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冲模设计结构 产品如图1所示,材料为Q235,料厚为1.5mm。根据产品的形状特点及设计要求,分3个工序实现该产品的加工: ? 　　(1)拉深工序拉深出产品的外观形状。　　(2)落料冲孔预冲两个翻边孔,其定位方式可采取第一步的拉深外形定位亦可在第一步拉深工序中冲两个定位孔精确定位;　　(3)实现两个孔的翻边。　　为降低模具成本、省时省工,可设计一套简单可行的模具结构。　　第二工序的模具结构属于典型的落料冲孔复合模具结构,采用拉深外形定位,定位块选用45钢,NC加工外形后用销钉和螺钉固定于凹、凸模板,工件内部的冲孔可采用镶件的形式,既降低成本又增加了互换性,模具结构如图2所示。图中件3凹模板,件7凸模板是模具成形的关键零件,其尺寸精度要求高。下面介绍如何实现凹模板3和凸模板7冲裁间隙的精确计算及线切割一次成形加工。 3凹、凸模冲裁间隙计算 ? 　　图2中凹模板3和凸模板7形状一致,共用同一坯料(可选用Cr12MoV),经过机械粗加工、淬火(58HRC～64HRC)后用电火花线切割机床一次割出。由于不受机床累计误差的影响,切割后的凹、凸模间隙均匀一致,在装模配模容易实现的同时,节省了大约一半的模具材料和线切割加工时间与费用。　　计算凹、凸模冲裁间隙的方法有理论法和经验法,由于理论计算非常复杂,在实际应用上意义不大,因此在实际生产中一般采用经验法确定计算冲裁间隙,计算冲裁最小间隙(单面)的经验公式[1]:　　　　　Zmin=Kδ　　式中K———与材料厚度有关的系数　　δ———材料厚度　　K值选取范围(薄料用下限):　　软材料K=0.04～0.09　　中硬材料K=0.05～0.12　　硬材料K=0.06～0.14　　该工件材料属于中硬材料,厚度为1.5mm,可取K=0.05,则:Zmin=0.05×1.5=0.075mm。　　对于等断面的凹模和凸模,线切割加工可一次得到凹、凸模。切割缝即为单边间隙,其值C为线道宽度f,等于线切割机床电极丝直径d加上放电间隙δf,即:C=f=d+δf,如图3a所示。但此方法只能根据冲裁间隙的取值来调换电极丝的直径,给实际生产应用带来了很大的不便。另外,如果冲裁间隙很小,需要非常细的电极丝直径,显然用上述方法不能一次割出凹、凸模。由于线切割机床通常配有斜度装置,可以采用摆一定斜度的方式一次割出凹、凸模。因此,只要选取一定的倾斜角α,便可以得到要求的凹、凸模冲裁间隙,而不必更换电极丝的直径。 ? 　　线切割加工具有一定单边间隙斜度的凹模和凸模如图3b所示,具体计算为: ? 　　模具中凹凸模板厚度H=35mm,冲裁单面间隙C=0.075mm,选用直径d=0.3mm的电极丝,f=0.35mm,将数值代入公式(1)中,得到α为89。　　因为间隙很小,所以x≈f时,上式可简化为[2]: 　　将上述数值代入公式(2)中得到α为89。可见二者的取值非常接近,所以在实际生产中可用公式(2)进行简化计算。 4切割加工 　　凹、凸模板经过机械粗加工(例如磨削、钻孔、沉孔、打穿丝孔、攻丝)、淬火后即可穿丝线切割内导柱孔、销钉孔、冲孔、镶件等。最后将电极丝从图4中的穿丝孔3处引入,摆斜度为0.45°即可一次割出单面间隙为0.075mm的凹模板和凸模板,如图5所示。 ? ? 　　同样,图2中卸料板6和内卸料板4也可共用同一坯料(可选用45钢),经机械加工、NC加工后一次割出。卸料板和凹模板之间通常配有内导柱,既起导向作用又可精确定位。内导柱孔的精度要求较高,一般单边间隙为0.005mm～0.01mm,线切割加工时在起始处易留下电极丝加工的痕迹,此痕迹影响导柱孔的精度,为消除此痕迹,在线切割凹模板和卸料板的内导柱孔时可加工一工艺孔以消除线切割加工时留下的痕迹,其形状如图6所示,避免了人工再次修磨。 ? 5结语 　　在实际生产中,对于型面较大落料模的凹、凸模板一般同时割出,并根据冲裁件的材料和厚度线切割一定的斜度。对于落料模刃口以凹模为准,冲孔以凸模为准。对于型面较小的一般以凹模为准先割出,然后根据实际情况后割凸模或异形冲头。凹模和凸模公用同一坯料,在实际生产中应用广泛,特别适用于落料或落料冲孔等复合模的设计加工,在提高装模配模质量的同时,大大缩短了模具生产周期和节省了生产成本。