鋁板沖孔壓印模具設(shè)計(jì)

王修濤

（山東省機(jī)械設(shè)計(jì)研究院，濟(jì)南 250031）

陰極鋁板結(jié)構(gòu)如圖1所示，該產(chǎn)品是電力工程所用的一個(gè)重要零件，材料為高純度鋁軋制軋延板，剪切強(qiáng)度約為79.7MPa，產(chǎn)品形狀簡(jiǎn)單，鋁板厚度為7mm。要求φ6mm孔無毛刺，壓印花紋密度適中，花紋深度為0.7±0.1mm，能滿足粘邊及極板使用壽命。產(chǎn)品批量小，每年用量約3000件。

圖1 產(chǎn)品圖

1 零件結(jié)構(gòu)及工藝方案分析

陰極鋁板屬于大型產(chǎn)品件，尺寸為1760mm×1000mm，厚度為7mm。所沖孔直徑為6mm，屬于厚板沖小孔，孔徑小于料厚，對(duì)沖針強(qiáng)度要求較高。壓印位置靠近產(chǎn)品邊緣，壓印寬度為13mm，壓印間距為5mm，壓印尺寸較小，壓印凸模需采用淬火材料。

從生產(chǎn)工藝分析，產(chǎn)品共分為兩個(gè)工序，即沖孔與壓印。具體方案如下：

（1）先沖孔后壓印或者先壓印后沖孔，共需要兩套模具，模具加工簡(jiǎn)單，每個(gè)工序相互獨(dú)立。需要進(jìn)行兩次加工，加工精度降低，且成本較高。

（2）沖孔壓印同時(shí)進(jìn)行，只需一套模具，進(jìn)行一次加工即可，加工精度較高，成本降低，但模具加工和裝配相對(duì)復(fù)雜。

綜合比較兩種方案，選用第二種方案比較合理。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，模具壓印尺寸較小，工件尺寸較大，根據(jù)使用沖床的噸位以及沖床平臺(tái)尺寸，工件分四次進(jìn)行加工，每次加工長(zhǎng)度約為400mm。

模芯的壓印尺寸，如圖2所示，由于其加工比較困難，需要淬火后精加工，再加上加工量比較大，容易產(chǎn)生變形，可采用線切割加工，減小變形，但是加工長(zhǎng)度尺寸加工難度，故模芯采用鑲塊式分體結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

模具結(jié)構(gòu)與沖孔壓印同時(shí)進(jìn)行，對(duì)模具模芯強(qiáng)度要求較高，壓印位置距離孔位置較近，在沖孔壓印過程中，工件移動(dòng)要避免碰到壓印凸模。由于沖針直徑小，在沖孔過程中容易變形，需要在固定板和卸料板設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置，保證模具穩(wěn)定性和工件尺寸精度。

圖2 凹模結(jié)構(gòu)圖

圖3 卸料板結(jié)構(gòu)圖

工件采用四次加工，為保證每次加工間距尺寸準(zhǔn)確性，在長(zhǎng)度方向和寬度方向需要安裝模具準(zhǔn)確定位，模具結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 模具結(jié)構(gòu)

綜上所述，鋁板沖孔壓印模結(jié)構(gòu)要點(diǎn)總結(jié)如下：

（1）沖孔壓印卸料板4和凹模5采用分體鑲塊方式；

（2）模具導(dǎo)向裝置采用14導(dǎo)向件和17小導(dǎo)柱；

（3）彈性元件9選用φ40mm中荷重KM紅色彈簧；

（4）為了保證多次加工位置準(zhǔn)確，采用橫向彈性定位13和縱向可調(diào)節(jié)定位板15。

3 生產(chǎn)過程中注意的問題

鋁板沖孔壓花模具在使用過程中，要增加送料機(jī)構(gòu)，避免板材重量太大碰到壓印凸模。另外，為了保證位置尺寸準(zhǔn)確，要保證定位準(zhǔn)確，壓印深度尺寸調(diào)節(jié)要根據(jù)實(shí)際使用情況調(diào)節(jié)沖床行程。

4 結(jié)語

由于本文所研究工件材料比較厚，且沖孔壓印同步進(jìn)行，要求較高，模具加工和裝配難度大，模具設(shè)計(jì)要注意很多細(xì)節(jié)。由于用量不大，采用多次加工方法，大大降低了模具成本，具有較高實(shí)用價(jià)值。