船舶防盜魚刺骨架沖裁模設(shè)計

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-07-18 09:45:23點擊率：

　　1 引言

　　某船舶附件公司依據(jù)客戶要求設(shè)計了一種安裝于海船外表面的，用來防止各類海盜爬上海船的新型產(chǎn)品——魚刺骨架，如圖1所示。該產(chǎn)器由圖1中3種零件焊接而成，件1是尺寸為250×20×6mm的Q23 板，件2是φ12×250mm的圓鋼，件3是一個由厚度為3mm的Q23 板制成鈍角三角形零件。對于件1、件2來說該單位采用成型材料直接切割就可以實現(xiàn)了，但對于件3來說，如果也采用切割的方法，那生產(chǎn)效率太底了，而且件3的批量是屬于大的，每條船上大約需要兩萬片左打，共計八條船的訂單，數(shù)量就是16萬片。

　　看到他們一小片一小片的在現(xiàn)場剪切情形，而且該公司里擁有現(xiàn)成的設(shè)備63t的壓力機，從內(nèi)心得到啟發(fā)，就建議負責(zé)人投資一副沖裁模，沖裁模的成本也不算高，不會超過2500元，但是生產(chǎn)效率可以提高十幾倍了，大大節(jié)省了人工成本，同時還可以提前完成生產(chǎn)任務(wù)，提前交貨。負責(zé)人聽了我們的建議后，就讓我們?yōu)樗O(shè)計一副沖裁模，要求盡可能節(jié)省材料，同時又能滿足他的形狀要求，達到防盜的目的。負責(zé)人首先提供了圖2a所示的外形尺寸圖，我們一看，這一圖形結(jié)構(gòu)不合理，因為對于沖裁模不可能設(shè)計成這么尖銳的角，否則其凹模的壽命就特別短，沖不了幾次，其凹模就會在尖角處裂開，就此又建議負責(zé)人將魚刺片的外形尺寸改為圖2b所示，增加了3個R角，因為從沖裁模的設(shè)計經(jīng)驗看，沖裁件的尖角處倒圓角的直徑一般要大于或等于其材料的厚度，我們將尖銳角改為R1.5mm圓角，沖裁后再增加一道工序，將此沖裁件再拿到砂輪上砂一下，左上端的R1.5mm圓角就可砂掉了，其它兩個圓角就留著等到焊接時就可覆蓋了，同樣能達到尖角的目的。

　　2 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計

　　2.2 確定定位銷的位置和送料方式

　　排樣的方案就確定為按照圖3所示的形式實施，下面的工作就是確定定位銷的位置和迭料方式。

　　原來負責(zé)人的送料方案是，先沖裁個，翻身沖第二個，再翻身沖第三個，如此重復(fù)著翻身動作，就象圖3中的1→2的順序，這樣由于每一個零件間增加了一個翻身動作，就增加了操作時間。因此我們否決了這一方案。我們設(shè)計的送料方案是排樣中同一個方向的制件先沖完，旋轉(zhuǎn)180°，調(diào)頭，再連續(xù)沖下另一方向的制件，也就是說，每沖裁53個零件才需要調(diào)頭一次，這樣連續(xù)沖裁可以大大節(jié)省操作時間，提高生產(chǎn)效率?？v向定位銷的放置位置就按照圖3中尺寸80mm所示位置設(shè)計，橫向定位銷的放置位置就需要慎重考慮一下了，如果也按圖3所示的方式定位，先沖下序號1，再步進23.77mm，沖下序號2下面的一塊，這樣調(diào)頭后的縱向定位邊就找不到了?，F(xiàn)在設(shè)計的是按照圖4所示的方式定位和送料，步，先按照圖4a所示的方式從1→2的順序送料，以活動定位銷A定位于條料的上邊界沖下序號1，縮回收起活動定位銷A，將條料步進23.77mm，以固定定位銷B定位于條料的C邊，沖下序號2，再以固定定位銷B定位于序號2的斜邊，沖下序號3，如此重復(fù)下去，一直等沖完方向的所有制件，旋轉(zhuǎn)180°，調(diào)頭進行第二步，按照圖4b所示的方式從1→2的順序送料，以固定定位銷A定位于條料上第二個孔的斜邊界沖下序號1制件，將條料步進23.77mm，再以固定定位銷A定位于條料上第三個孔的斜邊界沖下序號2，以固定定位銷A定位于條料上第四個孔的斜邊界沖下序號3，如此重復(fù)下去，切記在此不能以B處的邊定位。

