接觸片多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)

俞蓓

（安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系，安徽蕪湖241002）

接觸片多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)

俞蓓

（安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系，安徽蕪湖241002）

對某家用電器上的接觸片進(jìn)行零件工藝分析，通過沖壓工藝方案對比確定采用多工位級進(jìn)模生產(chǎn)。隨后，從零件排樣分析、多工位布置情況、模具主要零部件凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、送料方式確定、卸料裝置設(shè)計(jì)、自動出料設(shè)置等方面詳細(xì)介紹了接觸片級進(jìn)模的設(shè)計(jì)情況，為此類小零件級進(jìn)模設(shè)計(jì)提供了一定的參考價值。

多工位；級進(jìn)模；排樣；設(shè)計(jì)

選用零件為某家用電器上的接觸片，材料為10號鋼，料厚為1.5 mm，零件未注公差等級為IT14，生產(chǎn)100萬件/年。零件總體尺寸不大，形狀較簡單，兩端不對稱，需沖制Ф12及Ф5小孔各1個，零件需進(jìn)行90°彎曲，材質(zhì)易彎曲。根據(jù)中性層不變原則［1］，對零件進(jìn)行展開尺寸計(jì)算，零件圖及展開尺寸見圖1。

圖1　零件圖

1　沖壓工藝方案對比分析

該零件的沖壓主要可以采用單工序模、復(fù)合模+彎曲模、多工位級進(jìn)模等沖壓工藝［2］，其分析對比見表1。綜合考慮零件的生產(chǎn)批量、加工精度要求及生產(chǎn)效率等因素，采用模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模具成本較高的多工位級進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。

表1　3種工藝的對比

2　零件排樣分析

零件形狀基本規(guī)則、簡單，結(jié)合材料利用效率，充分考慮到零件沖裁時沖壓力及彎曲時側(cè)向力的相互抵消，為減小沖壓力，選擇雙排中的對頭雙排方式進(jìn)行沖壓，見圖2。

圖2　零件排樣示意圖

查相關(guān)模具設(shè)計(jì)資料［3］，取得零件的搭邊值 a= 1.0 mm，從而確定零件步距s=22 mm，計(jì)算得出條料寬度為82.5 mm。具體排樣工位圖詳見圖3。

圖3　多工位排樣圖

第①工位：沖Ф5、2-Ф6工藝孔（沖制的小孔均是供條料后續(xù)導(dǎo)正使用的導(dǎo)正孔）；第②工位：沖2-Ф5零件結(jié)構(gòu)小孔；第③工位：采用切接方式?jīng)_零件R10的左半部分外輪廓圓弧段；第④工位：沖零件R10的右半部分外輪廓圓弧段；第⑤工位：采取矩形小凸模沖切零件側(cè)邊部分；第⑥工位：采取矩形凸模繼續(xù)沖切零件側(cè)邊“L”形部分（避免使用整體凸模時受沖裁力影響導(dǎo)致凸模小端尺寸位置頻繁磨損、更換，故⑤、⑥工位使用兩個分開的規(guī)則矩形凸模進(jìn)行沖切，降低凸模制造成本，減少后續(xù)修磨工時）；第⑦工位：沖2-Ф12零件的結(jié)構(gòu)大孔（零件即將進(jìn)行彎曲，此時需在Ф6導(dǎo)正孔位置將零件Ф12結(jié)構(gòu)孔完全沖出，避免彎曲結(jié)束該孔不易沖制）；第⑧工位：空工位（此工位若進(jìn)行彎曲，則彎曲凸、凹模與第⑦工位的沖孔凸、凹模將發(fā)生強(qiáng)度干涉）；第⑨工位：彎曲零件外側(cè)面（該對頭排樣方式下，彎曲時的側(cè)向力抵消）；第⑩工位：空工位（布置原理如第⑧工位）；第11工位：沖掉零件中間載體，實(shí)現(xiàn)“一分為二”的沖切，零件完成。

3　模具主要零部件及相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1凸模設(shè)計(jì)

根據(jù)該模具沖壓特點(diǎn)，綜合考慮修磨刃口及制造成本等因素，凸模采用了多種固定方式［4］。第①、②工位處沖Ф5、Ф6小孔的凸模尾部采用螺紋，用螺母將其固定在固定板中，留有一定的刃磨量，方便刃口磨損后的修磨，見圖4 A處。第③、④工位處沖裁零件大端外形，第⑥工位處沖切零件“L”形側(cè)邊的矩形凸模，第⑨工位處彎曲凸模，這三處均為異形凸模，采用直通式結(jié)構(gòu)，側(cè)面開切槽，利用小壓板插入安裝固定，見圖4 B處。第⑤工位處為狹長矩形小凸模，該處沖裁凸模易磨損，需充分考慮刃磨及更換，故采用絲堵固定，見圖4 C處。第⑦工位處為沖Ф12的大孔凸模，結(jié)合其他凸模的安裝固定方式，此處采用螺釘直接連接凸模固定端的方式，見圖4 D處。

