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轉(zhuǎn)發(fā)自：科學(xué)論壇ISCIENCE FORUM

作者：楊昌林

南車株洲電力機(jī)車有限公司湖南株洲412001

缺點(diǎn)：模其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度較大，對壓力機(jī)的噸位要求高。

比較三種模具設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)，當(dāng)所要生產(chǎn)的制件是大批量生產(chǎn)且實(shí)現(xiàn)自動化時(shí)，應(yīng)該首選級進(jìn)模。而針對該制件自身加工特點(diǎn)及技術(shù)要求可知，選用一套復(fù)合模可以滿足要求，因此本論文就以復(fù)合模的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

一、制件沖壓模具工藝方案的計(jì)算

(-)沖裁九卸料九推件力的計(jì)算及壓力機(jī)的初選

其中：L一一沖切線長度t一一材料厚度

t--材料抗剪強(qiáng)度，查表可知一345（MPa）

一卸〈剝）料力系數(shù)一推料力系數(shù) K嚇 一頂料力系數(shù)經(jīng)過計(jì)算：

尤：600 · 844 + 2 × 1 8 · 850 + 2 × ] 7 · 279 + 68巧82：741 “ 64 (mm) 冫刂， 一1.3 × 741 · 64 × 3 × 345 = 997876 · 62 卸一：K 0嚴(yán)；， = 0．03 × 997876 · 62 = 29936 · 297

尸推一”K艚．丆，：3 × 0 · 045 × 997876 · 62：134713．34

總沖裁九 尸一盧+斗．

=997876· 62+ 29936· 297+ 134713 · 34

[ 62526．3

電器設(shè)備公司在產(chǎn)品技術(shù)要求中指定了壓力機(jī)的型號為：JC21-

160A。該壓力機(jī)的最大閉合高度為“、一450 (mm)則最小閉合高度為

一200：250 (mm)由公式“，一5 B'而+10

得．5 > 225 + 100 > 260 (mm)

其中100 (mm)為壓力機(jī)上的墊板厚度，是為了當(dāng)模具的閉合高度較小，而壓力機(jī)的噸位又要求大時(shí)，就需要增加墊板，使模具的閉合高度加上墊板的厚度，可以滿足壓力機(jī)的閉合高度范圍之內(nèi)。因此滿足使用要求。

口計(jì)算沖裁件的排樣

1 ·搭邊值的確定

工件間a一3 (mm)側(cè)搭邊值b一3巧(mm)

2·計(jì)算條料寬度

由于此模具設(shè)計(jì)了定位裝置，采用三個(gè)活動擋料銷進(jìn)行送料的定位。所以，按有側(cè)壓裝置計(jì)算條料的寬度

B?_d：（D + 2芻+ ^）以：024 + 7 + 1.1)以：132 · 10 (mm)

3·計(jì)算材料的利用率 [幻6282」

一幻闐％ 一幻開％巴73％一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率： 132．1幻67

/：+ a：1糾+ 3：167 (mm) 總的材料利用率： 40幻6282一」x％= 77．53％

一沖裁件面積n一 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目 B一一條料寬度h一一進(jìn)距(mm)

一張板上沖件數(shù)目 L一一板材長度(mm) 一個(gè)制件的材料重量為：

G：p ·／= 7．8幻3．2 ] × ] 6 · 7 × 0 · 3：516．22 (g)

采用8個(gè)制件構(gòu)成的條料重量為：8G：8 × 516 ·22一4129 · 76 (g) 由于此送料過程是人工進(jìn)行，送料的重量要適當(dāng)，便于送料的連續(xù)進(jìn)行，保證產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度，故應(yīng)該考慮條料的重量。由以上計(jì)算可知采用1400 *700 (mm)的鋼板可以提高材料的利用率，然后排列為5 * 8的排樣，方便鋼板裁剪成重量適度的條料，每個(gè)條料的上排列8個(gè)工件圖樣，經(jīng)過計(jì)算可知，此方案可行。

曰凸模強(qiáng)度的校核

在厚度為3m的鋼板上沖孔，凸模選用合金工具鋼（淬火) ,其直徑為5 · 5mm。板材的抗剪強(qiáng)度為08=750Mpa,凸模材料的許用應(yīng)力為

`一1800Mpa，驗(yàn)算設(shè)計(jì)如下：

1．壓應(yīng)力校核 4打 3 × 345

2．3 (mm)

據(jù)公式有

而d一5巧(mm) >2 · 3 (mm)故設(shè)計(jì)合理

2·彎曲應(yīng)力校核

兒“孓8516· 86 (mm)

