焊片成形工藝與模具設(shè)計

熊保玉

（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程系，四川 廣元 628017）

焊片成形工藝與模具設(shè)計

熊保玉

（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程系，四川 廣元 628017）

針對連線片的圖形和產(chǎn)品特點，進行工藝分析、工藝方案的確定、排樣設(shè)計、模具主要零部件和模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，使模具材料的利用率提高，沖壓產(chǎn)品尺寸得到保證。

連線片；工藝分析；模具

現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展使連線片得到越來越廣泛的應(yīng)用，并對產(chǎn)品的精度要求越來越高。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要裝備，設(shè)計是否合理，對沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸質(zhì)量、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟效益影響很大。因此，研究連線片沖壓模具的設(shè)計，有利于提高連線片的各項技術(shù)指標(biāo)和模具設(shè)計效率。

1　工藝分析

連線片零件尺寸如圖1所示，材料為Q235，厚度為0.7mm，未注公差按GB/T1804，并且產(chǎn)品要求表面光滑，毛刺高度≤0.1mm，平面度≤0.3mm，從產(chǎn)品要大批量生產(chǎn)。

圖1　連線片零件尺寸

從產(chǎn)品尺寸中可以看出，該產(chǎn)品整體尺寸要求不高，但是形狀尺寸和表面精度要求高。根據(jù)產(chǎn)品工藝分析，該產(chǎn)品主要是沖孔和落料兩道工序完成。具體方案可分為三種：①采用單工序模沖壓加工成形，即：沖孔→落料或落料→沖孔；②采用復(fù)合模沖壓加工成形；③采用級進模沖壓加工成形。

通過比較分析，方案①由于采用單工序模，模具制造簡單，制造周期短，價格低，維修方便，生產(chǎn)率低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)，但生產(chǎn)通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)。方案②采用符合模生產(chǎn)效率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進模低，沖模的輪廓尺寸較小。但模具制造較復(fù)雜，制造精度要求高，成本高，調(diào)整維修較麻煩，使用壽命低。主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。方案③級進模具有操作安全的顯著特點，模具強度較高，壽命較長。使用級進模便于沖壓生產(chǎn)自動化，可以采用高速壓力機生產(chǎn)。級進模較難保證內(nèi)、外形相對位置的一致性。但級進模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型零件。根據(jù)零件的設(shè)計要求，以及上述三種方案的特點看來，決定采用第三種方案加工比較合理，生產(chǎn)效率高。

2　排樣設(shè)計

采用級進模進行沖壓成形的一個關(guān)鍵是材料的排樣設(shè)計，級進模排樣設(shè)計的合理與否直接影響材料的利用率和模具的整體結(jié)構(gòu)。通過對連線片產(chǎn)品尺寸和形狀的分析，確保產(chǎn)品精度、提高材料利用率、降低模具制造成本和提高生產(chǎn)效率等因素。我們對該產(chǎn)品的排樣進行了改進和優(yōu)化。我們采用單排3工位的排樣設(shè)計如圖2所示。該方案第一個工序是完成產(chǎn)品內(nèi)部兩個沖的沖孔工序；第二個工序空工位，為了提高模具的壽命；第三工序是產(chǎn)品的落料工序。產(chǎn)品的步距用側(cè)刃進行定距，確保步距的精度。

圖2　連線片排樣圖

3　模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

連線片的模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，設(shè)計特點如下：

（1）該模具結(jié)構(gòu)我們采用對角導(dǎo)柱模架，不但保證模具的導(dǎo)向精度和穩(wěn)定性，而且還保證了模具沖裁間隙的均勻性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（2）由于該連線片采用多工位級進模，條料的步距依靠側(cè)刃保證，條料的導(dǎo)向靠導(dǎo)料板來保證，這樣的定距和導(dǎo)向裝置條料可實現(xiàn)自動送料機構(gòu)進行送料，降低了條料送料誤差，大大提高沖壓生產(chǎn)效率。

（3）模具結(jié)構(gòu)中卸料裝置采用彈壓卸料進行卸料，卸料力的大小可以通過卸料螺釘和橡膠（彈簧）來調(diào)整，該卸料板不但可以實現(xiàn)卸料功能，同時還具有壓料功能，這樣就有力保證板料在沖壓過程的平面度，防止板料變形。產(chǎn)品通過下模的漏料孔取出。

（4）本模具中的工作零件（凸模、凹模）選用Cr12MoV，該材料耐磨性和硬度較高，確保凸、凹模具有較高壽命。在模具設(shè)計過程為了降低成本，以及方便后期拆裝和維修，凸模和模柄采用壓入式固定方式。

（5）整副模具的設(shè)計過程中遵循便于制造、維修、降低成本和易于實現(xiàn)自動化操作等原則。通過該產(chǎn)品的模具結(jié)構(gòu)分析，該結(jié)構(gòu)滿足上面的設(shè)計原則。

圖3　模具結(jié)構(gòu)

4　結(jié)語

連線片模具結(jié)構(gòu)，經(jīng)過實際的應(yīng)用，該結(jié)構(gòu)合理、簡單運行平穩(wěn)可靠。并且模具的設(shè)計周期短、成本低、制造和維修方便。保證了產(chǎn)品的精度要求，提高了材料的利用率和生產(chǎn)效率。該模具結(jié)構(gòu)是一副高效率、高質(zhì)量的模具，對其他類式產(chǎn)品的模具設(shè)計有很大的參考價值。

［1］金國松.往復(fù)桿沖壓模具改進設(shè)計［J］.模具工程，2011，（4）：63-65.

［2］熊保玉.電機定轉(zhuǎn)子成形工藝的改進與模具設(shè)計［J］.模具工業(yè)，2014，（112）：25-27.

［3］崔柏偉，鄧衛(wèi)國.電極定轉(zhuǎn)子鐵心雙排無廢料級進模設(shè)計［J］.微特電機，2014，（5）：71-74.

［4］劉蒙，劉延林.固定卡子多工位級進模設(shè)計［J］.模具制造，2003，（18）：19-22.

［5］楊曉光.電機轉(zhuǎn)子鐵芯級進模設(shè)計［J］.模具工業(yè)，2005，（1）：17-19.

［6］鐘毓斌.沖壓工藝與模具設(shè)計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

Welding sheet Forming Process and Mould Design

XIONG Bao-yu
（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Sichuan Vocational College of Information Technology，Guangyuan，Sichuan 628017，China）

According to characteristics of graph and product of connecting piece，this paper confirms processing analysis and plan and makes optimization design of mould to improve utilization rate of mould material and guarantee the size of products.

connecting piece；technique analysis；mould

TG642.0

A

2095-980X（2016）04-0065-02

2016-03-22

熊保玉（1980-），男，碩士，講師，主要研究方向：模具設(shè)計與制造、模具CAD/CAM、數(shù)控加工。