冲压模具设计中上下双型芯的压力源布置

梁 科，葛君超

（鹤壁汽车工程职业学院，河南 鹤壁 458030）

冲压模具设计中上下双型芯的压力源布置

梁 科，葛君超

（鹤壁汽车工程职业学院，河南 鹤壁 458030）

介绍冲压模具上下双型芯的压力源布置，通过压料芯的压料的工作部位，说明其在工作过程中压料力的布置。

上下双型芯；压力源；布置；工作过程

1 单个压料芯的力源分布

在冲压模具设计中，除了标准件外，模具通常由上模座、垫板、凸模固定板、卸料板、下模座、压料芯（或托料芯）等几大部分组成。

根据制件的成型性和工作内容，来区别压料芯与托料芯的布置情况。图1为分块拉延示意图，属于下翻边，主要由上模小镶块完成工作，压料芯压料。压料力根据分模线长度、制件的抗拉强度计算得出，通过最后得到的压料力，选择合适的弹性元件。以氮气缸为例，本套模具料厚0.65 mm，抗拉强度493 MPa，通过计算，需要的压料力为46.5 kN。

图1 分块拉延示意图

力源分布原则是分布要平衡、对称，且尽量靠近工作部位。根据以上原则布置氮气缸。为了保证工作的稳定性和制件的成型性等，选择力源时，要使选择的力稍大于计算得出的压料力，留有一定的安全量。并结合项目要求选择合适型号的氮气缸，使得数量和总体的力都能达到最佳。

图2所示的轮罩法兰处圆角的整形属于上翻边，主要由下模小镶块完成工作，需靠下模托料芯提供工作过程中的压料力。

由于是托料芯，考虑压料力的时候，需要加上一个下模压料芯的自重。

图2 轮罩法兰处圆角的整形（上翻边）

2 上下双型芯的力源分布

由于汽车覆盖件形态各异，当涉及到比较复杂的制件时，难免将上述2种单一的工作内容进行整合，一套模具中出现2个型芯，甚至2个以上。下面将对几种不同情况进行说明。

2.1 上下翻边的力源布置分析

图3所示的轮罩法兰处圆角的整形左边是一段上翻边分模线，右边是对称的两段下翻分模线。通过计算上翻压料力为2 630 N，下翻压料力为8 155 N。本套模具选用的力源为氮气缸，下模压料芯提供上翻的压料力加下芯的质量，本套模具中质量为65 kg，下芯提供的压料力为3 300 N。设计中，要求酌情比计算得到的压料力大一些，选取氮气缸可以为X170-50，数量4个。一共能提供压料力为6 800 N。上芯需要的压料力为8 155 N，下芯提供的压料力为6 800 N，为了保证模具工作稳定，需要提供稍微大一点的压料力，可选择X350-38，数量4个，提供的压料力为14 000 N。由于本制件比较小，压料芯的体积都比较小，所以氮气缸的数量不是很多，均布置在四角。

图3 轮罩法兰处圆角的整形（左上翻分模线，右对称下翻分模线）

根据以上压料氮气缸的选取方式，本套模具工作过程中，在上模氮气缸不压缩的情况下，下模氮气缸先压缩到底，在此期间完成上翻边过程，下芯到底之后，上模氮气缸开始压缩，上模氮气缸压缩到底，模具工作完成，完成下翻过程。由于本套模具工作比较简单，根据翻边的压料力的大小直接作出压料芯的运动方式。

2.2 带有冲孔的上翻边下整形模具

图4所示的轮罩法兰处圆角的整形上边是翻边线，两边是下整形，前边位置是冲孔。因为冲孔所在位置产品比较多，所以选择隐冲形式机构，将驱动器放在压料芯上，选取上模力源时，应注意上芯的压料芯行程应大于隐冲机构的Z向行程，这样才能保证非开模状态，机构的回程力源原件处于释放状态。

图4 轮罩法兰处圆角的整形（上面翻边线，两边下整形）

2.3 带有冲孔的上翻模具

图5 所示的轮罩法兰处圆角的整形左右两角部和中间的是上翻边分模线，下侧是2个冲孔。由于这2个冲孔所在位置处于制件边缘，可以设计成非隐冲形式，因为有上翻工作，所以必须要有下芯。

因为只有法兰边，所以可以靠蹲到底来完成这种紫色整形面的工作要求。在不考虑冲孔的情况下，可以设计成单有下芯这种形式的模具，但是由于冲孔的存在，需要考虑冲孔机构的驱动器设计在什么位置。

图5 轮罩法兰处圆角的整形（左右两角和中间为上翻边分模线）

3 冲孔机构驱动器设计的位置分布

3.1 机构驱动器设计在下面本体上

驱动器在下面本体上，随着上模向下运动，机构开始随之运动，当压料芯还未到底时，冲孔已经开始工作，这样的话冲孔位置就会错误。所以要想按照上面的形式，需要有上模压料芯，当机构还未开始工作时，先将下模压料芯压到底，然后机构才开始工作，完成冲孔过程，这样才能保证冲孔位置准确。

3.2 机构驱动器设计在下模压料芯上

驱动器在下模压料芯上，需要在下模压料芯上增加导柱，并且增加锥形垫块，设计成本会有所增加，而且在车间调试的阶段来说，可能调试的时候比较困难，结合各种因素来考虑，这种设计也并不是最佳方案。

这种只有上翻并伴有个别冲孔的模具，虽然工作内容并不是十分繁琐，需要考虑的因素也不是特别多，但是要特别注意，增加一个压料芯对模具实现基本功能的重要性。

4 总结

通过对上下双芯的力源分布分析，在满足工作的前提下，使工作顺序与压料力大小保持一致，压料芯作为后序模具必备的一项工作内容。同时通过压料芯能够决定模具工作的过程，显得尤为重要，所以设计过程中要仔细考虑对压料芯力源的布置。

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The Pressure Source Arrangement of Dual Core in the Stamping Die

LIANG Ke， GE Jun-chao
（Hebi Automotive Engineering Professional College， Hebi 458030， China）

This article introduces the pressure source arrangement of stamping die dual core. Based on the work area of the core， the pressure layout design during the working process is demonstrated.

double core； pressure source； arrangement； working process

U468.21

A

1003-8639（2017）12-0054-02

2017-02-13

梁科（1987-），男，河南安阳人，助教，从事机械设计方面的工作；葛君超（1988-），女，河南安阳人，助教，研究方向为工业设计。

（编辑 心 翔）