烤箱外殼模具設(shè)計(jì)

彭承意

（中山市技師學(xué)院 機(jī)電系， 廣東 中山 528403）

1 制件結(jié)構(gòu)分析

烤箱外殼如圖1所示，外形尺寸為532 mm×305 mm×34 mm，材料為冷軋鋼板，料厚為0.6 mm。制件口部有一整圈向內(nèi)翻邊且向內(nèi)傾斜的結(jié)構(gòu)，翻邊圓角為R1.5 mm，斜角為60°，斜邊長(zhǎng)度為4.0 mm。制件上有10個(gè)φ4 mm的小孔，其中表面有4個(gè)，一個(gè)側(cè)面有4個(gè)，另一個(gè)側(cè)面有2個(gè)。制件三維結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 烤箱外殼二維結(jié)構(gòu)

圖2 烤箱外殼三維結(jié)構(gòu)

制件口部向內(nèi)翻邊的材料不能間斷，是在拉深后再用1副模具對(duì)其口部材料進(jìn)行翻邊成形，因此成形該制件的難點(diǎn)在于口部向內(nèi)翻邊以及翻邊后制件的脫模。

制件的外形尺寸較大，適合用單工序模成形，另需要落料、拉深、修邊、沖孔、向內(nèi)翻邊、壓斜等6道工序，其中落料件尺寸較大，用剪板機(jī)落料。為了防止拉深時(shí)成形制件起皺，應(yīng)設(shè)置壓邊圈，因此在落料時(shí)應(yīng)預(yù)留給壓邊圈壓料的材料，落料尺寸為620 mm×390 mm，拉深和修邊的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不作介紹，重點(diǎn)敘述沖孔、向內(nèi)翻邊、壓斜等模具結(jié)構(gòu)[1-3]。

2 沖孔模結(jié)構(gòu)

制件上共有10個(gè)小孔，為了確保圓度要求，將沖孔工序安排在拉深工序之后。為了保證10個(gè)小孔彼此之間的位置度，用1副模具同時(shí)沖10個(gè)小孔，其中側(cè)面的小孔用滑塊沖孔，為了確?；瑝K運(yùn)行平穩(wěn)，在滑塊上安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套。上模卸料板尺寸較大，為了使卸料板運(yùn)行平穩(wěn)，同樣也安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套，沖孔模下模如圖3所示[4,5]，沖孔模結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3 沖孔模下模

圖4 沖孔模結(jié)構(gòu)

模具運(yùn)行過(guò)程：開(kāi)始沖孔前，將拉深后的工序件開(kāi)口朝下，套在凹模板11上，工序件依靠自身重力進(jìn)行定位。然后啟動(dòng)壓力機(jī)，在上模下行過(guò)程中，卸料板15先壓住工序件，上模繼續(xù)下行，沖孔凸模14沖出制件上表面的孔；上模繼續(xù)下行，斜楔5接觸滑塊8，并推動(dòng)滑塊8向模具中心運(yùn)動(dòng)，側(cè)卸料板19將制件的側(cè)面壓在凹模板11的側(cè)面，然后側(cè)沖孔凸模20在制件的側(cè)面沖出側(cè)孔。當(dāng)側(cè)沖孔完成后，上模上升，在滑塊彈簧3的作用下，側(cè)滑塊8進(jìn)行復(fù)位。上模上升到極限位置后，取出制件，即可開(kāi)始下一個(gè)生產(chǎn)周期。

3 向內(nèi)翻邊模結(jié)構(gòu)

為了使制件口部實(shí)現(xiàn)向內(nèi)翻邊，設(shè)計(jì)了由斜楔帶動(dòng)內(nèi)、外滑塊進(jìn)行翻邊、脫模的結(jié)構(gòu)，將上模斜楔設(shè)計(jì)成雙斜面結(jié)構(gòu)，如圖5（a）所示，在下模中設(shè)置內(nèi)、外兩圈滑塊，如圖5（b）所示。

圖5 斜楔與內(nèi)外兩圈滑塊結(jié)構(gòu)

外滑塊呈“P”型，通過(guò)連桿與漲緊塊相連，如圖6（a）所示，內(nèi)滑塊呈“L”形，在內(nèi)滑塊的臺(tái)階上設(shè)置側(cè)壓塊，用于將制件側(cè)面壓緊，內(nèi)滑塊在外滑塊的連桿上滑動(dòng)，如圖6（b）所示。

圖6 滑塊結(jié)構(gòu)

