薄壁圓管端部豁口沖壓模具設(shè)計(jì)

呂華英

摘要： 薄壁圓管端部豁口沖壓模具是專為中心管零件批量生產(chǎn)開發(fā)的沖壓模具，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎，具有推廣及參考價(jià)值。

Abstract： The thin-walled circular tube gouges stamping die is specially developed for center pipe parts mass production. The die structure is simple and novel with reference and promotion value.

關(guān)鍵詞： 端部豁口；沖壓；凹模；凹模鑲塊

Key words： end gouges；stamping；die；die plate insert

中圖分類號(hào)：TQ330.4+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）09-0016-02

1 中心管零件介紹

中心管是汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)EGR冷卻器上的一個(gè)重要零件。中心管圖紙如圖1所示。

零件圖紙信息：原材料為304不銹鋼薄壁圓管，外徑Ф30mm、壁厚1mm；零件總長(zhǎng)135±0.15mm；端口圓臺(tái)直徑Ф28.45±0.1mm，深度21.5±0.5；端部豁口長(zhǎng)度8.75（+0.2，0）mm，圓弧半徑R5.25±0.1mm，端口距圓弧中心距3.5（+0.1，0）mm。

中心管兩個(gè)豁口對(duì)稱分布在圓管一端端口部位；本文主要介紹中心管端部豁口沖壓模具的開發(fā)過程。

2 端部豁口沖壓模具結(jié)構(gòu)構(gòu)思

由零件圖紙信息端部豁口尺寸要求制定兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型方案。凹模設(shè)計(jì)成上、下兩層沖壓刃口對(duì)零件端口同時(shí)進(jìn)行豁口沖壓；由于中心管外徑為Ф30mm，凹模需設(shè)計(jì)成穿入管內(nèi)徑的懸臂式芯棒結(jié)構(gòu)；凸模與凹模沖壓刃口配對(duì)設(shè)計(jì)，也設(shè)計(jì)成上、下兩層刃口；沖壓過程中，上層豁口沖壓落料需停留在凸模上、下兩層刃口中間缺口處，含在凹模芯棒刃口型腔內(nèi)，隨著凸模向上排料動(dòng)作排出；兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型的方案增加了模具的設(shè)計(jì)難度，需采用特殊的模具結(jié)構(gòu)才能夠滿足模具設(shè)計(jì)要求。

