梁 科，葛君超

（鶴壁汽車工程職業(yè)學院，河南 鶴壁 458030）

沖壓模具設計中上下雙型芯的壓力源布置

梁 科，葛君超

（鶴壁汽車工程職業(yè)學院，河南 鶴壁 458030）

介紹沖壓模具上下雙型芯的壓力源布置，通過壓料芯的壓料的工作部位，說明其在工作過程中壓料力的布置。

上下雙型芯；壓力源；布置；工作過程

1 單個壓料芯的力源分布

在沖壓模具設計中，除了標準件外，模具通常由上模座、墊板、凸模固定板、卸料板、下模座、壓料芯（或托料芯）等幾大部分組成。

根據(jù)制件的成型性和工作內(nèi)容，來區(qū)別壓料芯與托料芯的布置情況。圖1為分塊拉延示意圖，屬于下翻邊，主要由上模小鑲塊完成工作，壓料芯壓料。壓料力根據(jù)分模線長度、制件的抗拉強度計算得出，通過最后得到的壓料力，選擇合適的彈性元件。以氮氣缸為例，本套模具料厚0.65 mm，抗拉強度493 MPa，通過計算，需要的壓料力為46.5 kN。

圖1 分塊拉延示意圖

力源分布原則是分布要平衡、對稱，且盡量靠近工作部位。根據(jù)以上原則布置氮氣缸。為了保證工作的穩(wěn)定性和制件的成型性等，選擇力源時，要使選擇的力稍大于計算得出的壓料力，留有一定的安全量。并結合項目要求選擇合適型號的氮氣缸，使得數(shù)量和總體的力都能達到最佳。

圖2所示的輪罩法蘭處圓角的整形屬于上翻邊，主要由下模小鑲塊完成工作，需靠下模托料芯提供工作過程中的壓料力。

由于是托料芯，考慮壓料力的時候，需要加上一個下模壓料芯的自重。

圖2 輪罩法蘭處圓角的整形（上翻邊）

2 上下雙型芯的力源分布

由于汽車覆蓋件形態(tài)各異，當涉及到比較復雜的制件時，難免將上述2種單一的工作內(nèi)容進行整合，一套模具中出現(xiàn)2個型芯，甚至2個以上。下面將對幾種不同情況進行說明。

2.1 上下翻邊的力源布置分析

圖3所示的輪罩法蘭處圓角的整形左邊是一段上翻邊分模線，右邊是對稱的兩段下翻分模線。通過計算上翻壓料力為2 630 N，下翻壓料力為8 155 N。本套模具選用的力源為氮氣缸，下模壓料芯提供上翻的壓料力加下芯的質(zhì)量，本套模具中質(zhì)量為65 kg，下芯提供的壓料力為3 300 N。設計中，要求酌情比計算得到的壓料力大一些，選取氮氣缸可以為X170-50，數(shù)量4個。一共能提供壓料力為6 800 N。上芯需要的壓料力為8 155 N，下芯提供的壓料力為6 800 N，為了保證模具工作穩(wěn)定，需要提供稍微大一點的壓料力，可選擇X350-38，數(shù)量4個，提供的壓料力為14 000 N。由于本制件比較小，壓料芯的體積都比較小，所以氮氣缸的數(shù)量不是很多，均布置在四角。

圖3 輪罩法蘭處圓角的整形（左上翻分模線，右對稱下翻分模線）

根據(jù)以上壓料氮氣缸的選取方式，本套模具工作過程中，在上模氮氣缸不壓縮的情況下，下模氮氣缸先壓縮到底，在此期間完成上翻邊過程，下芯到底之后，上模氮氣缸開始壓縮，上模氮氣缸壓縮到底，模具工作完成，完成下翻過程。由于本套模具工作比較簡單，根據(jù)翻邊的壓料力的大小直接作出壓料芯的運動方式。

2.2 帶有沖孔的上翻邊下整形模具

圖4所示的輪罩法蘭處圓角的整形上邊是翻邊線，兩邊是下整形，前邊位置是沖孔。因為沖孔所在位置產(chǎn)品比較多，所以選擇隱沖形式機構，將驅(qū)動器放在壓料芯上，選取上模力源時，應注意上芯的壓料芯行程應大于隱沖機構的Z向行程，這樣才能保證非開模狀態(tài)，機構的回程力源原件處于釋放狀態(tài)。

圖4 輪罩法蘭處圓角的整形（上面翻邊線，兩邊下整形）

2.3 帶有沖孔的上翻模具

圖5 所示的輪罩法蘭處圓角的整形左右兩角部和中間的是上翻邊分模線，下側(cè)是2個沖孔。由于這2個沖孔所在位置處于制件邊緣，可以設計成非隱沖形式，因為有上翻工作，所以必須要有下芯。

因為只有法蘭邊，所以可以靠蹲到底來完成這種紫色整形面的工作要求。在不考慮沖孔的情況下，可以設計成單有下芯這種形式的模具，但是由于沖孔的存在，需要考慮沖孔機構的驅(qū)動器設計在什么位置。

圖5 輪罩法蘭處圓角的整形（左右兩角和中間為上翻邊分模線）

3 沖孔機構驅(qū)動器設計的位置分布

3.1 機構驅(qū)動器設計在下面本體上

驅(qū)動器在下面本體上，隨著上模向下運動，機構開始隨之運動，當壓料芯還未到底時，沖孔已經(jīng)開始工作，這樣的話沖孔位置就會錯誤。所以要想按照上面的形式，需要有上模壓料芯，當機構還未開始工作時，先將下模壓料芯壓到底，然后機構才開始工作，完成沖孔過程，這樣才能保證沖孔位置準確。

3.2 機構驅(qū)動器設計在下模壓料芯上

驅(qū)動器在下模壓料芯上，需要在下模壓料芯上增加導柱，并且增加錐形墊塊，設計成本會有所增加，而且在車間調(diào)試的階段來說，可能調(diào)試的時候比較困難，結合各種因素來考慮，這種設計也并不是最佳方案。

這種只有上翻并伴有個別沖孔的模具，雖然工作內(nèi)容并不是十分繁瑣，需要考慮的因素也不是特別多，但是要特別注意，增加一個壓料芯對模具實現(xiàn)基本功能的重要性。

4 總結

通過對上下雙芯的力源分布分析，在滿足工作的前提下，使工作順序與壓料力大小保持一致，壓料芯作為后序模具必備的一項工作內(nèi)容。同時通過壓料芯能夠決定模具工作的過程，顯得尤為重要，所以設計過程中要仔細考慮對壓料芯力源的布置。

［1］ 谷諍巍，陸冠含，李欣，等.防撞梁熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的數(shù)值分析及優(yōu)化［J］.吉林大學學報（工學版），2015，45（4）：1189-1194.

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The Pressure Source Arrangement of Dual Core in the Stamping Die

LIANG Ke， GE Jun-chao
（Hebi Automotive Engineering Professional College， Hebi 458030， China）

This article introduces the pressure source arrangement of stamping die dual core. Based on the work area of the core， the pressure layout design during the working process is demonstrated.

double core； pressure source； arrangement； working process

U468.21

A

1003-8639（2017）12-0054-02

2017-02-13

梁科（1987-），男，河南安陽人，助教，從事機械設計方面的工作；葛君超（1988-），女，河南安陽人，助教，研究方向為工業(yè)設計。

（編輯 心 翔）