一種“Z”形壓彎的級進(jìn)模設(shè)計(jì)

趙成寅

(貴州振華群英電器有限公司，貴州貴陽，550018)

1 引言

繼電器中有一個重要壓彎件，是一種彎曲邊長h<2.5倍材料厚度t的“Z”形壓彎件，其最小彎曲邊長h很小，幾乎等于材料厚度t，h=t=1.2mm，如圖1所示。依照模具設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，通常采取的切斷模結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示，壓彎件通過加長部分的兩個孔進(jìn)行定位，卸料板完全避開壓彎件的壓彎處，壓料部分長度≈0.8～0.9mm，沖壓時首先卸料板進(jìn)行壓料但是僅僅只壓住一小部分壓彎件，然后切斷凸模下行，對壓彎件加大的彎邊部分進(jìn)行切斷，切斷后壓彎件留在凹模上，由操作者手動卸料。經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，這樣方式的切斷，壓彎件會出現(xiàn)切斷圓角面較大，角度發(fā)生變化等缺陷，如圖3所示。

圖1 壓彎制件簡圖及加長h后的制件簡圖

圖2 優(yōu)化前切斷模的結(jié)構(gòu)簡圖

2 模具結(jié)構(gòu)

優(yōu)化設(shè)計(jì)的切斷模結(jié)構(gòu)簡圖如圖4所示，切斷模主要由切斷凸模、卸料板墊板、卸料板、凹模、定位釘組成。與優(yōu)化前的結(jié)構(gòu)相比，壓彎件沿X軸鏡像之后進(jìn)行切斷，通過加高部分的兩個孔定位，然后進(jìn)行切斷。壓彎件沿X軸鏡像之后進(jìn)行切斷為模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，因?yàn)檫@樣設(shè)計(jì)時，凹模、卸料板上的角度可以設(shè)計(jì)得和壓彎件最終角度尺寸一致，卸料板先進(jìn)行壓料，切斷凸模繼續(xù)下行對壓彎件進(jìn)行切斷，然后模具閉合，卸料板及凹模一起作用對壓彎件進(jìn)行整形，即切斷整形，可解決壓彎件切斷圓角面較大及角度發(fā)生變化的問題。模具打開，壓彎件切斷后在壓縮空氣的作用下可通過漏料型腔實(shí)現(xiàn)自動卸料。優(yōu)化后切斷模切斷的壓彎件如圖5所示，壓彎件輪廓清晰，切斷圓角面較小且角度相比切斷前未發(fā)生變化。

切斷前 切斷后

圖4 優(yōu)化設(shè)計(jì)切斷模結(jié)構(gòu)簡圖

圖5 優(yōu)化設(shè)計(jì)切斷模切斷的壓彎件在20倍顯微鏡下的局部投影圖

3 模具工作過程

如圖4所示的切斷模結(jié)構(gòu)簡圖，因其余部分為本行業(yè)內(nèi)熟知的知識，不做詳細(xì)繪制，需要說明卸料板上方是有持續(xù)的彈簧彈力。模具安裝在沖床上，沖床處于上死點(diǎn)時，操作者采用鑷子把壓彎后的壓彎件放入切斷模中的兩顆定位釘進(jìn)行定位；沖床滑塊下行，卸料板首先接觸壓彎件，卸料板在彈簧的作用下對壓彎件的兩條直邊進(jìn)行壓料，壓料壓住了與成型有關(guān)的兩條重要邊；滑塊繼續(xù)下行，切斷凸模伸出卸料板，對壓彎件加高部分進(jìn)行切斷；滑塊繼續(xù)下行至下死點(diǎn)即模具閉合時，卸料板及凹模同時作用，對壓彎件進(jìn)行整形；滑塊上行至上死點(diǎn)，完成一個工作循環(huán)，操作者采用鑷子把壓彎件加長部分從定位釘中取出，壓彎件從漏料型腔自動卸料，以此往復(fù)進(jìn)行下一個工作循環(huán)。

4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

用常規(guī)切斷模生產(chǎn)的壓彎件，切斷后壓彎件角度發(fā)生變化、切斷圓角面較大，這個是目前切斷模無法解決的難題，也是本次優(yōu)化設(shè)計(jì)的難點(diǎn)技術(shù)。針對這一條優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，優(yōu)化的目的就是切斷后的零件，角度不能發(fā)送變化、消除切斷圓角面。角度不能發(fā)送變化，思路則新增一個整形工步，且整形工步不能單獨(dú)存在，而是切斷時與整形設(shè)計(jì)為同一工步；消除切斷圓角面，思路則是切斷時必須進(jìn)行充分壓料。集合上述兩點(diǎn)思路，使該壓彎件按圖4的切斷方式進(jìn)行切斷，可達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的要求。

