低噪音沖壓模具落料裝置設(shè)計(jì)

楊海洪　吳水清　王強(qiáng)

摘要：采用吸振法和隔離法兩種方式，設(shè)計(jì)了沖壓模具落料預(yù)壓機(jī)構(gòu)和隔音板結(jié)構(gòu)。預(yù)壓機(jī)構(gòu)對(duì)沖壓過(guò)程形成緩沖，降低落料凸模剛性碰撞產(chǎn)生的噪聲。纖維板的凹槽結(jié)構(gòu)增加聲音的反射次數(shù)，吸收落料產(chǎn)生的噪音，并且和鐵板相配合對(duì)沖壓落料產(chǎn)生的噪音進(jìn)行吸收并隔離。降低了噪音，提高了制件質(zhì)量和模具壽命。

關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì);噪音;沖壓落料;模具壽命

0 ?引言

沖壓生產(chǎn)特別是沖裁落料時(shí)，沖裁力越大，反作用力也越大，瞬間撞擊產(chǎn)生的噪音也就越大，而且嚴(yán)重影響模具的使用壽命以及制件的質(zhì)量。模具在正常工作時(shí)，會(huì)不可避免地產(chǎn)生噪聲，噪聲最高值可到120dB左右，導(dǎo)致沖壓車間一般達(dá)100～130分貝的加工噪聲。國(guó)家規(guī)定噪聲標(biāo)準(zhǔn)是85dB，如果人長(zhǎng)期處在90分貝以上噪聲環(huán)境中工作，就會(huì)損傷聽(tīng)力、影響健康、降低工效。

設(shè)計(jì)低噪音沖壓模具落料裝置，能夠解決現(xiàn)有的沖壓模具落料機(jī)構(gòu)的噪音防護(hù)不足問(wèn)題，避免對(duì)操作工人的身體造成損害，提高制件質(zhì)量和模具壽命。

1 ?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

落料裝置主要由機(jī)架、緩沖桿、壓臺(tái)、隔音板、預(yù)壓桿、底座等零部件組成。

1.1 總體結(jié)構(gòu)

圖1為裝置的結(jié)構(gòu)主視圖。緩沖桿11可以在機(jī)架1內(nèi)部滑動(dòng)，其底部固定連接在壓臺(tái)2上，外圈套有緩沖彈簧10。壓臺(tái)2兩側(cè)設(shè)計(jì)了上限位作用的上限位桿6，上限位桿6頂部焊接固定在機(jī)架1上，壓臺(tái)2與上限位桿6之間為滑動(dòng)配合。頂料凸模12固定連接在機(jī)架1的底部，可以在壓臺(tái)2內(nèi)部滑動(dòng)。機(jī)架1兩側(cè)底部設(shè)計(jì)了下限位作用的下限位桿9，下限位桿9底部焊接在底座5上，下限位桿9與機(jī)架1之間為間隙配合。模具臺(tái)7固定在底座5上，8為落料孔。底座5外側(cè)設(shè)計(jì)了隔音板3，兩者通過(guò)螺栓4固定連接。

1.2 預(yù)壓機(jī)構(gòu)

A為預(yù)壓機(jī)構(gòu)（如圖2所示），壓臺(tái)2下方設(shè)置了回位彈簧13和預(yù)壓桿14。預(yù)壓桿14長(zhǎng)度小于壓臺(tái)2凹槽的深度，可以在其內(nèi)部滑動(dòng)。橡膠墊15固定在預(yù)壓桿14底部，以避免與模具臺(tái)剛性接觸。

2 ?隔音板設(shè)計(jì)

如圖3所示，隔音板3設(shè)置了兩組，在機(jī)架1兩側(cè)對(duì)稱分布。目的是對(duì)噪音的傳播途徑進(jìn)行隔斷，以達(dá)到降噪的效果。

如圖4所示，隔音板由鐵板301和纖維板302組成，鐵板301的左側(cè)采用粘結(jié)方式與纖維板302固定連接。

鐵板的高度大于纖維板的高度，底端超過(guò)纖維板底端的部分與底座外側(cè)的凹槽結(jié)構(gòu)相契合，通過(guò)螺栓與底座構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)。纖維板的左側(cè)面設(shè)計(jì)為均勻分布的凹槽結(jié)構(gòu)，目的是增加聲音的反射次數(shù)，吸收沖孔時(shí)產(chǎn)生的噪音，并且和鐵板相配合，達(dá)到先吸音再隔音的效果，對(duì)噪音進(jìn)行充分的衰減。通過(guò)隔音板的雙層結(jié)構(gòu)作用，能夠?qū)υ胍暨M(jìn)行有效地削弱。

