偏心轮精冲复合模设计.doc

偏心轮精冲复合模设计偏心轮精冲复合模设计1 概述偏心轮是厨房机械设备中的重要零件之一它的尺寸精度及表面 粗糙度的要求都较高，材料为碳素工具钢 T8A，厚度 2mm旧工艺采用剪条料、落圆片、冲偏心圆孔(或冲孔落料复合工艺)，然后精车偏心圆孔的工艺 方法来加工该零件这种工艺的缺点是效率低、质量不稳定和一致性差如果采用三动精冲 压力机，精冲模具，用精冲技术可解决不再精车偏心圆孔的问题但是这种设备和精冲模具 的价格十分昂贵，是普通压力机的 20 倍左右，所以目前偏心轮的加工都没有采用为此，在 普通冲裁工艺基础上，研制设计了一副在普通压力机上使用，能进行落料冲孔的精冲复合模 ，成形后的零件不再需要精车偏心圆孔，其尺寸精度及表面粗糙度都能满足产品的技术要求 ，生产效率及质量均大幅度提高2 排样在拟制精冲工艺时，排样的要求比普通冲裁工艺要高，它是根据材料的抗拉强度的大小而决 定，故偏心轮零件在排样的搭边及沿边值都较大搭边a=2.4 mm，沿边 b=2.6mm3 精冲压力的计算精冲总压力是完成工件精冲所需的总压力，是选用精冲压力机的主要因素之一，也是考虑精 冲模具强度的重要依据精冲工艺过程是在压料力、反压力和冲裁力三者同时作用下进行的，并且在冲裁过程中， 板料始终处于被压紧状态。

所推导的公式，偏心轮精冲压力计算如下：外轮廓周边长 Le=100.48mm内轮廓周边长 Lf=50.24mm内外轮廓周边长 L1=150.72mm板料厚度 t=2mm材料抗拉强度 σb=650N/m２可得齿圈压板齿形高 h=0.6mm与材料有关的系数 k２=1.9冲裁力 P１=0.9Lt·t·σb=0.9×150.72×2×650=176342N=176.34kN压料力Ｐ２=k２·Le·4h·σb=1.9×100.48×4×0.6×650=297823N=297.83kN反压力 P３=20%Ｐ１=0.2×176.34=35.27kN精冲总压力 P0=P1 P2 P3=176.34 297.83 35.27=509.44kN4 精冲模具结构设计精冲零件的好坏与精冲模具的设计质量有直接的关系，合理的模具结构是制造合格 精冲零件的关键因此，根据具体的零件形状、尺寸及材料，必需要正确、合理设计模具的 结构根据上述计算的精冲压力及按模空间，选用 JA21-100 型 1000kN 开式双柱固定台压力机偏心轮精冲工艺的工作过程是：随着压力机滑块下行，通过聚氨酯橡胶和弹簧的伸长作用， 使双齿圈压板和卸料板把板料压紧，凹模和凸凹模进行普通落料，双台阶凸模和凸凹模进行 普通冲孔，滑块继续下行，双台阶凸模和凸凹模进行精修。

精冲完毕滑块回升，双齿圈压 板 通过聚氨酯橡胶块的伸长把冲好的制件退出，卸料板通过弹簧把条料搭边卸出，偏心孔废料 落入凸凹模的偏心孔处而排出，整个精冲工作完毕此后，把条料向前送进，其中偏心圆孔 受到挡料销而定位，将继续重复进行精冲工艺 5 主要零件的设计5.1 双台阶凸模双台阶凸模是精冲模具的关键零件，它的形状和尺寸直接影响精冲模具的刃口间隙和精冲零 件剪切面的表面粗糙度，它的强度直接影响精冲模具的寿命双台阶凸模与普通冲裁凸模不同，它呈阶梯形双台阶凸模的前端先进行普通冲孔，然后该凸模的中端对先冲孔的撕裂斜断面进行 精修整个冲裁过程中板料始终是被压紧的双台阶凸模的前端面与中端面之间有段距离 h ，其值一般取板料厚度，即 h=2mm采用双台阶凸模进行冲孔、精修孔时，其间隙为d０=d 0.03-zd1=d 0.03-z′D 凹=d 0.03式中 d０——双台阶凸模前端直径，mmd1——双台阶凸模中端直径，mmD 凹——凹模内孔直径，mmz——普通冲孔双面间隙，mm(一般取 z=12%t)z′——精修冲孔双面间隙，mm(一般取 z′=0.7%t)按偏心轮零件的尺寸，代入上述公式得d０=16 0.03-0.24=15.79mmd1=16 0.03-0.014=16.016mmD 凹=16 0.03=16.03mm为了防止制件精冲后的塌角，双台阶凸模 d０、d１端均用锋利刃口冲裁。

双台阶凸模是在十分恶劣的条件下工作的，在冲击载荷作用下，承受高压和瞬时高温，刃口 工作表面在高压和瞬时高温下，和制件的新生表面之间产生相对滑动摩擦，因此要选用硬 度高、耐磨性好、强度大及韧性佳的模具材料对精冲偏心轮的材料(碳素工具钢 T8A)，必 需选用高速工具钢 W6MO5Cr4V2，热处理硬度HRC60～62为了进一步提高双台阶凸模的尺 寸稳定性和耐磨性等性能，高速工具钢在淬火后还须进行深冷处理(-196℃)，硬度 HRC63.9 5.2 双齿圈压板双齿圈压板是在压板上由围绕冲件内、外边缘，并保持一定距离的凸起尖状齿圈组成在精 冲过程中，用双齿圈压板上凸起的尖状齿圈预先压入板料，增加对板料的三向压应力，限 制剪切区以外的材料流动，以达到防止产生材料撕裂的目的并使冲件平整，不致产生弯曲 变形它在精冲后又起到卸料的作用1.双齿圈压板2.双台阶凸模d 齿—双齿圈压板外径 d 凸—双台阶凸模外径为了增加双齿圈压板的强度及硬度，故选用高铬工具钢 Cr12MOV，热处理硬度 HRC58～60 5.3 聚氨酯橡胶块聚氨酯橡胶，是一种介于橡胶和塑料之间的人工合成弹性材料它有比较大的硬度范围，良 好的耐磨、耐油、耐老化、耐辐射、强度高、弹压力大等特性。

并容易进行车、铣、刨、磨 、钳等机械加工用聚氨酯橡胶制造的弹性元件，应满足下列要求肖氏硬度 HS＞85抗拉强度 σb=25～35MPa永久变形 8%～10%耐曲挠 10 万次以上无裂纹聚氨酯橡胶块放在模具内部的形状，一般不宜做成圆柱形，最好做成细腰形，以免受压后胀 坏模具聚氨酯橡胶块的截面积、高度、块数用压料力可计算出其它零件如上下模块、凹模、凸凹模、卸料板、挡料销、弹簧等与普通冲裁模设计方法相同 6 结束语在当今机械行业的广泛应用情况下，追求产品价格及质量的日益剧烈，采用先进的精冲技术 是一项行之有效的最佳途径，它既能提高产品质量，又明显减少机械加工工时，从而大大降 低了产品成本，经济效益显著。