3 豁口管沖壓模具零件設(shè)計(jì)分析

根據(jù)上述一次沖壓兩個(gè)豁口的理論沖壓過程步驟對(duì)模具核心零件進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。①凸模設(shè)計(jì)：按兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型方案，則需在一件凸模上設(shè)計(jì)成上、下兩層沖壓刃口；刃口外形按豁口外形設(shè)計(jì)并加長(zhǎng)1mm，避免上料時(shí)工件頂在凸模缺口處與凹模定位臺(tái)重復(fù)定位；凸模外形上、下層刃口連接部位設(shè)計(jì)R2圓角過渡是為了增加凹模強(qiáng)度，尖角易導(dǎo)致斷裂；上、下兩層刃口中間處缺口作為上層刃口沖壓落料的暫時(shí)存放處；缺口處設(shè)計(jì)R3圓弧是為了增強(qiáng)凸?？估瓘?qiáng)度，避免在凸模上行排除落料過程中斷裂；缺口處斜面設(shè)計(jì)是為了在凸模上行排除落料過程中，落料與凹模刃口減小接觸面積，避免凸模斷裂同時(shí)便于在排料動(dòng)作過程中落料自動(dòng)沿斜面滑落；上、下兩層刃口的距離按管子外徑30mm設(shè)計(jì)使上、下層刃口同時(shí)開始剪切工件材料；由于凸模外形是異形形狀，分為切削刃口部分和連接導(dǎo)向部分，在凸模上部設(shè)計(jì)Ф8圓柱銷孔，使用穿銷定位方式固定凸模。②凸模固定板設(shè)計(jì)：在凸模固定板中心處，按凸模外形設(shè)計(jì)異形通孔型腔，型腔尺寸與凸模外形過渡配合；側(cè)面按凸模Ф8圓柱銷孔位置，在凸模固定板異形通孔型腔兩側(cè)面設(shè)計(jì)Ф8圓柱銷通孔；在將凸模插入凸模固定板異形通孔型腔后，將一根Ф8圓柱長(zhǎng)銷通過凸模固定板側(cè)面Ф8圓柱銷孔處穿入，穿過凸模Ф8圓柱銷孔，直至穿透凸模固定板另一側(cè)面圓柱銷孔，固定住凸模。③凹模設(shè)計(jì)：凹模為懸臂式芯棒結(jié)構(gòu)；頭部設(shè)計(jì)成腰型凸臺(tái)，兩側(cè)面為導(dǎo)向面并與凹模固定座腰型沉臺(tái)兩側(cè)面小間隙配合，確定凹模刃口方向；腰型凸臺(tái)與圓柱相接面為凹模設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位面；凹模芯棒設(shè)計(jì)成三層臺(tái)階，第一層Ф32臺(tái)階與凹模固定座圓孔過度配合，避免凹模芯棒在沖壓過程中發(fā)生移動(dòng)；第二層臺(tái)階Ф28.45與工件端口圓臺(tái)小間隙配合，避免沖壓過程中端口變形，臺(tái)階根部為工件定位臺(tái)；第三層臺(tái)階與工件內(nèi)徑Ф28小間隙配合，方便工件裝卡定位；尾端設(shè)計(jì)Ф22環(huán)槽，寬4.3mm在工件插入凹模芯棒后尾端插入定位夾固定工件，防止沖壓過程中工件向后移動(dòng)，導(dǎo)致豁口尺寸超差；因工件豁口在端口部位，所以凹模刃口型腔按凸模外形尺寸設(shè)計(jì)在第二層臺(tái)階根部定位臺(tái)處。④凹模固定座設(shè)計(jì)：定位并固定凹模；凹模固定座上的腰形長(zhǎng)孔作為與凹模芯棒裝配過程中的導(dǎo)向孔，腰形沉臺(tái)作為定位基準(zhǔn)面，確定凹模刃口的位置與方向，同時(shí)也是為了防止沖壓過程中凹模芯棒轉(zhuǎn)動(dòng)；Ф32圓孔與凹模芯棒外徑為過渡配合。⑤凹模鑲塊設(shè)計(jì)：凹模鑲塊為工件下部豁口沖壓刃口；刃口形狀設(shè)計(jì)為Ф30外徑圓弧，與工件外圓緊密配合；凹模鑲塊與凹模鑲塊固定座共同組成下層凹模刃口型腔；因考慮沖壓刃口易磨損，因此設(shè)計(jì)成分體鑲塊模式，依靠銷釘與螺釘定位擰緊，刃口部位磨損后，方便快速更換凹模鑲塊。⑥凹模鑲塊固定座設(shè)計(jì)：定位并固定凹模鑲塊；凹模鑲塊固定座為臺(tái)階形狀，臺(tái)階部位為凹模鑲塊裝配部位；圓弧部位與凹模芯棒第一層臺(tái)外徑緊密配合來(lái)支撐凹模芯棒，起到延長(zhǎng)凹模芯棒使用壽命的作用。圓弧部位型腔與凹模鑲塊圓弧部位型腔共同組成下層凹模型腔；型腔下部圓孔為下層豁口沖壓落料孔。⑦定位夾設(shè)計(jì)：為了達(dá)到定位工件的目的，定位夾設(shè)計(jì)了4～4.3mm高度傾斜平面，由于工件長(zhǎng)度為135±0.15mm，0.3mm公差數(shù)值內(nèi)的工件都會(huì)被插入凹模芯棒端部環(huán)狀溝槽內(nèi)的定位夾頂緊定位，穩(wěn)定工件，沖壓過程中不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。