3 ?技術(shù)原理

降低噪音可從振源和傳播途徑兩個(gè)方面采取措施，主要有吸振法和隔離法兩種方式。吸振法是在振源周圍的空間內(nèi)設(shè)置吸收振動(dòng)、噪音的材料，以達(dá)到減振降噪目的;隔離法是在噪音傳播途徑中設(shè)置障礙物，進(jìn)行阻擋使其不能直接通過(guò)。

3.1 預(yù)壓機(jī)構(gòu)減少噪聲

沖壓加工時(shí)，壓臺(tái)2下行過(guò)程中，預(yù)壓桿14會(huì)首先接觸模具臺(tái)7，預(yù)壓桿14底部的橡膠墊15可以減小接觸瞬間的沖擊。然后預(yù)壓桿14頂部的回位彈簧13發(fā)生收縮，預(yù)壓桿14向壓臺(tái)2內(nèi)部的凹槽結(jié)構(gòu)中移動(dòng)，直至完全進(jìn)入壓臺(tái)2的凹槽結(jié)構(gòu)中，之后壓臺(tái)2才與工件形成接觸。此過(guò)程中，回位彈簧13利用自身彈力，將預(yù)壓桿14向下頂，對(duì)壓臺(tái)2進(jìn)行緩沖，減小了壓臺(tái)2的瞬時(shí)沖擊，從而達(dá)到減小噪音的產(chǎn)生的效果。

采用預(yù)壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)沖壓過(guò)程形成緩沖，能夠減小噪音的產(chǎn)生。預(yù)壓桿通過(guò)回位彈簧與壓臺(tái)構(gòu)成彈性結(jié)構(gòu)，能夠在壓臺(tái)與模具臺(tái)接觸之前預(yù)先形成接觸，對(duì)壓臺(tái)的下行進(jìn)行緩沖，從而減少?zèng)_擊形成的噪音。由于預(yù)壓桿的長(zhǎng)度小于壓臺(tái)內(nèi)部凹槽結(jié)構(gòu)的深度，在壓臺(tái)與工件完全接觸后能夠完全收縮進(jìn)入壓臺(tái)內(nèi)部，因此不影響沖壓操作的正常進(jìn)行。

3.2 隔音板降低噪聲

沖壓加工的噪音會(huì)向機(jī)架1的外圈方向傳播，機(jī)架1兩側(cè)對(duì)稱分布的隔音板3能夠?qū)υ胍舻膫鞑ミM(jìn)行隔斷。

纖維板302的左側(cè)面均勻分布有凹槽結(jié)構(gòu)，在噪音進(jìn)入纖維板302的凹槽結(jié)構(gòu)后，會(huì)發(fā)生多次反彈。而且纖維板材質(zhì)本身具有極其細(xì)微的縫隙結(jié)構(gòu)，噪音傳播時(shí)還會(huì)發(fā)生無(wú)數(shù)次反彈，消耗其大量能量，降低噪音。

經(jīng)過(guò)纖維板302削弱后，噪音傳播至鐵板301表面。在隔音材料中，質(zhì)量越重、密度越大的物質(zhì)隔音效果愈好。鐵板密度較大，其聲音的吸收和透過(guò)率低、反射能力強(qiáng)，對(duì)噪音的隔絕效果好。因此，使得噪音難以從其中穿過(guò)，達(dá)到隔離降噪的效果。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

本裝置采用預(yù)壓機(jī)構(gòu)和隔音板結(jié)構(gòu)，降低了剛性碰撞產(chǎn)生的噪聲，能夠?qū)_壓落料產(chǎn)生的噪音進(jìn)行吸收并隔離。在沖壓落料模具設(shè)計(jì)中運(yùn)用效果良好，得到了生產(chǎn)實(shí)際驗(yàn)證，削弱了噪音的危害，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。

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基金項(xiàng)目：2018年江西省新產(chǎn)品試制計(jì)劃（2018-0572）;2018年度吉安市重大科技研發(fā)專項(xiàng)。

作者簡(jiǎn)介：楊海洪（1969-），男，江西吉安人，高級(jí)工程師;王強(qiáng)（通訊作者）（1963-），男，江西安福人，碩士，教授，研究方向?yàn)椴牧霞庸?、機(jī)電一體化。