在数控冲孔机冲孔时，经常遇到冲孔完毕，冲模带着废料片回跳现象，本文主要介绍了一种自动卸料式冲模，可以有效解决此问题。
1前言
冲压加工时的废料回跳极易造成产品不良、模具损伤等，特别是薄板小直径冲孔。引起废料回跳主要是由真空产生的吸附造成的。冲孔完毕后，理想状态下，所冲的圆孔废料片与冲头间被冲为真空状态，外界大气压给冲下来的废料一个上浮的气压力，这个压力导致了废料片回跳或吸附在冲头上。
2防止回跳的措施
为了解决废料回跳问题，使所冲下的废料不粘在冲头上，顺利落下，能得到合格的冲孔工件，我们制作冲模时采取以下措施：
制作和装配时一定要控制好凸、凹摸的间隙（根据多年生产装配经验，双面间隙一般取为料厚的16%-18%）；加大冲头的入模量，冲头入模量应≥3mm；控制冲头的加工质量及材质的选用；采用新式自动卸料式冲模，这种冲头在冲孔完毕后可自动将废料顶入凹模。上述措施有效地防止了废料回跳现象的发生。
3自动卸料式冲模的设计结构
图1所示是一种新型自动卸料式冲模，它由内六角平端紧定螺钉（gb/t77-2000）1、卸料弹簧2、凸模3、卸料顶杆4、等元件组成。冲压完毕后，有效的利用卸料弹簧的预卸力破坏掉在凸模与废料片间的真空状态，卸料顶杆将废料从凹模内顶出。
卸料顶杆（图2）头部端面倒角，便于将卸料顶杆的头部压入卸料弹簧，头部有凸缘，凸缘上表面顶住弹簧，下面卡在凸模上，卸料顶杆的下端面应伸出冲头下端面约1.4mm（图1所示），内六角平端紧定螺钉拧紧在冲头内孔，使弹簧在初始状态便处于压缩状态，所受预紧力为f1。
当冲头向下运动进行冲压时，卸料杆下端面首先触到工件表面，工件给卸料杆一个向上的反作用力使卸料杆相对于冲头向上运动，直到卸料顶杆的端面与冲头下端面重合，即行程为1.4mm，卸料顶杆上移1.4mm，也就意味着将弹簧又被压缩了1.4mm，产生的压力称为预紧力f。然后冲头和卸料顶杆一起向下运动冲孔，直到冲压完毕。此时卸料顶杆只受向下的弹簧预卸力f，现在废料片和冲头间几乎形成为真空状态，冲下的废料片受到大气压向上的浮力q。若卸料顶杆要将废料片卸下，从力的角度分析，只要满足以下这个条件，卸料顶杆便会在弹簧预卸力的作用下自动将废料片弹下：
q≤g+f+f
式中：q——大气浮力,n；
g——废料片重力,n；
f——弹簧预卸力,n；
f——废料片与凹模间的摩擦力，n。
q=p0*s
g=mg
f=g*μ
式中：p0——大气压，p0=1mpa；
s——废料片面积，mm2
μ——摩擦系数，一般取0.2~0.3。
4卸料弹簧的选用计算
现以图3所示冲头为例，分析弱簧的选用：d=φ12mm，工件厚度t=10mm，求选用的弹簧以及根据弹簧确定的φm、φn、φn'。由：
q=p0s=11.3n
g=mg=ρvg=0.006n
f=gμ=0.00012~0.00018n
g和f值在此可忽略不计，因此弹簧的预卸力f≥11.3n即可。选定zui大工作载荷时fn=16n，zui小工作载荷时f'=13.5n，按图3冲头计算，初定弹簧外径d＜φ8mm，工作行程h=1.4mm。
初算弹簧刚度p'=（f-f'）/h=1.7，弹簧受循环载荷作用次数在103~106，工作极限载荷pj≥1.25fn，故pj=20n，查得弹簧参数：
有效圈数n=pd'/p'=19.1，取标准值n=20；
总圈数n1=n+2=22；
弹簧刚度p'=pd'/n=1.6n/mm；
工作极限载荷下的变形量fj=nfj=20.12mm；
节距t=fj/n+d=1.806mm；
自由高度h0=nt+1.5d=37.32mm，取标准值h0=38mm；
弹簧外径d2=d+d=5.8mm；
弹簧内径d1=d-d=4.2mm；
zui小载荷时的高度h1=h0-f'/p'=29.6mm；
zui大载荷时的高度hn=h0-fn/p'=28mm；
实际工作行程h=h1-hn=29.6-28=1.6mm≈1.4mm±0.2
表1弹簧参数表
材料直径
d/mm中径
d/mm工作极限载荷
pj/n极限载荷下单圈变形量fj/mm刚度
pd'/nmm-1
0.8532.551.00632.4
根据所得技术参数，绘出工作图（图4）。
弹簧钢丝直径为φ0.8mm、中径为φ5mm，zui大心轴直径dxmax=φ3.6mm，zui小套筒直径dtmax=φ6.4mm，由此可确定，所设计的冲头和卸料顶杆尺寸：φm=6.8mm，φn=6mm，φn'=3.6mm。
5结语
根据上述设计计算原则，在选用所需弹簧时，应比照冲头直径、工件厚度，而后根据选用的弹簧的参数来确定所选弹簧的安装空间。