安裝支架成形工藝分析與模具設(shè)計

郭喜祿

（陜西烽火通信集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞 721006）

0 引言

Z形雙向彎曲件應(yīng)用廣泛，傳統(tǒng)生產(chǎn)方法是采用單工序模成形，工序分散，所需設(shè)備和人員多、勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)周期長、制造成本高，生產(chǎn)效率低?，F(xiàn)介紹1種Z形雙向彎曲件采用1副彎曲模成形，成形的零件質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高，可滿足大批量生產(chǎn)的需求。

1 零件結(jié)構(gòu)分析

圖1～圖3所示為某車型高度閥安裝支架，屬于典型的Z形彎曲件，零件的主要成形工序是彎曲和壓筋，有向上和向下2個方向的彎曲，Z形中間局部有高7.5 mm、寬48.8 mm、與彎曲線成76°夾角的加強(qiáng)筋。

零件材料為Q235，厚度為2.5 mm，抗拉強(qiáng)度σb為370～500 MPa,屈服強(qiáng)度σs為235 MPa，含碳量適中，綜合性能較好，用途廣泛。Q235屬于低碳鋼，沖壓性能接近于20#鋼，塑性較好，所需沖壓力較大，零件未注公差要求一般為GB/T 13914-2002，精度中等。零件2處彎曲均為110°，實際彎曲變形角為70°，零件成形回彈可控。

圖1 Z形零件一

圖2 Z形零件二

圖3 Z形零件三

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 模具結(jié)構(gòu)方案

方案1的模具結(jié)構(gòu)如圖4所示，待成形零件Z形部分面積大的一端放置在模具的托料板上，托料板上設(shè)置2個定位銷，利用零件上的孔對其進(jìn)行定位。零件成形過程：上模下行，Z形凸模與定位在托料板上的毛坯接觸并將其壓緊，上模繼續(xù)下行，毛坯開始彎曲成形，隨著凸模與凹模之間間隙的縮小，毛坯一邊向下運(yùn)動一邊向左運(yùn)動，上、下模合模后，凸模與凹模之間間隙為一個料厚，零件成形結(jié)束。

（1）由于毛坯開始變形時待成形零件上不需要彎曲變形的部位已經(jīng)發(fā)生了彎曲變形，毛坯在成形過程中向下運(yùn)動的阻力較大，毛坯沿運(yùn)動方向被拉長，隨著材料狀態(tài)的變化，成形的零件尺寸一致性較差。

（2）毛坯在模具中的放置應(yīng)保證模具合模方向（上下方向）與待成形零件中部的筋的方向平行，這導(dǎo)致彎曲線與水平面形成一定的夾角，所以凸模和凹模的成形面應(yīng)與水平面形成一定的夾角，增加加工成本。

方案2的模具結(jié)構(gòu)如圖5所示，待成形零件在模具中的位置是Z形彎曲角度(120°)的分中線沿合模方向放置。下模設(shè)置定位板對毛坯進(jìn)行定位。零件成形過程：模具合模Z形凸模與定位在下模上的毛坯接觸，繼續(xù)合模，毛坯開始彎曲成形，隨著凸模與凹模之間間隙的縮小，毛坯一邊向下運(yùn)動一邊向左或右運(yùn)動，完全合模后零件成形結(jié)束。方案2存在的問題與方案1類似。

圖4 模具結(jié)構(gòu)方案1

圖5 模具結(jié)構(gòu)方案2

方案3的模具結(jié)構(gòu)如圖6所示，待成形零件在模具中的位置是Z形彎曲的中間部分與水平面平行放置。毛坯沿上110°和下110°兩個方向彎曲，下凹模上設(shè)置定位板對毛坯進(jìn)行定位。零件成形過程：模具合模，上凸模向下運(yùn)動與定位在下活動凸模上的毛坯接觸，毛坯被壓緊，上模繼續(xù)向下運(yùn)動，毛坯沿110°方向向上彎曲。彎曲后上模繼續(xù)向下運(yùn)動，上凹模與毛坯相接觸沿110°方向向下彎曲，向下運(yùn)動一定距離后2個110°方向彎曲成形，下固定凸模與毛坯接觸，繼續(xù)向下運(yùn)動，模具合模到位，零件Z形中部寬48.8 mm、高7.5 mm的筋成形，整個零件成形結(jié)束。

圖6 模具結(jié)構(gòu)方案3

針對上述3種成形方案的比較，對于高度閥安裝支架采用方案3成形最合理。

2.2 模具結(jié)構(gòu)特點

固定板6與上模座1通過螺釘與圓柱銷固定連接，導(dǎo)柱7緊固在固定板6上，固定板加工有長方形孔將凹模9定位，通過螺釘將凹模9緊固在上模座上。壓板10通過限位螺釘3和矩形彈簧2與上模座1彈性定距連接。

活動凸模21、25與下模座17通過限位釘26連接在下模座上，活動凸模21由凹模15、右限位板16、后限位板19和固定凸模24構(gòu)成四周封閉的空間對其進(jìn)行定位；活動凸模25由凹模15、右限位板16、前限位板27和固定凸模24構(gòu)成四周封閉的空間對其進(jìn)行定位。

凸模的結(jié)構(gòu)如圖7所示，在未受外力時其下端面比凹模9高約5 mm，當(dāng)凸模12受到大于矩形彈簧2的彈力時，凹模9高于凸模12，直到壓板10與固定板6相接觸，凸模12與凹模9形成設(shè)定的高度差。

圖7 凸 模

在壓力機(jī)頂出器的作用下推動限位釘26向上運(yùn)動，繼而推動活動凸模21（見圖8）和25向上運(yùn)動，限位釘26的長度為有頂出力作用時頂起活動凸模21、25上端面高出凹模15約0.5～1.0 mm。當(dāng)施加在活動凸模21、25上端面外力大于頂出力時，活動凸模21、25向下運(yùn)動直至其下端面與下模座上表面接觸；活動凸模21、25的上端面與凹模15的上端面形成成形零件要求的高度差。

圖8 活動凸模21結(jié)構(gòu)

將毛坯放置在活動凸模21、25與凹模15的上端面，左端緊靠在定位板14的定位面上。在壓力機(jī)滑塊驅(qū)動下模具合模，當(dāng)凸模12下端面與毛坯上表面接觸，這時活動凸模21、25與凸模12同時對毛坯產(chǎn)生作用力，將其壓緊，使毛坯不能在模具內(nèi)移動。模具繼續(xù)合模，順序進(jìn)行向上110°和向下110°兩個方向彎曲，Z形中部寬48.8 mm、高7.5 mm的筋成形，整個零件成形結(jié)束。該模具成形的特點是不需要彎曲塑性變形的部位發(fā)生塑性變形，成形過程合理，成形零件尺寸穩(wěn)定。

3 結(jié)束語

設(shè)計的模具一次試模成功，模具成形的零件尺寸符合圖紙要求，批量生產(chǎn)后，零件成形質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。