封裝蓋卷口零件連續(xù)模設(shè)計調(diào)整與維護(hù)

余喚春，高宏廷，何學(xué)勇，李海濤

1. 設(shè)計簡介

小型電子元器件組件普遍外形尺寸小，外觀質(zhì)量及精度要求嚴(yán)，產(chǎn)量極大，封裝蓋就屬于此類品種，針對上述特點(diǎn)開發(fā)高精密、一出三連續(xù)模進(jìn)行生產(chǎn)較為適合，一來可以提高材料利用率，二來可充分發(fā)揮機(jī)床效能，提高生產(chǎn)效率。但這種組件材料選用厚度為0.25mm不銹鋼帶，為使產(chǎn)品具備良好的強(qiáng)度及抗變形能力，同時便于后序組裝，特意將其口部設(shè)計成向內(nèi)翻卷成形，如圖1所示。

連續(xù)模沖壓生產(chǎn)當(dāng)中工序件要依靠條料作為載體進(jìn)行傳遞，通常在最后一個工位才安排將零件切離條料。而封裝蓋口部要向內(nèi)翻卷成形就必須先沿著法蘭根部半斷開，但拉深件又只能靠法蘭（余料環(huán)）充當(dāng)載體與條料連接，這就意味著零件從落料復(fù)位一直到出件都要牢牢卡緊在余料環(huán)中逐步進(jìn)行傳遞。沖壓時任何一個制件脫離載體掉落，都會造成模具損害，這樣模具對設(shè)計、加工、調(diào)整、維護(hù)都帶來了新的挑戰(zhàn)，尤其是在設(shè)計和調(diào)整上，有待克服問題較多，我廠付出了很大代價才完成了研發(fā)任務(wù)，現(xiàn)將我們的經(jīng)驗總結(jié)出來與廣大模具同仁共享，希望今后能為大家提供一些幫助。

圖 1

2. 國內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀

此種模具只在國內(nèi)個別企業(yè)中研發(fā)成功，但僅能夠做到一出一，由于考慮到一致性（互換性）要求將使模具加工難度進(jìn)一步加大，無法錯開位置逐排實現(xiàn)光電檢測等一系列困難，所以放棄了一出三工藝排樣方案，甚至連一出二方案也不采用，而其沖壓速度最快可提高到200次/mi n（實際沖壓速度為180次/min），與我廠模具生產(chǎn)效率相比低很多（我廠一出三連續(xù)模按規(guī)定沖速不低于100次/mi n，交驗時曾經(jīng)做過提速測試，已經(jīng)超過130次/mi n，由于裝配鉗工不愿再用昂貴模具冒著巨大風(fēng)險來做試驗，驗收方也不支持故提速測試沒繼續(xù)下去，到底還有多大提速空間也就不得而知。

3. 研發(fā)過程

（1）試驗與調(diào)研 按預(yù)想方案先設(shè)計加工一副試驗性質(zhì)01#、02#封裝蓋連續(xù)模進(jìn)行多次試沖驗證，再根據(jù)具體情況進(jìn)行局部調(diào)整修改，逐步摸索出有用的數(shù)據(jù)，優(yōu)化提煉出一些好的方案，最后推廣應(yīng)用到類似的幾副模具上。具體設(shè)計方案排樣如圖2所示，模具裝配如圖3所示。

6副模具（兩種）增加產(chǎn)值188萬元，保守估計5年內(nèi)產(chǎn)生社會效益至少擴(kuò)大10倍以上，如果模具維護(hù)良好，總壽命可達(dá)10年。

（2）論證過程 卷口成形時余料環(huán)可否充當(dāng)載體？論證的主要內(nèi)容：①論證依據(jù)：假如是過盈配合就一定能卡緊。②理論依據(jù)：只要控制好殼體零件沖切圓尺寸，以適當(dāng)方式擠壓余料環(huán)使其內(nèi)孔產(chǎn)生收縮變形。另外，至少保持零件卷口成形時，外徑不發(fā)生收縮就可以做到兩者過盈配合。③實踐依據(jù)：從試模情況來看，夾持力大小取決于壓邊凸筋高低寬窄、凹模內(nèi)腔形狀及表面粗糙度、切口大小、半斷開深度及零件大外圓變形量?？傊瑝哼呁菇钤礁?、凹模內(nèi)腔越大、底部R越小、表面粗糙度越低、切口圓直徑越小、半斷開深度越淺零件就卡得越緊，相反則越松弛。

圖 2

圖 3

（3）主要問題及解決 第一，最大難題就是零件脫落，由于材料厚度僅0.25mm，產(chǎn)品最大外圓高度尺寸為0.2mm，扁平制件要在條料上卡緊并運(yùn)送，一旦掉落，將會對模具造成比返廢料更為嚴(yán)重的危害。解決措施分兩步：其一，卷口成形始終不脫離條料，在卸料板鑲套或凹模型腔外周邊設(shè)置一圈0.1mm高凸筋，同步擠壓環(huán)形余料使其內(nèi)孔收縮卡緊產(chǎn)品，保證產(chǎn)品隨條料振蕩運(yùn)行而不至于脫落。當(dāng)然，卡緊力要調(diào)整適當(dāng)，太小產(chǎn)品會被頂落或振落，過大又會阻礙材料下行流動，增大卷口變形阻力，影響外圓尺寸，并且產(chǎn)品表面會留下印痕，破壞外觀。其二是安全措施，即設(shè)置下死點(diǎn)檢知器，一旦出現(xiàn)產(chǎn)品脫落的情況，機(jī)床可立即制動避免二次疊料。