此模具凸模設(shè)計(jì)充分考慮了凸模高度可調(diào)整，以此滿足加工中凸模高度的一致性。同時，由于小凸模相對壽命較短、易磨損，故對其及時更換、刃磨或維修也做了全面的考慮。

3.2凹模設(shè)計(jì)

該模具所有沖壓處凹模均采用冷作模具用鋼SKD11的直壁套類結(jié)構(gòu)，這樣可以確保刃口強(qiáng)度（圖4）。此外，直壁結(jié)構(gòu)便于凹模加工、修磨及更換，使得模具加工更加經(jīng)濟(jì)。

3.3送料方式設(shè)計(jì)

采用導(dǎo)料板對條料進(jìn)行導(dǎo)向送進(jìn)，條料寬度與導(dǎo)料板間雙邊間隙約為0.05 mm，可以實(shí)現(xiàn)粗定位。利用導(dǎo)正銷對條料兩側(cè)及中間沖出的2個直徑為6 mm、1個直徑為5 mm的小孔進(jìn)行精定位。為了避免沖壓過程中條料被包吸在凸模上或是沖裁之后產(chǎn)生的毛刺影響條料正確送進(jìn)［5］，增加抬料釘，兼起導(dǎo)料及浮頂器作用。這種導(dǎo)料板、導(dǎo)正銷與抬料釘組合的結(jié)構(gòu)形式不但為送料提供了必要條件，同時為保護(hù)凸模、修磨凹模刃口等提供了便捷。

圖4　模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

3.4卸料裝置設(shè)計(jì)

模具采用彈壓式卸料，為方便卸料板上各個凸模的安裝及卸料板的制作，將卸料板做成上下兩塊，利用螺紋固定。上塊為45鋼（25 mm厚），凸模穿過位置均為過孔放空；下塊為Cr12MoV合金工具鋼（8 mm厚），與所有凸模進(jìn)行雙邊間隙0.02 mm配合。卸料零件設(shè)計(jì)見圖5。為保證卸料板安裝的平面度要求，將卸料螺釘外側(cè)加裝兩段長度不同的卸料板套管，較短段卸料套管方便拆卸同磨；卸料彈簧的安裝采用固定座等組件進(jìn)行預(yù)壓，確保各組卸料彈簧等高。

3.5便捷的自動出料設(shè)計(jì)

模具采用將一塊光滑板料起一定角度斜靠在出料處，這樣最后載體沖切之后零件會沿著該滑板自動滑下并收集于零件收納盒中。這種簡單便捷的落料方式可以避免人工取件費(fèi)工費(fèi)時的缺點(diǎn)，同時也提高了級進(jìn)模自動生產(chǎn)的效率。

圖5　卸料零件設(shè)計(jì)圖

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總裝圖見圖6。

圖6　接觸片級進(jìn)模總裝圖

4　結(jié)語

沖壓生產(chǎn)廣泛應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)各個領(lǐng)域，多工位級進(jìn)模以其定位精確、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)對形狀相對復(fù)雜、工序數(shù)量較多的小尺寸零件生產(chǎn)相對有利。未來，如果能夠進(jìn)一步簡化級進(jìn)模結(jié)構(gòu)，降低模具制造成本，推行級進(jìn)模零件標(biāo)準(zhǔn)化等［6］，那么對于批量不大的多工序小零件生產(chǎn)，級進(jìn)模不失為一個好的選擇。

［1］楊玉英，崔令江.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)師手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：356-362.

［2］范玉，范佳琦，黃繼戰(zhàn).音響蓋板精密級進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2015（9）：254-256.

［3］陳炎嗣.多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造［M］.2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014：84-87.

［4］洪慎章，金龍建.多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010：44-62.

［5］張志民，盧海濤，石曉東，等.卡箍多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)［J］.模具制造，2015（9）：16-19.

［6］劉占軍，王鐵麗，吳鋼，等.安裝座多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)［J］.模具工業(yè)，2007（8）：31-33.

【責(zé)任編輯 黃艷芹】

Design of Multi-position Progressive Die for Contact Piece

YU Bei
（Department of Mechanical Engineering，Anhui Technical College of Mechanical and Electrical Engineering，Wuhu 241002，China）

This thesis did a part process analysis on contact pieces of certain household appliances，and，on the basis of the contrast between stamping process plans，it adoptedmulti-position progressive die production.It，furthermore，elaborated on the design of progressive die for contact pieces from such aspects as part layout analysis，multi-station arrangement，convex and concave mold design of the main components，the determination of feeding modes，the design of dumping device and the setting of automatically discharging.This study provided some reference for the design of progressive die for small parts.

multi-position；progressive die；layout；design

TG386.42

A

2095-7726（2016）09-0041-04

2016-04-08

2014年安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目（2014jxtd098）

俞蓓（1984-），女，安徽蕪湖人，講師，碩士，研究方向：模具設(shè)計(jì)與制造。