综合控制分度冲模设计-片头模版

图1 制件构造

1制件冲压工艺剖析

设计者与客户沟通后对成形制件有如下哀求：供货品质需稳定、月供需求量需保障、月操持生产量有担保（约1 000个）。
通过对客户需求要点及制件的冲压工艺性进行综合剖析，冲压工艺方案如表1所示。

表1 端环与盘环冲压工艺方案

基于制件品质哀求、产量保障需求等成分，方案1、2拟采取有共性的裁剪规格料，如图2（a）所示。
方案1后工序需配置3副新制造较大的模具；方案2后工序需配置2副新制造较大的模具与1副新制造较小的模具（通过调度内、外凸模闭合高度完成N等份分度落料以实现所需的盘环或端环）；方案3采取数控加工完成毛坯落料，如图2（b）所示。
采取同步分度冲插片孔（圆周为38等份孔拟按19次冲压、每次冲相邻两齿）与冲切内外不同宽度废物以实现所需的盘环与端环。

3种冲压工艺方案本钱比拟如下。

（1）方案1因需配置3副较大的模具，个中冲三齿插片孔拟采取整体式冲模，模具制造本钱大，同时在利用过程中因异形凸模数量多而存在模具掩护本钱高的情形。
经对方案1优缺陷综合剖析，方案1在制件履行大规模生产时才能表示上风。

（2）方案2由2副较大的模具与1副较小的模具组成，当制件产量较大时采取整体冲安装孔与冲三齿插片孔，因避免了盘环落料所需的模具本钱投入，表示了较好的冲压加工经济性与灵巧性；1副较小的模具因采取旋转毛坯件实现分度切除多余材料达到落料的目的，仅需配套较小的冲压设备，降落了技能风险，且能更好地掌握本钱投入。

（3）方案3由冲规格料、冲安装孔及分度冲插片孔、落料等工序组成。
板料经数控加工完成规格料、冲安装孔后得到毛坯件，因没有采取模具加工，制造本钱得到有效掌握；新制造较小的1副分度冲插片孔、落料模因采取同步分度冲压工艺，使其制造本钱及体积比方案2的分度落料模大，但比较方案1、2所需的4道工序加工，方案3所需的本钱投入、生产经济性更具上风。
方案3中拟新制造的分度冲插片孔、落料模如采取人工掌握，1位员工只能操作1台冲压设备，制件均匀生产节拍约40 s；如采取电气综合掌握，员工只需完成制件装夹及卸料，均匀生产节拍约8 s。

综合上述剖析，采取电气综合掌握的方案3代替人工掌握的生产办法，具有较大的上风。

图2 裁剪规格料及冲规格料与安装孔

2分度冲插片孔与落料的复合模

分度冲插片孔冲压工艺：①裁剪规格料、冲安装孔；②分度冲插片孔（每次冲2个插片孔），如图3所示；③分度落料，制件圆周每次切除一段废物，如图4所示，约冲18~19次完成一圈，圆周切废物的凸模弧长与冲插片孔对应的中央角弧长相对应。

图3 分度冲插片孔

1.模柄 2.上模座 3.上垫板 4.上夹板 5.卸料板 6.下模板 7.下托板 8.下模座 9.冲齿孔镶件 10.导向销 11.冲齿凸模 12.等高套 13.定位分度盘 14.迁徙改变轴承 15.定位轴芯 16.定位销 17.分度棘爪

图4 分度落料

1.模柄 2.上模座 3.等高套 4.上垫板 5.上夹板 6.切槽凸模 7.弹簧 8.卸料板 9.下模板 10.下模板 11.下模座 12.止挡块 13.切边凸模 14.下托板 15.定位轴芯

冲压准备阶段将电气综合掌握精度分度冲插片孔、落料复合模适配到机床，模具状态如图5所示。
将模具所需的供气旗子暗记、冲压旗子暗记及行程旗子暗记平分离接至机床，经试冲各旗子暗记掌握及动作正常无误后，即可开始正常冲压。

