拨叉环片级进模设计

周美蓉

（永州职业技术学院，湖南 永州 425000）

1 零件工艺性能

如图1所示为拨叉零件图。材料黄铜，厚度0.3mm，大批量生产。查表可得，H68黄铜抗剪强度375MPa，断后伸长率25%，材料具有良好的塑性级较高的弹性，冲裁性较好，可以冲裁加工。

图1 零件图

该零件材料非常薄，根据经验判断冲裁间隙非常小，增大了模具加工的困难。但是如果采用高精度的电加工、磨削加工，仍然可行。

1.1 制件结构分析

该件为落料冲，形状对称，结构较简单、规则，有利于材料的合理利用。孔的尺寸为ø1.85、ø6.5，尺寸都较小，受凸模强度的限制，必须对凸模采取保护措施。冲孔的最小尺寸取决于材料性能、凸模强度和模具结构等。查询有关表格得，对于黄铜来说，其冲孔模可冲压的最小孔径为

式中：d——可冲压的最小孔径；

t——材料厚度。

经计算，该零件满足工艺性要求。

受模具强度和冲裁件质量的制约，冲裁件孔与孔之间的距离b、孔与边缘之间的距离c不应过小，一般要求 b≥（ 1～1.5）t，c＞（ 1.5～2）t。

1.2 制件精度与粗糙度

由零件图可知，制件尺寸要求高，特别是两个孔心距、冲裁件的经济公差等级不高于IT14级，一般落料公差等级最好低于IT10级，冲孔件公差等级最好低于IT9级。图中绝大部分尺寸属于IT11级精度，尺寸精度要求较高，仍属于经济公差范围内。由于该冲裁件没有断面粗糙度要求，故不必考虑。

1.3 生产批量

模具制造费用很高，约占冲压件总成本的10%～30%。因此，只有在大批量生产条件下，冲压加工才能取得明显的经济效益。该零件要求大批量生产，所以适合冲压加工。

2 方案论证

2.1 确定模具方案

该零件为大批量生产，为提高生产效率，降低生产成本，保证产品精度，应当考虑采用复合模或级进模加工。但由于该零件尺寸较小，如果采用复合模，模具强度不能保证，无法满足复合模的安全壁厚要求。而级进模可以通过合理设计，达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。

综合分析后，确定采用级进模方案。

2.2 确定工艺方案

由于该制件成形需多道次完成，因此制定合理的成形工艺方案十分重要。考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产效率，降低生产成本。要提高生产效率，应该尽量复合能够复合的工序。但复合程度太高，模具结构复杂，安装、调试困难，模具成本提高，同时可能降低模具强度，缩短模具寿命。所以应根据零件实际情况，合理地制定级进工序。

该零件基本工序：①冲ø1.85圆孔；②冲ø6.5圆孔；③落料。据此，可以作出下列方案组合：

方案一：先冲出ø6.5的孔，并作为导正孔进行导正，保证零件精度，且留有两道空位工序，从而保证工作零件的强度与固定的空间。操作方便，安全程度较高。但工序相对较多，成本较高。

方案二：先冲出ø6.5的孔，并作为导正孔进行导正，最后一道工位采用复合模组合冲压。优点是节约了工序和设备，可以提高生产效益，但模具结构复杂，模壁强度较差，模具容易磨损或破坏，不宜采用。

方案三：先冲出ø6.5的孔，并作为导正孔进行导正，将方案二中第2和第3工序互换。最后一道工位采用复合模组合冲压，但落料凸模壁厚太薄，强度不够。其工序较少，节约了设备，提高了生产效益。

综上所述，考虑到工作零件的强度与固定空间，以及定位精确，不应复合工序，且要在适当的位置设计空位。从经济成本和模具结构强度出发，应适当减少工序。该零件尺寸精度要求较高，应设置导正销。所以必须先冲出ø6.5的孔，并作为导正孔进行导正，从而保证零件质量。模具结构不能太复杂，模壁强度应予以保证，使模具不容易磨损或破坏。

综合分析，确定采用方案一的工艺方案。

3 排样设计及计算

零件材料厚度很薄，尺寸较小，近似方形，结构对称，因此采用直排比较合理。

考虑到该制件尺寸精度要求高，搭边值应取稍大值。查询有关表格得a1=2.2，a=2.5。其中a1为冲裁件与冲裁件之间距离，a为冲裁件与条料侧边之间距离。

该工件材料为黄铜，查询得其材料搭边系数为1～1.2。 为备料方便取整数，最后取a1=2.5，a=2.5。

经计算，条料宽度B=23mm，步距S=11.9mm。

4 模具总体结构设计

本零件采用级进模冲压方案。因大批量生产，采用机器自动送料，导料销导向，挡料销定位。在卸料方式上，考虑零件尺寸较小，厚度很薄，无法采用刚性卸料方式，所以设计了弹性卸料装置，而卸料板固定于导板上，卸料橡胶则驱动导板，间接驱动卸料板。在模架选择上，多工位级进模要求模架刚度好、精度高、稳定性能好，且该零件要求尺寸精度高，所以采用后侧导柱模架，外导柱对卸料组件、上下模同时导向。在出件方式上，级进模出件方式通常有漏出、吹出、滑出，该模具采用的是滑出方式，即在凹模板上开出斜面，一旦制件与条料分离，即可从斜面滑下。

模具装配图如图2所示。

图2 模具装配图

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