冷冲裁模卸料装置结构的设计

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摘要：文章介绍了冲裁模卸料装置中的刚性卸料装置的结构特点及工作原理。着重介绍了弹性卸料装置的组成、结构特点及在设计适用弹性卸料装置时需要注意哪些问题。

关键词：刚性卸料 弹性卸料 结构特点 注意问题

为了能够顺利的完成冲裁工艺，必须将卡箍在凸模上或者凸凹模上的制件或者废料卸掉，以保证下一步冲裁的顺利进行。那么在冲裁的制件的特征不同时，我们该如何选择合适的卸料装置，既能够保证冲件的质量，又能够简化模具的整体结构呢？下面我们就来讨论一下如何正确的选择卸料装置的结构。

1 卸料装置的分类

一般来讲，卸料装置常用的可以分为固定（刚性）卸料装置和弹性卸料装置。

2 刚性卸料装置

2.1 刚性卸料装置主要是利用固定的卸料板来完成卸料的。其主要的特点就是能提供较大的卸料力，但是卸料板和板料之间不存在压力作用，所以当材料比较软时，可能导致冲出的制件平整度比较差。因此，该结构只适用于材料比较硬、厚，并且平整度要求不高的制件。常见的刚性卸料装置如图所示：A图：将导料板和刚性卸料板做成整体结构，我们既可以认为它是卸料板，也可以称其为导料板，但是在加工改零件时，我们要同时考虑其卸料和导料的作用，及与板料和凸模之间的加工精度。B图：与A图的区别在于将导料板和卸料板分开加工，不必同时考虑其及与板料和凸模之间的加工精度，减少了加工难度，是使用最多的一种刚性卸料装置。C图和D图是根据制件的不同特点对卸料板的形状做出相应的修改。C图的制件为L形，为了保证在冲裁时不破坏已经完成的直角，所以将卸料板也做成L形。D图则是已经完成的拉深件，需要在拉深件底部完成冲孔，则将卸料板制成了与拉深件口部一致的形状，以对其进行保护。

2.2 刚性卸料装置的工作原理。（以B图为例） 凸模在压力机的带动下与凹模共同作用下将板料冲切完毕后，凹模洞口内的材料（或废料）由漏料孔中排出，而模面上的材料因弹性收缩而箍在凸模上，若如我们不做任何处理的话，它将与凸模一起回程，在回程的过程中卸料板此时是固定在下模的，卸料板与凸模是一静一动的状态，此时与凸模一起返回的板料就被卸料板卡下了，完成了卸料。

综上所述，卸料板在冲裁中除了可以起到卸料作用外，还可以对凸模进行导向，以及对板料进行导向。需要注意的是，卸料板与凸模之间的间隙值是不同的，当卸料板仅起卸料作用，取0.2～0.5mm；当卸料板兼起导板作用，按H7/h6配合，且应小于冲裁间隙。

3 弹性卸料装置

3.1 从字面的理解来看，我们将刚性换成了弹性，卸料是需要提供力的，也就是说原来的刚性力现在我可以换成弹性力，既然是弹性力，就需要设置弹性元件，因此在考虑弹性卸料装置的组成时，弹性元件必不可少，弹性元件需要借助其他的零件把它组装到模具当中去，最常用的连接元件就是螺钉，在这里，我们管它叫卸料螺钉，最后就是卸料板了。在弹性元件的选择上，最常用的是弹簧和橡胶，其次还可以选用气垫。弹性卸料装置在整个模具工作的过程中除了承担卸料作用之外，还有没有其他作用呢？我们刚才提到的刚性卸料装置的作用可以为卸料和导向。既然是在刚性卸料的基础上开发出的弹性装置，那么它必然要弥补刚性卸料的不足，即不能冲出高精度的制件，那么我们要如何处理才能保证冲出的制件精度较高呢？在冲裁时，我们只要将制件在与凸模接触之前压紧，然后再冲裁，那么冲出的制件精度一定很高（在此我们可以联系生活中的实际问题，比如我想在一张纸上面用笔冲出一个空出来，只有把纸压紧才能得到质量较好的孔）。所以弹性卸料装置在此不仅能起到卸料的作用，同时还应该有压料的作用，同时在特殊情况下也可以起到导向作用。

