厚板料沖裁工藝分析及模具設計

1 引言

圖1為某設備圖的側板零件，材料為q235a、厚10mm的鋼板。該零件原是采用普通沖裁模進行沖壓加工，結果是沖壓不足百余件后模具就損壞。后采用加熱紅沖沖裁法進行加工，模具雖未損壞，但沖壓件的精度、表面質量和粗糙度值均不理想，沖壓后零件表面產生的氧化皮，使噴漆后的表面達不到要求，且工藝復雜、勞動強度大、沖壓件成本高。為此，對零件的沖壓加工進行認真的工藝分析。同時，根據公司現有壓力機(jb36—250t)和零件所需的沖裁力，采用了平直刃口與斜刃口相結合的凹模形式，降低沖裁力，使沖壓后的零件達到滿意效果。

2 工藝分析

該零件根據厚板料沖裁力公式：

從式中得知零件所需的沖裁力為2618kn。顯然，公司現有壓力機(jb36-250t)的公稱壓力小于零件所需的沖裁力。針對這一問題，對零件進行了認真的工藝分析，認為降低零什所需的沖裁力，就刊以用本公司現有壓力機(jb36 250t)進行加工，根據目前有關資料介紹，降低沖裁力的方法有3種：①斜刃沖裁法，②紅沖沖裁法，③階梯凸模沖裁法。而第3種階梯凸模沖裁法，主要用于多型面的沖裁，不適用于該零件。而且這3種方法介紹都是相對于圓型面而言，對曲線型面未作介紹。同時，斜刃沖裁法在沖裁時都會引起沖壓件的彎曲、皺褶，沖裁刃口也極容易損壞。紅沖沖裁法在沖壓時會產生氧化皮，沖壓件精度、表面質量和粗糙度值均不理想，且工藝復雜，勞動強度大，增加沖壓件成本，因平口沖裁模進行沖裁時，其剪切作用是沿著整 個零件的外形輪廓同時發生剪切作用，因而所需的沖裁力較大。為此，根據零件特點，把整個零件的外形輪廓周長分為3等分。采用了平直刃口與斜刃口相結合的外斜凹模形式，如圖2所示。這種形式的凹模，在沖裁時，材料沿著輪廓長度在不同行程高度逐漸分離，其所需的沖裁力按平直刃口與斜刃口計算公式得知：

通過以上計算可以看出，顯然，采用這種凹模形式后，其沖裁力下降1/3，公司現有的壓力機(jb36-250t)完全滿足其求。

3 模具結構

模具結構如圖3所示。

1下模座 2凹模 3定位板 4導柱 5導套 6上模座 7固定板 8凸模 9卸料板 10推板 11墊板 12頂桿

4 結束語

目前，這種平直刃口與斜刃口的曲線型面的凹模形式，還沒有有關這方面資料的介紹，該模具已投入批量生產，使用效果較好。對類似的厚板料沖裁具有很大的參考價值。

參考文獻
1 冷沖壓模具設計手冊編寫組 冷沖模設計手冊 北京機械工業出版社 1981
2 彭建聲 冷沖壓技術問答 北京機械工業出版社 1981
3 北京模具教材編寫組 冷沖模設計與制造技術 北京機械工業出版社 1988
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5 陳毓勛 趙振鐸 王國海 特種沖壓模具與成形技術 現代出版社 1989