遼寧曙光汽車集團股份有限公司 (丹東 118001) 李偉軍
止推片是客車內(nèi)飾中的一個零件,材料為鋼板1.0/Q235-A,厚1.0mm。工件如圖1所示,形狀復(fù)雜,尺寸要求比較嚴格,有壓窩、沖孔、翻邊、落料等多道工序。
若采用單工序模具來沖壓此件,需要多個模具來完成,且效率極低??紤]零件批量及尺寸要求,決定采用多工位級進模。
圖1 零件圖
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和尺寸要求,經(jīng)過分析比較,確定采用5步?jīng)_壓工序來完成此件,工序如圖2所示。其中在沖15mm×9mm的異形孔時,考慮到凸、凹模的加工,模具裝配及維修等因素,將此孔分兩次沖出。
圖2 工序圖
工序1:沖導(dǎo)正孔、壓窩、側(cè)刃在條料邊緣上切出缺口。
工序2:沖φ4mm圓孔、沖異形孔的橫孔。
工序3:沖兩個φ4mm翻邊孔的底孔、沖異形孔的兩側(cè)豎孔。
工序4:對兩個圓孔和異形孔進行翻邊。
工序5:落料。
模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。采用了浮動送料,側(cè)刃粗定位,導(dǎo)正銷精定位的結(jié)構(gòu)方式,保證了止推片的沖壓質(zhì)量。
(1)卸料板6設(shè)計為彈性卸料板,沖壓時,有足夠的作用力將條料壓住,使材料在三向張應(yīng)力作用下被沖裁,減小回彈,沖裁面光潔。在卸料板上還裝配了四個小導(dǎo)柱7,提高卸料板的穩(wěn)定性,保護細長凸模,防止其折斷。
圖3 模具結(jié)構(gòu)圖
(2)在模具的定位系統(tǒng)中使用了凹式側(cè)刃,在相鄰兩次沖切間產(chǎn)生的毛刺位于凹入的缺口中,克服了平式側(cè)刃的不足。側(cè)刃的刃口長度略大于送料進距,以便導(dǎo)正銷伸入預(yù)沖孔時,條料略向后退。
(3)根據(jù)零件的沖壓工序安排,條料在由右至左的送進過程中,零件形狀由平面逐步過渡為立體,為確保條料的順利送進,模具上安裝了浮動送料機構(gòu),浮動擋料銷5為其核心元件,浮動擋料銷頭部制有凹槽,為條料提供浮起和導(dǎo)向之功用。
(4)在凹模3上對稱地布置了四個支撐釘4,使卸料板的受力更均勻。在無支撐釘?shù)那闆r下,當(dāng)條料的前端剛進入模具或條料的末端要離開模具時,卸料板會有一端與條料壓實,另一段懸空,加重導(dǎo)柱、導(dǎo)套以及沖頭的磨損,影響模具的沖壓精度。在凹模上裝配支撐釘4,并將支撐釘凸出凹模上平面的高度調(diào)整為“料厚-0.05mm”,這樣當(dāng)條料進入或離開模具時,卸料板懸空的部分會有支撐釘支撐,防止其傾斜。
(5)工作原理:條料自右端沿箭頭方向送進,由側(cè)刃定距,凸模16!凸模13分別完成沖導(dǎo)正孔、壓窩、沖翻邊底孔、翻邊。最后凸模12將沖件落掉。模具工作過程中,條料始終由浮動擋料銷浮動送料,每一工位都有導(dǎo)正銷精確定位。
(1)沖小孔凸模設(shè)計:小孔凸模在頻繁的工作過程中極易折斷,更換亦較麻煩。為此設(shè)計成如圖4所示結(jié)構(gòu),將沖孔凸模1鑲到護套2內(nèi),通過護套固定在凸模固定板上;凸模1采用W6Mo5Cr4V2優(yōu)質(zhì)模具鋼,為節(jié)省材料,將凸模設(shè)計的比較短,通過頂銷3和螺塞4安裝到護套內(nèi)。
(2)導(dǎo)正銷設(shè)計:導(dǎo)正銷為條料精確定位所用。導(dǎo)正銷導(dǎo)正材料位置的方式有兩種,一種是直接導(dǎo)正,即利用沖件孔導(dǎo)正;另一種是間接導(dǎo)正,即被導(dǎo)正的孔是條料上另外設(shè)置的工藝孔。本模具中使用的是間接導(dǎo)正。導(dǎo)正銷結(jié)構(gòu)如圖5所示, 導(dǎo)正銷1與凸模固定板之間為間隙配合H7/h6,因?qū)дN較長,工作時剛性差,故讓其工作端與卸料板配合,增加其穩(wěn)定性。導(dǎo)正銷尾部用彈簧2壓住,當(dāng)條料進給誤差較大,導(dǎo)正銷不能插入導(dǎo)正孔時,導(dǎo)正銷頂壓彈簧而彈起,保證模具不受傷害。
圖4 沖孔凸模
圖5 導(dǎo)正銷
圖6 限位套
(3)限位套設(shè)計:此限位套設(shè)計的特點:使用一個限位套,通過其正裝和反裝分別使模具達到對模和存放狀態(tài)(見圖6)。每此使用模具時,將限位套2正裝在下限位柱1上,對模時當(dāng)上限位柱3與限位套剛好接觸時,對模結(jié)束,防止了對模過深而損壞模具。工作時將限位套放到支撐釘4上存放。在存放模具時將限位套反裝在下限位柱上而將上模座抬起,使卸料板不接觸凹模,確保卸料彈簧不會因長期被壓縮而失效。
(4)翻孔凸、凹模設(shè)計:翻孔凸、凹模如圖7所示,翻孔凸模工作部分為拋物線型,有光滑圓弧過渡,翻孔質(zhì)量良好。凹??讕_肩,控制凸緣高度,減少邊緣毛刺,避免直孔翻邊引起的邊緣不齊。
(5)浮動頂料裝置:圖7b所示為浮動頂料裝置,它既能頂料,又起導(dǎo)向作用。頂料銷凹槽與卸料板沉孔是設(shè)計的關(guān)鍵,若處理不當(dāng),材料不是被剪切,就是被翹曲。為避免出現(xiàn)上述情況,有關(guān)尺寸通常采用公式計算
式中,h1為頂料銷頭部高度(mm);d為頂料銷直徑(mm);H1為卸料板沉孔深度(mm);H2為頂料銷槽寬(mm);t為料厚(mm)。
圖7 翻孔凸、凹模
該模具正確地處理了各工序之間的沖壓關(guān)系,通過浮動送料機構(gòu)將沖孔、壓窩、翻邊、落料等工序很好地結(jié)合到一起。經(jīng)試模、試生產(chǎn)和批量生產(chǎn),證明模具設(shè)計合理,效率高,操作方便,能夠滿足生產(chǎn)需要。