4 豁口管沖壓模具主要結(jié)構(gòu)及裝配調(diào)試過程

經(jīng)過上述對(duì)端部豁口沖壓模具關(guān)鍵零件的詳細(xì)分析設(shè)計(jì)后，防止在裝配過程中發(fā)生零件干涉，模具設(shè)計(jì)使用三維制圖軟件Pro/E進(jìn)行模具零件設(shè)計(jì)、模擬裝配、干涉檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)仿真。在模具三維數(shù)模裝配過程中發(fā)現(xiàn)的各種問題，在逐步完善改進(jìn)零件設(shè)計(jì)并在裝配圖完成后對(duì)模具進(jìn)行干涉檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)仿真后，完成了整套模具的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

模具零件加工完成后，按裝配圖進(jìn)行模具裝配、調(diào)試：①將凹模鑲塊與凹模鑲塊固定座用兩個(gè)Ф10定位銷裝配定位，兩個(gè)M10螺栓擰緊固定；②再將凹模鑲塊固定座與底板用兩個(gè)Ф10定位銷裝配定位，兩個(gè)M10螺栓擰緊固定；③將凹模芯棒裝配入凹模固定座Ф32孔中，兩側(cè)腰形面小間隙配合，凹模設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位面與腰形長(zhǎng)孔沉臺(tái)面裝配至兩面貼合；④再將凹模固定座與底板用兩個(gè)Ф14定位銷裝配定位，四個(gè)M14螺栓擰緊固定；⑤將凸模插入凸模固定板型腔孔，孔與凸模為過渡配合；將Ф8圓柱長(zhǎng)銷裝配入凸模固定板與凸模Ф8銷孔中，固定凸模；將穿銷后的凸模與凸模固定板上表面磨平；⑥把凸模固定板與法蘭盤用兩個(gè)M10螺釘把和，法蘭面與凸模固定板上面緊密貼合頂緊凸模，在沖壓過程中與Ф8圓柱長(zhǎng)銷共同固定凸模；⑦將模柄M20螺紋裝配擰緊連接固定法蘭盤，完成模具裝配。

經(jīng)過模具初次調(diào)試，沖壓首樣后；根據(jù)首樣檢測(cè)結(jié)果，修改凸模、凹模芯棒、凹模鑲塊等零件設(shè)計(jì)尺寸，使端部豁口尺寸達(dá)到圖紙要求尺寸；該模具經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，沖壓的中心管零件表面光滑、美觀，完全滿足零件設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

本模具設(shè)計(jì)的核心在于將端部?jī)苫砜谝淮螞_壓完成；提高了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本。通過生產(chǎn)實(shí)踐證明，該模具的設(shè)計(jì)是成功的?；砜诠軟_壓模具，具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，適宜中心管零件大批量生產(chǎn)，并對(duì)大批量生產(chǎn)的同類產(chǎn)品有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛啟翔.沖壓模具設(shè)計(jì)制造難點(diǎn)與竅門[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2]薛啟翔.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)例分析[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3]陳慶焦.沖壓模具的控制和靈活運(yùn)用[J].科技信息，2010（06）.endprint

摘要： 薄壁圓管端部豁口沖壓模具是專為中心管零件批量生產(chǎn)開發(fā)的沖壓模具，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎，具有推廣及參考價(jià)值。

Abstract： The thin-walled circular tube gouges stamping die is specially developed for center pipe parts mass production. The die structure is simple and novel with reference and promotion value.

關(guān)鍵詞： 端部豁口；沖壓；凹模；凹模鑲塊

Key words： end gouges；stamping；die；die plate insert

中圖分類號(hào)：TQ330.4+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）09-0016-02

1 中心管零件介紹

中心管是汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)EGR冷卻器上的一個(gè)重要零件。中心管圖紙如圖1所示。

零件圖紙信息：原材料為304不銹鋼薄壁圓管，外徑Ф30mm、壁厚1mm；零件總長(zhǎng)135±0.15mm；端口圓臺(tái)直徑Ф28.45±0.1mm，深度21.5±0.5；端部豁口長(zhǎng)度8.75（+0.2，0）mm，圓弧半徑R5.25±0.1mm，端口距圓弧中心距3.5（+0.1，0）mm。

