墊片的沖壓模具設計與凸模的強度校核*

伍曉紅

(遼寧軌道交通職業(yè)學院， 遼寧 沈陽　110023)

0　引　言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,模具在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中的作用越來越重要[1]。沖裁是指利用一對工具，例如沖裁模的凸模與凹?；蚣舸驳纳霞羧信c下剪刃，并借助壓力機的壓力，對板料或工序件沿封閉的或封閉的輪廓進行切割分離的一種加工方法，具有效率高、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點[2]。以墊片沖模為例，詳細講解了模具的設計和凸模的強度校核。

1　模具設計

由于沖低碳鋼板，原料硬，所以卸料板采用固定式；模板采用嵌入式,滑動導柱導向；由于凸板較小，防止模板受壓，加淬火墊板；采用側刃與導正釘聯(lián)合定位。模具裝配圖如圖1所示。

2　凸模強度校核

2.1　數(shù)學模型

2.1.1凸?？箟耗芰Φ男：?/p>

凸模正常工作時其最小截面承受的壓力應力不能超過凸模材料的許用壓應力。文章中沖孔凸模截面小于落料凸模截面面積，所以對沖孔凸模進行抗壓能力校核。

δ=F/A≤[δ]

(1)

圖1　模具裝配圖1.模柄　2.墊板　3.凸模固定板　4.側刃　5.沖孔凸模　6.落料凸?！?.卸料版　8.導正釘　9.凹?！?0.模架　11.下模座　12.上模座　13.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M6×20　14.銷6m6×30　15. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘M6×20　16.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M12×50　17.銷12m6×50　18.六角頭螺栓-全螺M6×20　19.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M12×45　20.銷12m6×55

2.1.2凸模縱向抗彎能力的校核

沖裁時，凸?？v向抗彎能力可利用桿件受軸向壓力時的歐拉公式進行校核。文章中沖孔凸模有導向，相當于一端固定，另一端鉸支的壓桿，凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大長度Lmax為：

2.2　計算器

現(xiàn)在許多的編程語言越來越簡單易懂，容易完成開發(fā)一些計算器[3]。由于凸模強度校核是步驟較多的計算求解過程，如果設計稍微有一丁點的改變都需要重新計算，編程就是為了借助于計算機來達到某一目的或解決某個問題[4]。

利用編程軟件編制計算器，可以省去很多不必要的繁瑣計算，程序如下：

Private Sub Command1_Click()

d = Val(Text13.Text)

l = Val(Text14.Text)

t = Val(Text3.Text)

x = Val(Text1.Text)

y = Val(Text2.Text)

d1 = 4 * t * y / x

F = 3.14 * d * t * y

lmax = 270 * d ^ 2 / Sqr(F)

Text16.Text = "沖孔凸模直徑d=" & d & ">" & Format(d1, "0.000") & ",滿足抗壓能力的要求"

Text17.Text = "沖孔凸模長度l=" & l & "<" & Format(lmax, "0.000") & ",滿足縱向抗彎能力的要求"

End Sub

Private Sub Command2_Click()

Text1.Text = ""

Text2.Text = ""

Text13.Text = ""

Text14.Text = ""

Text3.Text = ""

End Sub

Private Sub Command3_Click()

End

End Sub

生成的計算器界面如圖2所示，多次輸入，可以點擊清零按鈕，文本框清除，用戶可以重新輸入。計算器的退出，有兩種方法供用戶選擇，一是點擊結束按鈕；二是點擊界面的關閉按鈕，也可退出。

圖2　計算器

2.3　強度校核

沖孔凸模形狀尺寸如圖3所示，根據(jù)設計的幾何尺寸，將數(shù)據(jù)輸入到計算器中。

圖3　凸模零件圖

通過計算器計算，結果如圖4所示：沖孔凸模的設計直徑d=12.16>4.615，滿足抗壓能力的要求；沖孔凸模的長度l=75.5<166.822，滿足縱向抗彎能力的要求。

圖4　計算結果

3　結　語

文章介紹了墊片沖模模具的卸料板、模板、導向和定位等關鍵部件的設計方法和要點；利用軟件編制了計算器，完成了凸模強度的校核，方便快捷，為設計提供了理論數(shù)據(jù)。