基于四爪套筒扳手的沖壓模具設(shè)計(jì)

賴紀(jì)軍

摘 要：沖壓成型是金屬成型的一種重要方法，主要適用于材質(zhì)較軟的金屬成型，可以一次成型形狀復(fù)雜的精密零件，如鈑金、管材等。本文針對(duì)目前厚壁管材作為套筒扳手使用時(shí)需經(jīng)機(jī)加工，如銑切加工，且加工效率較低的問題，提出采用模具沖切的加工方法。本文對(duì)一種厚壁管材四爪套筒扳手進(jìn)行的沖壓模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用AutoCAD、PressCAD、SolidWorks等軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖。此模具結(jié)構(gòu)可確保模具工作使用可靠，一次沖切，大大提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：沖壓模；沖裁；滑塊凹模；凸模；斜塊

中圖分類號(hào)：TG385.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）17-0038-02

Stamping Die Design Based on Four Claw Sleeve Wrench

LAI Jijun

Abstract： Stamping is an important method of metal forming， which is mainly suitable for the soft metal forming. It can one-time form complex shape， such as metal sheet metal and pipe material. In view of the problem that the thick wall pipe was used as a sleeve wrench， such as milling and cutting， and the processing efficiency was low， the die cutting method was put forward in this paper. This paper designed a stamping die for a thick wall pipe four jaw socket wrench， and designed and drew with software such as AutoCAD， PressCAD and SolidWorks. The die structure ensured reliable use of dies， punching at one time， and greatly improved production efficiency.

Keywords： stamping die；blanking；slide die；punch；inclined block

隨著制造技術(shù)、信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期短，行業(yè)面臨著日益激烈的競爭。如何高效、低成本地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，成為企業(yè)在激烈的市場競爭中取勝的關(guān)鍵[1]。

目前，如電力、衛(wèi)浴等行業(yè)對(duì)一些特殊安全防護(hù)零部件的要求較高，為防止使用普通工具進(jìn)行拆卸，確保安全性和可靠性，都會(huì)設(shè)計(jì)一些專用工具。譬如，本文主要論述的專用套筒扳手，其頭部有4個(gè)爪，而且分別兩對(duì)卡，爪尺寸也不同。一般使用普通工具是不能鎖緊或拆卸此特殊要求的零部件，必須使用此專用四爪套筒扳手進(jìn)行鎖緊或拆卸。而加工此四爪套筒扳手一般是在立銑或臥銑床中加工，并且工件需轉(zhuǎn)向分度，兩對(duì)爪寬度不一樣，需更換不同規(guī)格的成型銑刀，生產(chǎn)效率較低[2]。而對(duì)厚壁管材四爪套筒扳手進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)，采用模具沖裁加工方法，可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高生產(chǎn)效率。

1 四爪套筒扳手的沖壓模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

四爪套筒扳手的沖壓模具是基于厚板沖孔加工工藝原理設(shè)計(jì)的，在普通傾式?jīng)_床壓力機(jī)上便可加工；模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理緊湊，能適用于不同尺寸規(guī)格要求的卡爪沖切，使用壽命較長，具體特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)如下。

1.1 模具沖裁工作部分采用優(yōu)質(zhì)材料

滑塊凹模一、滑塊凹模二、凸模采用優(yōu)質(zhì)冷作模具鋼Cr12Mo1V1，斜塊、導(dǎo)向板采用Cr12材料。采用良好的淬火熱處理工藝，確保不易磨損，提高沖切壽命。

1.2 模具結(jié)構(gòu)

采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，上模板上安裝有4件斜塊，此斜塊通過斜塊固定板固定限位，并同時(shí)用螺栓將其鎖緊于上模板上，定位準(zhǔn)確，鎖緊牢固可靠。下模板上依次安裝有墊板、凸模固定板和導(dǎo)向板，并通過螺栓緊固在下模板上；凸模通過凸模固定板固定限位，并設(shè)計(jì)出止轉(zhuǎn)扁位，同時(shí)用螺栓鎖緊在墊板上，定位準(zhǔn)確，鎖緊牢固可靠；下模板上安裝有4件限位平衡板。退料定位板與凸模相配，且通過退料定位板的兩個(gè)方腳裝入凸模固定板及墊板的方孔中，其之間的配合都采用滑配安裝；退料定位板的兩個(gè)方腳之下由兩退料頂桿進(jìn)行推動(dòng)頂起動(dòng)作，兩頂桿由下活動(dòng)托板用限位螺栓托掛限位；兩剛性退料拉桿一端固定在上模板上，另一端通過下模板孔，然后用雙螺母緊固自鎖限位，此限位尺寸可根據(jù)使用的沖床、行程、模具閉合高度等進(jìn)行調(diào)節(jié)?；瑝K凹模與導(dǎo)向板之間采用燕尾導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向精度高，兩對(duì)滑塊凹模依次沖出兩對(duì)扳手爪。模具組裝調(diào)試完，鎖緊螺栓，并裝入定位銷定位，牢固可靠。

