關(guān)于旋壓153輪輻正沖50—100風(fēng)孔模具研究

羅亮亮

摘 要：本文設(shè)計(jì)的沖壓模具采用單工序沖裁模，按照分配任務(wù)主要完成153輪輻邊風(fēng)孔（又稱散熱孔）的沖裁設(shè)計(jì)。此工序利用冷沖壓技術(shù)可以達(dá)到高的加工要求獲得良好的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)生產(chǎn)要求，采用手工送料方式以毛坯的中心孔用定位銷定位。為了便于操作降低模具成本采用彈性卸料方式?jīng)_件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。

關(guān)鍵詞：模具；沖裁；沖裁間隙

緒論

隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快的變化特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。

1.沖壓工藝分析

1.1 零件分析

1.1.1零件材料

該沖裁件的材料Q235-B為普通碳素鋼。具有較好的可沖壓性能。力學(xué)性能為：抗剪強(qiáng)度310-380MPa ，抗拉強(qiáng)度375-460Mpa，屈服強(qiáng)度為235Mpa，伸長率為21%～25%。

1.1.2零件結(jié)構(gòu)

該零件為旋壓153輪輻，此零件結(jié)構(gòu)為圓形盤類零件，厚度為12mm，中間有直徑為φ217mm的中心孔。在直徑為φ285.75mm的直徑上有10個φ29.6mm的定位孔平均分布，拐角處有圓弧連接，在圓弧連接處有5個50×100扁風(fēng)孔均布，因此該零件結(jié)構(gòu)上適合沖壓制造。

1.2工藝方案確定

通過工藝分析，采用中心孔、定位孔組合定位。將汽車輪輻零件安裝在模具的轉(zhuǎn)盤上，定位銷限制了旋轉(zhuǎn)自由度，實(shí)現(xiàn)了完全定位，操作簡單、方便，通過手動旋轉(zhuǎn)汽車輪輻零件即可逐個實(shí)現(xiàn)5均勻分布風(fēng)孔的沖制。

2.沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1模具類型

根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用單工序沖裁模。

2.2卸料與出件方式

考慮零件尺寸較大，厚度較高，采用彈性卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。

2.3模具總裝圖

根據(jù)前面的設(shè)計(jì)與分析，我們可以得出單工序沖裁模具的總體方案圖如下：

2.1 模具總裝圖

1. 上模座 2.導(dǎo)套 3.沖頭固定座 4.沖頭墊板 5.沖頭固定板 6.沖頭7.導(dǎo)柱 8.凹模 9下模座 10.小膠塊 11.螺栓 12.轉(zhuǎn)軸 13.軸承 14.定位立板 15.銷軸 16.定位平拉桿 17.螺柱 18.螺母 19.壓縮彈簧 20.定位座 21.定位塊 22.定位銷 23.壓縮彈簧 24.轉(zhuǎn)盤 25.大膠塊 26.卸料塊 27.卸料塊壓板 28.卸料塊加強(qiáng)板 29.汽車旋壓輪輻

2.4 間隙值確定

2.4.1間隙對沖裁的影響

實(shí)踐證明，間隙的大小，分布是否均勻等，對沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度、沖裁力和模具壽命有直接的影響。凸、凹模之間的間隙大小可分為三種情況，即間隙合理，間隙過大，和間隙過小。

間隙合理，材料在分離時(shí)，凸、凹模刃口處的裂紋重合，沖裁斷面比較平直、光滑，圓角和毛刺均較少，制件質(zhì)量較好。但合理的沖裁間隙并非是一個絕對值，而是某一個數(shù)值范圍，在此范圍內(nèi)都可得到?jīng)_裁斷面好的制件。間隙過大，凸、凹模刃口處的裂紋不重合，凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的里面邊，材料受很大的拉深，光亮帶小，毛刺，踏角及斜度都較大。間隙過小，裂紋也不重合，凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的外邊， 兩條裂紋之間的一部分材料隨沖裁的繼續(xù)又被二次剪切和擠壓，在斷面上形成第二次光亮帶，并在其間出現(xiàn)夾層和毛刺。

2.4.2間隙值確定

確定沖裁間隙值的主要依據(jù)，是在保證斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命最高，選用沖裁間隙時(shí)，可根據(jù)制件技術(shù)要求、使用特點(diǎn)和生產(chǎn)條件等因素選用，一般有理論計(jì)算法、圖表法等三種。

1）理論計(jì)算法：

2）查表法：即經(jīng)驗(yàn)確定法，是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定間隙值。

Z=（0.16～0.2）t=1.92～2.4mm，

經(jīng)驗(yàn)得Z=2.2mm最佳。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《沖模設(shè)計(jì)手冊》編寫組.模具手冊之四沖模設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.6.

[2] 吳伯杰.沖壓工藝與模具[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.6.

[3] 陳炎嗣，郭景儀.沖壓模具技術(shù)手冊[M].北京：北京出版社，1996.1

*本課題來源于河南強(qiáng)力車輪制造有限公司提出產(chǎn)品要求的題目，主要任務(wù)是設(shè)計(jì)沖旋壓153輪輻正沖50-100風(fēng)孔的模具.