軸承坯料機(jī)械手軸蓋3D多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

摘 "要：針對(duì)軸承坯料機(jī)械手軸蓋制件一套三件的成套沖壓成型生產(chǎn)要求，運(yùn)用3D設(shè)計(jì)軟件UG設(shè)計(jì)了一副11工位連續(xù)級(jí)進(jìn)模用于軸蓋成套制件的生產(chǎn)。模具中所設(shè)計(jì)的11工位包括沖孔、落料、拉深、翻邊、側(cè)切、側(cè)沖孔等工藝成型手段，模具達(dá)到的效果是材料利用率達(dá)到64.23%，制件生產(chǎn)效率可達(dá)45套/min，模具制造成本降低5%。相比于傳統(tǒng)多工序多套單沖模成型工藝，生產(chǎn)效率提高10倍以上。模具中，使用1次拉深成型、3次精修，對(duì)多級(jí)拉深成型件進(jìn)行加工能有效降低制件加工難度；使用步進(jìn)電機(jī)送料，氮?dú)鈴椈蓧毫虾晚斄?，使模具設(shè)計(jì)難度大為降低；使用了兩種楔緊塊驅(qū)動(dòng)型側(cè)滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)制件進(jìn)行工藝面切除加工和精整形，及燕尾槽壓塊驅(qū)動(dòng)上模側(cè)沖孔滑塊機(jī)構(gòu)使制件的側(cè)面加工得到了可靠保證。使用UG設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了模具的3D結(jié)構(gòu)，較之于2D排位設(shè)計(jì)方法，更能有效避免設(shè)計(jì)缺陷，模具設(shè)計(jì)效率和可靠性更高。

關(guān)鍵詞：UG；沖壓成型；級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)；3D模具結(jié)構(gòu)；滑塊機(jī)構(gòu)；拉深；沖孔；翻邊成型

中圖分類號(hào)： TQ320.66+2 """""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Design of 3D multi station progressive die for bearing blank robot shaft cover

WANG Zhimin1，XIAO Guohua1*，WANG Donggang1，LIYafeng1，

XU Sheng1，LI Wenbing1，SHAO Zhong1， YU Jian2

（1. Zhejiang Business and Technology Institute， Ning Bo 315000， Zhejiang， China；

2.School of Mechanical and Electrical and Transportation of Jiaxing Nanyang

Polytechnic Institute， Jiaxing 314031， Zhejiang， China 314031）

Abstract： "A set of 11 station continuous progressive die was designed using 3D design software UG to meet the production requirements of a complete set of three parts stamping for electric vehicle axle cover parts. The 11 workstations designed in the mold include punching， blanking， deep drawing， flanging， side cutting， side punching and other process forming methods. The mold achieved a material utilization rate of 64.23%， a production efficiency of 45 set/min， and a 5% reduction in mold manufacturing costs. Compared to the traditional multi process and multi set single die forming process， the production efficiency was increased by more than 10 times. In the mold， using one deep drawing process and three precision repairs to process multistage deep drawing parts can effectively reduce the difficulty of workpiece processing; The use of a stepper motor for feeding， nitrogen spring for pressing and top feeding greatly reduces the difficulty of mold design; Two types of wedge block driven side slider mechanisms were used to cut and refine the process surface of the workpiece， and the dovetail groove pressure block driven upper mold side punching slider mechanism ensured reliable side processing of the workpiece. The 3D structure of the mold was designed using UG design software， which can more intuitively avoid potential design defects compared to the 2D placement design method. The mold design efficiency and reliability are higher.

Key words： UG; stamping forming; progressive die design; 3D mold structure; slider mechanism; deep drawing; punching; flanging forming

0 "引 "言

級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)制造中，依靠傳統(tǒng)的二維排位圖來(lái)設(shè)計(jì)和制造多工步級(jí)進(jìn)模已逐漸成為一種比較落后的模具生產(chǎn)制造方式。模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何更好地設(shè)計(jì)和控制模面間隙，因而高效、高精度級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于模面的設(shè)計(jì)，而非模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身［1-5］。模面間隙的準(zhǔn)確控制，即模具高精度的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵因素在于關(guān)鍵零件的裝配間隙控制和零件本身的成型尺寸精度［6-9］。這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，依靠傳統(tǒng)的二維排位設(shè)計(jì)方式很難做到，當(dāng)下能實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的較為先進(jìn)的方式是采用3D排位設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行面向制造的級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。軸承坯料機(jī)械手軸蓋制件是軸承坯料機(jī)械手中控制動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)重要零件，該制件的大批量生產(chǎn)制造要求中，成型精度要控制在IT7～I(xiàn)T8級(jí)，本文結(jié)合該制件的生產(chǎn)，運(yùn)用UG軟件相關(guān)三維設(shè)計(jì)模塊，設(shè)計(jì)了一種11工位級(jí)進(jìn)模用于該制件的批量生產(chǎn)，模具一模出三件，以下是該模具的具體3D設(shè)計(jì)過(guò)程。

