1、止动片冲裁模具设计1前言随着中国工业的飞速发展，模具行业也显得越来越重要。现代模具工业有“不衰亡工业”之称，世界模具市场总体也供不应求。模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，且在加工过程中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，切在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。冲压工艺是靠压力机和模具对板材、带材、管材、和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的成形加工方法。冲压是高效的生
2、产方式，采用复合模，其实是多工位的级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产，生产效率极高。止动片是机械设备上的止动零件，能有效地解决各零件之间的定位问题。目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产力和质量。此零件结构简单、尺寸小、精度要求较低，在大批量生产时，采用冲裁生产可以保证冲压产品尺寸精度，使产品质量稳定。且在生产过程中不需要加热，具有生产效率高、质量好、成本低且节约能源和原材料等一系列优点。2冲裁模具简介冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工序件、或废料分离的一种冲压工序。冲裁是剪切、落料、冲孔、冲缺、冲槽
3、、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等分离工序的总称。从板料上分离出所需形状和尺寸的零件或毛坯的冲压方法。冲裁是利用冲模的刃口使板料沿一定的轮廓线产生剪切变形并分离。冲裁在冲压生产中所占的比例最大。在冲裁过程中，除剪切轮廓线附近的金属外，板料本身并不产生塑性变形，所以由平板冲裁加工的零件仍然是一平面形状。冲裁可分为剪切、落料、冲孔、切断、切口和剖切等。剪切是将大平板剪切成条料。落料是沿一条封闭的分离线将所需的部分从板料上分离出来。切边是切去拉深件的飞边。冲孔是在板料上冲出孔、槽和百页窗等。冲裁除作为备料外，常用于直接加工垫圈、自行车链轮、仪表齿轮、凸轮、拨叉、仪表面板，以及电机、电器上的硅钢片
4、、集成电路中的插接件等。冲裁模的上、下模刃口的错开量称为间隙。间隙对剪切变形、破坏过程、冲裁件的质量、冲模寿命有影响。冲裁间隙受板料的性能、板料厚度、冲裁方式和冲模结构等多种因素影响，一般单边间隙取板厚的1015。冲裁模具按工序组合程度可分为简单冲裁模、连续冲裁模、符合冲裁模。在本次止动片的设计中，主要用到连续冲裁模，连续冲裁模是按一定的先后程序，在冲床的滑块的一次行程中，在模具的不同位置上，完成冲孔、落料两个工序的冲裁模，又称级进模。连续模，可以加工形状复杂的工件，适合加工形状较小的工件，加工精度达IT1014级。加工中，工序间自动送料，自动排除工件，生产效率高，且操作人员手不进入冲模工作区
5、，较为安全。连续模的冲模制造简单，加工成本较低。3国内外研究现状学者刘振奇，刘腾芸1通过对冲裁模中凹凸模间隙的研究得出，间隙对冲裁力有较明显的影响，对卸料力的影响更为显著。间隙小时，落料尺寸小于凹模，冲出的孔大于凹模。间隙增大，模具的寿命有明显的增加。当间隙适中时，零件的断面部分分光面和毛面两部分，并带有塌角和毛刺。学者曹建刚,刑淑清2通过对普通冲裁过程中应力状态变化的研究得出冲裁间隙越大，完全力矩也越大，冲压件的不平衡度也就越大。要先出不平衡的方法有减小冲裁间隙、加顶件板、压料板或采用其他冲压工艺。从而得出凸凹模的间隙变化，使得板料在冲裁过程中的应力状态发生变化，从而直接影响到冲压件的表面质
6、量。学者李奇涵，李衡7以JB/T76463B为例，利用CATIA的FORMULA功能、DESIGNTABLE功能和CATALOG功能，进行冲压模具标准零件参数化设计及建立三维标准件库。通过对冲压模具参数化的设计，建立三维标准件库，在CATIA环境下实现CAD/CAPP/CAM高度集成，保证同一零件在设计、工艺编排和制造阶段具有高度一致的数学模型，可确保最终产品的质量。学者李春泉4在设计主要起定位防转作用的止动件零件时，指出，止动件零件形状简单、尺寸精度要求不高，原来一直使用3副单工序模具加工，容易造成通用V形机构弯形，形状不对称，两边摩擦力不均匀，材料滑移较大，很难保证尺寸要求。故应改进为级进
7、模加工，成形后切断为两件，这样整副模具受力均匀，既能保证产品质量，又能提高模具寿命，提高生产效率。学者石其年5在对冲裁模具的使用寿命研究中指出，影响模具寿命的因素主要与模具结构形状、模具材料性能、设计思路和工艺方案、制造加工技术水平、热处理技术与质量、使用与维护以生产系统管理水平等。其中冲裁模凸模和凹模之间的间隙大小及其均匀性是影响模具使用寿命的关键因素之一。根基实际情况，有两种合理间隙可供选择，第一种为保证产品特殊的质量要求，适当降低模具寿命而采用小间隙；第二种是保证模具最高寿命，选择力和功耗较小的间隙。4总结对于止动片这类结构简单、精度要求低的零件很适用于冲压模具成形，通过CATIA三维C
8、AD的辅助，可以很好的完成设计的模具图和零件图，但在设计中对凸凹模的间隙选择等关键问题上还需要根据实际状况而定。冲压成形已经成为模具行业最为常用的成形方式，伴随着CATIA、CAD/CAPP/CAM等集成系统的发展，和多工位级进模和多功能精密模具的技术进步，冲压模具的设计制造能力将进一步得到发展。参考文献1刘振奇，刘腾芸冲裁模具结果设计的要点简介J科技信息，2010，53583602曹建刚，刑淑清冲裁模具设计中的应力分析J包头钢铁学院学报，1998，1732382403卢福新冲裁模具压力中心的确定J模具技术，2002，322244李春泉止动件冲压工艺的改进J模具工业,2001,523255石其
9、年提高冲裁模具使用寿命的途径与分析J模具,2006,563666李建平我国冷冲模发展现状及发展建议J电加工与模具,2010,1426307李奇涵,李衡基于CATIAV5的冲压模具参数化设计和应用J制造业信息化,2010,166688陈炎嗣多工位级进模凸模微调机构的应用J模具制造,2010,518219李忠明冲压工艺行业发展现状评述J内蒙古石油化工,2006,5868710金龙建扣件多工位级进模设计J模具制造,2010,7161811田光辉,李红旗编著模具设计与制造M北京大学出版社,2009,512ONCORA,KNAMIKIWEARPERFORMANCEASSESSMENTOFALTERNATIVESTAMPINGDIEMATERIALSUTILIZINGANOVELTESTSYSTEMJWEAR,2009,2671123112913MFIRATCOMPUTERAIDEDANALYSISANDDESIGNOFSHEETMETALFORMINGPROCESSESPARTIIISTAMPINGDIEFACEDESIGNJMATERIALSDESIGN,2007,2813111320