2 四爪套筒扳手的模具沖裁原理及過程

圖1是四爪套筒扳手的模具裝配圖。

注：1.導(dǎo)套；2.上模板；3.斜塊固定板；4.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M10；5.斜塊一；6.斜塊二；7.模柄；8.凸模；9.導(dǎo)向板；10.限位平衡板；11.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M6；12.圓柱螺旋壓簧；13.平墊圈；14.導(dǎo)柱；15.下模板；16.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M6；17.六角螺母M6；18.圓柱銷；19.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M10；20.退料拉桿；21.六角螺母M10；22.下活動(dòng)托板；23.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M8；24.頂桿；25.退料定位板；26.工件產(chǎn)品；27.內(nèi)六角圓柱頭螺釘M10；28.墊板；

29.凸模固定板；30.滑塊凹模二；31.滑塊凹模一。

2.1 模具沖裁原理

利用沖床壓力機(jī)滑塊下行運(yùn)動(dòng)帶著模具的上模向下合模，運(yùn)用斜塊滑塊配合運(yùn)動(dòng)原理，通過安裝在上模的4個(gè)斜塊驅(qū)動(dòng)下模上的滑塊凹模，向下模的中心凸模方向水平運(yùn)動(dòng)，滑塊凹模刃口與凸模刃口之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)管材工件產(chǎn)品進(jìn)行沖切；當(dāng)沖床滑塊上行帶著模具的上模向上分模，上模的4個(gè)斜塊上升，下模的4個(gè)滑塊凹模在復(fù)位彈簧的作用下，向外運(yùn)動(dòng)回復(fù)到原位置。

2.2 具體沖切過程

①將工件產(chǎn)品套入凸模，上模下行，固定在上模板上的兩退料拉桿跟著向下運(yùn)動(dòng)，下活動(dòng)托板下移，頂桿下移，退料定位板下移到底至正確定位位置，原工件產(chǎn)品沿著凸模下移到退料定位板上，確保定位準(zhǔn)確。

②上模繼續(xù)下行，左右斜塊一先與下模導(dǎo)向板上的左右滑塊凹模一斜面接觸，驅(qū)動(dòng)滑塊凹模一向中心凸模水平方向運(yùn)動(dòng)，滑塊凹模刃口與凸模刃口之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，先刺破管材壁，然后繼續(xù)進(jìn)行沖切斷管壁。

③上模繼續(xù)下行，左右斜塊一內(nèi)垂直面與左右滑塊凹模一外垂直面接觸，滑塊凹模一保持不動(dòng)作；然后前后斜塊二先與下模導(dǎo)向板上的前后滑塊凹模二斜面接觸，驅(qū)動(dòng)滑塊凹模二向中心凸模水平方向運(yùn)動(dòng)，滑塊凹模刃口與凸模刃口之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，先刺破管材壁，然后繼續(xù)進(jìn)行完全沖切斷管壁。

④上模上行，上模的左右斜塊一、前后斜塊二的4個(gè)斜塊上升，下模的左右滑塊凹模一、前后滑塊凹模二的4個(gè)滑塊凹模在復(fù)位圓柱螺旋壓簧作用下向外運(yùn)動(dòng)回復(fù)到原位置，此時(shí)限位螺釘內(nèi)六角圓柱頭螺釘M6 將4個(gè)滑塊凹模限位到此原初始位置；上模繼續(xù)上行，固定在上模板上的兩退料拉桿隨之向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下活動(dòng)托板上移，頂桿上移，頂桿推動(dòng)退料定位板上移，將沖切完的工件產(chǎn)品退出，然后將工件產(chǎn)品取出。

3 結(jié)語

四爪套筒扳手的沖壓模具的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特，一次沖程加工完成4個(gè)卡爪，能適用于不同尺寸規(guī)格要求的卡爪沖切，尺寸精度高，且一致互換性好，沖壓穩(wěn)定可靠，大大提高了生產(chǎn)效率。此模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，便于維護(hù)，使用壽命較長，可以適應(yīng)不同客戶的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王新華.沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工程出版社，2001.

[2]趙向陽，章躍榮.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.