電器推動片級進模設計

唐育廣

（貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽 550009）

1 制件分析

1.1 制件結構分析

圖1所示為公司某型號電器的推動片制件，材料是0.8mm厚的不銹鋼帶。該推動片制件結構主要有兩部分組裝，一個是U型彎曲部分，其口部尺寸要求較高，后續產品組裝軸；另外一個就是卷圓部分，尺寸要求較高，對應裝配轉軸零件，制件不能扭曲變形，否則無法裝配。因此選擇合適的沖壓方式尤其關鍵。受制件結構的限制，很明顯，該制件不適合采用復合模加工。可以選擇的沖壓模具有單工序模和級進模。如果采用單工序模加工，至少需要4副模具才能完成制件的成形。由于制件外形尺寸很小，重復定位困難，導致生產效率低，生產周期長，成形尺寸不穩定。在前期的試制制件階段，可以采用單工序模具完成小批量生產。然而，制件定型后，批量生產，對制件成形尺寸和質量狀態一致性要求較高，產品交付周期短，此時再用單工序模加工顯然是不合適的。為了克服單工序模重復定位難度大、效率低、尺寸不穩定等不足，必須使用級進模以適應制件的生產。

圖1 推動片制件

1.2 制件成形工藝分析

制件材料0.8mm厚的不銹鋼帶12Cr18Ni9，材料毛坯狀態是硬態。該制件結構不復雜，單工序模具比較簡單。該產品訂貨上量后，單工序模具已不能滿足生產的需要。該制件中的圓圈部分是成形的關鍵，卷圓結構常規的有以下幾種結構。①圖2及圖3卷圓工藝方法對于本制件的模具結構將復雜化；②圖4卷圓工藝方法是將頭部預彎曲，同時材料局部逐漸變薄，再水平方向的推進卷圓成形，模具需要斜滑塊結構，結構復雜；③圖5卷圓工藝方法是在圖4的基礎上增加一道垂直彎曲，再在沖壓方向進行卷圓成形，結構簡單。對于成形圓圈尺寸可以方便地調整。最后選擇了圖5的成形工藝方法。

圖2 卷圓工藝Ⅰ

圖3 卷圓工藝Ⅱ

圖4 卷圓工藝Ⅲ

圖5 卷圓工藝Ⅳ

2 排樣設計

該制件由于產品設計對制件的紋向有要求，所以，采用了45°斜排樣的方式。為了制件沖壓過程的穩定性，采用的是框架式整體帶料方式，雙導正銷設計。對于U型彎曲都采用了分步（45°）彎曲成形方法。剪切廢料采用了分步沖壓接刀，簡化凸模結構，方便加工。同時為了保證模具壽命及維修的要求，在下模板對刀口部分均采用的內鑲塊的設計。在彎曲成形的設計中，原則上不干涉，并保證模具壽命為前提，進行排布設計。總體設計排樣如圖6所示。

圖6 排樣圖

3 模具結構設計

3.1 主要成形部分結構設計

（1）向上彎曲結構的設計。

該處彎曲成形是向上成形，常規整體凸模成形，這樣凸模在彎曲成形后，后退過程中將與制件頭部預彎處干涉，嚴重影響條料在模具中的穩定，造成質量和安全隱患等。現將凸模設計成分段狀態，如圖7所示。整個結構由傳力凸模、成形凸模、頂塊、浮料塊、成形鑲塊等組裝。傳力凸模將沖壓力傳遞給成形凸模，頂塊是彎曲成形后將成形凸模頂起，便于條料在其下面順利送進，浮料塊將條料平穩抬起，方便送料。

圖7 彎曲結構設計圖

（2）卷圓彎曲結構設計。

該卷圓成形采用鉸鏈式結構（見圖8），成形鑲塊（凸模）用慢絲加工成形，并進行拋光處理，保證卷圓過程順利且尺寸穩定。由于制件卷圓部分的寬度2mm，如果采用簡單的圖9所示結構成形，避免不了成形后的扭曲變形問題。該處結構設計關鍵的就是處理好這個扭曲變形問題，所以采用了圖8結構，在制件2mm的寬度加0.03mm間隙，使制件在管位的槽內圈圓成形，可以有效的防止扭曲變形，保證制件的質量。

圖8 防扭曲變形卷圓結構

圖9 變形凸模結構

3.2 模具總體結構設計

模具總體結構如圖10所示。

圖10 模具總裝圖

采用標準3板模，整體設計遵從向下彎曲時彎曲凸模布置在上模固定板，向上彎曲時彎曲凸模布置在卸料板，各工位工作零件均以鑲件形式布置在下模板中，便于模具的調試與維修。脫料彈簧選用?30×50mm紅色矩形彈簧，為了達到模具的平衡，彈簧布置采用對稱放置；模架采用自制的滾珠外導柱導套組件。板內采用脫料板固定的中間滾珠導柱導套結構，首先保證板內零部件的精密導向及平穩性。為了保證模具的壽命，在模具主要工作部件如凹模、卸料板等采用DC53料；各類鑲件等都采用進口模具鋼材SKH-9，熱處理64～62HRC，硬度高，壽命得以保證。

4 結束語

本文針對小型精密制件的沖壓及各種彎曲成形結構進行了介紹，特別是防止扭曲變形模具結構設計是本案的亮點，對同類制件的模具設計具有實際參考價值。