工業(yè)生產(chǎn)中冷軋鋼板沖壓工藝及磨具設(shè)計(jì)

李金平

（江鈴汽車集團(tuán)奧威汽車零部件有限公司，江西 南昌 310000）

工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)十分重要，其決定產(chǎn)品使用的安全性，冷軋鋼板因其具有良好的深沖性，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中常用的材料，目前工業(yè)上使用的冷軋鋼板C含量已經(jīng)降低到200ppm，因此，此種材料可以應(yīng)用到深沖要求高的工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中。

1 研究基礎(chǔ)

因?yàn)楝F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中工序繁多，冷軋鋼板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的參數(shù)并不相同，所以無法一概而論，對此本文主要針對某個工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行分析，圖1為沖壓成型后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖。

圖1 沖壓成型后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

實(shí)例中某工業(yè)產(chǎn)品的改進(jìn)型定位零件的材料主要采用30冷軋鋼板，板厚度達(dá)1.5mm。其中在定位套U形彎曲處的側(cè)面各存在2個ф4mm孔，Ω形彎曲處的側(cè)面存在切舌，可以將其他零件部位縮緊。在該產(chǎn)品的原有工藝上，其要求在中間部分制造處一個ф4mm的定位孔，彎曲處角度要求直角，彎曲處內(nèi)角為傾角，在此要求上，其采用了單工序模成形工藝來開展工作，在工作記錄上可見，此項(xiàng)工藝存在模具數(shù)量多，中間工序定位困難、回彈大、部件相互干擾嚴(yán)重的現(xiàn)象，所以難以保障工作結(jié)果的質(zhì)量，因此需要對沖壓工藝進(jìn)行改進(jìn)，并重新進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。

2 實(shí)例沖壓工藝分析

2.1 沖壓要求

針對原有制造需求與工藝缺陷，實(shí)例定位套沖壓工藝首先要求改善之前的彎曲角、直角、切舌方向、彎曲方向不協(xié)調(diào)的問題，因?yàn)檫@些問題之下會造成部件之間的中度干擾[1]。其次針對U形彎曲，要求消除原有的彎曲回彈問題，同時要便于料的出入；針對Ω形彎曲，要避免沖件表面劃傷，彎曲角度失準(zhǔn)的現(xiàn)象[2]。

2.2 沖壓工藝實(shí)施

結(jié)合上述沖壓要求，開始實(shí)施定位套沖壓工藝，過程當(dāng)中首先采用了預(yù)彎再定性的方法，以此可以避免上述中部件協(xié)調(diào)問題，之后針對彎曲回彈、表面劃傷、彎曲角度失準(zhǔn)的問題，采用倒沖機(jī)來實(shí)現(xiàn)改善，同時針對具有卡扣作用的切舌，同樣采用倒沖機(jī)來構(gòu)建[3，4]。

3 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析內(nèi)容相對較多，但大體上可以分為排樣圖設(shè)計(jì)、模具裝配圖及主要零部件設(shè)計(jì)要點(diǎn)兩個部分，下文將對此兩個部分的具體內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1 排樣圖設(shè)計(jì)

排樣圖設(shè)計(jì)可以將其認(rèn)定為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，可以給之后的模具設(shè)計(jì)工作提供重要依據(jù)。在排樣圖設(shè)計(jì)當(dāng)中，要求能夠反映出各類沖件在模具當(dāng)中的沖制順序、沖擊內(nèi)容，同時要闡明材料利用率、沖壓加工參數(shù)、模具基本結(jié)構(gòu)等，在此基礎(chǔ)上，實(shí)例排樣圖設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，針對沖件工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)得出了排樣圖，具體如圖2所示。

圖2 實(shí)例設(shè)計(jì)排樣圖

圖3 模具裝配圖

根據(jù)圖2可見，其排樣圖當(dāng)中共有7個工位，1號工位中共含有1個ф4mm導(dǎo)正孔以及4個ф4mm孔、沖切外形；2號工位中共含有1個沖切外形、4個ф4mm導(dǎo)正孔；3號工位中共含有3個切舌；4號工位當(dāng)中共含有兩個外直角與相應(yīng)的兩個內(nèi)直角，工藝上主要先采用90°V的Ω形彎曲角來構(gòu)建外直角，之后通過預(yù)彎工藝將內(nèi)直角固定在135°，最終導(dǎo)正銷導(dǎo)正；5號工位共含有兩個Ω形彎曲內(nèi)直角，并導(dǎo)正銷導(dǎo)正；6號工位主要負(fù)責(zé)校形；7號工位主要負(fù)責(zé)切斷，并彎曲U形不穩(wěn)。在此7個工位當(dāng)中，本文認(rèn)為3、4、5、7是模具質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，必須要得到高度的重視。

3.2 模具裝配圖及主要零部件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在此部分，實(shí)例工程首先設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模具裝配圖，具體如圖3所示。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)方面共分4項(xiàng)即為：凸與凹模設(shè)計(jì)、倒沖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、卸料板設(shè)計(jì)、導(dǎo)正銷設(shè)計(jì)，下文將對此進(jìn)行逐一分析。

（1）凸與凹模設(shè)計(jì)。采用拼塊結(jié)構(gòu)來組成彎曲凹模，此舉可以方便之后的維護(hù)，之后采用螺釘將彎曲凹模固定在凹?？虍?dāng)中[5]。凸模主要采用Cr12MoV（冷作模具鋼）材料，該材料在經(jīng)過淬火、回火工藝之后，其硬度、強(qiáng)度、韌性都要超出傳統(tǒng)CR12（冷作模具鋼）許多，因此具有更高的應(yīng)用價值，實(shí)例當(dāng)中Cr12MoV的硬度為58～60HRC；在預(yù)彎凸模處，主要采用校正彎曲工藝來防止回彈現(xiàn)象；在導(dǎo)料板、凸模固定板、沖孔凸模處，主要采用拼塊結(jié)構(gòu)來進(jìn)行施工，此舉主要同樣有利于之后的維護(hù)工作[6]。

（2）倒沖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)前人研究了解到，倒沖機(jī)構(gòu)主要由壓桿、導(dǎo)套、活動壓桿、復(fù)位彈簧、杠桿、切舌凸模、固定架組成[7]。這些組成結(jié)構(gòu)在實(shí)例模具裝配圖均有涉及，因此滿足倒沖機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)當(dāng)中，實(shí)例要求左右杠桿的力度相等，將杠桿活動角度限定在10°以內(nèi)。

（3）卸料板設(shè)計(jì)。主要采用凸模固定板上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套來形成導(dǎo)向，導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間間距需要控制在凸與凹模間距的1/2左右。

（4）導(dǎo)正銷設(shè)計(jì)。主要以沖件中ф4mm定位孔為導(dǎo)正孔，使得凹模框、導(dǎo)料板、凸模固定板得到柔性導(dǎo)正銷，此舉可以有效的控制送料步距，同時防止零件偏移的現(xiàn)象。

4 結(jié)語

本文主要分析了工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中冷軋鋼板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)，本文結(jié)合了實(shí)例產(chǎn)品來開展工作。之后對實(shí)例定位套沖壓工藝進(jìn)行了闡述，了解其中沖壓要求、沖壓工藝實(shí)施步驟，最終研究了其中的模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)。