頂蓋板沖孔機設計分析

楊娜

摘 要：描述了汽車零件頂蓋板最后一道——側沖孔工序，為了解決沖壓機床的連線問題，采用氣缸作為動力源，提供沖裁力、壓料力，用焊接架式工作臺面，來實現側沖孔工序內容的特殊沖孔機的結構形式，實踐證明，該結構具有加工、制造簡易、操作方便、質量可靠等諸多優點。

關鍵詞：汽缸；動力源；側沖孔；設計分析

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.09.099

汽車模具行業發展迅猛，模具結構類型層出不窮，頂蓋板作為汽車內部飾件的關鍵零件，形狀相對簡單。顧客對零件工藝更新中，增加了側面兩個直徑12的孔，在現有工序內容中無法增加，為了解決沖壓工廠的連線問題及降低成本，所以決定在頂蓋板的第4道工序——側沖孔，采用特殊的結構形式——沖孔機，以達到脫離沖壓機床，實現連線生產的目的。

這種創新的結構對我們來說是一種新的嘗試，最后模具制造、調試證明，該結構具有操作方便、效率較高以及孔位、孔徑精確等優點。

1 工藝過程的分析

圖1所示，展示的是頂蓋板，用于卡車系列，其沖壓工序安排為：第一序拉延；第二序修邊沖孔；第三序翻邊整形；第四序斜楔整形。但在匹配裝車的過程中，發現要增加兩處工藝孔，以滿足現場匹配裝車的需要。相對而言，本工序添加的內容相對簡單，只需要側沖A、B處共兩個直徑為12mm的圓孔，產品材料為08F，料厚t=0.85mm。如果利用沖壓機床配上相應斜契沖孔模具來實現工序內容，就會出現側沖兩個孔的簡單內容，卻動用重新制造模具來實現兩孔的增加，感覺是大材小用、耗時耗力耗財。所以針對這樣的實際情況，就采用新型結構——沖孔機，其優勢為設計周期短，相對模具來說實物成本低，可以脫離壓力機，利用工廠壓縮氣體作為動力源，通過氣缸的轉化后來實現沖孔的工作內容，同時可以任意擺放，完成沖壓工序的連線生產。

2 沖孔機的設計過程

2.1 技術結構的分析

通過計算沖裁力（P=Ltδ）可知，每個孔的沖裁力為12555N。兩孔的沖裁力為兩倍的單孔沖裁力，并兩孔的距離較近，且要求斜契沖兩孔。為了滿足要求，氣缸的選用可以有兩種形式，一是采用小直徑汽缸的增壓形式；二是直接采用大直徑的氣缸做動力源。

2.2 結構設計

整個沖孔機結構設計共分為產品定位結構部分、夾緊機構部分、側沖孔部件部分、氣缸氣路總成、底板及支架總成五大部分，工作臺面采用槽鋼焊接結構，壓料采用聚氨酯實現，沖孔采用側壓料V型導板導向方式，利用杠桿傳力的工作原理把水平運動轉化成與豎直方向成一定角度的運動。

2.2.1 夾緊及定位裝置

夾緊定位部分，由于制件外形已經在前面的工序中全部形成，所以采用型面定位，輔助以適當的夾緊裝置，是有效和可靠的定位夾緊方法。選擇兩處圓孔做主、次定位結構，夾緊采用夾鉗機構。

定位支撐裝置，為鉸鏈翻轉式定位可調支架，是以鉸鏈為軸心翻轉，翻轉角度由插銷固定，端頭支撐塊在兩個方向可調，其余用方鋼及45號鋼板焊接支撐。

2.2.2 工作臺

工作臺面在此套沖孔機中分為兩部分：（1）槽鋼及方鋼管、鋼板焊接支撐底板；（2）鑄件沖孔固定底板。

鑄件固定座與支撐底板用螺釘固定，柱銷定位，保證了裝配精度及加工定位要求，并在裝配后考慮了鑄件固定板傾斜角度加工面、靠山面、安裝面、基準面、鍵槽的加工工藝性，可以實現一次加工裝配成功。

沖孔廢料采用廢料盒收集，方便簡潔。

2.2.3 沖孔裝置

沖孔裝置是沖孔機的核心部分，本工序的兩個12的圓孔僅需要一組氣路總成裝置來完成，氣缸選用“標準型氣缸”，理論上若現場使用空氣壓力為0.4MPa輸出804kgf的推力，我們還要確定相關負載重量（工件，夾具，傳力杠桿、聚氨酯壓料力和沖孔沖裁力）。

計算負載重量：

（1）沖孔沖裁力P=2562.24kg；

（2）聚胺酯壓料力，壓縮負荷2421N=242kg，兩個聚胺酯壓料力為484kg；

（3）上下連接零件重量，實體測量為46kg；總負載重量為3092.2kg。

3 理論聯系實際，在現實生產中出現的實際問題

（1）汽缸的裝配困難。將汽缸與下連接塊安裝共面，可減少裝配及調試的難度。

（2）汽缸的運動緩慢，效率低。減少制造誤差，加大設計公差，減小負重。

（3）在鉸鏈翻轉式定位可調支架中，限位插銷配合精度太高，設計降低了配合精度。

4 結束語

沖孔機的設計是傳統模具結構的一種延伸和發展，這不難看出沖孔機在未來生產的發展潛力，從一種產業的角度來說，沖孔機的成本相對不高，但要求外觀及質量穩定性較高，只要能夠做到細節上、結構上的完善，定能博得顧客的認可。希望通過本文的介紹，能夠給大家在工作上提供幫助。

參考文獻

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