內(nèi)、外滑塊的高度不同，外滑塊高，內(nèi)滑塊低，在上模下行過(guò)程中，上模斜楔先接觸外滑塊，再接觸內(nèi)滑塊。因此外滑塊先帶動(dòng)漲緊塊張開(kāi)，漲緊塊呈“P”型，上半部分從制件內(nèi)表面將制件漲緊、定位，然后內(nèi)滑塊再?gòu)闹萍?cè)面向模具中心運(yùn)動(dòng)，內(nèi)滑塊呈“L”型，內(nèi)滑塊上的壓塊先將制件壓緊，然后內(nèi)滑塊的臺(tái)階與漲緊塊的上半部分共同擠壓制件，對(duì)制件進(jìn)行翻邊，模具結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 翻邊模結(jié)構(gòu)

模具運(yùn)行過(guò)程：沖壓前側(cè)壓塊9與漲緊塊10處于復(fù)位狀態(tài)，將拉深后的工序件13套在漲緊塊10上，然后啟動(dòng)壓力機(jī)。在上模下行過(guò)程中，上模壓板14將工序件13壓在漲緊塊10的上表面；上模繼續(xù)下行，上模斜楔7驅(qū)動(dòng)外滑塊5，向模具四周運(yùn)動(dòng)，外滑塊5通過(guò)連桿4與漲緊塊10連在一起，漲緊塊10呈“P”型，當(dāng)外滑塊5先向四周運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)漲緊塊10的上半部分將工序件13從內(nèi)表面漲緊、定位。上模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)斜楔7的豎直面與外滑塊5接觸時(shí)，外滑塊5不再向四周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)漲緊塊10已將工序件13從內(nèi)表面完全漲緊、定位。上模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，斜楔7的內(nèi)斜面接觸內(nèi)滑塊6，將內(nèi)滑塊6向模具中心擠壓，內(nèi)滑塊6呈“L”型，當(dāng)內(nèi)滑塊6向模具中心靠攏時(shí)，側(cè)壓塊9先將工序件13的側(cè)面壓緊，防止工序件側(cè)面變形，內(nèi)滑塊6繼續(xù)向模具中心靠攏，內(nèi)滑塊6的臺(tái)階將工序件13的口部向內(nèi)翻邊。當(dāng)上模向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)滑塊6、側(cè)壓塊9在內(nèi)滑塊彈簧20和側(cè)壓塊彈簧16的作用下進(jìn)行復(fù)位，外滑塊5在連桿彈簧21的作用下復(fù)位。取出制件后開(kāi)始下一個(gè)生產(chǎn)周期[6,7]。

4 壓斜模具結(jié)構(gòu)

經(jīng)過(guò)向內(nèi)翻邊后，工序件口部是水平的，還需要用壓斜模具對(duì)工序件口部進(jìn)行壓斜，壓斜模具的結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 壓斜模具結(jié)構(gòu)

模具運(yùn)行過(guò)程：沖壓前，將工序件放在凹模4內(nèi)，口部朝上。然后啟動(dòng)壓力機(jī)，在上模下行過(guò)程中，上模壓板11先接觸工序件，上模彈簧12被壓縮，當(dāng)上模彈簧12的彈力+上模壓板11的重力+推板5的重力之和大于下模彈簧15的彈力時(shí)，下模彈簧15被壓縮，上模壓板11將工序件往下壓。當(dāng)推板5與下模墊板3貼在一起時(shí)，上模壓板11將工序件完全壓到位，此時(shí)下模彈簧15不再被壓縮。上模繼續(xù)下行，在凸模6的作用下，將工序件口部往下壓，使其傾斜。當(dāng)上模向下運(yùn)行到極限位置后，上模向上運(yùn)動(dòng)，在下模彈簧15的作用下，將成形制件推出[8,9]。

5 結(jié)束語(yǔ)

在該制件的沖壓工藝中，關(guān)鍵是將制件口部向內(nèi)翻邊，為此設(shè)計(jì)了用1個(gè)斜楔同時(shí)帶動(dòng)2個(gè)滑塊運(yùn)動(dòng)的模具結(jié)構(gòu)，利用2個(gè)滑塊斜面高度不同的特點(diǎn)，使內(nèi)、外滑塊先后產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)漲緊塊、側(cè)壓塊運(yùn)動(dòng)。當(dāng)外滑塊帶動(dòng)漲緊塊將制件漲緊、定位后，再由內(nèi)滑塊將制件口部向內(nèi)進(jìn)行翻邊。經(jīng)批量生產(chǎn)證明，模具的滑塊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，具有一定的參考作用。