付耳盖子的加工工艺及模具设计(8)

7.2卸料、顶件和推料装置

卸料、推件和顶件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，卸料是指把冲件或废料从凹模上卸下来；推件和顶件一般指把冲件或废料从凹模中卸下来。

(1)固定卸料装置

常用的固定卸料板有：与导料板制成一体的卸料板，结构简单，但装配不便；分体式卸料板，导料板装配方便，应用较多；悬臂式卸料板，用于窄长件的冲孔或切口后的卸料；拱桥式卸料板，用于空心件或弯曲件冲底孔后的卸料。

(2)弹压卸料装置

弹压卸料装置的基本零件包括卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶）、卸料螺钉等。

弹压卸料装置卸料力较小，但它既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。因此质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁（t<1.5mm）宜用弹压卸料装置。该模具采用弹压卸料装置。

卸料板的设计应注意：卸料板要求耐磨，材料一般选45钢，淬火，磨削，粗糙度Ra0.4~0.8?m；卸料板安装尺寸，计算中要考虑凸模刃磨量；该卸料板根据工件形状制成矩形，型孔与凸模的配合为H7/h6。

卸料板卸料是最常见的卸料方式。带导向的弹压卸料板由于运动平稳，并能对细小的凸模工作起到保护作用，在小孔冲模以及复杂的模具中得到很好的应用。两个模具分别采用弹压卸料板卸料和自动落料如下图。图C式冲孔废料由下模出料。图D式弹零件被推料板推出。我采用的卸料材料是聚酯橡，它的伸缩率为25%，因为卸料高度需30mm，故聚酯橡的直径为Φ120mm。

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图C 图D

7.3定位元件

模具定位零件是用以保证在冲压加工过程中材料和毛坯的正确送进及正确地将工件安放到模具上，以完成下一步的冲压工序。定位的准确与否直接影响冲件的加工精度。

条料在模具送料平面中送进时，必须在两个方向有限位：一是在与送料方向垂直的方向上限位，另一是送料方向上的限位，它控制条料一次送进的距离（步距）。属于送进导向的定位零件有导料销、导料板和侧压板等，属于送料定距的定位零件则有导正销、挡料销和定距侧刃等。

选择定位的方式和确定定位零件的结构形式时，应根据坯料形式、模具结构、冲件的精度和生产率的要求等来确定。

考虑到模具采用人工送料方式，对条料的控制调整可由人工完成，因此不需要用定距侧刃和导正销，而导料板体积较大，且其安装需加螺钉固定，一定程度上减弱了凹模的强度，影响模具寿命。因此采用固定挡料销来定位，由表2-24[5]

H7查得基本尺寸D?8mm的挡料销，它与凹模采用配合，对凹模强度的影响甚

m6微。用2颗销确定送料方向，另一颗销确定步距。

7.4导向元件

导向元件的作用是提高模具精度、减少冲床对模具精度的不良影响，同时还可以节省模具的调整时间，以及提高冲件的精度的模具寿命。常用的导向装置是导柱导套结构型式和导板导向型式。导柱导套结构又可以分为光滑的圆柱导向和

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滚珠导向装置两种。

光滑的圆柱导向装置常分为一级精度(IT5~IT6级)和二级精度(IT7~IT8级)两种。对于冲裁模来说，应根据冲裁间隙来学则其导向的等级。其原则是：导柱与导套之间的间隙应小于凸模与凹模之间的间隙。在一般的情况下，当冲裁间隙值在0.03mm以下时，应选用一级精度；而当冲裁间隙值大于0.03mm时，则可以选用二级精度的模具。对于要求寿命长的和复杂的模具，如硬质合金模、复杂的连续模，应选用一级精度的模具；而对于一般变形工序，则可以选用二级精度的模具。该模具凸模与凹模制件的间隙值为0.04～0.06mm，选用二级精度的导柱和导套。

上下模的导向，在凸模与凹模开始作用前，或压料板接触到制件前就应充分合上，以确保导向在冲压时即已发挥正常作用。导柱的长度应保证冲模在最低位置时，导柱的是端面与上模座顶面的距离不小于10~15mm；而下模底面与导柱底面的距离不小于5mm。

目前导柱与导套已经实现标准化，查表2-53[5]，采用基本尺寸d=70mm和的A型导柱，长度范围分别是150~210mm。导柱越大，模具的刚性越好，寿命也相对提高。

7.5模架和模柄选择

7.5.1模架选择

模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上。模架是整个模具的基础。此外，框架还要承受和传递压力，所以模架不仅要有足够的强度，还应该有足够的刚度。为了缩短模具制造周期，降低成本，我国已制定出模架标准，并有商品模架出售。根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质分为滑动导向模架和滚动导向模架两大类。每类模架中，由于导柱安装位置和数量不同，又各具有多种模架类型。

