沖壓模具設(shè)計(jì)中上下雙型芯的壓力源布置

梁 科，葛君超

（鶴壁汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院，河南 鶴壁 458030）

沖壓模具設(shè)計(jì)中上下雙型芯的壓力源布置

梁 科，葛君超

（鶴壁汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院，河南 鶴壁 458030）

介紹沖壓模具上下雙型芯的壓力源布置，通過(guò)壓料芯的壓料的工作部位，說(shuō)明其在工作過(guò)程中壓料力的布置。

上下雙型芯；壓力源；布置；工作過(guò)程

1 單個(gè)壓料芯的力源分布

在沖壓模具設(shè)計(jì)中，除了標(biāo)準(zhǔn)件外，模具通常由上模座、墊板、凸模固定板、卸料板、下模座、壓料芯（或托料芯）等幾大部分組成。

根據(jù)制件的成型性和工作內(nèi)容，來(lái)區(qū)別壓料芯與托料芯的布置情況。圖1為分塊拉延示意圖，屬于下翻邊，主要由上模小鑲塊完成工作，壓料芯壓料。壓料力根據(jù)分模線長(zhǎng)度、制件的抗拉強(qiáng)度計(jì)算得出，通過(guò)最后得到的壓料力，選擇合適的彈性元件。以氮?dú)飧诪槔咎啄＞吡虾?.65 mm，抗拉強(qiáng)度493 MPa，通過(guò)計(jì)算，需要的壓料力為46.5 kN。

圖1 分塊拉延示意圖

力源分布原則是分布要平衡、對(duì)稱(chēng)，且盡量靠近工作部位。根據(jù)以上原則布置氮?dú)飧?。為了保證工作的穩(wěn)定性和制件的成型性等，選擇力源時(shí)，要使選擇的力稍大于計(jì)算得出的壓料力，留有一定的安全量。并結(jié)合項(xiàng)目要求選擇合適型號(hào)的氮?dú)飧?，使得?shù)量和總體的力都能達(dá)到最佳。

圖2所示的輪罩法蘭處圓角的整形屬于上翻邊，主要由下模小鑲塊完成工作，需靠下模托料芯提供工作過(guò)程中的壓料力。

由于是托料芯，考慮壓料力的時(shí)候，需要加上一個(gè)下模壓料芯的自重。

圖2 輪罩法蘭處圓角的整形（上翻邊）

2 上下雙型芯的力源分布

由于汽車(chē)覆蓋件形態(tài)各異，當(dāng)涉及到比較復(fù)雜的制件時(shí)，難免將上述2種單一的工作內(nèi)容進(jìn)行整合，一套模具中出現(xiàn)2個(gè)型芯，甚至2個(gè)以上。下面將對(duì)幾種不同情況進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 上下翻邊的力源布置分析

圖3所示的輪罩法蘭處圓角的整形左邊是一段上翻邊分模線，右邊是對(duì)稱(chēng)的兩段下翻分模線。通過(guò)計(jì)算上翻壓料力為2 630 N，下翻壓料力為8 155 N。本套模具選用的力源為氮?dú)飧?，下模壓料芯提供上翻的壓料力加下芯的質(zhì)量，本套模具中質(zhì)量為65 kg，下芯提供的壓料力為3 300 N。設(shè)計(jì)中，要求酌情比計(jì)算得到的壓料力大一些，選取氮?dú)飧卓梢詾閄170-50，數(shù)量4個(gè)。一共能提供壓料力為6 800 N。上芯需要的壓料力為8 155 N，下芯提供的壓料力為6 800 N，為了保證模具工作穩(wěn)定，需要提供稍微大一點(diǎn)的壓料力，可選擇X350-38，數(shù)量4個(gè)，提供的壓料力為14 000 N。由于本制件比較小，壓料芯的體積都比較小，所以氮?dú)飧椎臄?shù)量不是很多，均布置在四角。

圖3 輪罩法蘭處圓角的整形（左上翻分模線，右對(duì)稱(chēng)下翻分模線）

根據(jù)以上壓料氮?dú)飧椎倪x取方式，本套模具工作過(guò)程中，在上模氮?dú)飧撞粔嚎s的情況下，下模氮?dú)飧紫葔嚎s到底，在此期間完成上翻邊過(guò)程，下芯到底之后，上模氮?dú)飧组_(kāi)始?jí)嚎s，上模氮?dú)飧讐嚎s到底，模具工作完成，完成下翻過(guò)程。由于本套模具工作比較簡(jiǎn)單，根據(jù)翻邊的壓料力的大小直接作出壓料芯的運(yùn)動(dòng)方式。

