打火機(jī)防風(fēng)罩多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)

陳 勇

(江西旅游商貿(mào)職業(yè)學(xué)院，江西 南昌 330100)

1 引言

打火機(jī)防風(fēng)罩(見圖1)種類繁多，形狀各種各樣，但都具有一個共同特點(diǎn)，即是一個小型薄殼沖壓件，批量大，要求生產(chǎn)成本很低，生產(chǎn)效率很高，精度要求一般。

現(xiàn)通過對打火機(jī)防風(fēng)罩沖壓工藝及多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，有利于提高沖壓模具設(shè)計(jì)制造水平，降低生產(chǎn)成本，提高效率。

2 打火機(jī)防風(fēng)罩沖壓工藝性分析

本文設(shè)計(jì)的打火機(jī)防風(fēng)罩(見圖2)材料為Q235鋼帶，料厚0－3mm。零件特點(diǎn):尺寸小厚度薄，形狀對稱，較復(fù)雜，有四個窄縫形進(jìn)氣孔，以吸入助燃空氣，兩個沒有切斷的缺口，用以卡在打火機(jī)上，頂部是圓形的出火孔，和一個月牙形的窄縫，頂部形狀需要通過翻邊后彎曲合圍而成。側(cè)面有淺文字的壓印，制件精度要求不高，但要求外表面無劃痕，毛刺均位于內(nèi)側(cè)。

模具設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)是切斷以前要形成一個三面合圍的立體形狀，因此，條料在導(dǎo)料板中的自動輸送困難，按普通級進(jìn)模的設(shè)計(jì)無法既要自動送料，又要使零件自行落下。本文采用了獨(dú)特的彈性“托料板”設(shè)計(jì)，解決了這個問題。

3 排樣設(shè)計(jì)

排樣設(shè)計(jì)是級進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，具體反映了零件在整個沖壓過程中的工位設(shè)置和各工位間的相互關(guān)系、定位方式、材料利用率以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。針對零件的形狀及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，排樣計(jì)中考慮的主要問題有:工步順序選擇、條料定位方式選擇、分步?jīng)_孔及排樣優(yōu)化設(shè)計(jì)等，要做到既要保證順利成型，又要使模具工位數(shù)少，節(jié)約成本，保證模具強(qiáng)度。

主要采取了以下措施:

排樣設(shè)計(jì)時，首先獲得零件的展開圖(見圖3)，以此為根據(jù)確定條料的寬度，確定排樣形式。

確定工步(見圖4)，先切側(cè)刃，為后續(xù)工步提供定位，這個工步同時為零件壓印文字，然后沖四個窄縫形進(jìn)氣孔和兩個沒有切斷的缺口，由于這幾個部位尺寸小且距離近，采用幾個工步，錯開沖切。然后采用斜刃凸模沖切出外形輪廓，留下連接部位，接下來翻邊后彎曲成型，最后切斷。

圖3 排樣圖

圖4 工步圖

4 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

基于零件的特點(diǎn)，在級進(jìn)模設(shè)計(jì)在一些細(xì)節(jié)上，進(jìn)行了以下有針對性的設(shè)計(jì)，采用了以下設(shè)計(jì)思想:

(1)采用了獨(dú)特的彈性“托料板”設(shè)計(jì)，解決了自動送料，零件和沖孔廢料自行落下的問題。托料板安裝在下模，由導(dǎo)柱導(dǎo)向，彈簧托舉。模具工作時，上模的工作零件碰到條料的同時上模的固定板頂住托料板，連同條料一起下行，直至上、下模工作零件到達(dá)正確的相對位置，完成一次工作行程。導(dǎo)料板固定在托料板上，兼具卸料功能，導(dǎo)向空間高度較大，條料導(dǎo)料板中有較大的上下浮動空間。

(2)模具上下模工作零件均采用組合安裝的形式，方便加工、修理和更換。

(3)四個窄縫和兩個缺口分兩步?jīng)_切，每次切相間的孔，中間設(shè)空工步，加寬凸模的間距，以保證模具的強(qiáng)度。

(4)切輪廓凸模采用了斜刃設(shè)計(jì)，在模具行程正確的情況下，保證既要切出大部分輪廓，又要保證不被完全切斷，此處凹模內(nèi)設(shè)置了彈性反頂裝置，避免沖切時零件輪廓與搭邊形成一個角度，影響后續(xù)工步的正常進(jìn)行。

(5)翻邊和彎曲均采用向上變形的方式，不影響送料。

(6)沖孔廢料和工件均采用向下漏料的方式，方便沖壓操作。

(7)送料由小型自動空氣送料器送進(jìn)。該送料器精度較高，并且能與側(cè)刃協(xié)調(diào)配合，使用方便。

5 模具制造

防風(fēng)罩級進(jìn)模除了圓凸模外，所有工作零件、凸模固定板均采用線切割機(jī)床加工。上、下模工作零件較多，且對位置的要求嚴(yán)格，因此上、下模固定板在加工安裝孔時要確保位置度，而兩邊安裝孔形狀不同，因此無法實(shí)現(xiàn)疊合加工，在上、下模固定板上選擇相同位置的兩個垂直側(cè)面，進(jìn)行精確加工，作為線切割加工時的基準(zhǔn)，進(jìn)行線切割加工時應(yīng)精確找正。

切輪廓凹模內(nèi)的頂塊可以用加工凹模時線切割廢料經(jīng)過研磨后使用，不必重新下料。

由于防風(fēng)罩級進(jìn)模是分離工序與成型工序的組合，在合模時要求各個工位凸模和凹模應(yīng)處于正確的相對位置，所以對工作零件長度尺寸有嚴(yán)格要求，在加工中一定要保證長度尺寸，裝配完成后，需要用紙片試模，并修配模具工作零件，不能直接上機(jī)床試模。

同時在裝配時要注意保證托料板、彈性頂料塊等運(yùn)動靈活，不發(fā)生遲滯現(xiàn)象。

圖5 模具裝配圖

6 結(jié)束語

防風(fēng)罩級進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于生產(chǎn)成本低，要求沖壓加工快速而且用人工操作極少。由于工藝合理，模具結(jié)構(gòu)獨(dú)特，既滿足制件質(zhì)量要求，又提高了生產(chǎn)效率。級進(jìn)?？傮w結(jié)構(gòu)和排樣方案經(jīng)分析論證是合理正確的，模具結(jié)構(gòu)靈活、可靠，保證了制件外形尺寸要求，在調(diào)試、維修及更換模具零件時也比較方便，可為同類零件級進(jìn)模設(shè)計(jì)制造提供參考。

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