中心管兩個(gè)豁口對(duì)稱分布在圓管一端端口部位；本文主要介紹中心管端部豁口沖壓模具的開發(fā)過程。

2 端部豁口沖壓模具結(jié)構(gòu)構(gòu)思

由零件圖紙信息端部豁口尺寸要求制定兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型方案。凹模設(shè)計(jì)成上、下兩層沖壓刃口對(duì)零件端口同時(shí)進(jìn)行豁口沖壓；由于中心管外徑為Ф30mm，凹模需設(shè)計(jì)成穿入管內(nèi)徑的懸臂式芯棒結(jié)構(gòu)；凸模與凹模沖壓刃口配對(duì)設(shè)計(jì)，也設(shè)計(jì)成上、下兩層刃口；沖壓過程中，上層豁口沖壓落料需停留在凸模上、下兩層刃口中間缺口處，含在凹模芯棒刃口型腔內(nèi)，隨著凸模向上排料動(dòng)作排出；兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型的方案增加了模具的設(shè)計(jì)難度，需采用特殊的模具結(jié)構(gòu)才能夠滿足模具設(shè)計(jì)要求。

3 豁口管沖壓模具零件設(shè)計(jì)分析

根據(jù)上述一次沖壓兩個(gè)豁口的理論沖壓過程步驟對(duì)模具核心零件進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。①凸模設(shè)計(jì)：按兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型方案，則需在一件凸模上設(shè)計(jì)成上、下兩層沖壓刃口；刃口外形按豁口外形設(shè)計(jì)并加長(zhǎng)1mm，避免上料時(shí)工件頂在凸模缺口處與凹模定位臺(tái)重復(fù)定位；凸模外形上、下層刃口連接部位設(shè)計(jì)R2圓角過渡是為了增加凹模強(qiáng)度，尖角易導(dǎo)致斷裂；上、下兩層刃口中間處缺口作為上層刃口沖壓落料的暫時(shí)存放處；缺口處設(shè)計(jì)R3圓弧是為了增強(qiáng)凸?？估瓘?qiáng)度，避免在凸模上行排除落料過程中斷裂；缺口處斜面設(shè)計(jì)是為了在凸模上行排除落料過程中，落料與凹模刃口減小接觸面積，避免凸模斷裂同時(shí)便于在排料動(dòng)作過程中落料自動(dòng)沿斜面滑落；上、下兩層刃口的距離按管子外徑30mm設(shè)計(jì)使上、下層刃口同時(shí)開始剪切工件材料；由于凸模外形是異形形狀，分為切削刃口部分和連接導(dǎo)向部分，在凸模上部設(shè)計(jì)Ф8圓柱銷孔，使用穿銷定位方式固定凸模。②凸模固定板設(shè)計(jì)：在凸模固定板中心處，按凸模外形設(shè)計(jì)異形通孔型腔，型腔尺寸與凸模外形過渡配合；側(cè)面按凸模Ф8圓柱銷孔位置，在凸模固定板異形通孔型腔兩側(cè)面設(shè)計(jì)Ф8圓柱銷通孔；在將凸模插入凸模固定板異形通孔型腔后，將一根Ф8圓柱長(zhǎng)銷通過凸模固定板側(cè)面Ф8圓柱銷孔處穿入，穿過凸模Ф8圓柱銷孔，直至穿透凸模固定板另一側(cè)面圓柱銷孔，固定住凸模。③凹模設(shè)計(jì)：凹模為懸臂式芯棒結(jié)構(gòu)；頭部設(shè)計(jì)成腰型凸臺(tái)，兩側(cè)面為導(dǎo)向面并與凹模固定座腰型沉臺(tái)兩側(cè)面小間隙配合，確定凹模刃口方向；腰型凸臺(tái)與圓柱相接面為凹模設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位面；凹模芯棒設(shè)計(jì)成三層臺(tái)階，第一層Ф32臺(tái)階與凹模固定座圓孔過度配合，避免凹模芯棒在沖壓過程中發(fā)生移動(dòng)；第二層臺(tái)階Ф28.45與工件端口圓臺(tái)小間隙配合，避免沖壓過程中端口變形，臺(tái)階根部為工件定位臺(tái)；第三層臺(tái)階與工件內(nèi)徑Ф28小間隙配合，方便工件裝卡定位；尾端設(shè)計(jì)Ф22環(huán)槽，寬4.3mm在工件插入凹模芯棒后尾端插入定位夾固定工件，防止沖壓過程中工件向后移動(dòng)，導(dǎo)致豁口尺寸超差；因工件豁口在端口部位，所以凹模刃口型腔按凸模外形尺寸設(shè)計(jì)在第二層臺(tái)階根部定位臺(tái)處。④凹模固定座設(shè)計(jì)：定位并固定凹模；凹模固定座上的腰形長(zhǎng)孔作為與凹模芯棒裝配過程中的導(dǎo)向孔，腰形沉臺(tái)作為定位基準(zhǔn)面，確定凹模刃口的位置與方向，同時(shí)也是為了防止沖壓過程中凹模芯棒轉(zhuǎn)動(dòng)；Ф32圓孔與凹模芯棒外徑為過渡配合。⑤凹模鑲塊設(shè)計(jì)：凹模鑲塊為工件下部豁口沖壓刃口；刃口形狀設(shè)計(jì)為Ф30外徑圓弧，與工件外圓緊密配合；凹模鑲塊與凹模鑲塊固定座共同組成下層凹模刃口型腔；因考慮沖壓刃口易磨損，因此設(shè)計(jì)成分體鑲塊模式，依靠銷釘與螺釘定位擰緊，刃口部位磨損后，方便快速更換凹模鑲塊。⑥凹模鑲塊固定座設(shè)計(jì)：定位并固定凹模鑲塊；凹模鑲塊固定座為臺(tái)階形狀，臺(tái)階部位為凹模鑲塊裝配部位；圓弧部位與凹模芯棒第一層臺(tái)外徑緊密配合來(lái)支撐凹模芯棒，起到延長(zhǎng)凹模芯棒使用壽命的作用。圓弧部位型腔與凹模鑲塊圓弧部位型腔共同組成下層凹模型腔；型腔下部圓孔為下層豁口沖壓落料孔。⑦定位夾設(shè)計(jì)：為了達(dá)到定位工件的目的，定位夾設(shè)計(jì)了4～4.3mm高度傾斜平面，由于工件長(zhǎng)度為135±0.15mm，0.3mm公差數(shù)值內(nèi)的工件都會(huì)被插入凹模芯棒端部環(huán)狀溝槽內(nèi)的定位夾頂緊定位，穩(wěn)定工件，沖壓過程中不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。

