脱扣板级进模具设计分析

2015-05-30李振坤

企业技术开发·下旬刊 2015年9期

李振坤

摘要：本次设计的零件为板料冲裁弯曲件—脱扣板，脱扣板选用的材料10钢及3 mm厚度保证了制件的强度和刚度。该零件外形简单，利于合理排样、减少废料。此材料具有良好的塑性及较高的弹性，冲裁性较好，可以冲裁加工。文章首先对零件进行了工艺性分析，有冲裁、冲孔、拉凸包、弯曲、落料等一系列工序，各工位有相互的尺寸关系，采用普通的单工序模或复合模都是难以达到要求，故选用多工位级进模具的生产方案，可提高材料的利用率及制件精度。

关键词：级进模；冲裁；弯曲；排样

中图分类号：Z89 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0001-02

1 加工工艺性分析

冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素，根据这一要求对该零件进行工艺分析。冲裁件零件图，如图1所示；冲裁件展开图，如图2所示。

图1 零件图图2 展开图

本制件为脱扣板，材料为10钢，厚度为3 mm。零件尺寸公差要求较严格，特别要保证折弯部分尺寸。由于该件外形相对简单，形状规则，生产批量大，适于冲裁加工。

工件有两处弯曲，一处起凸包。主要工序有冲孔、冲裁、弯曲、落料。若采用单工序模具，虽然结构简单，容易制造，价格低廉，但加工精度和生产效率低，不适合用于大批量生产的零件。复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，该工件有冲裁、冲孔、弯曲、拉凸包等多道工序，在一套复合模中无法同时完成，同样需要多套模具。虽然级进模结构复杂，价格也较昂贵，但是级进模有自动送料和自动出件等装置，适于制件的大批量生产，生产率高，冲制件质量可靠、稳定，可以完成冲裁、冲孔、弯曲、侧冲、切边等多道工序，生产效率高，模具寿命长，可有效保证工件尺寸精度要求。通过对上述三种方案的比较，最终确定采用级进模成型方案。

2 冲裁设计与工艺计算

2.1 工位布置

对于本制件而言，主要问题在于浮料装置的设计、弯曲方向的选择、弯曲工序的工位设计。通过对零件图的分析，可知：应先冲孔后弯曲，又由于制件厚度大（达3 mm），孔边距较小，需先冲外形后冲孔，以防止孔发生变形，影响加工精度；拉包工位应安排在冲裁工序之前，否则会引起制件变形，产生较大的尺寸误差，若拉凸包方向选为向下，会导致无法设置浮顶器，因此拉凸包方向只能选为向下；在弯曲工位后必须在卸料板和凹模上开让位槽，以保证顺利送料。

综上，具体工位安排顺序为：冲孔——拉凸包——冲裁——冲孔——弯曲——校正弯曲——切边落料。

2.2 排样设计

对于冲裁—弯曲的多工位级进模排样一般都是先冲孔，再切掉弯曲部位周边的废料，然后进行弯曲，接着切去余下的废料并落料，切除废料时，应注意保证条料的刚性和零件在条料上的稳定性。对于靠近弯曲带的孔和侧面有位置精度要求的侧壁孔，则应安排在弯曲后再冲孔。对于复杂的弯曲件，为了保证弯曲角度，可以分成几次进行弯曲，有利于控制回弹。

该冲裁件材料近似方形，若采用横排排样形式，由于制件有双向弯曲，且要拉凸包，会使模具布局复杂化，不能保证顺利送料，所以不予采用；若采用直排排样方式，因为制件双向弯曲，只能采用中间载体拍样形式，该排样形式能够满足制件成形的技术要求。经比较，决定采用直排排样。

排样图共有11个工位，如图3所示。

图3 排样图

第一工位：冲导正销孔；冲Φ6孔。

第二工位：拉凸包。

第三﹑四工位：冲工件外形。

第五工位：冲2×Φ7孔；冲M6螺纹底孔。

第六工位：导正让位。

第七工位：双向弯曲。

第八工位：导正让位

第九工位：校正弯曲。

第十﹑十一工位：中间载体冲裁，废料从孔中漏出，工件脱离载体，从模具右侧滑出。