對于圓形凸模有

直徑5 · 5mm圓凸模的沖裁力為：

。一1.3小一1.3 × 17 · 279 × 3 × 345：2324 & 89 (N)

由計(jì)算可知，該模具的最大長度為16 · 86 (mm)大于巧（mm），所以滿足彎曲強(qiáng)度要求，此設(shè)計(jì)合理。

模具刃口尺寸的確定

1·外形尺寸以凹模為基準(zhǔn)，配做凸模。則

( 1 )凹模磨損后，尺寸、禹、禹、，尺寸變大，先將工件外形尺寸轉(zhuǎn)化為單向公差，則，“ 124 (mm)、：48 (mm)、

3一1．2」(mm)，44：75 (mm) 5一13 [ (mm)

查表得：、無2蚓 、：0．75、無4一}、芤5一1

由公式：（，4一“得

到24 (mm)、48 (mm)、163 (mm)、：(mm)、

（2） 凹模磨損后，尺寸B變小，但尺寸B沒有公差要求，所以場：10 (mm)

（3） 凹模磨損后，尺寸c不變，則

（>>下轉(zhuǎn)第159頁）

決策與信息157

科學(xué)論壇{SCIENCE FORUM

驗(yàn)和規(guī)范，除了國家安監(jiān)局對井下避難設(shè)施有一個(gè)初步的基本要求外，具體細(xì)節(jié)，各種形式均無詳細(xì)的規(guī)范，很多問題都是通過邊設(shè)計(jì)、邊施工、邊改正來使配置盡量趨于合理，筆者從設(shè)計(jì)到安裝的全過程中，逐步體會到一個(gè)永久性的井下避難硐室的內(nèi)部配置是非常關(guān)鍵的，它涉及到整個(gè)硐室在避險(xiǎn)中的成效。因此筆者對該配置的初步研究知識表達(dá)了本人的觀點(diǎn)，希望能夠拋磚引玉，啟迪智者。

三·本文的主要觀點(diǎn)和結(jié)論

煤炭是國民經(jīng)濟(jì)中的主要能源，但煤炭的生產(chǎn)往往伴隨著一定的危險(xiǎn)性，在煤與瓦斯突出的礦井中，瓦斯?jié)舛雀撸?dāng)井下發(fā)生瓦斯爆炸時(shí)會危及到井下工作人員的生命安全。隨著黨的“以人為本"的政策實(shí)施，政府正在密切關(guān)注煤礦礦工的作業(yè)安全，井下永久避難硐室就是體現(xiàn)了關(guān)愛礦工的生命安全。目前，全國煤炭系統(tǒng)都在認(rèn)真貫徹中央的 “煤礦建設(shè)井下避險(xiǎn)設(shè)施"的指示精神，修建井下避難硐室，由專業(yè)生產(chǎn)廠家制造井下避難硐室設(shè)備并現(xiàn)場安裝，同時(shí)負(fù)責(zé)井下工作人員進(jìn)行硐室使用的培訓(xùn)。在對井下避難硐室內(nèi)部設(shè)施的配置上，通過設(shè)計(jì)和調(diào)

查研究，我個(gè)人認(rèn)為在井下永久避難硐室的配置上盡量遵守如下配置原

1、 盡量在人數(shù)上應(yīng)達(dá)到80一100人的容納規(guī)模，以降低土建成本。

2、 一般情況下盡量采用標(biāo)準(zhǔn)配置，使硐室內(nèi)部設(shè)施配置齊仝，以提高生存質(zhì)量。

3、 為便于硐室管理和維護(hù)，最大限度地降低硐室造價(jià)，亦可采用低配置硐室，雖然該類硐室沒有空調(diào)系統(tǒng)、沒有自備氧氣和壓縮空氣補(bǔ)壓系統(tǒng)，但其壓風(fēng)和氣幕噴淋系統(tǒng)、供水排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)完備，仍然可以具備避險(xiǎn)的基本功能，這對于大礦、多硐室分布是比較理想的經(jīng)濟(jì)配置形式。

上述三條是我個(gè)人在硐室的設(shè)計(jì)和安裝過程中通過井下實(shí)踐，考察所形成的井下永久避難硐室內(nèi)部設(shè)施配置的基本觀點(diǎn)，愿與業(yè)界同仁和煤礦的朋友們進(jìn)行交流，以便推陳出新，形成合理的硐室配置機(jī)

下面，本文就井下永久避難硐室內(nèi)部設(shè)施配置這個(gè)研究課題給出我個(gè)人的結(jié)論：

第一條：井下永久避難硐室是為了礦難避險(xiǎn)而建設(shè)，因此，千頭萬緒歸根結(jié)底就是一句話，“進(jìn)人硐室，生命無憂"，故壓風(fēng)系統(tǒng)必須可靠。在配置上應(yīng)首選地面向硐室直接打孔送風(fēng)、水、電。