4 豁口管沖壓模具主要結(jié)構(gòu)及裝配調(diào)試過程

經(jīng)過上述對(duì)端部豁口沖壓模具關(guān)鍵零件的詳細(xì)分析設(shè)計(jì)后，防止在裝配過程中發(fā)生零件干涉，模具設(shè)計(jì)使用三維制圖軟件Pro/E進(jìn)行模具零件設(shè)計(jì)、模擬裝配、干涉檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)仿真。在模具三維數(shù)模裝配過程中發(fā)現(xiàn)的各種問題，在逐步完善改進(jìn)零件設(shè)計(jì)并在裝配圖完成后對(duì)模具進(jìn)行干涉檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)仿真后，完成了整套模具的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

模具零件加工完成后，按裝配圖進(jìn)行模具裝配、調(diào)試：①將凹模鑲塊與凹模鑲塊固定座用兩個(gè)Ф10定位銷裝配定位，兩個(gè)M10螺栓擰緊固定；②再將凹模鑲塊固定座與底板用兩個(gè)Ф10定位銷裝配定位，兩個(gè)M10螺栓擰緊固定；③將凹模芯棒裝配入凹模固定座Ф32孔中，兩側(cè)腰形面小間隙配合，凹模設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位面與腰形長(zhǎng)孔沉臺(tái)面裝配至兩面貼合；④再將凹模固定座與底板用兩個(gè)Ф14定位銷裝配定位，四個(gè)M14螺栓擰緊固定；⑤將凸模插入凸模固定板型腔孔，孔與凸模為過渡配合；將Ф8圓柱長(zhǎng)銷裝配入凸模固定板與凸模Ф8銷孔中，固定凸模；將穿銷后的凸模與凸模固定板上表面磨平；⑥把凸模固定板與法蘭盤用兩個(gè)M10螺釘把和，法蘭面與凸模固定板上面緊密貼合頂緊凸模，在沖壓過程中與Ф8圓柱長(zhǎng)銷共同固定凸模；⑦將模柄M20螺紋裝配擰緊連接固定法蘭盤，完成模具裝配。

