齿圈简易精冲复合模设计

来源：现代模具 作者： 发布时间：2008-02-29

关键字：齿圈|简易精冲|复合模|设计

　　摘要：通过设计在普通压机上使用的齿圈简易精冲模，能满足零件尺寸精度要求较高的要求。同时还能提高机床的使用范围、降低成本、节省加工费用。

　　1零件结构

　　图1是某企业产品上零件——齿圈，采用1mm厚的T8A钢板制成，大批量生产。

图1 零件结构简图

　　2 工艺分析

　　该零件尺寸精度要求较高，冲裁后剪切粗糙度要求较低，采用普通冲裁无法满足产品要求，因而应选用精冲工艺。精冲一般要求在专用的精冲压力机上工作，但该设备价格昂贵，因此考虑在普通冲床上通过设计简易精冲模来完成零件的精冲。

　　3 模具设计

　　3.1 模具结构及工作原理

　　根据零件结构，设计的模具结构如图2示

1上模板2导套3导柱4固定板5模柄6推杆7碟簧8凸模

9推杆座10螺母11螺杆12固定板13卸料块14凹模15齿圈压板16凸凹模

17固定座18下模板19顶板20螺杆21螺母22碟簧23 顶杆24顶板25顶杆

图2 模具结构简图

　　模具工作时，将模具置于普通压机工作台上，压机滑块上升，上、下模脱离接触，此时将坯料置于模具齿圈压板15上的合适位置，当压机滑块下降，齿圈压板15与凹模14共同作用。首先，将板料压紧、压实，随着滑块的继续下降，卸料块13与顶杆25及齿圈压板15、凹模14共同将板料完全压紧。随着压机的继续下降，凸凹模16与凹模14、凸模8共同将齿圈冲裁成形，压机滑块上升，齿圈压板15及顶杆25在碟簧22共同作用下将冲裁完成后的条料及冲孔废料推出凸凹模16的外形及内孔，与此同时，冲裁完的零件在碟形弹簧7作用下通过卸料块12被推出凹模型腔，至此，零件冲裁完成，模具转入下一个工作循环。

　　3.2 设计要点

　　⑴齿圈压板是精冲工艺实施的重要组成部分。齿圈压板的外轮廊形状与零件外形形状相同，其中齿圈压板的凸梗尖点与凸凹模外形刃口距离取1mm，凸梗截面呈“V”字形，半锥角为45°，考虑到料厚不大，因此，凹模面上不开设齿圈。

　　⑵由于精冲所需要的总压力比普通冲裁大50%左右，为保证模具使用寿命，因此，在凸凹模设计时选用日本的DC53钢材，模具的双面冲裁间隙按1%t，即双面冲裁间隙取0.01mm。

　　⑶为保证冲裁断面光洁，凹模14刃口部位圆角半径取0.01mm。

　　⑷由于精冲的加工原理是通过让坯料变形区处于强烈三向压应力状态，以提高材料塑性，从而抑制剪切过程中裂纹的产生，达到精冲的目的。因此，坯料所受到的齿圈压力及压紧冲裁压力的大小就比较关键。为此，模具设计上，在模具上部特意设计了螺杆11通过螺母10的松紧进行调节。下部可通过螺母21松紧调节。设计中齿圈压板压力按整个冲裁力的40~60%设计，而卸料块13的推件压力按整个冲裁的15~20%设计。

　　⑸由于普通压力机的合模精度及控制上模的对模深度要求达不到精冲的要求。为保证精冲时有比普通冲裁更好的强度及刚度，模具导向采用滚珠导向模架，同时增加了上、下模板的厚度。

　　4 效果

　　模具设计、制造完成后，生产的零件满足图纸要求。

　　参考文献

　　[1] 冲模设计手册编写组编.冲模设计手册.北京：机械工业出版社，1988.

　　[2] 万战胜.冲压工艺及模具设计.北京：中国铁道出版社，1995.