铝板冲孔压印模具设计

王修涛

（山东省机械设计研究院，济南 250031）

阴极铝板结构如图1所示，该产品是电力工程所用的一个重要零件，材料为高纯度铝轧制轧延板，剪切强度约为79.7MPa，产品形状简单，铝板厚度为7mm。要求φ6mm孔无毛刺，压印花纹密度适中，花纹深度为0.7±0.1mm，能满足粘边及极板使用寿命。产品批量小，每年用量约3000件。

图1 产品图

1 零件结构及工艺方案分析

阴极铝板属于大型产品件，尺寸为1760mm×1000mm，厚度为7mm。所冲孔直径为6mm，属于厚板冲小孔，孔径小于料厚，对冲针强度要求较高。压印位置靠近产品边缘，压印宽度为13mm，压印间距为5mm，压印尺寸较小，压印凸模需采用淬火材料。

从生产工艺分析，产品共分为两个工序，即冲孔与压印。具体方案如下：

（1）先冲孔后压印或者先压印后冲孔，共需要两套模具，模具加工简单，每个工序相互独立。需要进行两次加工，加工精度降低，且成本较高。

（2）冲孔压印同时进行，只需一套模具，进行一次加工即可，加工精度较高，成本降低，但模具加工和装配相对复杂。

综合比较两种方案，选用第二种方案比较合理。

2 模具结构设计

通过对产品进行分析，模具压印尺寸较小，工件尺寸较大，根据使用冲床的吨位以及冲床平台尺寸，工件分四次进行加工，每次加工长度约为400mm。

模芯的压印尺寸，如图2所示，由于其加工比较困难，需要淬火后精加工，再加上加工量比较大，容易产生变形，可采用线切割加工，减小变形，但是加工长度尺寸加工难度，故模芯采用镶块式分体结构，如图3所示。

模具结构与冲孔压印同时进行，对模具模芯强度要求较高，压印位置距离孔位置较近，在冲孔压印过程中，工件移动要避免碰到压印凸模。由于冲针直径小，在冲孔过程中容易变形，需要在固定板和卸料板设计导向装置，保证模具稳定性和工件尺寸精度。

图2 凹模结构图

图3 卸料板结构图

工件采用四次加工，为保证每次加工间距尺寸准确性，在长度方向和宽度方向需要安装模具准确定位，模具结构如图4所示。

图4 模具结构

综上所述，铝板冲孔压印模结构要点总结如下：

（1）冲孔压印卸料板4和凹模5采用分体镶块方式；

（2）模具导向装置采用14导向件和17小导柱；

（3）弹性元件9选用φ40mm中荷重KM红色弹簧；

（4）为了保证多次加工位置准确，采用横向弹性定位13和纵向可调节定位板15。

3 生产过程中注意的问题

铝板冲孔压花模具在使用过程中，要增加送料机构，避免板材重量太大碰到压印凸模。另外，为了保证位置尺寸准确，要保证定位准确，压印深度尺寸调节要根据实际使用情况调节冲床行程。

4 结语

由于本文所研究工件材料比较厚，且冲孔压印同步进行，要求较高，模具加工和装配难度大，模具设计要注意很多细节。由于用量不大，采用多次加工方法，大大降低了模具成本，具有较高实用价值。