2.12 精冲模
2.12.1 正装简易精冲落料模(一)
如图2-126所示为正装简易精冲落料模。
图2-126 正装简易精冲落料模(一)
本结构为上模部分的凸模20通过厚垫板19、凸模固定板21由螺钉、销钉固定于上模座13上,齿圈压板22装在弹压卸料板8上,而弹压卸料板8和模架的导套12结合在一起,这样卸料板与上下模相对位置保持较高的精度,同时由于卸料板的弹压力借助碟形弹簧9(两组各4对串装在导套外圆上),不仅弹压力大,而且使结构很紧凑。凹模25和推板4装在下模座2上。精冲时,坯件依靠压力机下设的强力弹性装置,通过顶杆28、推板4紧紧压住被冲下的落料件,精冲完后上模上行,制件被推板顶出凹模。条料则由V形环状压边齿圈压紧并推离凸模。为防止凹模承受过大载荷和压力机空载时压坏齿圈,采用了4个限位螺柱26起保护作用。
本精冲模与一般正装凹模内装有推板的落料模相似,不同之处在于卸料板上装有压边齿圈。本模具在普通压力机上使用,无液压系统,对毛坯反压力较小,适用于精度要求较低、料不太厚、小批量生产的精冲件加工。
2.12.2 正装简易精冲落料模(二)
如图2-127所示为正装简易精冲落料模,被冲制件为料厚2mmQ235钢板。
图2-127 正装简易精冲落料模(二)
1—挡料销 2—弹顶器 3—垫板 4—凹模 5—齿圈压板 6—卸料板 7—导套 8—导柱 9—支架 10—弹簧 11—圆柱销 12—螺母 13—拉杆 14—凸模 15—推板 16、19—挡块 17—托板 18—顶杆 20—顶板
本模具在普通压力机上使用。精冲时,条料经左右和前后共8个挡料销送进;压件力由上、下模的碟形弹簧获得,但上模的弹压力(共4组)大于下模弹压力(共2组),下模的弹压力不应把已落料的制件顶回到条料里。
冲裁完成后,当上模上行时,拉杆13作用于挡块19,通过顶杆18、托板17、推板15顶出制件,上模继续上行,拉杆13接触到挡块16时向外摆动,脱开挡块19,上模上行至最高点,完成一次冲压过程。
2.12.3 倒装简易精冲落料模
如图2-128所示为倒装简易精冲落料模。精冲件外形为弧形弯钩状,材料Q235,厚3mm。
图2-128 倒装简易精冲落料模
1—碟形弹簧弹顶器 2—凸模 3—齿圈压板 4—凹模 5—推板 6—碟形弹簧
图2-129 倒装简易垫圈精冲模
1、11—垫板 2—套圈 3—托板 4—卸料螺钉 5—凸凹模 6—齿圈压板 7—凸模 8—推板 9—打杆 10—固定板 12—调压板 13—螺塞 14—接杆 15—聚氨酯橡胶垫 16—斜板 17—挡块 18—滑板 19—斜楔 20—凹模 21—内弹簧 22—外弹簧 23—支架 24—顶杆 25—聚氨酯橡胶(弹顶器) 26—垫圈
本模具上模推板5和下模齿圈压板3的压力来自碟形弹簧,凸、凹模按小间隙制造,其他结构与特点和普通冲裁模相同。可在普通压力机上使用。适用于一般光洁冲裁。
2.12.4 倒装简易垫圈精冲模
如图2-129所示为倒装简易垫圈精冲模。垫圈材料为普通钢板,料厚2.5mm,外圆30mm,内孔10mm。本模具的主要特点:推板8和齿圈压板6的压力来自于聚氨酯橡胶弹力。为了防止卸料时制件又重新进入废料孔中的可能,在模具两侧增设了斜楔19、滑板18等装置,以改善卸料条件。本模具适用于一般光洁冲裁。
2.12.5 专用液压精冲模
如图2-130所示为大批生产钟表零件的专用液压精冲模具结构,使用于40kN双柱底传动精密压力机。模架为标准钟表滚动导向结构。上下模座均比较厚,刚性和稳定性很好。模架内的液压油,由模外辅助液压系统装置供给。本模具模芯部分为锥形配合,模芯可以更换,模架可通用。
图2-130 专用液压精冲模
2.12.6 普通压力机用液压精冲模
如图2-131所示为普通压力机用液压精冲模。
图2-131 普通压力机用液压精冲模
本模具用在改装了的普通压力机上进行工作。在压力机的工作台下装有液压缸7,缸内活塞6通过垫板8、三个托杆52对中模座13作用,又通过三个托杆50、托板49对顶件块14、48作用,以传递齿圈压力和顶料压力。
凸凹模17通过支座51紧固在下模座54上,下模座还固定四个小导柱11,中模座通过四个小导套12沿小导柱上下滑动。中模座13与支座51间还有一导向圈10,以保证齿圈16与凸凹模17的配合准确。中模座13上紧固一齿圈16,由定位板20定位,中模座与上模座通过滚珠导套、导柱导向。
带齿形的凹模46紧固在上模座18上,也以定位板20定位。冲孔凸模26和43由固定板23、垫板30通过螺钉25与凹模形成一体,并在垫板上装有一活塞芯子33,以承受主要的冲孔力。
上模座内装有一液压缸38,高压油通过软管从上模D处引入,上活塞28通过推杆39对推件块24作用以传递推件力。
