空心合葉卷圓模具的技術(shù)改進

馮 勇

(重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械學(xué)院，重慶 401120)

空心合葉是微型汽車貨箱上的一個小型零件。如圖1所示，該零件長42.5 mm，寬38 mm，高12.75 mm，卷圓孔直徑φ8.5 mm，壓形角度135°，壓形高度2.5 mm。從該工件的形狀來看，該工件的難點在于卷圓或彎曲成形。如果采用先卷圓，后彎曲90°彎的工藝順序，受零件結(jié)構(gòu)限制，則不能滿足彎曲90°彎時彎曲件的直邊高度必須大于2 倍板料厚度(h ＞2t)的工藝條件，無法保證工件的彎曲質(zhì)量;并且，該工序彎曲模工作零件的工作部位為懸臂結(jié)構(gòu)，在彎曲時受到較高的側(cè)向壓力而影響模具壽命。所以，該零件只能采用先彎曲90°彎，然后再卷圓的工藝順序。空心合葉的沖壓工藝順序為:下料→壓彎(圖2(a))→卷圓→壓形→檢驗。

圖1 空心合葉零件圖

由于受到零件結(jié)構(gòu)的限制，卷圓成形時的效形成為該模具的設(shè)計難點。

1 卷圓模結(jié)構(gòu)及工作原理

圖2 所示的空心合葉卷圓模是一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制造的單工序卷圓模具。為了避免模具中出現(xiàn)懸臂結(jié)構(gòu)，模具采用活動式凹模鑲塊來對工件實施校形。模具的上模部分由帶有模柄的上模座10、用圓柱銷9 固定在上模座上的卷圓凸模8 組成，模具的下模部分由下模座1、用螺釘2 固定在下模座1 上的凹模座5、安裝在凹模座5 形孔內(nèi)的彈性滑塊4、設(shè)置在彈性滑塊4 中的用于彈頂彈性滑塊4 的彈簧3、以及設(shè)置在凹模座5 形槽內(nèi)的凹模鑲塊7 組成。模具工作時先把其固定在壓力機上，卷圓凸模8 上行時，將卷圓坯件放入凹模鑲塊7 和彈性滑塊4 之間的L 形槽中定位，卷圓凸模8 下行完成卷圓成形工作，同時將彈性滑塊4 壓下，卷圓凸模8回程，彈簧將彈性滑塊頂起復(fù)位，取出已卷圓成形的壓形坯件6，同時將下一個卷圓坯件放入模具進入下一個工作循環(huán)［1-2］。

圖2 空心合葉卷圓模

2 試生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及原因分析

2.1 試生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題

模具在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題是:卷圓成形后的壓形坯件6被卡在凹模中不易取出或凹模鑲塊7 產(chǎn)生錯位。

2.2 原因分析

如圖3 所示，卷圓成形后彈簧3 將彈性滑塊4 頂起復(fù)位，其高度與凹模座5 表面齊平;壓形坯件6 位于彈性滑塊4與凹模鑲塊7 之間的縫隙中，在正常情況下壓形坯件6 可以從凹模中取出，但遇到上道工序成形的卷圓坯件的預(yù)彎部分形狀不太規(guī)范時，成形后模具回程時壓形坯件6 與凹模鑲塊7 卡在一起，此時的壓形坯件6 與彈性滑塊4 之間的間隙很小，壓形坯件6 無法與凹模鑲塊脫離，這樣壓形坯件6 就被卡在凹模中不易取出了。另外，由于凹模鑲塊7 在凹模中沒有固定，有時在壓形坯件6 與凹模鑲塊7 被卡住時，會產(chǎn)生錯位。

圖3 卷圓后壓形坯件在凹模中的示意圖

3 模具結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進

3.1 空心合葉卷圓模結(jié)構(gòu)改進方案1

針對空心合葉卷圓模卷圓成形后的壓形坯件6 經(jīng)常被卡在凹模中不易取出的問題，在模具中增設(shè)了一個彈性滑移、導(dǎo)板復(fù)位機構(gòu)和一個凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)，有效地解決了凹模卡料的問題。

如圖4 所示，彈性滑移、導(dǎo)板復(fù)位機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu):在上模部分的卷圓凸模11 的左側(cè)設(shè)置一塊復(fù)位導(dǎo)板7，并用螺釘8 固定在卷圓凸模11 上;在下模具部分的彈簧滑座3 內(nèi)放入彈簧6 后再套上彈性滑塊4，將凹模座5 左邊的形孔加寬，并在形孔內(nèi)加工一個可放彈簧的彈簧孔，將彈簧14 放入彈簧孔后再把套有彈性滑塊4 的彈簧滑座3 放入凹模座5 的形孔內(nèi)，構(gòu)成彈性滑移、導(dǎo)板復(fù)位機構(gòu)。彈性滑移、導(dǎo)板復(fù)位機構(gòu)是這樣工作的:如圖5 所示，復(fù)位導(dǎo)板7 隨卷圓凸模11 下降插入凹模座5 的形孔內(nèi)推動彈性滑塊4 和彈簧滑座3 向左移動，并對卷圓坯件12 實施定位;卷圓凸模11 上行時將復(fù)位導(dǎo)板7 抽出凹模座5 的形孔，彈簧14 推動彈性滑塊4 和彈簧滑座3 向右移動回到初始位置。復(fù)位導(dǎo)板7 下行開始下一個循環(huán)。