3.2 下面我们就介绍几种常用弹性卸料装置的结构，请注意在下图中卸料板分别起到什么作用，同时，为了能保证冲件的质量，将卸料装置做了哪些处理。如图所示：

1-卸料板 2-弹性元件 3-卸料螺钉 4-小导柱

A图是最简单的弹性鞋料装置，弹性元件由橡胶承担，同时由于橡胶与板料的直接接触面接较大，所以可以简化掉卸料板，直接用橡胶来完成卸料的过程。因此，该卸料装置只有橡胶。B图是我们常见的卸料板，卸料螺钉和卸料弹簧，但是该图将卸料板与板料接触的表面加工出了凸台，一般情况下卸料板是为平面的，刚刚我们在上面讨论过，之所以我们采用弹性卸料装置，就是因为它比刚性卸料增加了压料的作用，在本图中为了保证压料，如果只将卸料板的宽度取为板料的，则没有卸料螺钉的安装空间，所以做了凸台的处理。其实如果将导料板去掉，则卸料板就可以改为平面，但是还要同时考虑板料送料方向的控制，则可以将导料板换成导料销（或钉），但应注意，在卸料板底部加工槽，使导料销的头部深入其中，以保证卸料板能够压料，或者可以采用活动挡料销。B图最为常用。C图与A、B图的最大区别就在于，其适用于倒装模具，将卸料板、卸料螺钉与弹性元件安装在下模。就此图我们来考虑一个问题，弹性元件在装置中的作用主要是提供卸料力与压料力的，为何该图将弹性元件安装在下模座下方，而没有安装在卸料板与凸凹模固定板制件呢？在此就要考虑，改模具结构需要的卸料力与压料力的大小了，若所需的力较小则可将弹性元件装在两个位置均可，但是若需要的卸料力与压料力较大，那么弹性元件就需要有较大的压缩量，若装在卸料板与凸凹模固定板制件，会致使模具的闭合高度增加，所以本图将弹性原件装在了下模下方。D图是在卸料板上安装了导向装置―小导柱，其他弹性卸料装置如上没有改变。但就小导柱的安装位置来看，是对卸料板进行导向的，而与卸料板有关的直接工作零件就是小凸模，本来整套模具中就存在导向零件的，但是在卸料板中的小导柱，其主要的作用是保证卸料板对小凸模卸料时工作平稳。E图实际上就是我们刚刚在C图中讨论到若冲裁所需的力较小则可将弹性元件装在卸料板与凸凹模之间。可以认为是C图的改进结构。

3.3 弹性卸料装置的工作原理。（以B图为例） 上模上的零件（在此主要指凸模、卸料板、卸料螺钉、卸料弹簧）在压力机的带动下一同下行，在凸模还没有与板料相接触时，卸料板已经先于凸模压在了板料上，然后凸模与凹模共同作用将板料冲切完毕后，凹模洞口内的材料（或废料）由漏料孔中排出，而模面上的材料因弹性收缩而箍在凸模上，此时凸模在压力机的带动下返回，由于卸料元件也是安装在上模山的，所以也要与上模上的零件一同返回，但是由于凸模在切材料时弹簧受到压缩，而弹簧的压缩反应在上模上零件的变化则是卸料螺钉与上模板之间有了相对的位移，整个弹性装置就是依靠卸料螺钉将其固定在上模上面的，所以卸料螺钉必须先将这个位移回复为零时，才能带动整个鞋料装与凸模一起返回，而正是这个极短的位移，使卸料板和凸模之间存在了一个运动的时差，从而实现了弹性卸料板的卸料。

3.4 在设计弹性卸料装置时应注意的问题 ①如何实现卸料板先压料凸模再冲切板料。由于卸料装置与凸模都是安装在上模的，并且它们是同时同速向下运动的，在这里要实现卸料板先压就必须使卸料板下端面凸出于凸模下端面，这就要求我们在选择设计弹性元件，在装配时预想考虑一个压缩量作用于卸料板上，我们在模具当中称之为预压缩量。②预留卸料螺钉的卸料行程。在整个卸料装置中至关重要的环节就是卸料螺钉与上模座之间存在相对位移。那么在装配的过程当中，必须使卸料螺钉的头部与上模座上表面之间存在一定的距离，称之为卸料行程。

3.5 弹性卸料装置的适用 普遍适用于冲裁料厚在1.5mm以下的板料，由于有压料作用，冲裁件比较平整。

参考文献：

[1]张荣清.模具设计与制造（第二版）[M].高等教育出版社，2008.

[2]成虹.冲压工艺与模具设计（第二版）[M].高等教育出版社，2008.

[3]宋子明.高速冲裁模的卸料装置[J].锻压机械.1995（01）.

作者简介：杨丽英（1982-），女，河北唐山人；助教，学士学位，研究方向为材料成型设备以及成型工艺的研究。

张红林（1982-），男，湖北武汉人；助教，学士学位，研究方向：机械设计及控制工程。