冲裁开始时,齿圈16与凹模46对材料施压,使材料变形区处于很大的三向压应力状态,上模继续下行,当上、下液压缸内的油压超过预定的压力后,油各自从溢流阀流回油箱,以保证预定的压料力和顶件力。冲裁完毕后,为了不使推件块与顶件块同时作用,避免工件压入废料内,在上液压缸的油路上装一单向节流阀(见液压系统图),便于调节上液压缸的流速。
2.12.7 普通液压机用扇形板精冲模
如图2-132所示为用于普通液压机的扇形板精冲模。
本模具需装于液压模架内,在普通液压机上进行精冲。液压模架及液压系统见图2-132c所示。
模具只对外形(齿板)精冲而对孔进行小间隙冲裁,冲孔废料可从下模座18中漏下。根据精冲要求,在凹模5和齿圈压板2上均带有V形齿圈,为防止V形齿圈相碰,设有齿圈保护销4,齿圈压板2与下模座18之间也设4个导向销。
精冲前,液压模架下液压缸通过顶杆23将齿圈压板2托起至高出凸凹模22的刃口平面,同时上液压缸通过推杆9将推板13推至露出凹模5的刃口平面。送入板料以挡料销3定位,上模下行,凹模5与齿圈压板2将板料压紧,由于压料齿圈的作用,使板料处于三向压应力状态,同时推板13与凸凹模22也将板料内圈压紧,使刃口对板料进行纯剪切精冲。精冲完后上模上升,下液压缸通过顶杆23、压板将条料从凸凹模上退出,上液压缸通过推杆9、推板13将制件从凹模5和凸模7、8、12中顶出,废料从凸凹模22的孔中通过下模座废料槽排出,取出制件即可进行另一次冲裁。
2.12.8 碟簧式小齿轮精冲模
如图2-133所示为在普通压力机上进行冲裁的固定凸模式且带有齿圈压板的小齿轮精密冲模。本模具有推件滞后机构,能避免因滑块回程将制件推入废料孔内而刮坏断面的缺陷,确保精冲件的断面质量。
推件滞后机构由硬橡胶圈22、球面接头28、调节垫29和碟形弹簧19组成。当上模上行时,硬橡胶圈把模柄弹起,碟形弹簧放松,推件块14不动。上模继续上行,通过打杆25的作用使推件块动作,推出制件。使用这种机构时需严格控制反推加压行程及对模深度,否则会损坏推件块或碟形弹簧。
图2-132 扇形齿板精冲模
a)模具 b)制件(材料Q235、料厚3mm) c)附加装置(液压模架液压泵站系统) 1—限位柱 2—齿圈压板 3—挡料销 4—齿圈保护销 5—凹模 6—固定板 7、8、12—凸模 9—推杆 10—卸料螺钉 11、21—垫板 13—推板(反压板) 14—上模座 15—导套 16—导柱 17、19—压板
18—下模座 20—固定板 22—凸凹模 23—顶杆
本模具采用通用模架,因此更换模芯,可冲制不同的制件。冲孔后的废料由排料管1排出。
2.12.9 对向凹模精冲模
如图2-134所示为对向凹模精冲模。
图2-133 碟簧式小齿轮精冲模
1—排料管 2—托板 3、7、15、18、20、23、31、40、43—螺钉 4、16、30、44—柱销 5—托杆 6—下模座 8—下锥套 9—凸模 10—齿圈套 11—齿圈压板 12—定位销 13—挡料销 14—推件块 17—推杆 19、47—碟形弹簧 21—镶套 22—硬橡胶圈 24—模柄 25—打杆 26—护套 27—碟簧导杆 28—球面接头 29—调节垫 32—上模座 33—固定板 34—凹模座 35—凹模 36—凸模 37—导套 38—导柱 39—弹簧 41—螺塞 42—固定板 45—垫板 46—下碟簧柱 48—螺母 49—双头螺栓
对向凹模冲裁也是精冲的一种方式,其特点是这种冲裁上下模各有一个凹模。一个平刃下凹模7和一个与之对向运动的带小凸台的凸台上凹模4作相对运动,并由冲裁凸模作剪切分离反向顶出凸模顶件进行冲裁。冲裁过程如图2-134b所示。
1)当精冲材料送进模具之后,平凹模相对凸台凹模移动,在此过程中,平凹模刃口开始切入材料,凸台凹模向下作用,材料在两个刃口间沿AB线或从A点开始发生剪切变形。凸台凹模压入材料,除凸台外刃与平凹模刃口之间起剪切作用外,还有向下挤压落料件的作用。
2)平凹模切入精冲件料厚t的70%~80%,平凹模停止切入材料而将材料夹紧在两个凹模之间不动。
3)冲裁凸模开始动作,约对料厚t的20%~30%材料进行冲切。而后凸台凹模退回,制件由反向凸模顶出。
因此,对向凹模精冲件整个断面平整、比较光滑,上下边缘均有小的塌角,几乎没有毛刺;这种冲裁可对较高硬度和高强度厚钢板以及塑料板等脆性材料进行精冲。对向凹模精冲件精度一般可达IT7级,断面表面粗糙度Ra可达1.6μm。
图2-134 对向凹模精冲模
a)模具 b)对向凹模冲裁过程 ①—坯料放入模具 ②—凹模剪切过程 ③—凹模剪切结束 ④—制件分离 1—垫块 2—上承力座 3—调整垫 4—凸台上凹模(凸台凹模) 5—凸模 6—顶件块(反向凸模) 7—平刃下凹模(平凹模)