兩個(gè)側(cè)板零件級(jí)進(jìn)模共模設(shè)計(jì)

(桂林航天電子有限公司，廣西桂林，541002)

1 引言

多工位級(jí)進(jìn)模是在一副模具內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)包括沖裁、彎曲、成形等多種多道工序，具有生產(chǎn)效率高、零件質(zhì)量一致性好、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，適合薄料的大批量生產(chǎn)，已經(jīng)在機(jī)械電器等行業(yè)的零部件生產(chǎn)得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)以兩個(gè)繼電器的側(cè)板為例，對(duì)其進(jìn)行沖壓工藝分析和共模設(shè)計(jì)及制造。

2 工藝分析

側(cè)板是繼電器產(chǎn)品常用的一種結(jié)構(gòu)件，圖1分別為兩個(gè)型號(hào)的側(cè)板零件，零件材料不銹鋼0Cr16Ni14,硬態(tài)。

a)側(cè)板A b)側(cè)板B圖1 側(cè)板零件圖

零件為淺彎曲的成形件，兩個(gè)零件的區(qū)別是圖1a的外形具有兩個(gè)5×2.8的缺口，而且部分折彎，圖1b中間具有一個(gè)3.6×2.5的孔，其他基本一致。

目前的工藝是單工序加工，主要工序?yàn)椋郝淞?落料沖孔)——彎曲——挑選——校正，由于零件材料為硬態(tài)不銹鋼，彎曲回彈大，尺寸不穩(wěn)定，需進(jìn)行挑選后校正，一次沖壓彎曲兩側(cè)的短邊平整度稍差，因此存在生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不高等不足。

3 排樣設(shè)計(jì)

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行成形加工，即在一副模具上完成落料、沖孔、彎曲等加工。

(1)由于零件有壓延方向要求，根據(jù)卷料特性，壓延方向與卷料纖維方向保持一致。

(2)選取雙側(cè)載體，即在最后工位前，制件與帶料的兩側(cè)相連，這樣的強(qiáng)度和送料穩(wěn)定性好，是最為理想的載體，因此設(shè)置為2a所示結(jié)構(gòu)，一側(cè)用兩個(gè)尺寸2.9mm的凸起作為連料；另外一側(cè)在不進(jìn)行彎曲成形的中間部分進(jìn)行連料，先把需彎曲成形的部分切開(kāi)，最后成形完畢后再切除這部分連料部分，這樣就需分段沖切，由于存在模具間隙、制造精度等影響，沖切是很難精準(zhǔn)平直，會(huì)形成錯(cuò)位、毛刺等缺陷，需進(jìn)行工藝接刀處理，如圖2b所示，制件直邊留余微小缺口(R半徑為0.5mm，深度為0.1mm)。

a)雙側(cè)載體 b)工藝接刀 圖2 雙側(cè)載體和工藝接刀

(3)為提高零件的成形質(zhì)量，采用圖3方式進(jìn)行兩次折彎加工，由于不銹鋼材料比較硬，彎曲分別增加了2°的回彈角余量。

a)一彎 b)二彎圖3 彎曲成形

兩個(gè)零件的排樣圖見(jiàn)圖4，圖4a為側(cè)板B排樣圖，圖4b為側(cè)板A排樣圖。

工位①?zèng)_引導(dǎo)孔/切外形，工位②切外形，工位③沖孔或空位，工位④向上彎曲，工位⑤向下彎曲，工位⑥空位，工位⑦精切外形，工位⑧空位，工位⑨落料。

圖4 排樣圖

4 模具設(shè)計(jì)及制造

4.1 模具設(shè)計(jì)

零件的模具結(jié)構(gòu)如圖5所示。

4.2 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)以確保上、下模對(duì)準(zhǔn)精度及沖壓的穩(wěn)定性，模具采用4根Φ28的精密滾珠鋼球?qū)е鶎?dǎo)向；卸料板不僅起到卸料作用，還負(fù)責(zé)凸模和導(dǎo)正銷的導(dǎo)向，因此也設(shè)置了4根Φ20的滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，以保證各凸模的運(yùn)動(dòng)精度。

(2)采用鑲件植入式凹模，圖6所示。鑲件便于成形加工，也方便刃磨和維修，同時(shí)可節(jié)約模具材料成本，鑲件可用相對(duì)比較好的材料，凹模固定板用一般的材料即可。

圖5 級(jí)進(jìn)模

圖6 凹模及凹模鑲件組合圖

(3)凸模設(shè)計(jì)成快換式結(jié)構(gòu)，圖7所示。采用壓板固定，凸模與凸模固定板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，凸模拆裝方便，便于更換易磨損和損壞的凸模。

圖7 凸模快換式結(jié)構(gòu)

(4)鑲件及凸模等進(jìn)行防呆設(shè)計(jì)，圖8所示，通過(guò)外形設(shè)置不同的倒角等措施，防止裝反造成模具損壞等不足。

a)凹模鑲件 b)凸模圖8 凹模鑲件及凸模

(5)切邊工位脫落板壓料塊設(shè)計(jì)。脫料板壓住是零件的上表面，由于零件彎曲成形后，向下彎曲部分與上表面有一定距離，在零件彎曲的兩側(cè)進(jìn)行切邊，不壓住板料，會(huì)造成零件變形。因此設(shè)置壓料鑲件，由于空間限制，兩側(cè)有切邊凸模孔，特設(shè)計(jì)成燕尾結(jié)構(gòu)，左右可以固定，兩處直角位置設(shè)計(jì)倒角，這樣上下可以固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單有效。

圖9 脫料板切邊鑲件設(shè)計(jì)

(6)采用Φ2.5的導(dǎo)正銷精定位，使制件的質(zhì)量穩(wěn)定，結(jié)合沖裁自動(dòng)送料系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖壓加工；模具上設(shè)有檢測(cè)導(dǎo)釘，當(dāng)送料不到位時(shí)能使沖床自動(dòng)停車；同時(shí)設(shè)置了吹氣銷釘，零件最后切斷后，能順利地從模具內(nèi)吹出。

(7)共模設(shè)計(jì)。根據(jù)外形不同在第②工位更換相應(yīng)的成形塊；由于兩個(gè)零件彎曲不全部相同，在⑤工位更換彎曲成形塊；沖側(cè)板B時(shí)，在③工位裝上沖孔組件；其他部分完全相同，這樣更換少量的成形件，就可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)零件的生產(chǎn)加工。

4.3 模具制造

按圖5模具設(shè)計(jì)圖，順利的完成模具制造和樣件加工，零件合格，尺寸穩(wěn)定。

圖10 模具實(shí)物

a)側(cè)板A正反面 b)側(cè)板B正反面圖11 成形樣件

5 結(jié)束語(yǔ)

側(cè)板零件采用多工位精密級(jí)進(jìn)模，具有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)品精度高等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)采用共模設(shè)計(jì)，更換少許成形鑲件實(shí)現(xiàn)兩種不同零件的加工，可減少模具的投入，降低成本，類似零件可進(jìn)行借鑒。