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        客車座椅安全帶鎖舌體沖壓模具設(shè)計(jì)與制造

        2015-10-10 13:50:38武海云
        橡塑技術(shù)與裝備 2015年22期
        關(guān)鍵詞:進(jìn)模排樣沖裁

        武海云

        (寧波市北侖海伯精密機(jī)械制造有限公司,浙江 寧波 315800)

        客車座椅安全帶鎖舌體沖壓模具設(shè)計(jì)與制造

        武海云

        (寧波市北侖海伯精密機(jī)械制造有限公司,浙江 寧波 315800)

        安全帶在人們駕駛汽車中,起著保護(hù)人們,減少受傷。而鎖舌體在安全帶中起著鎖住安全帶,安全帶從而固定住人。鎖舌體的抗拉強(qiáng)度越大,那么就可以越好的保護(hù)人們。本文的設(shè)計(jì)是鎖舌體的模具,采用級(jí)進(jìn)模具,具有效率高,操作簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)中主要有凸凹模具的尺寸計(jì)算,沖裁力的計(jì)算,定位裝置,沖壓設(shè)備選擇,模具結(jié)構(gòu)形式等等。

        客車;安全帶;鎖舌體;沖壓

        沖壓由于是靠模具來(lái)進(jìn)行的,所以沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好。多工位級(jí)進(jìn)模是一種高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的模具,是技術(shù)密集型模具的重要代表,是沖模發(fā)展方向之一。沖壓時(shí),將帶料或條料由模具入口端送進(jìn)后,在嚴(yán)格控制步距精度的條件下,按照成形工藝安排的順序,通過(guò)各工位的連續(xù)沖壓,在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后,便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓件。為保證多工位級(jí)進(jìn)模的正常工作,模具必須具有高精度的導(dǎo)向和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng),配備有自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等裝置。所以多工位級(jí)進(jìn)模與普通沖模相比要復(fù)雜,具有如下特點(diǎn):

        (1)在一副模具中,可以完成包括沖裁,彎曲,拉深和成形等多道沖壓工序。

        (2)不存在復(fù)合模的“最小壁厚”問(wèn)題,設(shè)計(jì)時(shí)還可根據(jù)模具強(qiáng)度和模具的裝配需要留出空工位,從而保證模具的強(qiáng)度和裝配空間。

        (3)多工位級(jí)進(jìn)模通常具有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng),以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。

        (4)多工位級(jí)進(jìn)模常采用高速?zèng)_床生產(chǎn)沖壓件,模具采用了自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等自動(dòng)化裝置,操作安全,具有較高的生產(chǎn)效率。

        (5)多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜,鑲塊較多,模具制造精度要求高,模具零件具有互換性。

        (6)多工位級(jí)進(jìn)模主要用于沖制厚度較薄、產(chǎn)量大,形狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小型零件,精度可達(dá) IT10 級(jí)。

        1 沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)

        本次客車座椅安全帶鎖舌體沖壓模具設(shè)計(jì)與制造,結(jié)合實(shí)際,零件結(jié)構(gòu),采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn),成本降低,效率提升。需要解決級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),提高材料利用率,并研究如何提高生產(chǎn)效率,降低模具生產(chǎn)成本。提高生產(chǎn)的零件的硬度和精準(zhǔn)度。

        根據(jù)零件的材料、厚度、形狀及尺寸(圖1),在沖壓工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):

        (1) 在設(shè)計(jì)時(shí),毛坯尺寸要計(jì)算準(zhǔn)確;

        (2) 沖裁間隙、彎曲凸凹模間隙應(yīng)符合零件要求;

        (3) 各工序凸凹模動(dòng)作行程的確定應(yīng)保證各工序工作穩(wěn)妥,連貫。

        圖1 模具毛坯尺寸

        完成此工件需要沖孔落料兩道工序,其加工工藝方案有下面3種。

        第一種方案:先沖孔,后落料,采用單工序模進(jìn)行生產(chǎn);

        第二種方案:落料——沖孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn);

        第三種方案:沖孔——落料連續(xù)沖裁,采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。

        三種模具方案特點(diǎn)對(duì)比分析,如表1。

        方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但需要兩幅模具,成本高且效率低,很難滿足大批量生產(chǎn)。

        表1 模具方案特點(diǎn)對(duì)比

        方案二只需要一個(gè)復(fù)合模具,制造進(jìn)度和效率高,難滿足要求,且工件壁厚大于凸凹模具允許的最小壁厚強(qiáng)度不夠,但是制造凸凹模具難度大,成本高。

