表芯齿座楔传动送料与出件连续式复合模结构的优化设计

1.结构设计

图9-20所示为表芯齿座零件及其模具。该冲模为冲孔、落料、拉深三工位连续式复合模。使用后侧导柱模架、压入式模柄，由双作用楔及其配对的滑块组成的楔传动机构（共两组），在平面上呈120°分置于模具左、后两侧，承担拉深展开坯件的推送及冲完工件的推卸动作（两动作均在水平的、与冲压方向垂直的方向）。其中，楔12和滑块13组成的双作用楔传动机构，完成推送第二工位落料下来的拉深坯到第三工位；楔5与推板4组成的双作用楔传动机构，则承担把拉深出模的工件推卸出模具。该模具实际上是由三层模板组成。第一层是固定卸料板及导料板构成的导料槽；第二层是冲裁凹模，包括冲孔、侧刃、落料三个模孔，布置在一个整体凹模上；第三层是拉深凹模及与它在一个平面上的双作用驱动楔配对用滑块。原材料的送进限位是使用平形侧刃。楔5与楔12都是双作用楔，利用本身的斜面结构对滑块执行强制复位。为保证操作者人身安全，模具面对操作位置的一面安装了防护栅。从工艺需要出发，考虑落料后展开坯件会出现微弯，故在落料凸模10中装有弹顶校平器9，对落料下来的展开坯件弹压校平。拉深好的工件由弹顶器6顶出凹模。

图9-20 表芯齿座楔传动送料与出件连续式复合模

1—侧刃 2—冲孔凸模及凹模 3—安全防护栅 4、11—推板 5、12—楔 6—弹顶器 7—拉深凹模 8—拉深凸模（带导正销头） 9—弹顶校平器 10—落料凸模 13—滑块

2.动作原理与过程

该冲模可配备通用送料装置进行连续自动冲压，也可手工送料间断生产。当使用成卷带料时，如能配用自动送料装置，将可大大提高冲压生产率。其动作全过程是：首次送进带料，第一进距至侧刃内边，因入口料宽未经侧刃切边，稍宽而被挡在侧刃内边下导料板处，上模下行完成冲内孔作业。二次送进第二进距材料，送至第一工位冲孔位置的同时，在第一工位已冲孔的第一进距被送到第二工位进行落料。为确保落料件平整，克服微弯与拱起，落料凸模10中特设置一个弹顶校平器9，利用落料凸模10上部的压力弹簧，将冲出的展开坯件紧紧压在滑块13的推板11上，并进行校平。当上模回程上行时，推板11随滑块后移，使冲出并已校平的展开坯件落到拉深凹模7表面。在上模下行冲压的初始阶段，楔12即利用本身的斜面驱动滑块13向拉深凹模口移动，推板11将展开坯件推入拉深凹模口，即第三工位，进行拉深。为了准确定位，除在拉深凹模口送料方向尽头设挡料块之外，拉深凸模头部还制有导料销头，以便在拉深作业之前，利用展开坯件在第一工位冲出的中心圆孔，将坯件准确定位后再拉深。拉深好的工件由弹顶器6顶出凹模，由固定卸料板将工件从拉深凸模8上卸下。在上模回程的初始阶段，楔5利用本身与楔12相反的动作，驱动滑块上的推板4，将工件从模面上推卸出模具，并从送料口旁的漏件口落入零件箱。当上模转入下行进行冲压的初始阶段时，楔5又会利用本身的斜面，使滑块带着推板11复位，而后上模才开始新的一次冲压。

3.楔传动机构设计与计算

（1）特点分析 模具中所用的两组双作用楔传动机构的动作和作业条件是相同的，而且结构也基本相同：都是用楔驱动滑块，并由滑块带动推板去执行推卸（送料）任务，而且推板（实际是滑块）的行程W_S、驱动楔行程W_T、楔斜角及结构形状都一样。但其动作时间及方向却截然不同。楔12驱动滑块13，使推板11在上模下行进行冲压的开始阶段，完成推送展开坯件后，上模才开始冲压；而楔5驱动滑块，让推板4在上模回程离开下模的初始阶段，完成推卸工件任务。因此，两个楔的安装位置正好相反。

双作用驱动楔实际上是两个结构参数完全相同、驱动同样滑块的两个相反动作方向的单作用驱动楔的组合，只需按单作用楔计算和设计各主要技术参数即可。对图9-20所示两组双作用楔而言，要求滑块给出的力很小，只要推板行程精准，能与各工位协调动作即可。因此，可按单作用驱动楔进行计算，只需在滑块与楔配对接触的斜面上，制出滑块复位斜面，并与楔推动滑块前进的斜面正好相反。(www.xing528.com)

（2）主要参数的设计与计算 图9-20所示双作用驱动楔的主要参数计算如下：

1）斜楔角β与配对滑块角α值，可从图9-5中图算求得。当θ=0°时，β角取标准值等于40°，则α=50°。

2）驱动楔行程W_T可按式（9-4）计算求得。已知工艺及模具工位平面布置，要求滑块行程W_S=34.5mm，则可得

3）驱动楔的总长度L_楔应按模具结构的实际需要，在确保安全、可靠的基础上，做到经济合理。已知落料凸模10总长度为49mm，楔计算行程W_T为41mm，冲件高10mm，楔反向滞留空行程为10～15mm，考虑模具空间余量为6～10mm，故得

L_楔=[49+41+10+（10～15）+（6～10）]mm=116～125mm

实际采用120mm。

4）楔与滑块的材料选择。可按冲模大小及斜楔承载力分别考虑。对于图9-20中斜楔与滑块的材料推荐采用T7A、T8。工作条件恶劣、受力较大的斜楔及滑块，推荐选用CrWMn、Cr6WV，并淬硬至58～62HRC。

5）楔行程W_T。可以用图9-5图算求得W_T值。在图9-5中，以θ=0°求得β标准值之后，再根据已知需要的滑块行程W_S求得W_T。利用前面介绍的图算方法，可求得W_T≈41.5mm。图算数值虽不如公式计算数值精确，但其误差不大，可以使设计楔使用误差在允许范围内。