烤箱外壳模具设计

彭承意

（中山市技师学院 机电系， 广东 中山 528403）

1 制件结构分析

烤箱外壳如图1所示，外形尺寸为532 mm×305 mm×34 mm，材料为冷轧钢板，料厚为0.6 mm。制件口部有一整圈向内翻边且向内倾斜的结构，翻边圆角为R1.5 mm，斜角为60°，斜边长度为4.0 mm。制件上有10个φ4 mm的小孔，其中表面有4个，一个侧面有4个，另一个侧面有2个。制件三维结构如图2所示。

图1 烤箱外壳二维结构

图2 烤箱外壳三维结构

制件口部向内翻边的材料不能间断，是在拉深后再用1副模具对其口部材料进行翻边成形，因此成形该制件的难点在于口部向内翻边以及翻边后制件的脱模。

制件的外形尺寸较大，适合用单工序模成形，另需要落料、拉深、修边、冲孔、向内翻边、压斜等6道工序，其中落料件尺寸较大，用剪板机落料。为了防止拉深时成形制件起皱，应设置压边圈，因此在落料时应预留给压边圈压料的材料，落料尺寸为620 mm×390 mm，拉深和修边的模具结构简单不作介绍，重点叙述冲孔、向内翻边、压斜等模具结构[1-3]。

2 冲孔模结构

制件上共有10个小孔，为了确保圆度要求，将冲孔工序安排在拉深工序之后。为了保证10个小孔彼此之间的位置度，用1副模具同时冲10个小孔，其中侧面的小孔用滑块冲孔，为了确保滑块运行平稳，在滑块上安装导柱导套。上模卸料板尺寸较大，为了使卸料板运行平稳，同样也安装导柱导套，冲孔模下模如图3所示[4,5]，冲孔模结构如图4所示。

图3 冲孔模下模

图4 冲孔模结构

模具运行过程：开始冲孔前，将拉深后的工序件开口朝下，套在凹模板11上，工序件依靠自身重力进行定位。然后启动压力机，在上模下行过程中，卸料板15先压住工序件，上模继续下行，冲孔凸模14冲出制件上表面的孔；上模继续下行，斜楔5接触滑块8，并推动滑块8向模具中心运动，侧卸料板19将制件的侧面压在凹模板11的侧面，然后侧冲孔凸模20在制件的侧面冲出侧孔。当侧冲孔完成后，上模上升，在滑块弹簧3的作用下，侧滑块8进行复位。上模上升到极限位置后，取出制件，即可开始下一个生产周期。

3 向内翻边模结构

为了使制件口部实现向内翻边，设计了由斜楔带动内、外滑块进行翻边、脱模的结构，将上模斜楔设计成双斜面结构，如图5（a）所示，在下模中设置内、外两圈滑块，如图5（b）所示。

图5 斜楔与内外两圈滑块结构

外滑块呈“P”型，通过连杆与涨紧块相连，如图6（a）所示，内滑块呈“L”形，在内滑块的台阶上设置侧压块，用于将制件侧面压紧，内滑块在外滑块的连杆上滑动，如图6（b）所示。

图6 滑块结构

内、外滑块的高度不同，外滑块高，内滑块低，在上模下行过程中，上模斜楔先接触外滑块，再接触内滑块。因此外滑块先带动涨紧块张开，涨紧块呈“P”型，上半部分从制件内表面将制件涨紧、定位，然后内滑块再从制件侧面向模具中心运动，内滑块呈“L”型，内滑块上的压块先将制件压紧，然后内滑块的台阶与涨紧块的上半部分共同挤压制件，对制件进行翻边，模具结构如图7所示。

图7 翻边模结构

模具运行过程：冲压前侧压块9与涨紧块10处于复位状态，将拉深后的工序件13套在涨紧块10上，然后启动压力机。在上模下行过程中，上模压板14将工序件13压在涨紧块10的上表面；上模继续下行，上模斜楔7驱动外滑块5，向模具四周运动，外滑块5通过连杆4与涨紧块10连在一起，涨紧块10呈“P”型，当外滑块5先向四周运动时，带动涨紧块10的上半部分将工序件13从内表面涨紧、定位。上模继续向下运动，当斜楔7的竖直面与外滑块5接触时，外滑块5不再向四周运动，此时涨紧块10已将工序件13从内表面完全涨紧、定位。上模继续向下运动，斜楔7的内斜面接触内滑块6，将内滑块6向模具中心挤压，内滑块6呈“L”型，当内滑块6向模具中心靠拢时，侧压块9先将工序件13的侧面压紧，防止工序件侧面变形，内滑块6继续向模具中心靠拢，内滑块6的台阶将工序件13的口部向内翻边。当上模向上运动时，内滑块6、侧压块9在内滑块弹簧20和侧压块弹簧16的作用下进行复位，外滑块5在连杆弹簧21的作用下复位。取出制件后开始下一个生产周期[6,7]。

4 压斜模具结构

经过向内翻边后，工序件口部是水平的，还需要用压斜模具对工序件口部进行压斜，压斜模具的结构如图8所示。

图8 压斜模具结构

模具运行过程：冲压前，将工序件放在凹模4内，口部朝上。然后启动压力机，在上模下行过程中，上模压板11先接触工序件，上模弹簧12被压缩，当上模弹簧12的弹力+上模压板11的重力+推板5的重力之和大于下模弹簧15的弹力时，下模弹簧15被压缩，上模压板11将工序件往下压。当推板5与下模垫板3贴在一起时，上模压板11将工序件完全压到位，此时下模弹簧15不再被压缩。上模继续下行，在凸模6的作用下，将工序件口部往下压，使其倾斜。当上模向下运行到极限位置后，上模向上运动，在下模弹簧15的作用下，将成形制件推出[8,9]。

5 结束语

在该制件的冲压工艺中，关键是将制件口部向内翻边，为此设计了用1个斜楔同时带动2个滑块运动的模具结构，利用2个滑块斜面高度不同的特点，使内、外滑块先后产生运动，并带动涨紧块、侧压块运动。当外滑块带动涨紧块将制件涨紧、定位后，再由内滑块将制件口部向内进行翻边。经批量生产证明，模具的滑块结构稳定可靠，具有一定的参考作用。