选择模架结构时要根据工件的受力变形特点，坯件定位、出件方式，材料送进方式，导柱受力状态，操作是否方便等方面进行综合考虑。

选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度上及宽度上都应比凹模大30～40mm。模板厚度一般定为凹模厚度的1～1.5倍。选择模架时还要注意到模架与压力机的安装关系，例如模架与压力机工作台孔的关系，模座的宽度应比压力机工作台孔的孔径每边约大40～50mm。冲压模具的闭合高度应大于压

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力机的最小装模高度，小于压力机的最大装模高度等。

通常中、小型冲模常采用后侧式、对角式或对称式的导柱型模架。四角导柱式模架主要用于精度要求高的冲压件和大型冲压件。

通过分析，该模具采用后侧导柱式模架。

查表2-64[5]，取工作台L*B=150*，模具闭合高度H?220~265mm的模架。下模座和压力机工作台采用压板和螺钉紧固，这样即可靠又方便安装调整。 7.5.2模柄选择

模柄的作用是把上模部分与压力机的滑块相连接，并将作用力由压力机传给模具。模柄的结构型式有很多，如带凸缘的模柄，主要用于大型模具；压入式模柄，主要用于上模座较厚而又没有开设推板孔或上模比较重的场合；旋入式模柄则通过螺纹与上模座相固定并加防转螺钉，以防转动，它适用于中小型模具。采用以上几种结构型式的模柄，由于压力机滑块和导轨之间的间隙存在以及水平侧向分力的作用使模具的精度受到一定影响，也使冲床的导轨和模具的寿命有所降低，并使冲压件的精度要有所下降。采用浮动式模柄可以消除或降低模具结构型式造成的影响。但是本模具上需要安装推料装置，打杆必须通过模柄孔来实现推料，因此为了满足这个要求，浮动式模柄是不适用的。所以选择旋入式模柄，查表2-78[5]，选用基本尺寸d=70mm的模柄，其防转螺钉为M6，中心孔d3?17mm，采用直径为16mm的打杆。

7.6压力机选择

计算模具的闭合高度为：

H＝l上模座＋l下模座＋2l垫板＋l凸凹模＋l凸模－l重合

(7.5.1)

式中，凸凹模厚度为65mm，上、下模的垫板厚度均取为10mm，上模座厚度为40mm，下模座厚度为45mm，取凸凹模进入凹模的深度为1.5m。

H=（45+40+2*10+65+65-1.5）=233.5mm （7.5.2）

由5.7节计算出的总冲裁力F总=29524.63（N），查表13.10[6]选择型号为JH21-45的开式固定台压力机。压力机主要参数如下：标称压力450kN，最大闭合高度270mm，封闭高度调节60mm，工作台孔?160mm，模柄?50mm?60mm，行程次数80次/分。

装模高度校核如下式：

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Hmax?5mm?H?Hmin?10 (7.5.3)

这里Hmax?270mm，Hmin?210mm，H=233.5mm，满足装模要求。 模具生产率，每二个行程冲出一个件，因此每小时生产量为：

P?80?60(件)?2400(件) 27.7模具寿命

所谓冲裁模具的寿命，是指由于模具工作部分刃口的磨损致使冲件的质量达到允许极限时的冲裁次数。在一般冲裁模中，当工作部分经过刃磨后大致可以恢复到最初的质量状态。因而都把两次刃磨之间的冲裁次数叫做模具的单位寿命，而把新模具从开始使用并经过多次刃磨或经更换易损备件直至不能再继续使用时的所有冲裁次数的总和称为模具的总寿命。

判别模具寿命的依据一般有：毛刺、尺寸变化、穹弯和冲件切口的断面质量。而引起这些现象的根源就是模具的磨损。因此改善模具刃口的磨损条件会提高模具的寿命。而影响刃口磨损的最大因素是冲裁的间隙，而冲裁间隙又能影响到冲裁件的精度，因此，很有必要在加工精度和模具寿命上找到一个最优点，能降低加工精度的尽量降低，提高模具的寿命意味着成本的节省。其次影响刃口磨损的因素是冲裁件的轮廓，因此，可以从改进冲裁件的工艺性上来提高模具的寿命。冲裁件轮廓尽可能的圆滑，最小壁厚尽量增大，这些都能提高模具的寿命。再次是改进凸、凹模的材料，增强它们硬度和强度，减少磨损，以提高模具的寿命，例如用硬质合金替代工具钢，使模具的寿命能提高几倍甚至十几倍以上。 对本模具，寿命可参考表2-96[5]，得模具在20～25次修磨后的总寿命为40～70

万件。

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