U形螺栓成形模具设计

作为《机械工人》的老读者，阅读2006年《机械工人》（冷加工）第11期刊发的《卧式车床加工U形螺栓的夹具制作》（以下简称《卧》）一文后感触颇深。若因企业条件所限，利用车床正反转及文中所述组合夹具是能够较好地制作U形螺栓，与手工相比自动化程度和生产效率也较高。但与我公司加工工艺相比较，笔者认为：文章所述加工方法与我们的加工工艺从生产效率和自动化程度上都存有较大差距。下面还以《卧》一文提供的工件（图1))为例，介绍一下冷冲U形螺栓成形模具设计及U形螺栓的加工过程。与有兴趣的技术人员加以探讨，从而达到拓展思路，共同提高，共同进步之目的，为促进优化加工工艺形成一种良好氛围。不足之处，肯请赐教。

图1 工件图

1. 聚氨酯橡胶 2. 夹板 3. 底板 4. 拉杆 5.定位挡板 6 .支 架 7.顶杆 8.顶板 9 . 副支架 10 .转轴 11 .凹轮 12 .凸模 13. 模柄

1. 模具结构及工作原理

本模具主要功能部件为凸模12、凹轮11、副支架9、顶板8、支架6。组装时，凸模12固定在模柄13上;凹轮11由转轴10组装在副支架9上；副支架9由转轴10组装在支架6上；定位挡板5和支架（见图3)都固定在底板3上。底板3与其下面的拉杆4、夹板2及聚氨酯橡胶共同组成卸料系统。

工作时，先将工件（三件）用输送装置（未画出)置入凹轮11(见图4)的三个圆弧槽内，手动按钮或脚踏开关启动冲床，滑块下移，带动凸模12(见图5)快速向下移动，工件在凸模与凹轮的共同作用下，初步成形。

工件在凸模的带动下继续下移至顶板8(见图6)的凹槽内，此凹槽对工件起到定位的作用。顶板受力继续向下移动，在下移过程中顶板两边圆弧将接触副支架6(见图7)斜边处。左右两副支架斜边受力后将绕两孔内转轴分别顺时针、逆时针旋转，此时凹轮在副支架的带动下同样分别顺时针、逆时针旋转。初步成形的工件两边在凹轮的作用下向内倾斜，以抵消工件在回程时的应力反弹。从而使工件一次成形达到最佳状态。

顶板下移过程中，挤压聚氨酯橡胶，将系统的动能转化为势能。当凸模回程时，受挤压的聚氨酯橡胶势能释放，将工件顶出，从而达到较好的卸料效果。

2. 模具的优点

(1)本模具利用冲床快速、平稳、高效、易操作的特点，使得生产效率大大提高。

(2)凹轮（模）采用轮式结构，工作时变滑动摩擦为滚动摩擦，有效地解决了模具的磨损问题，延长了模具使用寿命。
(3)利用模具自动调节工件倾斜程度的特点，可有效地解决加工后U形螺栓的反弹问题。而《卧》没有涉及到这方面的问题。

3. 注意事项

(1)成形后，若U形螺栓两边不平行，可根据工件变形的回弹量调节滑块行程。
(2)根据工件的直径大小，计算好凸模与凹轮之间的间隙，试模后将支架稳固在底板上。
(3)凸模与凹轮系工件成形的主要元件，材料宜选用冷变形模具钢（M2,热处理58~62HRC。
(4)凸模与凹轮经常润滑，以提高生产效率，延长模具寿命。

4. 结语

本模具用63t冲床，班产（8h)可达12000多件。也可自制液压机（需自制支架一套，购买液压缸一支），以减少购置费用，班产亦可达6000件以上。由此不难看出，不同的加工工艺，得到不同的加工效果。相异地思路及见解，拓展出纵向及径向的宽阔视野。《机械工人》为广大技术人员提供一广泛交流之平台，机械之幸，工人之福。