电器推动片级进模设计

2022-05-27唐育广

模具制造 2022年4期

唐育广

（贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳 550009）

1 制件分析

1.1 制件结构分析

图1所示为公司某型号电器的推动片制件，材料是0.8mm厚的不锈钢带。该推动片制件结构主要有两部分组装，一个是U型弯曲部分，其口部尺寸要求较高，后续产品组装轴；另外一个就是卷圆部分，尺寸要求较高，对应装配转轴零件，制件不能扭曲变形，否则无法装配。因此选择合适的冲压方式尤其关键。受制件结构的限制，很明显，该制件不适合采用复合模加工。可以选择的冲压模具有单工序模和级进模。如果采用单工序模加工，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，重复定位困难，导致生产效率低，生产周期长，成形尺寸不稳定。在前期的试制制件阶段，可以采用单工序模具完成小批量生产。然而，制件定型后，批量生产，对制件成形尺寸和质量状态一致性要求较高，产品交付周期短，此时再用单工序模加工显然是不合适的。为了克服单工序模重复定位难度大、效率低、尺寸不稳定等不足，必须使用级进模以适应制件的生产。

图1 推动片制件

1.2 制件成形工艺分析

制件材料0.8mm厚的不锈钢带12Cr18Ni9，材料毛坯状态是硬态。该制件结构不复杂，单工序模具比较简单。该产品订货上量后，单工序模具已不能满足生产的需要。该制件中的圆圈部分是成形的关键，卷圆结构常规的有以下几种结构。①图2及图3卷圆工艺方法对于本制件的模具结构将复杂化；②图4卷圆工艺方法是将头部预弯曲，同时材料局部逐渐变薄，再水平方向的推进卷圆成形，模具需要斜滑块结构，结构复杂；③图5卷圆工艺方法是在图4的基础上增加一道垂直弯曲，再在冲压方向进行卷圆成形，结构简单。对于成形圆圈尺寸可以方便地调整。最后选择了图5的成形工艺方法。

图2 卷圆工艺Ⅰ

图3 卷圆工艺Ⅱ

图4 卷圆工艺Ⅲ

图5 卷圆工艺Ⅳ

2 排样设计

该制件由于产品设计对制件的纹向有要求，所以，采用了45°斜排样的方式。为了制件冲压过程的稳定性，采用的是框架式整体带料方式，双导正销设计。对于U型弯曲都采用了分步（45°）弯曲成形方法。剪切废料采用了分步冲压接刀，简化凸模结构，方便加工。同时为了保证模具寿命及维修的要求，在下模板对刀口部分均采用的内镶块的设计。在弯曲成形的设计中，原则上不干涉，并保证模具寿命为前提，进行排布设计。总体设计排样如图6所示。

图6 排样图

3 模具结构设计

3.1 主要成形部分结构设计

（1）向上弯曲结构的设计。

该处弯曲成形是向上成形，常规整体凸模成形，这样凸模在弯曲成形后，后退过程中将与制件头部预弯处干涉，严重影响条料在模具中的稳定，造成质量和安全隐患等。现将凸模设计成分段状态，如图7所示。整个结构由传力凸模、成形凸模、顶块、浮料块、成形镶块等组装。传力凸模将冲压力传递给成形凸模，顶块是弯曲成形后将成形凸模顶起，便于条料在其下面顺利送进，浮料块将条料平稳抬起，方便送料。

图7 弯曲结构设计图

（2）卷圆弯曲结构设计。

该卷圆成形采用铰链式结构（见图8），成形镶块（凸模）用慢丝加工成形，并进行抛光处理，保证卷圆过程顺利且尺寸稳定。由于制件卷圆部分的宽度2mm，如果采用简单的图9所示结构成形，避免不了成形后的扭曲变形问题。该处结构设计关键的就是处理好这个扭曲变形问题，所以采用了图8结构，在制件2mm的宽度加0.03mm间隙，使制件在管位的槽内圈圆成形，可以有效的防止扭曲变形，保证制件的质量。

图8 防扭曲变形卷圆结构

图9 变形凸模结构

3.2 模具总体结构设计

模具总体结构如图10所示。

图10 模具总装图

采用标准3板模，整体设计遵从向下弯曲时弯曲凸模布置在上模固定板，向上弯曲时弯曲凸模布置在卸料板，各工位工作零件均以镶件形式布置在下模板中，便于模具的调试与维修。脱料弹簧选用ϕ30×50mm红色矩形弹簧，为了达到模具的平衡，弹簧布置采用对称放置；模架采用自制的滚珠外导柱导套组件。板内采用脱料板固定的中间滚珠导柱导套结构，首先保证板内零部件的精密导向及平稳性。为了保证模具的寿命，在模具主要工作部件如凹模、卸料板等采用DC53料；各类镶件等都采用进口模具钢材SKH-9，热处理64～62HRC，硬度高，寿命得以保证。