遼寧曙光汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司 (丹東 118001) 李偉軍
止推片是客車(chē)內(nèi)飾中的一個(gè)零件,材料為鋼板1.0/Q235-A,厚1.0mm。工件如圖1所示,形狀復(fù)雜,尺寸要求比較嚴(yán)格,有壓窩、沖孔、翻邊、落料等多道工序。
若采用單工序模具來(lái)沖壓此件,需要多個(gè)模具來(lái)完成,且效率極低。考慮零件批量及尺寸要求,決定采用多工位級(jí)進(jìn)模。
圖1 零件圖
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和尺寸要求,經(jīng)過(guò)分析比較,確定采用5步?jīng)_壓工序來(lái)完成此件,工序如圖2所示。其中在沖15mm×9mm的異形孔時(shí),考慮到凸、凹模的加工,模具裝配及維修等因素,將此孔分兩次沖出。
圖2 工序圖
工序1:沖導(dǎo)正孔、壓窩、側(cè)刃在條料邊緣上切出缺口。
工序2:沖φ4mm圓孔、沖異形孔的橫孔。
工序3:沖兩個(gè)φ4mm翻邊孔的底孔、沖異形孔的兩側(cè)豎孔。
工序4:對(duì)兩個(gè)圓孔和異形孔進(jìn)行翻邊。
工序5:落料。
模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。采用了浮動(dòng)送料,側(cè)刃粗定位,導(dǎo)正銷(xiāo)精定位的結(jié)構(gòu)方式,保證了止推片的沖壓質(zhì)量。
(1)卸料板6設(shè)計(jì)為彈性卸料板,沖壓時(shí),有足夠的作用力將條料壓住,使材料在三向張應(yīng)力作用下被沖裁,減小回彈,沖裁面光潔。在卸料板上還裝配了四個(gè)小導(dǎo)柱7,提高卸料板的穩(wěn)定性,保護(hù)細(xì)長(zhǎng)凸模,防止其折斷。
圖3 模具結(jié)構(gòu)圖
(2)在模具的定位系統(tǒng)中使用了凹式側(cè)刃,在相鄰兩次沖切間產(chǎn)生的毛刺位于凹入的缺口中,克服了平式側(cè)刃的不足。側(cè)刃的刃口長(zhǎng)度略大于送料進(jìn)距,以便導(dǎo)正銷(xiāo)伸入預(yù)沖孔時(shí),條料略向后退。
(3)根據(jù)零件的沖壓工序安排,條料在由右至左的送進(jìn)過(guò)程中,零件形狀由平面逐步過(guò)渡為立體,為確保條料的順利送進(jìn),模具上安裝了浮動(dòng)送料機(jī)構(gòu),浮動(dòng)擋料銷(xiāo)5為其核心元件,浮動(dòng)擋料銷(xiāo)頭部制有凹槽,為條料提供浮起和導(dǎo)向之功用。
(4)在凹模3上對(duì)稱地布置了四個(gè)支撐釘4,使卸料板的受力更均勻。在無(wú)支撐釘?shù)那闆r下,當(dāng)條料的前端剛進(jìn)入模具或條料的末端要離開(kāi)模具時(shí),卸料板會(huì)有一端與條料壓實(shí),另一段懸空,加重導(dǎo)柱、導(dǎo)套以及沖頭的磨損,影響模具的沖壓精度。在凹模上裝配支撐釘4,并將支撐釘凸出凹模上平面的高度調(diào)整為“料厚-0.05mm”,這樣當(dāng)條料進(jìn)入或離開(kāi)模具時(shí),卸料板懸空的部分會(huì)有支撐釘支撐,防止其傾斜。
(5)工作原理:條料自右端沿箭頭方向送進(jìn),由側(cè)刃定距,凸模16!凸模13分別完成沖導(dǎo)正孔、壓窩、沖翻邊底孔、翻邊。最后凸模12將沖件落掉。模具工作過(guò)程中,條料始終由浮動(dòng)擋料銷(xiāo)浮動(dòng)送料,每一工位都有導(dǎo)正銷(xiāo)精確定位。
