多工位連續(xù)模工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

摘要：對沖壓件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求進行分析和研究，制定了合理的連續(xù)工藝方案，并做出對應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。該連續(xù)模設(shè)計合理，穩(wěn)定可靠，能生產(chǎn)出符合要求的沖壓件，可為同類型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。

Abstract： According to analyze and study the structure and technical requirements of the stamping part， the Reasonable progressive process plan is determined， Then the mold structures is also given. The result shows that， the progressive process is reasonable， stable and reliable. It can produce qualified stamping parts， and also can provide reference for the same type of mould design.

關(guān)鍵詞：多工位連續(xù)模;工藝分析;結(jié)構(gòu)設(shè)計

Key words： multi-position progressive die;process analysis;structural design

1? 沖壓件產(chǎn)品圖及設(shè)計要求

技術(shù)要求：

①落料毛刺小于0.1mm，未注圓角r=0.5mm;

②大批量生產(chǎn)。

2? 沖壓件分析

從沖壓件材料上來看，該鋼為較軟的碳素鋼，其強度和硬度很低，韌性、塑性、焊接性和冷加工性能均好，易于深沖、拉延、彎曲，比較適合做沖壓生產(chǎn)，具體力學性能見表1。

從沖壓件結(jié)構(gòu)上來看，該沖壓件結(jié)構(gòu)簡單對稱，無尖角，適合沖裁;對于4個？覫5.0mm的孔，由于孔徑大于料厚，不屬于深孔沖裁，因此在模具設(shè)計時無需對沖孔小凸模采取保護措施和強度校驗。工件有兩段彎曲，兩端孔邊距為3.5mm滿足沖裁件最小孔邊距Lmin≥1.5t的要求，中心孔和兩端孔各為？覫10和？覫5的孔，滿足最小孔徑dmin≥1.0t的要求。因此從結(jié)構(gòu)來看也比較適合沖壓生產(chǎn)。但是在連續(xù)模的設(shè)計中如何保證每一次送料的進距精度是設(shè)計的難點。

3? 工藝方案分析

分析零件圖可知：該零件的加工成型包括：沖孔、落料、彎曲三個工序。工藝方案有：

方案一：沖孔、落料、彎曲單工序模具;

方案二：沖孔-落料復合模具，彎曲、沖孔單工序模具;

方案三：側(cè)刃沖裁-沖孔1-沖孔2--切口-U型彎曲-Z形彎曲-切斷連續(xù)模。

方案一需要四副模具，模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，制造簡單，但成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。

方案二需要三副模具，相比方案一模具精度高，但模具制造工作量和成本比較高，同時制造周期長，操控不方便，適合中小型批量生產(chǎn)。

方案三只需要一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，模具壽命長，且工件最小壁厚大于凸凹模許用的最小壁厚，模具強度也能滿足要求[1]。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案二高，適合大批量生產(chǎn)。

通過對上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三最佳。

4? 連續(xù)工序分析

連續(xù)模（又稱級進模、跳步模）是指壓力機在一次行程中，依次在幾個不同的位置上，同時完成多道工序的沖模。沖裁件在連續(xù)模中是逐步成形的，連續(xù)成形是工序集中的工藝方法，可使切邊、切口、切槽、沖孔、塑性變形、落料等多種工序在一副模具上完成。根據(jù)沖壓件的實際需要，按一定順序安排了多個沖壓工序（在級進模中稱為工位）進行連續(xù)沖壓。它不但可以完成沖裁工序，還可以完成成形工序，甚至裝配工序，許多需要多工序沖壓的復雜沖壓件可以在一副模具上完全成形，這就為高速自動沖壓提供了有利條件[2]。由此可見，連續(xù)模是一種工位多、效率高的沖裁模[3]。

該連續(xù)模所設(shè)計的沖裁工序為：①始用擋料銷和側(cè)刃送料進距;②沖孔？覫10mm;③沖孔？覫5mm;④切口保證36.56mm和四個R3mm圓角;⑤U型彎曲;⑥防止變形干涉留出空工位;⑦Z型彎曲;⑧空工位;⑨切斷工位得到合格沖壓件。

6? 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于連續(xù)模工位數(shù)較多，因而用連續(xù)模沖制零件時，必須解決條料或帶料的準確定位問題才有可能保證沖壓件的質(zhì)量。該沖壓件的模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

該連續(xù)模的工作過程如下：當模具處于打開狀態(tài)時，卸料板下平面處于上半模的最低平面，此時進行第一次送料至始用擋料銷的位置，踩下沖壓機離合器，模具進行第一次閉合，在此閉合過程中卸料板下平面會首先與條料上平面接觸，起到壓料的作用，模具上半模部分繼續(xù)下行，配合側(cè)刃完成第一次側(cè)刃沖裁，此后模具開始回程至最高點;接著第二次送料至始用擋料銷的位置，模具開始閉合，此次閉合過程中會在完成第二次側(cè)刃沖裁的同時，還會完成？覫10孔的沖裁，然后模具開始回程至最高點;接著進行第三次送料至固定擋料銷位置，模具開始閉合，此次閉合完成側(cè)刃沖裁的同時，還會完成2-？覫10和4-？覫5孔的沖裁，然后模具回程至最高點;接著進行第四次送料至固定擋料銷的位置，然后模具開始閉合，此次閉合的過程中，模具將在完成側(cè)刃沖裁、3-？覫10和8-？覫5孔沖裁外，還會完成兩個36.56mm的切口和四個R3圓角的沖裁，然后模具開始回程至最高點;接著進行第五次送料至固定擋料銷，此次模具閉合在完成與第四次送料相同沖裁內(nèi)容的同時還會完成第一次U型彎曲，然后模具回程至最高點;第六次送料完成的沖裁內(nèi)容與第五次送料的沖裁內(nèi)容相同，只是多進了一個空工位，然后模具回程至最高點;第七次送料后，模具閉合會在第六次沖裁內(nèi)容的基礎(chǔ)上新增第一次Z型彎曲;第八次送料完成的沖裁內(nèi)容與第七次沖裁內(nèi)容相同，只是多進了一個空工位;第九次送料后，在完成第八次送料的的沖裁內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還完成了切斷工序，此時，該模具完成了第一個合格零件的沖裁。

7? 結(jié)語

該多工位連續(xù)模的結(jié)構(gòu)相對比較復雜，制造及裝配精度也比一般模具要求要高，因此對工人的技術(shù)水平提出了一定的要求。在模具使用過程中，每經(jīng)過一段周期的生產(chǎn)后都必須要進行仔細的檢修和刃磨，在刃磨凸模、凹模的刃口時，同時還要修正其他部分的相對高度。其中一些細小的凸模或者鑲件如果出現(xiàn)了磨損或者損壞必須及時更換。該連續(xù)模采用了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，嚴格保證了每次送料的進距精度，動作穩(wěn)定可靠，沖壓件完全達到技術(shù)要求，可為同類型模具設(shè)計提供參考。

參考文獻：

[1]趙峰.框架沖壓件成形工藝及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].鑄造技術(shù)，2015，36（7）：1843-1848.

[2]邱永成.多工位級進模設(shè)計[M].國防工業(yè)出版社，1987.

[3]宮曉峰，于仁萍.隔離墊片多工位連續(xù)模的設(shè)計[J].制造業(yè)自動化，2014，36（1）：72-73.

[4]王孝培.沖壓手冊[K].北京：機械工業(yè)出版社，2000.

[5]趙峰.沖壓模具刃口制造尺寸及公差的確定[J].內(nèi)燃機與配件，2019，（16）：164-165.