步距。所以，凹模型孔到擋料銷固定部分型孔之間的壁間距離只有2.8mm(如圖3所示)，凹模強(qiáng)度不夠。加上該模具沖壓的零件材料為45鋼，硬度較大，再加上板料厚度為2mm，厚度也較大，零件沖壓后又是下出料，沖壓對凹模的漲力很大。所以凹模型孔到擋料銷固定部分型孔之間就出現(xiàn)了微小的裂紋。

(2)解決凹模裂紋的措施

由于凹模型孔到擋料銷固定部分的型孔之間的壁間距離只有2.8 mm，凹模強(qiáng)度不夠，按照沖壓模具國家標(biāo)準(zhǔn)，增加凹模型孔到擋料銷固定部分型孔之間距離的方法是，采用頭部削邊的園柱擋料銷(如圖4所示)來解決這個(gè)問題。

采用頭部削邊的園柱擋料銷，就是因?yàn)轭^部削邊的園柱擋料銷的固定部分和擋料部分都為園形，加上凹模固定部的型孔也是園形，加工設(shè)備只需要車床、銑床和磨床，即可加工成形。使用鉆床和鉸刀，即可加工凹模固定部分的型孔。由于頭部削邊的園柱擋料銷采用的是普通設(shè)備，加工很方便。但是，頭部削邊的園柱擋料銷固定部分是園形，擋料部分為非園形，安裝在模具中使用時(shí)可能會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，影響正常使用。還需要在頭部削邊的園柱擋料銷與凹模固定部分的型孔之間加上防轉(zhuǎn)銷。由于需要加上防轉(zhuǎn)銷，使簡單的加工變得復(fù)雜了。

鑒于模具零件加工設(shè)備數(shù)控線切割的大量普及。如果采用數(shù)控線切割加工擋料銷和凹模固定部的型孔，則可將園柱削邊擋料銷改成矩形型孔固定的鉤式擋料銷(如圖5所示)。

采用既鉤式擋料銷后，既可以將擋料銷固定部分與凹模型孔之間的壁間距離由原來的2.8mm增加到4.8mm(圓柱頭擋料銷伸出固定部分型孔的距離為1mm，鉤式擋料銷伸出固定部分型孔的距離為3mm)，增加了凹模的強(qiáng)度，還不需要在擋料銷與凹模型孔之間加防轉(zhuǎn)銷，很好的解決了這個(gè)問題。

2)凸模刃口經(jīng)常出現(xiàn)啃口現(xiàn)象的問題分析及解決措施

(1)凸模刃口出現(xiàn)啃口現(xiàn)象的問題分析

凸模刃口經(jīng)常出現(xiàn)啃口現(xiàn)象的主要原因?yàn)椋鼓９潭ú环€(wěn)，模具導(dǎo)向精度不高，沖裁時(shí)凸、凹模刃口發(fā)生干涉所引起的。由于模具導(dǎo)向精度是由模架精度保證的，一般不會(huì)有什么問題。則凸模固定不穩(wěn)，成為沖裁時(shí)凸、凹模刃口發(fā)生干涉啃口的主要原因。

凸模在固定板中的固定，按照凸模的截面現(xiàn)狀和截面尺寸的大小，圓形凸模一般為臺(tái)階式凸模，臺(tái)肩固定。非圓形凸模常見的固定方式為:小于沖孔最小尺寸的小截面的凸模采用臺(tái)階式凸模，臺(tái)肩固定;凸模截面上可以分布兩個(gè)銷釘，至少一個(gè)螺釘?shù)拇蠼孛嫱鼓２捎娩N釘定位，螺釘緊固;介于兩者之間的中截面凸模采用直通式，鉚接固定。該模具中的沖孔凸模為非圓形中截面的凸模，采用的方法是直通式鉚接固定(如圖6所示)。

對于中截面的凸模采用直通式鉚接固定時(shí)，凸模的加工方法是:采用厚度大于凸模1mm高度的塊狀毛坯經(jīng)過淬火之后，由數(shù)控線切割切割成直通式凸模(如圖7所示)，再將直通式凸模固定部分的頭部經(jīng)高頻退火，并且及時(shí)打坯凸模固定部分的頭部后待用。固定板的加工方法是:在銑、磨成型的固定板模板上，采用數(shù)控線切割的方法，加工出固定凸模的型孔，再用銑或者銼削的方法，在型孔邊緣加工出C1的倒角后待用。凸模鉚接裝配方法是:將凸模裝入固定板的型孔，使凸模頭部突出直壁的部分沉入固定板型孔的倒角部位，再將固定板背部磨平之后，完成了凸模鉚接固定的加工和組裝方法。

由于凸模固定部分的頭部打坯是靠人為控制的，所以凸模固定部分打坯的頭部周邊出現(xiàn)材料的多少不一樣。當(dāng)凸模裝入固定板之后，凸模背部沉入固定板型孔倒角部位周邊的材料是不一樣的。這樣就可能會(huì)使凸模背部打坯突出的部分與凸模固定板型孔倒角部位產(chǎn)生局部接觸(如圖8所示)。當(dāng)模具沖壓時(shí)受到側(cè)向力的影響之后，凸模容易產(chǎn)生歪斜與凹模刃口發(fā)生干涉而啃口。

(2)凸模刃口出現(xiàn)啃口現(xiàn)象的解決措施

由于凸模受到側(cè)向力的影響之后，凸模容易產(chǎn)生歪斜與凹模發(fā)生干涉而啃口，則可以采用橫銷固定［2］(如圖9所示)的方法來代替鉚接固定。也就是將凸模用數(shù)控線切割的方法加工成直通式之后，再將凸模固定部分割出一個(gè)可以安裝一個(gè)橫銷的矩形孔。為了讓凸模上的橫銷能夠沉入固定板，在固定板型孔的上部加工一個(gè)可以讓橫銷沉入固定板的讓位槽。組裝時(shí)，先將橫銷插入凸模固定部分的矩形孔內(nèi)，再將帶有橫銷的凸模裝入凸模固定，最后將凸模與固定板的背后磨平即可。

3 結(jié)束語

本文針對對武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院“校中廠”內(nèi)級進(jìn)模生產(chǎn)中，凹模出現(xiàn)裂紋和凸模刃口出現(xiàn)啃口的問題。分析出了凹模出現(xiàn)裂紋和凸模刃口出現(xiàn)啃口的原因。將圓柱頭擋料銷改成鉤式擋料銷和凸模的鉚接固定改成橫銷固定后，解決了凹模出現(xiàn)裂紋的和凸模刃口出現(xiàn)啃口的問題。使沖裁級進(jìn)模生產(chǎn)的沖件質(zhì)量穩(wěn)定，模具壽命增加了3倍以上，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］史鐵良.模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社2008.4

［2］韓森和.沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)與制造。湖北科學(xué)技術(shù)出版社2008.2