        方案三只需要一個(gè)模具,效率高,精度比方案二稍低,但能滿足零件的制作要求,模具的制造成本比沖孔落料復(fù)合模具低。

        綜合以上,選擇第三種方案,用級(jí)進(jìn)模具沖裁零件。又因?yàn)榱慵奶厥庑螤?,采取雙模級(jí)進(jìn)模具沖壓。

        2 排樣方案的確定

        排樣是指沖裁零件在條料布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低耗料和高生產(chǎn)率的條件下,同事要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,壽命長(zhǎng)以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況,從而來(lái)選擇較為合理的排樣方案(圖2)。

        根據(jù)材料的合理利用情況。條料排樣方法可以為以下三種:

        (1)有廢料排樣:沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料,沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證,因此精度高,模具壽命也高,但材料利用率低。

        (2)少?gòu)U料排樣:只在沖件與沖件質(zhì)檢或沖件與條料之間留有搭邊值,因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響,其沖件質(zhì)量稍差,同事邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命,但材料利用率高,沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

        (3)無(wú)廢料排樣:沖件與沖件之間無(wú)搭邊,沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件,沖件的質(zhì)量較差,模具壽命較短,但材料利用率高。

        綜合上面所述,考慮模具壽命和沖裁件的質(zhì)量,選擇有廢料排樣,又考慮到排廢料的方便選擇直排最好。

        3 搭邊的選取

        排樣時(shí),工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫做搭邊,搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度,以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊不可過(guò)大也不可過(guò)小,搭邊的大小與很多因素有關(guān),比如材料的力學(xué)性能,材料的厚度,工件的形狀與尺寸及送料方式。

        根據(jù)零件形狀,查《沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊(cè)》表1查的工件到條料邊的距離取2.5 mm。

        4 送料步距

        送料步距指兩次沖裁間板料在送料方向移動(dòng)的距離用S標(biāo)示,因?yàn)檫x擇雙模具沖壓。

        S=a+81.5+40.75+10.75+6=145

        因?yàn)椴湃ルp模沖壓,考慮到凸模的臺(tái)肩的寬度,這里料距a取6 mm.沖孔與落料工序間隔6 mm。其中a為兩個(gè)落料模之間距離,6 mm為兩個(gè)落料凸模之間的距離。

        5 條料寬度及板料間距計(jì)算

        條料是有板料剪裁而得的,為了保證送料順利進(jìn)行,規(guī)定其上偏差為零,下偏差為負(fù)-△。

        B-△=(D+2a+C)0-△

        其中D為沖裁件寬度方向的最大尺寸;C為導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙查《沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊(cè)》表1-4取C=0.5

        B=81.5+2×2.5+0.5=87 mm

        圖2 排樣圖

        6 模具類型的選擇

        由沖裁工藝性分析得知選用級(jí)進(jìn)模,級(jí)進(jìn)模又可分為用導(dǎo)正銷定位的級(jí)進(jìn)模和側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模。它們各自有各自的特點(diǎn)。

        導(dǎo)正銷定位的級(jí)進(jìn)模是靠固定檔料銷和裝在凸模上的導(dǎo)正銷進(jìn)行定位。適合用于較厚的板料,沖件上有孔,精度低于IT12級(jí)的沖件沖裁。

        側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模用側(cè)刃代替擋料銷和導(dǎo)正銷,這種模具適用于沖壓零件小兒復(fù)雜,需要保護(hù)凸模的場(chǎng)合。相比而言,側(cè)刃定距模加工的零件精度叫導(dǎo)正銷定位的模具高,但是側(cè)刃定距級(jí)進(jìn)模比較復(fù)雜,成本較高。

        綜合比較,選用用導(dǎo)正銷定位級(jí)進(jìn)模,模具結(jié)構(gòu)圖如圖3、圖4。

        圖3 總裝圖主視

        圖4 總裝圖俯視圖

        [1] 張榮清.模具設(shè)計(jì)與制造.北京:高等教育出版社,2003.8.

        [2] 成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社,2002.7.

        [3] 王孝培 .沖壓手冊(cè)(第二版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.6.

        [4] 王樹勛,吳裕農(nóng),朱亞林,等 .典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) .廣州:華南理工大學(xué)出版社,2005.4.

        [5] 劉華剛.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.1.

        [6] 柳暉,孫昌佑.互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ).上海:華東理工大學(xué)出版社,2006. 1.

        [7] 汽車國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1804-2000.

        [8] 薛啓翔.沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社,2007.10.

        (P-03)

        Design and manufacturing of tongue stamping dies for passenger car seat belt lock

        O646.54;TB332

        1009-797X(2015)22-0102-03

        A DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.039

        武海云(1967-), 女,大專,本科在讀,職稱:工程師,研究方向?yàn)榇?、汽車機(jī)械開(kāi)發(fā)研究,及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)制訂。

        2015-09-24

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