槽钢缺口的成形落料工艺及模具

rockston

1　零件及原工艺分析
　　图1所示零件为我厂产品搅拌机底盘上用的槽钢，加工缺口后搭接锁紧装焊，工艺上要求保证该零件下料时的长度和缺口尺寸以便于下道工序的装焊。我厂生产该零件的原工艺如下：

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图1　槽钢零件图

　　工艺1　锯床下料，划缺口线手工气割，清渣修磨。
# D+ \8 C* D* C' u9 C) ?, e　　工艺2　锯床下料，冲床冲制缺口。
# q- [& g6 a! [( q　　工艺3　冲床下料，冲床冲制缺口。
7 ?7 k  d- i/ ?　　以上三种工艺比较，工艺1劳动强度大，生产效率低，产品质量差；工艺2由于冲模是冲单头结构，每次只能冲槽钢一侧缺口，侧向力不能相互平衡，这种冲裁会使凸模受侧向力作用而产生一定的挠度，引起冲裁间隙不均匀，从而会导致凸凹模相撞；又因为在冲裁时侧向力的大小是变化的，使凸模在交变载荷的作用下很容易折断，一般2000次左右就要修磨一次。工艺3采用冲床下料和冲缺口，虽然冲床下料保证了零件的长度尺寸，但冲缺口模具仍是冲单头的结构，并没有改变工艺2受力不均匀的弊端，且工序繁琐，需更换模具分两次冲裁，效率提高不大。本模具就是针对原工艺的不足而设计的一种能冲缺口下料合二为一的一次成形模具。
2　模具结构及动作原理
4 W& L8 e' y8 k' ^6 v* ~( Z7 g　　图2所示为模具结构图，设计成冲双头，把两件合并起来冲，一次完成两端头的缺口冲裁。由于刃口对称分布，冲裁时凸模四周受力平衡，从而消除了侧向力的影响，使模具及冲床滑块受力均衡而平衡工作。另一方面，因冲缺口是非封闭冲裁，卸料力非常小，故可不设计卸料装置，方便操作，模具结构因无侧向装置，对称分布而简单，便于模具加工、制造和调整。

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图2　模具结构图

　　模具工作过程如下：冲压前先将槽钢通过辊轮18送至定位装置20定位，冲压时滑块下压，凸模1、3与侧模17作用，首先将槽钢两翼板剪开；继续下压剪至槽钢底部圆弧处时，再由凸模1、2、3与凹模15、16作用，作最后冲切，将废料与工件分开，废料从冲模下出料口出料，滑块上升，完成一次冲制过程。送进料定位后再冲制一次，就可得到完整的工件。
; d/ @4 ?/ C$ ^" Z3　主要零件设计
, T7 k) ?) M; V& e; ~, t　　由于模具工作时是先剪两翼板，再完成最后分离，因此凸模与侧刃剪切两翼板的作用时间最长，这样就不可避免地造成模具刃口部分局部摩擦严重，从而使模具局部温度升高，我厂生产该槽钢零件的单台数量多，批量较大，而模具寿命不会很长，需经常拆卸修磨和更换，因此，本模具在结构上设计成快换式结构。由于凸、凹模整体结构较为复杂，制造困难，为便于加工和制造，凸、凹模均设计成镶拼结构。
　　在图2结构图中凹模15、16与四块侧模17构成了凹模工作部分，凹模的刃口尺寸采用分开加工，将间隙加在凹模上，使用磨损后可直接更换，而不需与凸模相配来调整间隙，方便模具更换和工人操作。为防止凹模在工作时窜动，在凹模拼块上设计一凹槽，与凹模支座13上的凸台相拼合，取小间隙配合H7/h6,这样也解决了凹模磨损后互换的定位问题。
　　凸模拼块结构由图2中1、2、3组成，通过螺钉联接起不，然后再用螺钉紧固在凸模固定板7上。凸模便与凸模固定板采用小间隙配合H7/h6,于调整和更换，凸、凹模的间隙均匀性由导柱导套8、9来保证。凸模拼块1、3上的两35°斜面为剪切槽钢翼板的刃口，也是生产中磨损最严重的部位，选用Cr12MoV材料，淬火硬度在HRC58～62范围内，可提高模具刃磨寿命至8000次左右。凸模拼块2为中间切断槽钢的落料凸模，宽度值取25mm为宜，太小则强度不够，太大又浪费槽钢材料，在其底部磨出一定的斜度，高度大概一个板厚左右，使其成为斜刃冲裁，冲制效果更好。
- U' L% Z/ o# y( \! z2 r- O　　四件侧模17设计成对称形状，四棱边均可作为刃口，当一边磨损后，可旋转安装，继续使用。这种结构可提高侧模寿命和互换性。