如圖4 所示，凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu):將凹模鑲塊13 由平板形改為L 形;在凹模座5 左邊加工一個凹槽，在凹槽下面加工一個沉孔，在沉孔內(nèi)裝入彈頂銷釘15 后再把彈簧16 放在彈頂銷釘15 的下面，用螺釘將凹模座5 固定在下模座上，最后將凹模鑲塊13 放在凹模座5 的凹槽中構(gòu)成凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)。凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)是這樣工作的:卷圓凸模11 下行實施卷圓成形時，將凹模鑲塊13壓下;卷圓凸模11 上行時，彈簧16 通過彈頂銷釘15 將凹模鑲塊頂起。卷圓凸模11 下行開始下一個循環(huán)。

圖5 所示的空心合葉卷圓模是經(jīng)過次改進的空心合葉卷圓模。該模具是在原空心合葉卷圓模具的基礎(chǔ)上，對凹模座5 進行修改，并在卷圓凸模11 左側(cè)增設(shè)了一個復(fù)位導(dǎo)板7，在凹模座5 內(nèi)增加了彈簧滑座3 、彈性滑塊4、彈頂銷釘15、彈簧14、16 而構(gòu)成的模具。圖5 所示的空心合葉卷圓模具是這樣工作的:卷圓凸模11 上行將復(fù)位導(dǎo)板7 抽出凹模座5 的形孔，彈簧6 將彈性滑塊4 頂起復(fù)位，其高度與凹模座5 表面齊平;與此同時凹模座5 形孔內(nèi)的彈簧14 推動彈性滑塊4 和彈簧滑座3 向左移動，彈簧16 通過彈頂銷釘15將凹模鑲塊13 頂起，此時彈性滑塊4 與凹模鑲塊13 之間的間隙增大可順利地取出壓形坯件12 或放入卷圓坯件。復(fù)位導(dǎo)板7 隨卷圓凸模11 下降插入凹模座5 的形孔內(nèi)推動彈性滑塊4 和彈簧滑座3 向右移動對卷圓坯件實施定位;卷圓凸模11 繼續(xù)下行對卷圓坯件進行卷圓，同時卷圓成形時將凹模鑲塊13 壓下。卷圓成形結(jié)束后卷圓凸模11 回程開始下一個循環(huán)。

3.2 空心合葉卷圓模結(jié)構(gòu)改進方案2

經(jīng)過第1 次改進的空心合葉卷圓模雖然解決了卷圓成形后的壓形坯件經(jīng)常被卡在凹模中不易取出的問題，但存在著L 形凹模鑲塊13 的頂起高度不易調(diào)整的缺點?？招暮先~卷圓模的第2 次改進就是在第1 次改進的基礎(chǔ)上對凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)再次進行改進。如圖6 所示，修改后的凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)是在L 形凹模鑲塊13 底面加工2 個沉孔，在凹模座5 左邊的凹槽內(nèi)加工兩個螺紋孔，在L 形凹模鑲塊13 的沉孔內(nèi)裝入彈簧16 后，用卸料螺釘15 將L 形凹模鑲塊13 固定在凹模座5 的凹槽內(nèi)，構(gòu)成二次改進的凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)。如圖7 所示，凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)工作時，卷圓凸模11 下行，在卷圓成形時將凹模鑲塊13 壓下，卷圓凸模11 上行時彈簧16 將凹模鑲塊13 頂起，卷圓凸模11 下行開始下一個循環(huán)。

圖7 所示的空心合葉卷圓模是經(jīng)過第2 次改進的空心合葉卷圓模。該模具是在第1 次改進的空心合葉卷圓模具的基礎(chǔ)上對凹模座5 和凹模鑲塊13 進行再次修改，并將彈頂銷釘15 換成卸料螺釘15 后構(gòu)成的模具。

4 結(jié)束語

改進后的空心合葉卷圓模具用一個彈性滑移、導(dǎo)板復(fù)位機構(gòu)和一個凹模鑲塊彈頂升高機構(gòu)，解決了卷圓成形后的壓形坯件不易從模具中取出的問題，有效提高了模具的生產(chǎn)效率。

［1］王孝培.沖壓手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2004.

［2］夏巨諶.中國模具工程大典［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2007.