第二條：推薦低配硐室，簡化硐室管理、維護(hù)、保養(yǎng)并降低硐室造價(jià)。

第三條：必須配置足夠的救生食品和飲用水，一般應(yīng)保證120小時(shí)的身體消耗（5天5夜），不能低于這個(gè)配置數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[刂關(guān)于煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)管理有關(guān)事項(xiàng)的通知，國家煤礦安監(jiān)局，2012一1一20

[2]聞邦禧．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·機(jī)械工業(yè)出版社，2012一07

團(tuán)煤礦安全手冊，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，煤工業(yè)出版社，2005一12一01

（>>上接第157頁）

q：24 (mm) q：2 (mm) q：] 9 (mm) c,；23 (mm)

所以該零件的凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配做，保證雙邊間隙值在4m、zniUX ：0，3 0舊9 (mm)之間。 2·制件的中間沖孔部分以凸模為基準(zhǔn)，配做凹模，則

(I)凸模磨損后，尺寸DI、D2、DJ均變小，由于制件尺寸沒有公差要求，則DI：6 (mm)、D產(chǎn)5巧(mm), D3：22 (mm)

（2）凸模磨損后，尺寸召2、、均不變，則

．口5t0n2尹'

一26．95士0m25 (mm)

一3L05土0℃》25 (mm)

℃5 ± 0．0125 (mm)

所以該零件的凹模刃口各部分尺寸按上述凸模的相應(yīng)部分尺寸配做，保證雙邊間隙值在zm,n、zmax = 0 · 33、0 · 39 (mm)之間。

國計(jì)算制件的壓力中心

此工件的形狀較為復(fù)雜，且為不規(guī)則圖形，為了保持壓力機(jī)滑塊和模具的受力中心一致，避免壓力機(jī)的導(dǎo)軌急劇摩擦，縮短壽命，必須計(jì)算工件的壓力中心。

根據(jù)公式

經(jīng)過計(jì)算有 57230 · 94：77．168 49949．489= 6735

74L64 74L64 三、制件沖壓模具的設(shè)計(jì)構(gòu)成

閂模架的選取模架采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套的形式 l.上下模板的選取

上下模板材料均選用HT200：上模板的尺寸為：240 * 200巧0

(mm)

下模板的尺寸為：240 *200 * 60 (mm)

2·導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模柄的選取

導(dǎo)柱的尺寸規(guī)格選用直徑為40h6 *200 * 58 (mm) 導(dǎo)套的尺寸規(guī)格選用直徑為40 * 95 (mm) 模柄的尺寸規(guī)格選用直徑為60 * 180 (mm) 口凸模．凹模、凸凹模的尺寸選取

凸模的長度取60（(m),用固定板進(jìn)行化學(xué)固定，由于直徑為22 （mm）的沖頭尺寸較大，長期沖壓可能松動或脫落，故設(shè)計(jì)一個(gè)螺釘進(jìn)行固定，螺釘?shù)囊?guī)格選用M6 * 20（mm）。凹模的厚度取40@m),凹模采用螺釘和銷固定，螺釘?shù)某叽缫?guī)格為M8 * 45（mm），銷的尺寸取直徑8 * 40 (mm),凸凹模的凹模刃口尺寸取9（mm）。

曰固定板、墊板的選取

固定板的厚度取20（mm），墊板的厚度取巧（mm） 卸料裝置的選取

頂板的厚度為10（mm）推件器的厚度為14（mm），推件器和頂板之間采用螺釘固定，螺釘?shù)囊?guī)格為M6 *巧（mm），卸料板的厚度為巧（(m),卸料板采用卸料螺釘固定在上模座上，卸料螺釘?shù)囊?guī)格為M8 * 45（mm)o 卸料力采用橡皮施加，橡皮直徑的計(jì)算如下：采用6塊橡皮。。到(mm)

F一一所需工作壓力P一一壓縮35％時(shí)的餓單位壓力國定位裝置的選取

條料的送進(jìn)過程中采用三個(gè)活動擋料銷進(jìn)行定位，活動擋料銷的規(guī)格為直徑10 *20（mm），彈簧選用為直徑1.2* 12 *35（mm）。

參考文獻(xiàn)

[刂彭文生，黃華梁，王均榮，黎英主編．機(jī)械設(shè)計(jì)．長沙：湖南科學(xué)搜術(shù)出版社，19％

[2]吳宗澤主編·機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988

[司徐灝主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991

決策與信息159