電器推動(dòng)片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

唐育廣

（貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽 550009）

1 制件分析

1.1 制件結(jié)構(gòu)分析

圖1所示為公司某型號(hào)電器的推動(dòng)片制件，材料是0.8mm厚的不銹鋼帶。該推動(dòng)片制件結(jié)構(gòu)主要有兩部分組裝，一個(gè)是U型彎曲部分，其口部尺寸要求較高，后續(xù)產(chǎn)品組裝軸；另外一個(gè)就是卷圓部分，尺寸要求較高，對(duì)應(yīng)裝配轉(zhuǎn)軸零件，制件不能扭曲變形，否則無法裝配。因此選擇合適的沖壓方式尤其關(guān)鍵。受制件結(jié)構(gòu)的限制，很明顯，該制件不適合采用復(fù)合模加工。可以選擇的沖壓模具有單工序模和級(jí)進(jìn)模。如果采用單工序模加工，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，重復(fù)定位困難，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成形尺寸不穩(wěn)定。在前期的試制制件階段，可以采用單工序模具完成小批量生產(chǎn)。然而，制件定型后，批量生產(chǎn)，對(duì)制件成形尺寸和質(zhì)量狀態(tài)一致性要求較高，產(chǎn)品交付周期短，此時(shí)再用單工序模加工顯然是不合適的。為了克服單工序模重復(fù)定位難度大、效率低、尺寸不穩(wěn)定等不足，必須使用級(jí)進(jìn)模以適應(yīng)制件的生產(chǎn)。

圖1 推動(dòng)片制件

1.2 制件成形工藝分析

制件材料0.8mm厚的不銹鋼帶12Cr18Ni9，材料毛坯狀態(tài)是硬態(tài)。該制件結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，單工序模具比較簡(jiǎn)單。該產(chǎn)品訂貨上量后，單工序模具已不能滿足生產(chǎn)的需要。該制件中的圓圈部分是成形的關(guān)鍵，卷圓結(jié)構(gòu)常規(guī)的有以下幾種結(jié)構(gòu)。①圖2及圖3卷圓工藝方法對(duì)于本制件的模具結(jié)構(gòu)將復(fù)雜化；②圖4卷圓工藝方法是將頭部預(yù)彎曲，同時(shí)材料局部逐漸變薄，再水平方向的推進(jìn)卷圓成形，模具需要斜滑塊結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；③圖5卷圓工藝方法是在圖4的基礎(chǔ)上增加一道垂直彎曲，再在沖壓方向進(jìn)行卷圓成形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。對(duì)于成形圓圈尺寸可以方便地調(diào)整。最后選擇了圖5的成形工藝方法。

圖2 卷圓工藝Ⅰ

圖3 卷圓工藝Ⅱ

圖4 卷圓工藝Ⅲ

圖5 卷圓工藝Ⅳ

2 排樣設(shè)計(jì)

該制件由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)制件的紋向有要求，所以，采用了45°斜排樣的方式。為了制件沖壓過程的穩(wěn)定性，采用的是框架式整體帶料方式，雙導(dǎo)正銷設(shè)計(jì)。對(duì)于U型彎曲都采用了分步（45°）彎曲成形方法。剪切廢料采用了分步?jīng)_壓接刀，簡(jiǎn)化凸模結(jié)構(gòu)，方便加工。同時(shí)為了保證模具壽命及維修的要求，在下模板對(duì)刀口部分均采用的內(nèi)鑲塊的設(shè)計(jì)。在彎曲成形的設(shè)計(jì)中，原則上不干涉，并保證模具壽命為前提，進(jìn)行排布設(shè)計(jì)。總體設(shè)計(jì)排樣如圖6所示。

圖6 排樣圖

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 主要成形部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）向上彎曲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

該處彎曲成形是向上成形，常規(guī)整體凸模成形，這樣凸模在彎曲成形后，后退過程中將與制件頭部預(yù)彎處干涉，嚴(yán)重影響條料在模具中的穩(wěn)定，造成質(zhì)量和安全隱患等?，F(xiàn)將凸模設(shè)計(jì)成分段狀態(tài)，如圖7所示。整個(gè)結(jié)構(gòu)由傳力凸模、成形凸模、頂塊、浮料塊、成形鑲塊等組裝。傳力凸模將沖壓力傳遞給成形凸模，頂塊是彎曲成形后將成形凸模頂起，便于條料在其下面順利送進(jìn)，浮料塊將條料平穩(wěn)抬起，方便送料。

圖7 彎曲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

（2）卷圓彎曲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

該卷圓成形采用鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)（見圖8），成形鑲塊（凸模）用慢絲加工成形，并進(jìn)行拋光處理，保證卷圓過程順利且尺寸穩(wěn)定。由于制件卷圓部分的寬度2mm，如果采用簡(jiǎn)單的圖9所示結(jié)構(gòu)成形，避免不了成形后的扭曲變形問題。該處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵的就是處理好這個(gè)扭曲變形問題，所以采用了圖8結(jié)構(gòu)，在制件2mm的寬度加0.03mm間隙，使制件在管位的槽內(nèi)圈圓成形，可以有效的防止扭曲變形，保證制件的質(zhì)量。

圖8 防扭曲變形卷圓結(jié)構(gòu)

圖9 變形凸模結(jié)構(gòu)

3.2 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具總體結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 模具總裝圖

采用標(biāo)準(zhǔn)3板模，整體設(shè)計(jì)遵從向下彎曲時(shí)彎曲凸模布置在上模固定板，向上彎曲時(shí)彎曲凸模布置在卸料板，各工位工作零件均以鑲件形式布置在下模板中，便于模具的調(diào)試與維修。脫料彈簧選用?30×50mm紅色矩形彈簧，為了達(dá)到模具的平衡，彈簧布置采用對(duì)稱放置；模架采用自制的滾珠外導(dǎo)柱導(dǎo)套組件。板內(nèi)采用脫料板固定的中間滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，首先保證板內(nèi)零部件的精密導(dǎo)向及平穩(wěn)性。為了保證模具的壽命，在模具主要工作部件如凹模、卸料板等采用DC53料；各類鑲件等都采用進(jìn)口模具鋼材SKH-9，熱處理64～62HRC，硬度高，壽命得以保證。

4 結(jié)束語

本文針對(duì)小型精密制件的沖壓及各種彎曲成形結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，特別是防止扭曲變形模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是本案的亮點(diǎn)，對(duì)同類制件的模具設(shè)計(jì)具有實(shí)際參考價(jià)值。