5 級進(jìn)模設(shè)計(jì)

因壓彎件處于研發(fā)階段時，壓彎件形狀、尺寸未定型，不適合級進(jìn)模生產(chǎn)，通常采用單工序模具進(jìn)行生產(chǎn)。單工序模具生產(chǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是模具設(shè)計(jì)制造成本低、周期短，能以最快的速度滿足研制需求；假如壓彎件形狀、尺寸要更改，單工序模具相應(yīng)更改也是很節(jié)約成本及時間的。但是單工序生產(chǎn)本身存在缺點(diǎn)是工序長、占用的設(shè)備多、工人的勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低，僅適合小批量的生產(chǎn)模式。隨著壓彎件研發(fā)定型，單工序不再適應(yīng)生產(chǎn)，因此需要一付級進(jìn)模來滿足生產(chǎn)需求。

通過對切斷整形模的原理進(jìn)行分析，切斷整形完全可以引出級進(jìn)模中。引入級進(jìn)模中最主要的優(yōu)點(diǎn)是可以消除定位釘?shù)亩ㄎ徽`差，進(jìn)一步提升零件質(zhì)量，還能極大提升生產(chǎn)效率。級進(jìn)模排樣圖如圖6所示，級進(jìn)模結(jié)構(gòu)如圖7所示，模具的主要工步有沖孔、切形、打扁、擠沉孔、一次壓彎、二次壓彎、切斷整形。其中，打扁工序是為了消除原材料厚度誤差在壓彎時產(chǎn)生的不穩(wěn)定因素；切斷整形則是級進(jìn)模中的關(guān)鍵，條料通過導(dǎo)頭精定位，切斷前加長的彎曲邊長在條料上始終保持位置精確，以至于切斷后壓彎件尺寸不會出現(xiàn)定位所產(chǎn)生的誤差。級進(jìn)模可用送料機(jī)進(jìn)行自動送料，壓彎件切斷后在壓縮空氣的作用下可自動卸料，整個生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)全自動生產(chǎn)。以上是該級進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其余通用部分是本行業(yè)熟知的知識，不再一一闡述。

圖6 級進(jìn)模排樣圖

1 底座；2 浮料釘；3 彈簧；4 螺塞；5 凹模墊板；6凹模；7限位柱；8快接頭 9限位柱；10凸模固定板；11 凸模墊板；12 上托；13 沖頭把；14 套管；15 墊圈；16螺釘；17 彈簧；18卸料板墊板；19 卸料板；20 打扁凸模；21 螺釘；22頂桿；23 頂桿；24/25 夾板；26內(nèi)導(dǎo)柱；27/28 內(nèi)導(dǎo)套；29側(cè)刃；30側(cè)刃鑲件；31側(cè)刃擋塊；32/33 切斷整形鑲件；34整形凸模；35/36 二次壓彎鑲件；37 二次壓彎凸模；38/39/40一次壓彎鑲件；41一次壓彎凸模；42導(dǎo)頭；43切形鑲件；44 切形凸模 45 切形凸模固定塊 46 修孔鑲件；47 修孔凸模 48 修孔凸模固定塊；49擠沉孔鑲件；50 擠沉孔凸模；51擠沉孔凸模墊板；52 沖預(yù)孔鑲件；53 切形凸模；54沖預(yù)孔凸模；55切形凸模固定塊；56/57 側(cè)面導(dǎo)板；58 沖導(dǎo)頭孔鑲件；59沖導(dǎo)頭孔凸模；60沖導(dǎo)頭孔凸模固定塊

6 結(jié)束語

對于彎曲邊長h<2.5倍材料厚度t的類似壓彎件，通過上述單工序模具或級進(jìn)模均能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，具體選擇小批量生產(chǎn)的單工序模具還是大批量生產(chǎn)的級進(jìn)模，由具體情況而定。該類壓彎件成型的關(guān)鍵是切斷、整形工步的集成，使生產(chǎn)出來的壓彎件質(zhì)量好，效率高。可為此類壓彎件成型工藝和模具設(shè)計(jì)提供借鑒。