經(jīng)過模具初次調(diào)試，沖壓首樣后；根據(jù)首樣檢測(cè)結(jié)果，修改凸模、凹模芯棒、凹模鑲塊等零件設(shè)計(jì)尺寸，使端部豁口尺寸達(dá)到圖紙要求尺寸；該模具經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，沖壓的中心管零件表面光滑、美觀，完全滿足零件設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

本模具設(shè)計(jì)的核心在于將端部?jī)苫砜谝淮螞_壓完成；提高了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本。通過生產(chǎn)實(shí)踐證明，該模具的設(shè)計(jì)是成功的?；砜诠軟_壓模具，具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，適宜中心管零件大批量生產(chǎn)，并對(duì)大批量生產(chǎn)的同類產(chǎn)品有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛啟翔.沖壓模具設(shè)計(jì)制造難點(diǎn)與竅門[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2]薛啟翔.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)例分析[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3]陳慶焦.沖壓模具的控制和靈活運(yùn)用[J].科技信息，2010（06）.endprint

摘要： 薄壁圓管端部豁口沖壓模具是專為中心管零件批量生產(chǎn)開發(fā)的沖壓模具，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎，具有推廣及參考價(jià)值。

Abstract： The thin-walled circular tube gouges stamping die is specially developed for center pipe parts mass production. The die structure is simple and novel with reference and promotion value.

關(guān)鍵詞： 端部豁口；沖壓；凹模；凹模鑲塊

Key words： end gouges；stamping；die；die plate insert

中圖分類號(hào)：TQ330.4+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）09-0016-02

1 中心管零件介紹

中心管是汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)EGR冷卻器上的一個(gè)重要零件。中心管圖紙如圖1所示。

零件圖紙信息：原材料為304不銹鋼薄壁圓管，外徑Ф30mm、壁厚1mm；零件總長(zhǎng)135±0.15mm；端口圓臺(tái)直徑Ф28.45±0.1mm，深度21.5±0.5；端部豁口長(zhǎng)度8.75（+0.2，0）mm，圓弧半徑R5.25±0.1mm，端口距圓弧中心距3.5（+0.1，0）mm。

中心管兩個(gè)豁口對(duì)稱分布在圓管一端端口部位；本文主要介紹中心管端部豁口沖壓模具的開發(fā)過程。

2 端部豁口沖壓模具結(jié)構(gòu)構(gòu)思

由零件圖紙信息端部豁口尺寸要求制定兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型方案。凹模設(shè)計(jì)成上、下兩層沖壓刃口對(duì)零件端口同時(shí)進(jìn)行豁口沖壓；由于中心管外徑為Ф30mm，凹模需設(shè)計(jì)成穿入管內(nèi)徑的懸臂式芯棒結(jié)構(gòu)；凸模與凹模沖壓刃口配對(duì)設(shè)計(jì)，也設(shè)計(jì)成上、下兩層刃口；沖壓過程中，上層豁口沖壓落料需停留在凸模上、下兩層刃口中間缺口處，含在凹模芯棒刃口型腔內(nèi)，隨著凸模向上排料動(dòng)作排出；兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型的方案增加了模具的設(shè)計(jì)難度，需采用特殊的模具結(jié)構(gòu)才能夠滿足模具設(shè)計(jì)要求。

