JC35導(dǎo)讀：在數(shù)控沖孔機(jī)沖孔時(shí)，經(jīng)常遇到?jīng)_孔完畢，沖模帶著廢料片回跳現(xiàn)象，本文主要介紹了一種自動(dòng)卸料式?jīng)_模，可以有效解決此問題。
　　
　　1前言
　　
　　沖壓加工時(shí)的廢料回跳極易造成產(chǎn)品不良、模具損傷等，特別是薄板小直徑?jīng)_孔。引起廢料回跳主要是由真空產(chǎn)生的吸附造成的。沖孔完畢后，理想狀態(tài)下，所沖的圓孔廢料片與沖頭間被沖為真空狀態(tài)，外界大氣壓給沖下來的廢料一個(gè)上浮的氣壓力，這個(gè)壓力導(dǎo)致了廢料片回跳或吸附在沖頭上。
　　
　　2防止回跳的措施
　　
　　為了解決廢料回跳問題，使所沖下的廢料不粘在沖頭上，順利落下，能得到合格的沖孔工件，我們制作沖模時(shí)采取以下措施：
　　
　　制作和裝配時(shí)一定要控制好凸、凹摸的間隙（根據(jù)多年生產(chǎn)裝配經(jīng)驗(yàn)，雙面間隙一般取為料厚的16%-18%）；加大沖頭的入模量，沖頭入模量應(yīng)≥3mm；控制沖頭的加工質(zhì)量及材質(zhì)的選用；采用新式自動(dòng)卸料式?jīng)_模，這種沖頭在沖孔完畢后可自動(dòng)將廢料頂入凹模。上述措施有效地防止了廢料回跳現(xiàn)象的發(fā)生。
　　
　　3自動(dòng)卸料式?jīng)_模的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
　　
　　圖1所示是一種新型自動(dòng)卸料式?jīng)_模，它由內(nèi)六角平端緊定螺釘（GB/T77-2000）1、卸料彈簧2、凸模3、卸料頂桿4、等元件組成。沖壓完畢后，有效的利用卸料彈簧的預(yù)卸力破壞掉在凸模與廢料片間的真空狀態(tài)，卸料頂桿將廢料從凹模內(nèi)頂出。
　　
　　卸料頂桿（圖2）頭部端面倒角，便于將卸料頂桿的頭部壓入卸料彈簧，頭部有凸緣，凸緣上表面頂住彈簧，下面卡在凸模上，卸料頂桿的下端面應(yīng)伸出沖頭下端面約1.4mm（圖1所示），內(nèi)六角平端緊定螺釘擰緊在沖頭內(nèi)孔，使彈簧在初始狀態(tài)便處于壓縮狀態(tài)，所受預(yù)緊力為F1。
　　
　　當(dāng)沖頭向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行沖壓時(shí)，卸料桿下端面首先觸到工件表面，工件給卸料桿一個(gè)向上的反作用力使卸料桿相對(duì)于沖頭向上運(yùn)動(dòng)，直到卸料頂桿的端面與沖頭下端面重合，即行程為1.4mm，卸料頂桿上移1.4mm，也就意味著將彈簧又被壓縮了1.4mm，產(chǎn)生的壓力稱為預(yù)緊力F。然后沖頭和卸料頂桿一起向下運(yùn)動(dòng)沖孔，直到?jīng)_壓完畢。此時(shí)卸料頂桿只受向下的彈簧預(yù)卸力F，現(xiàn)在廢料片和沖頭間幾乎形成為真空狀態(tài)，沖下的廢料片受到大氣壓向上的浮力Q。若卸料頂桿要將廢料片卸下，從力的角度分析，只要滿足以下這個(gè)條件，卸料頂桿便會(huì)在彈簧預(yù)卸力的作用下自動(dòng)將廢料片彈下：
　　
　　Q≤G+F+f
　　
　　式中：Q——大氣浮力,N；
　　
　　G——廢料片重力,N；
　　
　　F——彈簧預(yù)卸力,N；
　　
　　f——廢料片與凹模間的摩擦力，N。
　　
　　Q=P0*S
　　
　　G=mg
　　
　　f=G*μ
　　
　　式中：P0——大氣壓，P0=1Mpa；
　　
　　S——廢料片面積，mm2
　　
　　μ——摩擦系數(shù)，一般取0.2~0.3。
　　
　　4卸料彈簧的選用計(jì)算
　　
　　現(xiàn)以圖3所示沖頭為例，分析弱簧的選用：D=φ12mm，工件厚度t=10mm，求選用的彈簧以及根據(jù)彈簧確定的φm、φn、φn'。由：
　　
　　Q=P0S=11.3N
　　
　　G=mg=ρVg=0.006N
　　
　　f=Gμ=0.00012~0.00018N
　　
　　G和f值在此可忽略不計(jì)，因此彈簧的預(yù)卸力F≥11.3N即可。選定zui大工作載荷時(shí)Fn=16N，zui小工作載荷時(shí)F'=13.5N，按圖3沖頭計(jì)算，初定彈簧外徑D＜φ8mm，工作行程h=1.4mm。
　　
　　初算彈簧剛度P'=（F-F'）/h=1.7，彈簧受循環(huán)載荷作用次數(shù)在103~106，工作極限載荷Pj≥1.25Fn，故Pj=20N，查得彈簧參數(shù)：
　　
　　有效圈數(shù)n=Pd'/P'=19.1，取標(biāo)準(zhǔn)值n=20；
　　
　　總?cè)?shù)n1=n+2=22；
　　
　　彈簧剛度P'=Pd'/n=1.6N/mm；
　　
　　工作極限載荷下的變形量Fj=nfj=20.12mm；
　　
　　節(jié)距t=Fj/n+d=1.806mm；
　　
　　自由高度H0=nt+1.5d=37.32mm，取標(biāo)準(zhǔn)值H0=38mm；
　　
　　彈簧外徑D2=D+d=5.8mm；
　　
　　彈簧內(nèi)徑D1=D-d=4.2mm；
　　
　　zui小載荷時(shí)的高度H1=H0-F'/P'=29.6mm；
　　
　　zui大載荷時(shí)的高度Hn=H0-Fn/P'=28mm；
　　
　　實(shí)際工作行程h=H1-Hn=29.6-28=1.6mm≈1.4mm±0.2
　　
　　表1彈簧參數(shù)表
　　
　　材料直徑
　　
　　d/mm中徑
　　
　　D/mm工作極限載荷
　　
　　Pj/N極限載荷下單圈變形量fj/mm剛度
　　
　　Pd'/Nmm-1
　　
　　0.8532.551.00632.4
　　
　　根據(jù)所得技術(shù)參數(shù)，繪出工作圖（圖4）。
　　
　　彈簧鋼絲直徑為φ0.8mm、中徑為φ5mm，zui大心軸直徑Dxmax=Φ3.6mm，zui小套筒直徑DTmax=Φ6.4mm，由此可確定，所設(shè)計(jì)的沖頭和卸料頂桿尺寸：φm=6.8mm，φn=6mm，φn'=3.6mm。
　　
　　5結(jié)語
　　
　　根據(jù)上述設(shè)計(jì)計(jì)算原則，在選用所需彈簧時(shí)，應(yīng)比照沖頭直徑、工件厚度，而后根據(jù)選用的彈簧的參數(shù)來確定所選彈簧的安裝空間。