托盘水平切边模具设计

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1、“托盘”水平切边模具设计——宁波新宝乐精密机械有限公司实践成果宁波北仑职业高级中学乐崇年【摘要】在各种类型的拉深件生产过程中，水平切边工艺通常作为后续的修正工艺被广泛采用。水平切边工艺是利用水平切边模凹凸模刃口间的水平相对运动，实现对拉深件凸缘边的水平剪切，获得满足实际需要的几何轮廓形状。本文基于一不锈钢托盘拉深件凸缘边的水平切边实例，介绍了水平切边工艺的实际应用。【关键词】水平切边；模具；设计一、问题的提出如图1所示为某方形不锈钢托盘件二维图。由图可知，该产品为一典型的拉深件。在实际拉深过程中，由于受产品材质性能、几

2、何形状等因素的制约，拉深后托盘件凸缘周边通常高低不平，不能直接满足图纸要求。因此，按照拉深件一般的生产工艺，该产品的生产过程除采用落料、拉深等工艺外，最后还需采用水平切边工艺完成产品上口周边的水平轮廓成形，并保证高度尺寸38±0.1。图1托盘二维图二、设计思路冲裁是利用冲模凹凸模刃口间的相对运动使材料分离或变形的一种工艺方法。针对图1所示不锈钢托盘件凸缘周边水平切边实际需要，在模具工作过程中，可采用给凹模施加水平方向的作用力，以推动其作相应的水平运动，实现模具凹1凸模刃口间的水平相对运动。采用楔型导向块及与之相应的控制

3、轮廓来实现运动件的特定运动是机械制造行业中经常采用的方法。故可在凹模适当位置处作出相应的控制轮廓，借助固定在适当位置处的楔型导向块，迫使凹模在工作过程中分别实现前、后、左、右四个方向的水平运动。故水平切边模的基本设计思路为：凸模只作上下移动，不作水平运动。其中，下行为工作行程；凹模作上下移动的同时，带动产品作前、后、左、右四个方向的水平运动。凹模的工作行程可分为4个动作步骤，分别完成拉深件四周的水平切边。三、主要零部件及结构1.凹模为实现凹模的水平运动，在凹模外轮廓底部处用线切割加工出一定的控制轮廓（图2）。控制轮廓分

4、2、3、4、5四个，每个控制轮廓分别控制凹模一个水平方向的运动位移。为保证切除所有的凸缘边，控制轮廓的水平移动距离≥拉深件上口四周圆角半径的一半，即5mm，此处取6mm。为避免4个方向的水平运动间发生运动干涉，各控制轮廓间的工作位置应相互错开，４个控制轮廓的高度应一致。控制轮廓的高度应保证凹模在上下运动过程中不发生自锁，此处取52mm。各控制轮廓的具体尺寸图3所示。1—凹模刃口；2、3、4、5——凹模水平运动轨迹控制轮廓2图2凹模结构图3控制轮廓的相关尺寸2.凸模及产品定位块产品定位块安装在凸模前端，结构如图5所示。定

5、位块可以在模具工作过程中作水平浮动，采用4个圆球形钢珠作工作位置定位，用4个螺栓吊装在凸模前端（图5）。装配时应注意4个螺栓的张紧力大小适当，既保证定位块的上表面始终贴紧凸模下端面，又能保证定位块能相对于凸模作水平方向滑动。1—凸模；2—定位钢珠；3—产品定位块；4—螺栓图5凸模及产品定位块3.定位框及楔型导向块定位框结构如图4所示。定位框主要作用是确定凹模水平方向的工作位置。为保证定位框的强度，定位框采用整体式结构。定位框与下模座之间用适当数量的内六角螺栓直接固定。楔型导向块的主要作用是与凹模外侧的运动控制轮廓匹配，

6、控制凹模在工作过程中。楔型导向块固定安装在定位框4周，分别限制凹模在工作过程中沿前后3左右4个水平方向运动位移。为保证楔型导向块的位置精度，在定位框四周中间位置处设计4条对应的凹槽，用以安装4块楔型导向块（图4）。图4定位框、楔型导向块4.弹性橡胶为防止凹模在工作过程中发生侧倾，保证其工作过程的平稳性，在凹模底部与下模座之间安装适当高度的弹性橡胶。弹性橡胶的另一个作用是水平切边完成后迫使凹模迅速上升，复位至重新工作状态。5.限位柱限位柱用来控制凹模刃口与凸模刃口间的工作间隙△，即限位柱高度高出凸模刃口的距离为△（图6）

7、。限位柱数量8根，分布并固定安装在上模固定板处，位置对应凹模上表面适当位置。为保证限位柱的工作性能，限位柱应采用具有较高强度、硬度和较好耐磨性。凹凸模刃口的工作间隙△由产品的材料及厚度决定，与其他冲裁模具的确定原则一致。1—限位柱；2—垫板；3—固定板；4—凸模；5—定位块图6限位柱46.产品推出装置产品推块安装在凹模内腔中，推块底部与凹模内腔底部对应位置处钻出4个Ø12mm的定位孔，内装与之匹配的弹簧，结构如图7所示。产品水平切边完成后由安装在凹模内腔中的推块推出，便于产品顺利取出。图7产品推出装置四、主要工作过程图

8、8、图9分别为模具的开模和合模状态。模具的主要工作过程如下：（1）在模具开模状态下，将拉深后的不锈钢托盘件半成品放入凹模中；（2）凸模连同产品定位块下行，将不锈钢托盘件半成品逐渐向下压入凹模内腔中；（3）当固定安装在凸模四周的8根限位柱与凹模上表面相互抵触后，迫使凹模与凸模一起下行。凹模由于受到定位框四周的4块楔型导向块的限制，在