3 豁口管沖壓模具零件設(shè)計(jì)分析

根據(jù)上述一次沖壓兩個(gè)豁口的理論沖壓過程步驟對(duì)模具核心零件進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。①凸模設(shè)計(jì)：按兩個(gè)豁口一次同時(shí)沖壓成型方案，則需在一件凸模上設(shè)計(jì)成上、下兩層沖壓刃口；刃口外形按豁口外形設(shè)計(jì)并加長(zhǎng)1mm，避免上料時(shí)工件頂在凸模缺口處與凹模定位臺(tái)重復(fù)定位；凸模外形上、下層刃口連接部位設(shè)計(jì)R2圓角過渡是為了增加凹模強(qiáng)度，尖角易導(dǎo)致斷裂；上、下兩層刃口中間處缺口作為上層刃口沖壓落料的暫時(shí)存放處；缺口處設(shè)計(jì)R3圓弧是為了增強(qiáng)凸?？估瓘?qiáng)度，避免在凸模上行排除落料過程中斷裂；缺口處斜面設(shè)計(jì)是為了在凸模上行排除落料過程中，落料與凹模刃口減小接觸面積，避免凸模斷裂同時(shí)便于在排料動(dòng)作過程中落料自動(dòng)沿斜面滑落；上、下兩層刃口的距離按管子外徑30mm設(shè)計(jì)使上、下層刃口同時(shí)開始剪切工件材料；由于凸模外形是異形形狀，分為切削刃口部分和連接導(dǎo)向部分，在凸模上部設(shè)計(jì)Ф8圓柱銷孔，使用穿銷定位方式固定凸模。②凸模固定板設(shè)計(jì)：在凸模固定板中心處，按凸模外形設(shè)計(jì)異形通孔型腔，型腔尺寸與凸模外形過渡配合；側(cè)面按凸模Ф8圓柱銷孔位置，在凸模固定板異形通孔型腔兩側(cè)面設(shè)計(jì)Ф8圓柱銷通孔；在將凸模插入凸模固定板異形通孔型腔后，將一根Ф8圓柱長(zhǎng)銷通過凸模固定板側(cè)面Ф8圓柱銷孔處穿入，穿過凸模Ф8圓柱銷孔，直至穿透凸模固定板另一側(cè)面圓柱銷孔，固定住凸模。③凹模設(shè)計(jì)：凹模為懸臂式芯棒結(jié)構(gòu)；頭部設(shè)計(jì)成腰型凸臺(tái)，兩側(cè)面為導(dǎo)向面并與凹模固定座腰型沉臺(tái)兩側(cè)面小間隙配合，確定凹模刃口方向；腰型凸臺(tái)與圓柱相接面為凹模設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位面；凹模芯棒設(shè)計(jì)成三層臺(tái)階，第一層Ф32臺(tái)階與凹模固定座圓孔過度配合，避免凹模芯棒在沖壓過程中發(fā)生移動(dòng)；第二層臺(tái)階Ф28.45與工件端口圓臺(tái)小間隙配合，避免沖壓過程中端口變形，臺(tái)階根部為工件定位臺(tái)；第三層臺(tái)階與工件內(nèi)徑Ф28小間隙配合，方便工件裝卡定位；尾端設(shè)計(jì)Ф22環(huán)槽，寬4.3mm在工件插入凹模芯棒后尾端插入定位夾固定工件，防止沖壓過程中工件向后移動(dòng)，導(dǎo)致豁口尺寸超差；因工件豁口在端口部位，所以凹模刃口型腔按凸模外形尺寸設(shè)計(jì)在第二層臺(tái)階根部定位臺(tái)處。④凹模固定座設(shè)計(jì)：定位并固定凹模；凹模固定座上的腰形長(zhǎng)孔作為與凹模芯棒裝配過程中的導(dǎo)向孔，腰形沉臺(tái)作為定位基準(zhǔn)面，確定凹模刃口的位置與方向，同時(shí)也是為了防止沖壓過程中凹模芯棒轉(zhuǎn)動(dòng)；Ф32圓孔與凹模芯棒外徑為過渡配合。⑤凹模鑲塊設(shè)計(jì)：凹模鑲塊為工件下部豁口沖壓刃口；刃口形狀設(shè)計(jì)為Ф30外徑圓弧，與工件外圓緊密配合；凹模鑲塊與凹模鑲塊固定座共同組成下層凹模刃口型腔；因考慮沖壓刃口易磨損，因此設(shè)計(jì)成分體鑲塊模式，依靠銷釘與螺釘定位擰緊，刃口部位磨損后，方便快速更換凹模鑲塊。⑥凹模鑲塊固定座設(shè)計(jì)：定位并固定凹模鑲塊；凹模鑲塊固定座為臺(tái)階形狀，臺(tái)階部位為凹模鑲塊裝配部位；圓弧部位與凹模芯棒第一層臺(tái)外徑緊密配合來(lái)支撐凹模芯棒，起到延長(zhǎng)凹模芯棒使用壽命的作用。圓弧部位型腔與凹模鑲塊圓弧部位型腔共同組成下層凹模型腔；型腔下部圓孔為下層豁口沖壓落料孔。⑦定位夾設(shè)計(jì)：為了達(dá)到定位工件的目的，定位夾設(shè)計(jì)了4～4.3mm高度傾斜平面，由于工件長(zhǎng)度為135±0.15mm，0.3mm公差數(shù)值內(nèi)的工件都會(huì)被插入凹模芯棒端部環(huán)狀溝槽內(nèi)的定位夾頂緊定位，穩(wěn)定工件，沖壓過程中不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。

