关于旋压153轮辐正冲50—100风孔模具研究

罗亮亮

摘 要：本文设计的冲压模具采用单工序冲裁模，按照分配任务主要完成153轮辐边风孔（又称散热孔）的冲裁设计。此工序利用冷冲压技术可以达到高的加工要求获得良好的经济性。根据生产要求，采用手工送料方式以毛坯的中心孔用定位销定位。为了便于操作降低模具成本采用弹性卸料方式冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。

关键词：模具；冲裁；冲裁间隙

绪论

随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、數控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。

1.冲压工艺分析

1.1 零件分析

1.1.1零件材料

该冲裁件的材料Q235-B为普通碳素钢。具有较好的可冲压性能。力学性能为：抗剪强度310-380MPa ，抗拉强度375-460Mpa，屈服强度为235Mpa，伸长率为21%～25%。

1.1.2零件结构

该零件为旋压153轮辐，此零件结构为圆形盘类零件，厚度为12mm，中间有直径为φ217mm的中心孔。在直径为φ285.75mm的直径上有10个φ29.6mm的定位孔平均分布，拐角处有圆弧连接，在圆弧连接处有5个50×100扁风孔均布，因此该零件结构上适合冲压制造。

1.2工艺方案确定

通过工艺分析，采用中心孔、定位孔组合定位。将汽车轮辐零件安装在模具的转盘上，定位销限制了旋转自由度，实现了完全定位，操作简单、方便，通过手动旋转汽车轮辐零件即可逐个实现5均匀分布风孔的冲制。

2.冲压模具总体结构设计

2.1模具类型

根据零件的冲裁工艺方案，采用单工序冲裁模。

2.2卸料与出件方式

考虑零件尺寸较大，厚度较高，采用弹性卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。

2.3模具总装图

根据前面的设计与分析，我们可以得出单工序冲裁模具的总体方案图如下：

2.1 模具总装图

1. 上模座 2.导套 3.冲头固定座 4.冲头垫板 5.冲头固定板 6.冲头7.导柱 8.凹模 9下模座 10.小胶块 11.螺栓 12.转轴 13.轴承 14.定位立板 15.销轴 16.定位平拉杆 17.螺柱 18.螺母 19.压缩弹簧 20.定位座 21.定位块 22.定位销 23.压缩弹簧 24.转盘 25.大胶块 26.卸料块 27.卸料块压板 28.卸料块加强板 29.汽车旋压轮辐

2.4 间隙值确定

2.4.1间隙对冲裁的影响

实践证明，间隙的大小，分布是否均匀等，对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具寿命有直接的影响。凸、凹模之间的间隙大小可分为三种情况，即间隙合理，间隙过大，和间隙过小。

间隙合理，材料在分离时，凸、凹模刃口处的裂纹重合，冲裁断面比较平直、光滑，圆角和毛刺均较少，制件质量较好。但合理的冲裁间隙并非是一个绝对值，而是某一个数值范围，在此范围内都可得到冲裁断面好的制件。间隙过大，凸、凹模刃口处的裂纹不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的里面边，材料受很大的拉深，光亮带小，毛刺，踏角及斜度都较大。间隙过小，裂纹也不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的外边， 两条裂纹之间的一部分材料随冲裁的继续又被二次剪切和挤压，在断面上形成第二次光亮带，并在其间出现夹层和毛刺。

2.4.2间隙值确定

确定冲裁间隙值的主要依据，是在保证断面质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命最高，选用冲裁间隙时，可根据制件技术要求、使用特点和生产条件等因素选用，一般有理论计算法、图表法等三种。

1）理论计算法：

2）查表法：即经验确定法，是根据经验数据来确定间隙值。

Z=（0.16～0.2）t=1.92～2.4mm，

经验得Z=2.2mm最佳。

参考文献：

[1] 《冲模设计手册》编写组.模具手册之四冲模设计手册[M].北京：机械工业出版社，1999.6.

[2] 吴伯杰.冲压工艺与模具[M].北京：电子工业出版社，2004.6.

[3] 陈炎嗣，郭景仪.冲压模具技术手册[M].北京：北京出版社，1996.1

*本课题来源于河南强力车轮制造有限公司提出产品要求的题目，主要任务是设计冲旋压153轮辐正冲50-100风孔的模具.