(1)沖小孔凸模設(shè)計(jì):小孔凸模在頻繁的工作過(guò)程中極易折斷,更換亦較麻煩。為此設(shè)計(jì)成如圖4所示結(jié)構(gòu),將沖孔凸模1鑲到護(hù)套2內(nèi),通過(guò)護(hù)套固定在凸模固定板上;凸模1采用W6Mo5Cr4V2優(yōu)質(zhì)模具鋼,為節(jié)省材料,將凸模設(shè)計(jì)的比較短,通過(guò)頂銷(xiāo)3和螺塞4安裝到護(hù)套內(nèi)。
(2)導(dǎo)正銷(xiāo)設(shè)計(jì):導(dǎo)正銷(xiāo)為條料精確定位所用。導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正材料位置的方式有兩種,一種是直接導(dǎo)正,即利用沖件孔導(dǎo)正;另一種是間接導(dǎo)正,即被導(dǎo)正的孔是條料上另外設(shè)置的工藝孔。本模具中使用的是間接導(dǎo)正。導(dǎo)正銷(xiāo)結(jié)構(gòu)如圖5所示, 導(dǎo)正銷(xiāo)1與凸模固定板之間為間隙配合H7/h6,因?qū)дN(xiāo)較長(zhǎng),工作時(shí)剛性差,故讓其工作端與卸料板配合,增加其穩(wěn)定性。導(dǎo)正銷(xiāo)尾部用彈簧2壓住,當(dāng)條料進(jìn)給誤差較大,導(dǎo)正銷(xiāo)不能插入導(dǎo)正孔時(shí),導(dǎo)正銷(xiāo)頂壓彈簧而彈起,保證模具不受傷害。
圖4 沖孔凸模
圖5 導(dǎo)正銷(xiāo)
圖6 限位套
(3)限位套設(shè)計(jì):此限位套設(shè)計(jì)的特點(diǎn):使用一個(gè)限位套,通過(guò)其正裝和反裝分別使模具達(dá)到對(duì)模和存放狀態(tài)(見(jiàn)圖6)。每此使用模具時(shí),將限位套2正裝在下限位柱1上,對(duì)模時(shí)當(dāng)上限位柱3與限位套剛好接觸時(shí),對(duì)模結(jié)束,防止了對(duì)模過(guò)深而損壞模具。工作時(shí)將限位套放到支撐釘4上存放。在存放模具時(shí)將限位套反裝在下限位柱上而將上模座抬起,使卸料板不接觸凹模,確保卸料彈簧不會(huì)因長(zhǎng)期被壓縮而失效。
(4)翻孔凸、凹模設(shè)計(jì):翻孔凸、凹模如圖7所示,翻孔凸模工作部分為拋物線型,有光滑圓弧過(guò)渡,翻孔質(zhì)量良好。凹??讕_(tái)肩,控制凸緣高度,減少邊緣毛刺,避免直孔翻邊引起的邊緣不齊。
(5)浮動(dòng)頂料裝置:圖7b所示為浮動(dòng)頂料裝置,它既能頂料,又起導(dǎo)向作用。頂料銷(xiāo)凹槽與卸料板沉孔是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,若處理不當(dāng),材料不是被剪切,就是被翹曲。為避免出現(xiàn)上述情況,有關(guān)尺寸通常采用公式計(jì)算
式中,h1為頂料銷(xiāo)頭部高度(mm);d為頂料銷(xiāo)直徑(mm);H1為卸料板沉孔深度(mm);H2為頂料銷(xiāo)槽寬(mm);t為料厚(mm)。
圖7 翻孔凸、凹模
該模具正確地處理了各工序之間的沖壓關(guān)系,通過(guò)浮動(dòng)送料機(jī)構(gòu)將沖孔、壓窩、翻邊、落料等工序很好地結(jié)合到一起。經(jīng)試模、試生產(chǎn)和批量生產(chǎn),證明模具設(shè)計(jì)合理,效率高,操作方便,能夠滿足生產(chǎn)需要。