4 豁口管沖壓模具主要結(jié)構(gòu)及裝配調(diào)試過程

經(jīng)過上述對(duì)端部豁口沖壓模具關(guān)鍵零件的詳細(xì)分析設(shè)計(jì)后，防止在裝配過程中發(fā)生零件干涉，模具設(shè)計(jì)使用三維制圖軟件Pro/E進(jìn)行模具零件設(shè)計(jì)、模擬裝配、干涉檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)仿真。在模具三維數(shù)模裝配過程中發(fā)現(xiàn)的各種問題，在逐步完善改進(jìn)零件設(shè)計(jì)并在裝配圖完成后對(duì)模具進(jìn)行干涉檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)仿真后，完成了整套模具的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

模具零件加工完成后，按裝配圖進(jìn)行模具裝配、調(diào)試：①將凹模鑲塊與凹模鑲塊固定座用兩個(gè)Ф10定位銷裝配定位，兩個(gè)M10螺栓擰緊固定；②再將凹模鑲塊固定座與底板用兩個(gè)Ф10定位銷裝配定位，兩個(gè)M10螺栓擰緊固定；③將凹模芯棒裝配入凹模固定座Ф32孔中，兩側(cè)腰形面小間隙配合，凹模設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位面與腰形長(zhǎng)孔沉臺(tái)面裝配至兩面貼合；④再將凹模固定座與底板用兩個(gè)Ф14定位銷裝配定位，四個(gè)M14螺栓擰緊固定；⑤將凸模插入凸模固定板型腔孔，孔與凸模為過渡配合；將Ф8圓柱長(zhǎng)銷裝配入凸模固定板與凸模Ф8銷孔中，固定凸模；將穿銷后的凸模與凸模固定板上表面磨平；⑥把凸模固定板與法蘭盤用兩個(gè)M10螺釘把和，法蘭面與凸模固定板上面緊密貼合頂緊凸模，在沖壓過程中與Ф8圓柱長(zhǎng)銷共同固定凸模；⑦將模柄M20螺紋裝配擰緊連接固定法蘭盤，完成模具裝配。

經(jīng)過模具初次調(diào)試，沖壓首樣后；根據(jù)首樣檢測(cè)結(jié)果，修改凸模、凹模芯棒、凹模鑲塊等零件設(shè)計(jì)尺寸，使端部豁口尺寸達(dá)到圖紙要求尺寸；該模具經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，沖壓的中心管零件表面光滑、美觀，完全滿足零件設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

本模具設(shè)計(jì)的核心在于將端部?jī)苫砜谝淮螞_壓完成；提高了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本。通過生產(chǎn)實(shí)踐證明，該模具的設(shè)計(jì)是成功的。豁口管沖壓模具，具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，適宜中心管零件大批量生產(chǎn)，并對(duì)大批量生產(chǎn)的同類產(chǎn)品有一定的參考意義。

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