悬臂式冲孔模的设计要领

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根据 “2. 9管料有芯冲孔模的设计及应用要领”相关内容可知，在管料及拉深成形件的冲裁加工过程中，悬臂式冲孔模因其结构简单，模具成本低，在生产中获得了广泛的应用，但由于受管料内径尺寸大小的限制，芯棒（凹模）强度不便于加强，悬臂式凹模易在冲孔过程中，因受较大的弯曲力矩作用出现强度不足、产生较大变形，从而，影响管料的冲孔，甚至产生安全生产事故。由此可见，悬臂式冲孔模设计的重点及难点在于对悬臂式凹模芯轴进行强度计算，以便确定设计悬臂式冲孔模的可行性，同时选定模具的结构形式。以下以一具体实例进行分析、

说明。

图2-92所示的电机外壳，采用料厚1mm的08钢板制成，中等生产批量。

(1)工艺分析

图2-92所示电机外壳经落料、拉深、端面修边后，需在该薄壁筒状零件的外表面冲切图示的腰形孔及冲切4处成形切口及浅槽，考虑到该件生产批量较大，且零件的细长比较小，因此，考虑采用悬臂式冲孔模一次性完成零件各孔、槽的加工。

(2)模具结构

设计的悬臂式冲孔模结构如图2-93所示。工作时，压力机滑块上升，模具开启，上、下模脱离接触，此时将完成零件外形拉深及端面修边的半成品零件套入凹模芯轴8中，随着压力机滑块的下行，凸模3与凹模7共同作用将零件中的腰形孔冲出，与此同时，楔块2下行与横向凸模9斜面接触，推动左、右横向凸模向模具中心靠近，并与凹模7共同作用将浅槽压出。

(3)模具设计分析

一般说来，对于悬臂式冲孔模，为了使处 于悬臂状态的凹模具有足够的强度，在模具设 计中通常采用整体式凹模结构。但考虑到整体 式凹模的刃口分布于起定位作用的圆柱面上， 刃磨会影响冲件的定位精度，使模具寿命降 低，当模具局部损坏时，须整体更换，且换模 时间长，影响生产。

根据冲模的工作条件，将凹模7 (见图2-93) 设计成套管式结构，其套装于凹模芯轴8上形 成完整的冲孔凹模芯轴，同时实现了易损与非易损部分分开，有利于最大限度地利用模具材料，同时缩短凹模维修、更换时间。

凹模设计成图2-94所示的双刃口结构形式，当一刃口磨损后，可拧松螺钉，将凹模取 出，调头，换上另一备用刃口继续生产。因而在同等条件下，凹模使用寿命能提髙1倍。

在图2-93中，凹模芯轴8与凹模座6采用键槽紧配合，同时在键槽处增设固定螺栓， 使凹模芯轴不能转动、移位。

(4)凹模芯轴强度的计算

凹模芯轴8 (见图2-93)是整套模具工作条件最恶劣的零件，其强度是保证悬臂式冲孔 模能否顺利工作的关键，对凹模芯轴进行强度计算是悬臂式冲孔模设计的重点、难点。

根据悬臂梁组合变形及冲击载荷叠加原理，同时考虑到左右冲切4处切口时，凹模芯轴 的受力不可能完全对称、同步，因此，以冲切腰形孔且单边冲切2处切口的极限工作条件进 行受力模型的构建，于是，凹模芯轴受力可简化为图2-95所示悬臂梁结构模型，显然，凹 模芯轴上的冲孔截面A、B是冲模最危险、最薄弱的环节。

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