頂蓋板沖孔機(jī)設(shè)計(jì)分析

楊娜

摘 要：描述了汽車零件頂蓋板最后一道——側(cè)沖孔工序，為了解決沖壓機(jī)床的連線問題，采用氣缸作為動(dòng)力源，提供沖裁力、壓料力，用焊接架式工作臺(tái)面，來實(shí)現(xiàn)側(cè)沖孔工序內(nèi)容的特殊沖孔機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)踐證明，該結(jié)構(gòu)具有加工、制造簡(jiǎn)易、操作方便、質(zhì)量可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：汽缸；動(dòng)力源；側(cè)沖孔；設(shè)計(jì)分析

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.09.099

汽車模具行業(yè)發(fā)展迅猛，模具結(jié)構(gòu)類型層出不窮，頂蓋板作為汽車內(nèi)部飾件的關(guān)鍵零件，形狀相對(duì)簡(jiǎn)單。顧客對(duì)零件工藝更新中，增加了側(cè)面兩個(gè)直徑12的孔，在現(xiàn)有工序內(nèi)容中無(wú)法增加，為了解決沖壓工廠的連線問題及降低成本，所以決定在頂蓋板的第4道工序——側(cè)沖孔，采用特殊的結(jié)構(gòu)形式——沖孔機(jī)，以達(dá)到脫離沖壓機(jī)床，實(shí)現(xiàn)連線生產(chǎn)的目的。

這種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)對(duì)我們來說是一種新的嘗試，最后模具制造、調(diào)試證明，該結(jié)構(gòu)具有操作方便、效率較高以及孔位、孔徑精確等優(yōu)點(diǎn)。

1 工藝過程的分析

圖1所示，展示的是頂蓋板，用于卡車系列，其沖壓工序安排為：第一序拉延；第二序修邊沖孔；第三序翻邊整形；第四序斜楔整形。但在匹配裝車的過程中，發(fā)現(xiàn)要增加兩處工藝孔，以滿足現(xiàn)場(chǎng)匹配裝車的需要。相對(duì)而言，本工序添加的內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要側(cè)沖A、B處共兩個(gè)直徑為12mm的圓孔，產(chǎn)品材料為08F，料厚t=0.85mm。如果利用沖壓機(jī)床配上相應(yīng)斜契沖孔模具來實(shí)現(xiàn)工序內(nèi)容，就會(huì)出現(xiàn)側(cè)沖兩個(gè)孔的簡(jiǎn)單內(nèi)容，卻動(dòng)用重新制造模具來實(shí)現(xiàn)兩孔的增加，感覺是大材小用、耗時(shí)耗力耗財(cái)。所以針對(duì)這樣的實(shí)際情況，就采用新型結(jié)構(gòu)——沖孔機(jī)，其優(yōu)勢(shì)為設(shè)計(jì)周期短，相對(duì)模具來說實(shí)物成本低，可以脫離壓力機(jī)，利用工廠壓縮氣體作為動(dòng)力源，通過氣缸的轉(zhuǎn)化后來實(shí)現(xiàn)沖孔的工作內(nèi)容，同時(shí)可以任意擺放，完成沖壓工序的連線生產(chǎn)。

2 沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)過程

2.1 技術(shù)結(jié)構(gòu)的分析

通過計(jì)算沖裁力（P=Ltδ）可知，每個(gè)孔的沖裁力為12555N。兩孔的沖裁力為兩倍的單孔沖裁力，并兩孔的距離較近，且要求斜契沖兩孔。為了滿足要求，氣缸的選用可以有兩種形式，一是采用小直徑汽缸的增壓形式；二是直接采用大直徑的氣缸做動(dòng)力源。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)沖孔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)共分為產(chǎn)品定位結(jié)構(gòu)部分、夾緊機(jī)構(gòu)部分、側(cè)沖孔部件部分、氣缸氣路總成、底板及支架總成五大部分，工作臺(tái)面采用槽鋼焊接結(jié)構(gòu)，壓料采用聚氨酯實(shí)現(xiàn)，沖孔采用側(cè)壓料V型導(dǎo)板導(dǎo)向方式，利用杠桿傳力的工作原理把水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成與豎直方向成一定角度的運(yùn)動(dòng)。

2.2.1 夾緊及定位裝置

夾緊定位部分，由于制件外形已經(jīng)在前面的工序中全部形成，所以采用型面定位，輔助以適當(dāng)?shù)膴A緊裝置，是有效和可靠的定位夾緊方法。選擇兩處圓孔做主、次定位結(jié)構(gòu)，夾緊采用夾鉗機(jī)構(gòu)。

定位支撐裝置，為鉸鏈翻轉(zhuǎn)式定位可調(diào)支架，是以鉸鏈為軸心翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)角度由插銷固定，端頭支撐塊在兩個(gè)方向可調(diào)，其余用方鋼及45號(hào)鋼板焊接支撐。

2.2.2 工作臺(tái)

工作臺(tái)面在此套沖孔機(jī)中分為兩部分：（1）槽鋼及方鋼管、鋼板焊接支撐底板；（2）鑄件沖孔固定底板。

鑄件固定座與支撐底板用螺釘固定，柱銷定位，保證了裝配精度及加工定位要求，并在裝配后考慮了鑄件固定板傾斜角度加工面、靠山面、安裝面、基準(zhǔn)面、鍵槽的加工工藝性，可以實(shí)現(xiàn)一次加工裝配成功。

沖孔廢料采用廢料盒收集，方便簡(jiǎn)潔。

2.2.3 沖孔裝置

沖孔裝置是沖孔機(jī)的核心部分，本工序的兩個(gè)12的圓孔僅需要一組氣路總成裝置來完成，氣缸選用“標(biāo)準(zhǔn)型氣缸”，理論上若現(xiàn)場(chǎng)使用空氣壓力為0.4MPa輸出804kgf的推力，我們還要確定相關(guān)負(fù)載重量（工件，夾具，傳力杠桿、聚氨酯壓料力和沖孔沖裁力）。

計(jì)算負(fù)載重量：

（1）沖孔沖裁力P=2562.24kg；

（2）聚胺酯壓料力，壓縮負(fù)荷2421N=242kg，兩個(gè)聚胺酯壓料力為484kg；

（3）上下連接零件重量，實(shí)體測(cè)量為46kg；總負(fù)載重量為3092.2kg。

3 理論聯(lián)系實(shí)際，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中出現(xiàn)的實(shí)際問題

（1）汽缸的裝配困難。將汽缸與下連接塊安裝共面，可減少裝配及調(diào)試的難度。

（2）汽缸的運(yùn)動(dòng)緩慢，效率低。減少制造誤差，加大設(shè)計(jì)公差，減小負(fù)重。

（3）在鉸鏈翻轉(zhuǎn)式定位可調(diào)支架中，限位插銷配合精度太高，設(shè)計(jì)降低了配合精度。

4 結(jié)束語(yǔ)

沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)的一種延伸和發(fā)展，這不難看出沖孔機(jī)在未來生產(chǎn)的發(fā)展?jié)摿?，從一種產(chǎn)業(yè)的角度來說，沖孔機(jī)的成本相對(duì)不高，但要求外觀及質(zhì)量穩(wěn)定性較高，只要能夠做到細(xì)節(jié)上、結(jié)構(gòu)上的完善，定能博得顧客的認(rèn)可。希望通過本文的介紹，能夠給大家在工作上提供幫助。

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