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　　前言

　　圖1所示支承座是某新型設備上的重要鈑金沖壓件，使用材料是1Cr18Ni9Ti鋼板，材料厚度δ=1.5mm.該零件的沖壓特點是：材料屈服強度高，外形尺寸大，毛坯在彎成U形件后，還需將兩個邊都向內(nèi)折彎，并沖出Φ20mm的小孔.對于這mm種典型的U形件，在單件或小批量生產(chǎn)且技術要求不高時，可采用條料在折板機上成形，小孔在鉆床上制出；反之，則應采用沖模成形.按照舊工藝，U形帶孔零件的沖壓工藝加工，一般都是采用落料、成形和沖孔3套模具，這種工藝方法生產(chǎn)效率低、工藝裝備多、經(jīng)濟效益差.由此新設計的三工序復合沖壓模具，可以高效優(yōu)質(zhì)地完成支承座的沖壓工作.

　　1模具結(jié)構(gòu)與工作原理

　　1.1模具結(jié)構(gòu)

　　支承座三工序復合沖壓模具結(jié)構(gòu)見圖2，主要工作部件由：固定斜楔、凹模、活動斜楔、成形凸模和沖孔凸模等組成，并采用導柱導套導向形式的標準模架.

　

　　1.2工作原理

　　支承座三工序復合沖壓模具的工作原理是[1，2]，當模具處于上極限待工作位置時，將毛坯條料(B=1200.0-0.5)放置在落料凹模和成形凸模上，并通過側(cè)板和定位銷定位.模具工作時，上模隨壓床滑塊下行，首先，在彈簧的作用下，壓料板壓緊毛坯，固定斜楔與凹模共同完成毛坯的落料工序、沖孔凸模完成ΨΦ20mm小孔的沖制工序；隨著壓床滑塊的繼續(xù)下行，固定斜楔對毛坯施實向下U形彎曲；同時，固定斜楔推動活動斜楔向模具中心移動，使毛坯向里彎曲，完成工件的最終成形工序.最后，模具到達下死點并隨滑塊開始向上運動，固定斜楔和沖孔凸模分別退出落料凹模和成形凸模，彈簧回復推動活動斜楔向模具兩側(cè)移動.此時，即可將已成形的工件從模具中取出，沖壓工作完成.

　　2主要零件的設計

　　2.1沖孔凸模

　　沖孔凸模材料為Cr12MoV鋼，熱處理硬度HRC58～62.因沖孔直徑較大，故該凸模屬于細長桿，在設計時應進行承壓和失穩(wěn)彎曲強度校核.在結(jié)構(gòu)上，力求提高凸模的強度和剛度，可將凸模設計為階梯軸或加裝凸模護套.

　　2.2成形凸模

　　成形凸模可用T10A鋼制造，熱處理硬度HRC56～60.成形凸模形狀較復雜，壁厚不均，故在熱處理時務必謹慎.在實際操作時可采用預冷淬火或內(nèi)孔填塞石棉繩來減輕工件的熱處理變形和開裂傾向.

　　2.3凹模

　　落料凹模可采用拼鑲式結(jié)構(gòu)，凹模磨損后，只須拆下鑲塊刃磨，再加裝適宜的墊片，即可保持凸、凹模間隙不變.凹模刃口處采用T10A鋼，熱處理硬度HRC56～60，用螺釘和柱銷固定；本體用45鋼，熱處理硬度HRC28～32為.這樣可以減少貴重材料的使用，提高經(jīng)濟效益.

　　2.4斜楔

　　模具中有固定斜楔和活動斜楔兩種.

　　2.4.1固定斜楔

　　固定斜楔是重要的工作零件，有雙重作用.在毛坯落料時充當凸模；還可推動活動凹模向模具中心移動，使工件完成最終成形.固定斜楔工作頻率高，受力較大，推薦使用T10A鋼制造，并淬硬至HRC56～60，使其能獲得較高的強度、耐磨性和韌性.

　　2.4.2活動斜楔

　　活動斜楔采用45鋼，熱處理硬度HRC43～48，要求具有良好的耐磨性和運動穩(wěn)定性.

　　3設計計算

　　3.1沖裁力

　　P1=K1τL1t　　(1)

　　式中P1-沖裁力，N；

　　　K1-系數(shù)，取1.3；

　　　τ-材料剪切強度，MPa；

　　　t-板厚，mm；

　　　L1-材料輪廓長度(落料和沖孔之和)，mm.

　　將τ=550MPa、t=1.5mm、L=302.8mm代入式(1)，可得到P1=324753N。