图5 综合掌握分度冲插片孔与落料复合模三维构造

图6所示为综合掌握分度冲插片孔与落料复合模二维构造，图7所示为综合掌握分度局部放大构造，其事情过程：先将毛坯放不才模板8及定位分度盘14上，调度毛坯定位孔，使之扣在定位分度盘14的2个定位销上并压平；踩下脚踏开关使冲床滑块按设定程序动作；冲床滑块带动复合模上模向下冲压，完成预定的2排相邻插片孔、预定的内、外圈余料冲压分离；滑块带动复合模上模离开毛坯件上型面，程序掌握器发出旗子暗记产生动作，实行副气缸连带定位插针27作回退动作，直至退出定位分度盘14周边的凹槽至设定的副气缸底部，冲床接到其回退到位的旗子暗记；程序掌握器发出旗子暗记至主气缸，通过主气缸轴推动棘爪滑板22，沿滑块导向块25组成的滑道向前滑动，与此同时棘爪滑板22带动在弹簧24弹顶浸染下紧贴分度棘轮盘15的棘爪23一起向前运动，棘爪23顶到分度棘轮盘15的凹槽后，推动分度棘轮盘15、定位分度盘14并通过其定位销带动毛坯件迁徙改变，直至棘爪23分开分度棘轮盘15的凹槽；此时定位分度盘14周边的凹槽在迁徙改变力的推动下，带动毛坯已转至与定位插针27相对应的空位；在主气缸轴连续前推的同时，副气缸给出反馈旗子暗记，实行副气缸轴联动定位插针27前推；直至定位插针27进入定位分度盘14设定的凹槽中（此时毛坯在其带动下转至精确分度位置），副气缸向程序掌握器反馈动作完成旗子暗记；程序掌握器在适度延时后或主气缸轴连续前顶到行程结束或行程限位块后，发出主气缸回退旗子暗记，主气缸在回退掌握程序下回退到主气缸的起始位置，主气缸向程序掌握器反馈动作完成旗子暗记；再适度延时后，复合模上模在冲床滑块带动下运动至冲床上顶点，完成一个完全的循环动作。

图6 综合掌握分度冲插片孔与落料复合模二维构造

1.模柄 2.上模座 3.上垫板 4.上夹板 5.冲齿凸模 6.卸料板 7.冲齿孔镶件 8.下模板 9.下垫板 10.下模座 11.下垫脚 12.定位托板 13.定位垫板 14.定位分度盘 15.分度棘轮盘 16.副棘爪组件 17.定位轴芯 18.主棘爪组件 19.定位插针 20.行程固定座

图7 综合掌握精确分度局部放大构造

14.定位分度盘 15.分度棘轮盘 21.主气缸固定块 22.棘爪滑板 23.棘爪 24.弹黄 25.滑块导向块 26.滑块组垫板 27.定位插针 28.副气缸固定块 29.行程感应块 30.行程固定块

冲床连续带动复合模上模下行，在程序掌握下开始下一个循环动作，附带在定位分度盘14上的行程感应块29持续绕定位轴芯17旋转；直至旋转到行程感应块29感应行程固定块30，行程固定块30反馈给程序掌握器指令结束的旗子暗记；此时毛坯件在循环冲压、分离下完成设定分度数迁徙改变，得到完全的中盘或端圈（内带设定直径的圆饼余料）制件。
在取下中盘或端圈及内部余料后，再在定位分度盘14的2个定位销上装上毛坯件并压平，踩下脚踏开关，按程序掌握指令进行下个制件的循环冲压、分离预设动作。
如此循环，直至预定毛坯件加工完成或临时踩踏脚踏开关停息冲床动作为止。

3模具零件材料选择

考虑制件材料及料厚，分度冲插片孔、落料复合模的凹模紧张事情部分由原来的Cr12MoV升级为DC53、异形凸模及切边凸模镶件由Cr12MoV升级为DC53、SKD-11，冲三齿插片孔的异形凸模如图8所示。

图8 冲三齿插片孔的异形凸模

从模具的利用性考虑，冲压中等厚度的热镀锌板，冲插片孔、分段切除余料的下模刃口采取Cr12MoV，经热处理后的耐磨性、韧性等指标哀求能知足利用哀求；冲插片孔的异形凸模原采取Cr12MoV，因其在微不雅观上碳元素更易形成碳化物聚拢效应，致使凸模局部抗冲击韧性差，再叠加其事情尺寸偏小，在利用过程中表现为强度及耐磨性不敷，但因该材料较易得到而作为模具零件加工备用料，利用范围较广；分段切除余料的凸模采取Cr12MoV，具有与冲插片孔异形凸模同样的特色，但基于较大事情尺寸，其利用过程中表现的弊端不明显，耐磨性及经济性能知足哀求。

由于冲压制件材料已发生改变，在不锈钢材料占比有增大趋势的情形下，基于耐磨性、抗冲击韧性等方面考虑，将分度冲插片孔与分段切除余料的落料组合凹模紧张事情部分升级为DC53、冲插片孔的异形凸模也升级为DC53、分段切除余料的落料凸模升级为SKD-11，使模具零件的刃口综合耐磨性有所提高、维修频次降落，取得了较好的利用效果。

▍原文作者：束军平，束茳娇

▍作者单位：浙江亿利达科技有限公司