多孔基体冲裁工艺分析及模具设计

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1 引言
    图1所示零件，为我公司金刚石锯片基体，材料为28CrMo，厚度为2.6mm，外径为∮326mm，基体上分布多排∮7mm的圆孔及斜u形槽，因后序焊刀齿为激光焊接，故要求斜u形槽在圆周方向上分度误差小于0.4mm，且各孔与斜U形槽相对位置要求较为严格，尺寸精度较高。



    2 工艺分析

    如图1所示，此零件尺寸较大，并且分布较多圆孔，如果采用整体冲制，冲孔凸模数量较多，模具组装困难，容易造成冲裁间隙不均，导致零件毛刺或塌角过大，甚至会发牛凸模、凹模断裂。同时基体整体受力复杂，不易卸料，模具制造成本也较高，一旦损坏不易修复，冲压设备吨位也较大，故不宜采用整体冲裁模。所以，采取分齿冲模具结构，此结构的前提是首先应冲出带中心孔及附孔，并落好外圆的毛坯，才能进行分齿冲槽孔上作，由于我公司已经有了相对应的冲中心孔及落外圆的模具，故分齿冲裁模结构较为可行。
由于各孔与斜U形槽相对位置要求较为严格，并且考虑到冲制的效率，适合将单排∮7mm的圆孔(5个)及相对应的单个斜u形槽同时冲出。这样可以精确地保证孔与槽的相对位置，并且提高了生产效率。

    因为此零件要求斜U形槽在圆周方向上分度误差小于0.4mm，根据经验，由厂扳料较厚，并且在冲制过程中容易产生翘曲，所以，设置挡料销进行分度控制难以达到精度要求，也不便操作，并且挡料销分度结构会造成累积误差。故考虑采用棘轮分度结构，此结构不存在累积误差，其精度取决于棘轮的分度误差，由于棘轮采用线切割加工，分度误差非常小，反映到基体上的误差也很小，能满足零什的技术要求并且此结构简单，操作方便，生产效率较高。

    3 模具结构设计与设计要点

    3.1 模具结构及工作过程

    图2所示为此零件的分齿冲裁模结构图，图3所不为棘轮分度机构图，该模具分为两个部分：冲齿部分和分度部分，冲齿部分用于斜u形槽和∮7mm的圆孔的冲裁，分度部分用于保证精确的分度和定位。

    其上作过程为：将冲好中心孔及附孔，并落好外圆的毛坯装卡在棘轮分度机构上，以中心孔定位套在定位轴25上，并将附孔套在定位销23上，以保证零件上附孔与斜U形槽的相对位置，并用压盖12和螺钉21压紧，使毛坏与棘轮24固定在一起，用手顺时针转动毛坯使棘轮24随毛坯以定位轴25为圆心转动，当定位块29进入棘轮24的槽内并定好位后，冲齿部分开始运动，冲槽凸模15及冲孔凸模6下行，与凹模9闭合后，就会冲出1个斜u形槽和相对应的5个∮7mm的圆孔，待冲槽凸模15及冲孔凸模6随冲床上滑块升起后，继续顺时针转动毛坯，使定位块29进入棘轮24的下一个槽，再次使冲槽凸模15及冲孔凸模6下行，将会冲出与首次冲出的槽孔相邻的槽孔，连续操作10次，即可冲出一个零件，然后松开分度部分的螺钉21和压盖22，卸下零件。



1、11、16螺钉　2上模座　3、12、18销钉　4垫板　

5固定板　6冲孔凸模　7导套　8导柱　9凹模　10下模座

13卸料板　14弹性体　15冲槽凸模　17卸料螺钉　19模柄　20棘轮分度机构

    3.2 设计要点

   (1)凸模和凹模的设计是保证模具寿命的重要环节，由于此零件较厚，冲裁力大，故凸模和凹模采用材料为Cr12，淬火硬度为63－65HRC，凹模与冲槽凸模采用线切割加工，保证模具的精度。

   (2)棘轮是模具保证零件各斜U槽分度和冲压时定位的关键，所以棘轮各齿的分皮误差一定要严格的控制在±1'之内。

   (3)棘轮与轴承、定位轴与轴承的配合为过盈配合，保证棘轮和轴承外围、定位轴与轴承内圈不相对滑动。



21、30、33、35螺钉　22压盖　23定位销

　24棘轮　25定位轴　26支板　27軕承　28螺母　

29定位块　31弹簧　32紧固板　34滑动块　36压销板

    4　结束语

    该模具结构设计合理，经试模调试合格，已进行批量生产5个月，冲制零件5000余件，经过实践验证，满足零件的技术要求，质量稳定可靠。