2.2 帶有沖孔的上翻邊下整形模具

圖4所示的輪罩法蘭處圓角的整形上邊是翻邊線，兩邊是下整形，前邊位置是沖孔。因?yàn)闆_孔所在位置產(chǎn)品比較多，所以選擇隱沖形式機(jī)構(gòu)，將驅(qū)動(dòng)器放在壓料芯上，選取上模力源時(shí)，應(yīng)注意上芯的壓料芯行程應(yīng)大于隱沖機(jī)構(gòu)的Z向行程，這樣才能保證非開(kāi)模狀態(tài)，機(jī)構(gòu)的回程力源原件處于釋放狀態(tài)。

圖4 輪罩法蘭處圓角的整形（上面翻邊線，兩邊下整形）

2.3 帶有沖孔的上翻模具

圖5 所示的輪罩法蘭處圓角的整形左右兩角部和中間的是上翻邊分模線，下側(cè)是2個(gè)沖孔。由于這2個(gè)沖孔所在位置處于制件邊緣，可以設(shè)計(jì)成非隱沖形式，因?yàn)橛猩戏ぷ?，所以必須要有下芯?/p>

因?yàn)橹挥蟹ㄌm邊，所以可以靠蹲到底來(lái)完成這種紫色整形面的工作要求。在不考慮沖孔的情況下，可以設(shè)計(jì)成單有下芯這種形式的模具，但是由于沖孔的存在，需要考慮沖孔機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)在什么位置。

圖5 輪罩法蘭處圓角的整形（左右兩角和中間為上翻邊分模線）

3 沖孔機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的位置分布

3.1 機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)在下面本體上

驅(qū)動(dòng)器在下面本體上，隨著上模向下運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)開(kāi)始隨之運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓料芯還未到底時(shí)，沖孔已經(jīng)開(kāi)始工作，這樣的話沖孔位置就會(huì)錯(cuò)誤。所以要想按照上面的形式，需要有上模壓料芯，當(dāng)機(jī)構(gòu)還未開(kāi)始工作時(shí)，先將下模壓料芯壓到底，然后機(jī)構(gòu)才開(kāi)始工作，完成沖孔過(guò)程，這樣才能保證沖孔位置準(zhǔn)確。

3.2 機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)在下模壓料芯上

驅(qū)動(dòng)器在下模壓料芯上，需要在下模壓料芯上增加導(dǎo)柱，并且增加錐形墊塊，設(shè)計(jì)成本會(huì)有所增加，而且在車(chē)間調(diào)試的階段來(lái)說(shuō)，可能調(diào)試的時(shí)候比較困難，結(jié)合各種因素來(lái)考慮，這種設(shè)計(jì)也并不是最佳方案。

這種只有上翻并伴有個(gè)別沖孔的模具，雖然工作內(nèi)容并不是十分繁瑣，需要考慮的因素也不是特別多，但是要特別注意，增加一個(gè)壓料芯對(duì)模具實(shí)現(xiàn)基本功能的重要性。

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)上下雙芯的力源分布分析，在滿足工作的前提下，使工作順序與壓料力大小保持一致，壓料芯作為后序模具必備的一項(xiàng)工作內(nèi)容。同時(shí)通過(guò)壓料芯能夠決定模具工作的過(guò)程，顯得尤為重要，所以設(shè)計(jì)過(guò)程中要仔細(xì)考慮對(duì)壓料芯力源的布置。

［1］ 谷諍巍，陸冠含，李欣，等.防撞梁熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的數(shù)值分析及優(yōu)化［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2015，45（4）：1189-1194.

［2］ 曹樹(shù)坤，李兆前，趙國(guó)群，等.沖壓模具并行開(kāi)發(fā)流程定制［J］.南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，37（z1） ：176-178.

［3］ 謝暉，李江曼，王詩(shī)恩，等.超高強(qiáng)鋼板沖壓模具磨損 CAE 分析研究與應(yīng)用［J］.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，42（8）：5-21.

The Pressure Source Arrangement of Dual Core in the Stamping Die

LIANG Ke， GE Jun-chao
（Hebi Automotive Engineering Professional College， Hebi 458030， China）

This article introduces the pressure source arrangement of stamping die dual core. Based on the work area of the core， the pressure layout design during the working process is demonstrated.

double core； pressure source； arrangement； working process

U468.21

A

1003-8639（2017）12-0054-02

2017-02-13

梁科（1987-），男，河南安陽(yáng)人，助教，從事機(jī)械設(shè)計(jì)方面的工作；葛君超（1988-），女，河南安陽(yáng)人，助教，研究方向?yàn)楣I(yè)設(shè)計(jì)。

（編輯 心 翔）