　　2.3 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計

　　模具的總體結(jié)構(gòu)如圖5所示，上模部分由上模座、模柄、上墊板、卸料板、凸模固定板、凸模等組成;下模部分又下模座、下墊板、凹模、定位銷等組成。

　　模架設(shè)置4個導(dǎo)拄導(dǎo)套導(dǎo)向，以保證模具的剛度、精度和穩(wěn)定性。凹模3與下墊板2合成整個凹模部分，依據(jù)這批產(chǎn)品的批量，約需16萬件，為確保刃磨量，刃口高度設(shè)計為12mm，落料孔部分設(shè)計在件2上，這樣設(shè)計件2、件3全部都為直邊孔(而不是階梯孔)，既方便了加工，直接采用線切割機床割成成形孔，又節(jié)省了模具材料的成本，凹模3采用Cr12MoV，熱處理58～62HRC，下墊板2采用45鋼熱處理28～32HRC。由于該沖裁模沖裁的工件比較厚(3mm)，在凸模固定板上方增加設(shè)計了上墊板8，以加強模具結(jié)構(gòu)的強度，上墊板8同樣采用45鋼熱處理28～32HRC。凸模13采用Cr12MoV，熱處理56～60HRC，外形也是采用線切割成形。

　　4 結(jié)束語

　　本模具在使用過程中，由于排樣時縱向采用了無搭邊方式，制件上可明顯看出有些毛刺，但這并不影響該制件的使用，只要在銼刀上刮一下，就可送過去焊接制成產(chǎn)品了。因此模具設(shè)計時，要從多方面考慮，如果說制外形尺寸要求不是太高。就可從節(jié)省材料、節(jié)省成本的角度考慮，盡可能將模具簡化設(shè)計，排樣時考慮盡可能提高材料的利用率。

　　2.1 產(chǎn)品排樣的優(yōu)化

　　魚刺片外形結(jié)構(gòu)的修改得到負責(zé)人的同意后，現(xiàn)在的工作就是開始設(shè)計沖裁模具結(jié)構(gòu)了。對于這種板件沖裁模，當(dāng)工件外形尺寸確定下來后，設(shè)計人員重要的工作就是排樣了，合埋的排樣，可以大限度地利用有效的材料，為用戶節(jié)省大量的材料成本?？紤]到該公司現(xiàn)有一臺63噸的壓力機，噸位不算大，沖裁件的料厚為3mm，但經(jīng)計算，如果設(shè)計成一模一件的沖裁模，還是可行的。

　　經(jīng)過幾種排樣方案的對比，我們選定如圖3所示的排樣方法。產(chǎn)品的左右方向搭邊量各放4mm，考慮到該產(chǎn)品的外形尺寸和外形形狀都沒有太高的精度要求，進料方向采用無搭邊，用戶購買材料時，選取1260×550×3mm的Q23 板，再由剪板機在寬度方向剪成五條，每條尺寸為1260×104.5mm，再將每條板料拿到壓力機上沖裁，按圖3所示的排樣沖裁，步進量為23.77mm，在長度方向可以排樣量為1260÷23.77×2=106片，也就是說，每條板料可以得到106片制件，每塊板可以沖裁106×5=530片。如果在縱向放搭邊的話，縱向搭邊量至少要放到3mm，這樣每條上排樣量只能達到1260÷29.77×2=84片。每塊板料就少沖裁了106×5-84×5=110片。因此選取了縱向無搭邊的排樣方案。

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