关于支架类落料冲孔模具刃口改进的方案

摘　要：

关键词：

    本人所在公司主要生产汽车底盘零部件，并将总成运送至主机厂配套，作为一名冲压工艺师，我经常会去冲压车间办公。车间有三条生产线，用来生产较小的底盘制件，每次经过这几条线的时候，都会被震的心惊肉跳，噪音也大的出奇，即使是隔壁的1000T机床，也没有这么大的噪音。经过了解，产生巨大噪音的模具，不是翻边、修边这些模具，更不是使用液压机的压型等模具，原来都是简单的落料冲孔模具，这几套模具设计的是平刃口落料，加上使用的都是2.5-3.5mm的厚板料，所以噪音和振动都特别的大。
    我们冲压科计划对这些落料模具进行部分模具结构改动，以达成降低噪音的效果。我对后横向稳定杆右支架这套模具进行了如下设计更改。
　　首先要重新计算一下该模具的冲裁力，冲裁力是指冲裁过程中的最大抗力，也就是力-行程曲线的峰值。它是合理选用冲压设备和校核模具强度的重要依据。影响冲裁力的因素很多，主要有材料的力学性能、厚度、冲裁件周边长度、模具间隙以及刃口的锋利程度等。
　　平刃口模具冲裁力可按照以下公式计算：

      
　　考虑到冲裁与剪切、拉伸的不同及速度因素的影响，可近似取，δk ≈0.8σb，代入上面的公式有：
　　F=0.8L tσb
　　式中：σb——抗拉强度，MPa；
　　同时考虑到刃口的磨损，凸、凹模间隙不均匀，材料性能波动和厚度偏差等因素，实际所需冲裁力还须增加30%，所以上述公式就变成
　　F=1.3Ltδk≈Ltσb
　　根据以上公式，计算后横向稳定杆右支架的冲裁力
　　下图是后横向稳定杆右支架的落料线图

　　
　　如图2所示，该模具采用了刚性顶件、弹性卸料的倒装式模具，总的冲裁力按照以下公式计算。

　　　目前冲压车间使用的设备为JK21-160A,机床的公称压力为1600000N，正常生产所使用的压力为1600000x80%=1280000N，871390.3≤1280000，故使用设备能够满足该模具的需求。
   如何降低冲压噪音，主要有以下几个方面
         1、 改造车间墙壁的吸音效果，更多地吸收噪音；
         2、 错开两台机床的工作节拍，防止产生共振；
         3、 降低冲裁力；
         4、 改变模具结构。
   目前比较快捷的方法就是降低冲裁力。降低冲裁力的方法有以下几种
        1） 加热冲裁
   通过加热，降低材料的抗剪强度，能有效降低冲裁力，但同时会产生氧化皮，生产条件差。
        2） 阶梯冲裁
   阶梯冲裁适用于多凸模冲裁，即将凸模阶梯布置，降低了冲裁力。
        3） 斜刃冲裁
   斜刃冲裁与剪切相仿，整个刃口不是同时与之间周边接触，而是逐步冲切材料。为了冲出平整的制件，落料时凸模为平刃，斜刃做在凹模上；冲孔时凹模为平刃，斜刃做在凸模上(如图3所示)。设计斜刃时，应将斜刃对称布置，以免模具承受侧压力而发生偏移，啃伤刃口，斜刃冲裁力按照以下公式计算。

           
     通过查斜刃参数表

      总结：通过对模具凸、凹模的重新设计，将凹模平刃口设计成对称的斜刃口，可显著的降低冲裁力，降低冲裁时的噪音，这是斜刃冲裁的优点；但斜刃冲裁也会提高模具的制造难度，刃口易磨损，修磨也困难，冲件易翘曲，所以它一般用于形状简单、精度要求不高、料不太厚的冲裁件。

参考文献：
[1]刘华刚编著 冲压工艺及模具 北京：化学工业出版社 2007
[2]郭成 储家佑主编 现代冲压技术手册 北京：中国标准出版社 2005
[3]王新华编著 汽车冲模技术 北京：国防工业出版社 2005