電視機(jī)背板后蓋自動(dòng)化沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)分析

魏禮松 解超

【摘要】本文以電視機(jī)背板后蓋為例，對(duì)自動(dòng)化沖壓成形工藝以及關(guān)鍵模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行介紹與分析，通過連桿式機(jī)器人進(jìn)行沖壓成形操作，并對(duì)沖床定位關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到了節(jié)約人工，簡(jiǎn)化操作步驟的目的，嚴(yán)格控制了裝模操作時(shí)間。同時(shí)，研究了整形、切邊、彎曲等模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，在提高零件外觀以及尺寸精度的同時(shí)，符合自動(dòng)化沖壓成形工藝快速定定位的要求，整套工藝以及模具設(shè)計(jì)方案符合生產(chǎn)需求，效果滿意。

【關(guān)鍵詞】電視機(jī)背板后蓋;沖壓成形;模具設(shè)計(jì)

在電視機(jī)背板后蓋生產(chǎn)過程中，應(yīng)用自動(dòng)化沖壓成形工藝并生產(chǎn)各個(gè)工序模具設(shè)計(jì)，能夠滿足自動(dòng)化沖壓對(duì)快速定位的要求。整套工藝方案以及模具結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足自動(dòng)化生產(chǎn)要求，使模具維修方便，生產(chǎn)效率理想，整套工藝方案能夠?yàn)榇笮土慵_壓工藝的安排以及自動(dòng)化模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供借鑒與參考。

1 自動(dòng)化沖壓成形工藝

電視機(jī)背板后蓋度多選用熱鍍鋅鋼板材料，零件幾字形上部為外觀件，對(duì)尺寸精度有較高要求，同時(shí)整體平面度需要滿足±0.3mm標(biāo)準(zhǔn)，以保證后續(xù)屏、LED燈條、膠框、膜片等零部件的裝機(jī)需求。在電視機(jī)背板后蓋自動(dòng)化沖壓成形過程中，采用自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)沖床與連桿式機(jī)器人抓取相結(jié)合的方式，設(shè)計(jì)零件成形工序?yàn)椋褐虚g區(qū)域凸包成形，考慮到零件以外觀件為主，故擦傷區(qū)域應(yīng)當(dāng)在展開尺寸邊緣外，各個(gè)角設(shè)置方便下一環(huán)節(jié)操作使用的定位孔。然后進(jìn)行平面整形以及部分切邊操作，再進(jìn)行切邊沖孔，對(duì)零件毛邊進(jìn)行壓實(shí)與翻孔，然后彎曲成形定位凸點(diǎn)。在此基礎(chǔ)之上，考慮到經(jīng)自動(dòng)化沖壓成形工藝加工所成形零件結(jié)構(gòu)為對(duì)碰裝配式，因此側(cè)面切邊必須確保平齊，各個(gè)角成形后再進(jìn)行切邊，最后鉚接并安裝鉚釘，完成整形操作。在整套工藝運(yùn)行期間，除嚴(yán)格按照送料步距進(jìn)行沖床排布以外，還必須確保設(shè)計(jì)過程中所有模具中心、沖床中心以及零件中心保持重合關(guān)系，以確保連桿式機(jī)器人抓取成形零件并往下一工序送料時(shí)定位的精準(zhǔn)與可靠。同時(shí)，各個(gè)操作工序下模應(yīng)當(dāng)對(duì)高度進(jìn)行嚴(yán)格控制，為機(jī)器人對(duì)沖壓件的抓取提供方便。沖壓成形各個(gè)環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生沖裁廢料利用皮帶進(jìn)行收集與統(tǒng)一處理。

2 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電視機(jī)背板后蓋自動(dòng)化沖壓成形工藝下模與沖床下臺(tái)面定位關(guān)系如下圖（見圖1）所示。下模座位置設(shè)置U形槽以及V形槽，數(shù)控銑加工，生產(chǎn)過程中的定位通過緊靠沖床臺(tái)面定位圓柱的方式實(shí)現(xiàn)，工件通過下模座U形槽夾緊，以滿足模具快速定位與裝夾的實(shí)際需求。

自動(dòng)化沖壓成形工藝中通過電磁鐵裝置吸取工件并利用連桿式機(jī)器人抓取，工件自一個(gè)工位抓取至另一工位上方后電磁鐵停止動(dòng)作，抓取零件依賴于自身重量掉落至指定工位。抓取過程中，機(jī)器人操作高度與模具模面間保持50.0mm距離，為了避免零件調(diào)動(dòng)時(shí)因該距離出現(xiàn)偏斜制定位置的問題，可在模具外定位塊設(shè)計(jì)中按照導(dǎo)向斜面尺寸設(shè)計(jì)值增加5.0mm余量，并增加R角導(dǎo)向，通過此種方式確保機(jī)器人所抓取零件下落定位的可靠性與準(zhǔn)確性。

在電視機(jī)背板后蓋自動(dòng)化沖壓成形過程中需要避免廢料出現(xiàn)上竄問題，因此需要將內(nèi)置頂出結(jié)構(gòu)增設(shè)于沖裁凸模內(nèi)，對(duì)于尺寸過小的凸模，刀口直線部分僅預(yù)留2個(gè)料厚，按照跳廢料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。

自動(dòng)化沖壓成形工藝操作期間，對(duì)模具零件平面度有±0.3mm的要求，因此需要對(duì)凸包整形工藝進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)其進(jìn)行半剪切整形處理，凸模進(jìn)入零件內(nèi)0.2mm，通過對(duì)材料施加局部壓力的方式冷作硬化，以抵消材料局部應(yīng)力問題。通過此種方式輕微擠壓材料，以抵消拉深操作中存在的應(yīng)力問題。

考慮到自動(dòng)化沖壓成形加工過程中對(duì)零件外形尺寸有較高要求，因此為了方便后續(xù)對(duì)零件展開尺寸的微調(diào)，需要沖裁切邊凸模，切邊凹模并制備為鑲件，將對(duì)廢料的切邊單段長(zhǎng)度嚴(yán)格控制在200.0mm范圍內(nèi)，為后續(xù)送料帶對(duì)廢料的收集提供方便。

經(jīng)自動(dòng)化沖壓成形加工所形成零件屬于電視機(jī)背板后蓋外觀件，對(duì)彎曲尺寸的精度要求高，因此模具設(shè)計(jì)中可以將彎曲凸凹模設(shè)計(jì)為可微調(diào)結(jié)構(gòu)形式，通過磨可調(diào)凸模，可調(diào)凹模以及可調(diào)連接襯套的方式，滿足彎曲間隙的調(diào)整需求。

3 結(jié)束語

在電視機(jī)背板后蓋自動(dòng)化沖壓成形工藝運(yùn)行期間，通過連桿式機(jī)器人進(jìn)行沖壓成形操作，并對(duì)沖床定位關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到了節(jié)約人工，簡(jiǎn)化操作步驟的目的，嚴(yán)格控制了裝模操作時(shí)間。同時(shí)，研究了整形、切邊、彎曲等模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，在提高零件外觀以及尺寸精度的同時(shí)，符合自動(dòng)化沖壓成形工藝快速定定位的要求，整套工藝以及模具設(shè)計(jì)方案符合生產(chǎn)需求，效果滿意。

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