第二，反拉深零件底部卷口前如果徹底切離法蘭邊就無法復(fù)位運(yùn)送至下道工位，解決辦法為：先留0.05mm厚度不完全切斷，送到卷邊工位后，順裂口強(qiáng)制挫斷并繼續(xù)下壓內(nèi)翻卷口，但始終不脫離余料圈。

第三，產(chǎn)品與環(huán)形余料刮蹭會產(chǎn)生絲狀廢屑影響表面質(zhì)量，尤其是初次卷口工位。解決辦法是在法蘭環(huán)根部R盡量小的前提下合理設(shè)置沖裁間隙避免產(chǎn)生虛毛刺，同時加設(shè)吹氣裝置。

第四，排氣孔位置調(diào)整。因排氣孔是拉深過程中由預(yù)孔自然變形形成，預(yù)孔位置決定了氣孔中心位置是否正確，不可能一次定準(zhǔn)確，試模時需要進(jìn)行調(diào)整，但要盡量避免板件報廢。最佳方案是模具采用鑲件式結(jié)構(gòu)，留有余地，便于今后修改。

第五，兩頭漏料孔最大距離超過機(jī)床板孔300mm長，解決辦法為：下模座底面加設(shè)滑板，將沖孔廢料導(dǎo)入臺板大孔排出。

第六，卷口凹模，導(dǎo)向套型腔很小，尺寸、形狀精度要求極高，材質(zhì)均為硬質(zhì)合金YG20C，不能切削加工，受磨頭制約坐標(biāo)磨床無能為力，考慮到強(qiáng)度因素也不宜拼合，只能采用電火花加工，而電火花機(jī)床加工精度滿足不了技術(shù)要求，我們經(jīng)過反復(fù)研討制定出如下工藝路線。第一步投毛坯，內(nèi)孔、外圓、端面粗磨見光，把外形加工周正。第二步電火花拉直搞平找正中心粗、精打型腔。第三步鉗工修光型腔。第四步坐標(biāo)磨以型腔搞正磨中孔。第五步精車研磨頭。第六步鉗工拋光研磨頭并配心軸插進(jìn)凹模中孔導(dǎo)正修研、拋光凹模型腔，保證同軸度、平行度、尺寸精度等要求。第七步穿心棒磨外圓，同軸度誤差小于0.005mm，第八步以外圓和型腔為基準(zhǔn)磨兩端面，保證型腔深度尺寸，總高尺寸及垂直度要求。第九步以外形為基準(zhǔn)曲線磨磨凸筋。第十步鉗工孔口倒R并拋光?？傊钥茖W(xué)合理的常規(guī)手段彌補(bǔ)了設(shè)備的不足，達(dá)到了互換性條件。

第七，沖預(yù)孔廢料堵塞。排氣預(yù)孔直徑約0.7mm，沙粒般大小，根據(jù)以往的經(jīng)驗，這種細(xì)小的圓形廢料最容易堵塞背口，加上條料上涂滿了拉深油，更容易粘接成團(tuán)，即使把背口開大也不管用。解決措施只能加高壓空氣吹，使凹模背口產(chǎn)生負(fù)壓，廢料就無法存留堆積，有效防止了細(xì)長凸模遭鐓壓而折斷。

（4）模具使用與維護(hù)重要守則 模具閉合高度要始終保持一致，并做好記錄以此作為調(diào)整的基準(zhǔn)。限位柱高度不能隨意變動。

以下關(guān)鍵模具零件高度尺寸應(yīng)保持不變，開刃、磨削后用淬火墊片墊回到原來高度：①一次拉深凸凹模鑲件。②二次拉深凸凹模鑲件。③整形凸凹模鑲件及頂桿。④半切斷凸凹模鑲件（很重要）。⑤一卷凸凹模及卸料板鑲套。⑥二卷凸凹模及卸料板鑲套。⑦半切斷凹模刃口每次倒鈍時R大小要與以前修研一致。

安全第一，下死點(diǎn)檢知器靈敏度調(diào)至5～6mm，嚴(yán)禁關(guān)停。吹氣管保持接通。拉深油供應(yīng)量控制在每4～5沖次一滴，嚴(yán)禁干沖。

4. 結(jié)語

模具設(shè)計要靈活應(yīng)變，針對不同情況應(yīng)當(dāng)采取不同措施給予解決。事先將整個運(yùn)行過程，包括模具動作控制、材料受力變形狀況等考慮清楚，再開始實施設(shè)計，即使是過去從來沒有搞過試驗性質(zhì)的試制模具，只要不違反設(shè)計原則，成功機(jī)會很大。