连续模内的旋切技术

2013-10-12湖北职业技术学院孝感432100周友松

金属加工(冷加工) 2013年24期

湖北职业技术学院（孝感 432100）周友松

孝感工业学校（湖北 432100）熊英

随着科技的高速发展，连接器在电脑、消费电子、网络通信电子及汽车等诸多行业中的应用越来越多。而连接器的外壳不是弯曲铆合而成，就是拉深后切除底部和多余顶端。对于后者，在车床或旋压机上切除，工作效率低，浪费人力，也很难达到零件尺寸精度和表面质量的要求。如果采用连续模内的旋切加工，只需在连续模内加一旋切工位，就可以满足高效率和保证产品质量。

1.零件结构及特点

图1所示的零件是美国APPLE公司的USB线缆公插外壳，其拉深后的底部就是通过连续模内旋切加工切除的。其两翼展开长度16.34 mm；拉深后内径为（φ3.69±0.05）mm，外径为（φ4.29±0.05）mm；拉深深度接近5mm，对小直径不锈钢来说为深拉深；底部旋切后再扩口，以便零件对插。零件材料为SUS304—2B，是日本SUS系列奥氏体不锈钢。相当于我国的0Cr18Ni9，具有良好的耐蚀、耐热及低温强度，冲压弯曲性好。2B表示不锈钢板材表面原始状态亮度两面发暗。材料厚度为0.30mm。

图1

2.模具结构及特点

模具整体结构如图2所示，有上、下两块模座板；凸模固定板、凹模固定板、卸料板三块模板；每块模板各有一块垫板，即凸模垫板、凹模垫板、卸料垫板共三块。与普通连续模结构相比，这里多了一块上夹板，加一上夹板是为了加强旋切时工件定位和保证旋切凹模运动稳定，并提供该工位模具零件足够的运行空间和复位保证。

仔细观察图2所示，卸料板、卸料垫板和上夹板又被分成三段，这是因为工件在拉深开始时（前两次拉深）要的压料力比较小，方便材料顺利进入凹模；后面拉深（后两次拉深及整理）需要的压料力要大一些，以保证工件表面质量，改变压料力只要换不同弹性模量的卸料弹簧就可以做到。工件旋切完成后，通过在下模加工的孔道引入压缩空气，将旋切下的废料吹下，进入机床下面的废料框。

由零件Layout图（见图3），该模具共设计从20～34计15个工位，分别为：20冲定位孔；21、22下废料；23、24、25、26分别为第一次、第二次、第三次、第四次拉深；27是拉深修整工位；28为空工位，留有设计余地，也供改变材料或拉深量加大时使用；29是冲切拉深件顶部；30为旋切；31是弯曲；32是扩口；33再次弯曲；34切落工件。

图2

图3

3.旋切原理及模具主要零件设计

旋切原理：如图4a上模下行时，芯模S30B先插入工件，给工件径向定位，并引导工件底部需切除部分进入凹模D30A（旋切刀）内，实现轴向（深度方向）定位，从而保证工件处于正确的被冲裁位置。凹模D30A在凸模P30A/B和P30C/D作用下相对芯模S30B在水平面内作横向（左右）和纵向（前后）的顺序运动如图4c所示，以循环切除工件侧壁。

图4

图5

图4a、图4b所示为30工位模具零件的工作位置图。当滑块带动上模下行时，凸模P30A与P30B相互配合作用，使凹模D30A在凸模P30A/B的轨道线上作水平横向（左右）运动；同样，在凸模P30C与P30D相互作用下凹模D30A作水平纵向（前后）运动。凸模与凹模推动的引导角度设计为45°。图4a是凹模D30A在左右方向初始位置图，图4b是凹模在凸模P30A下行时突出部位的推动下向右运动，切断左边侧壁的示意图。

如图4c所示，工件在芯模S30B作用下完成定位。凹模D30A从原点位置开始依序在凸模P30D→P30A→P30C→P30B→ P30D→P30A推动下在水平面内作从1（向后运动0.5 mm）→2（向右运动0.5 mm）→3（向前运动1.0mm）→4（向左运动1.0 mm）→5（向后运动0.5 mm）→6（向右运动0.5 mm）的运动循环，完成整个旋切动作，拉深件底部完全切断，并最后回到原点位置。

图5所示为30工位各模具零件的安装位置。图中可以看到，凸模P30A和P30B各两支，操控凹模D30A作横向运动；凸模P30C和P30D各一支，操控凹模D30A作纵向运动。将凹模D30A做成长方体是为了加强凹模水平运动的稳定性和安装时的防呆。图中锥形的复位机构可保证凹模在芯模上行后回到原始位置。

图6为旋切运动的过程图，图中B为工件侧壁，A为凹模刃口，五个图分别代表凹模刃口运动的顺序位置，每个图中可以切断的是小半圆侧壁，将图中运动连串起来，可以观察到凹模可将工件完全切断。