1 "軸蓋制件

軸承坯料機(jī)械手軸蓋制件共有3件，分別為軸蓋上半殼、軸蓋下半殼和中間過(guò)渡件。軸蓋上半殼和軸蓋下半殼結(jié)構(gòu)相同，軸蓋上半殼的形狀如圖1（a），1（b）所示，中間過(guò)渡件的形狀如圖1（c），1（d）所示。軸蓋上半殼制件為扇形蝶狀件，分為兩層，在其上部的第一層半圓臺(tái)的臺(tái)面上，設(shè)置有半圓弧孔C1，半圓弧孔C1的弧線上，設(shè)置有2個(gè)半圓弧孔C2、C3，該臺(tái)面上還設(shè)置有2個(gè)小圓孔H1、H2。第一層半圓臺(tái)的臺(tái)面的支撐為扇形圓柱壁B1。第一層半圓臺(tái)的臺(tái)面邊緣設(shè)置有翻邊F1、F2。第二層半圓臺(tái)的臺(tái)面的支撐為扇形圓柱壁B2，B2上設(shè)置有2個(gè)壁孔H3、H4。圓柱壁B3與圓柱壁B2下端通過(guò)圓弧過(guò)渡連接。圓柱壁B2上端中間部位還有移除壓平斜平面T1。制件內(nèi)壁形狀如圖1（b）所示。中間過(guò)渡件形狀如圖1（c）和圖1（d）所示，其主體片上開(kāi)設(shè)2個(gè)孔H6、2個(gè)孔H7和2個(gè)橋拱形孔D1，其兩端為凸包筋J1和J3，位于凸包筋J1的一段，設(shè)置有1個(gè)卡座，卡座上設(shè)置了1個(gè)孔H5、2給翻邊壁B4和1處凸包筋J2。制件材料使用ST14，料厚T=0.8mm。

制件基本尺寸如圖2所示。圖中未注公差±0.06；未注角度公差±0.5°。從圖2可以看出，該零件形狀較為復(fù)雜，制件的高度差比較大，存在多處局部成型特征，成型軸蓋半殼制件時(shí)，板料的變形不僅包括有拉延成型，而且還存在沖孔、切邊、側(cè)切、翻邊等成型方式，中間過(guò)渡

2 "成型工藝方案

制件沖壓成型工藝路線的確定，必須分析和預(yù)測(cè)成型過(guò)程中板料變形可能會(huì)產(chǎn)生的缺陷，工藝的制定就是要針對(duì)這些潛在的缺陷，采取一定的措施和辦法，以消除和防止沖壓缺陷，同時(shí)考慮制造能力、沖壓設(shè)備、投資成本等因素的影響，并進(jìn)行優(yōu)化組合［10-14］。

2.1 "零件工藝分析

3個(gè)制件要求同模生產(chǎn)，其成型工藝特點(diǎn)分析如下。針對(duì)兩個(gè)軸蓋半殼制件，如圖1（a）和圖2（a）所示，圖1（a）中，壓平斜面T1處，由于拉延過(guò)程中，其材料的成型流動(dòng)與第二層圓臺(tái)和圓柱壁B2制件的連接圓角的流動(dòng)不一致，且形成反成型形狀，這一特征的成型不能依靠外部材料的流動(dòng)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充，只能以減薄脹形成型方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，且轉(zhuǎn)角部R較小，此處在拉延成型中容易出現(xiàn)開(kāi)裂［15-17］。 軸蓋半殼制件中，圓柱壁B1和圓柱壁B2形成兩個(gè)臺(tái)階，圓柱壁B1臺(tái)階高8.7mm，圓柱壁B2臺(tái)階高25.4mm；此兩臺(tái)階若采用一次拉延直接成型，第二層圓臺(tái)面需要有一定壓邊力，否則在徑向拉應(yīng)力和切向壓應(yīng)力的作用下，該圓臺(tái)面容易產(chǎn)生皺褶。同樣，對(duì)于圓柱壁B3，由于其須通過(guò)翻邊成型，在成型圓柱壁B2面時(shí)，圓柱壁B3原材料為圓柱壁B2的壓邊平面，若壓邊力不夠，圓柱壁B3原材料壓邊平面容易起褶皺。圓柱壁B3成型后，需要進(jìn)行修邊，以保證制件的整體成型高度62.7mm的控制公差。

軸蓋半殼制件中，有三處翻邊存在潛在成型缺陷問(wèn)題。缺陷問(wèn)題主要體現(xiàn)為兩個(gè)方面，一是翻邊變形，另一個(gè)是翻邊回彈［18-20］。一是圓柱壁B3由平面扇形帶翻邊成圓柱壁形狀，此翻邊有兩個(gè)方向都存在伸長(zhǎng)問(wèn)題；在翻邊的沖壓方向，成型后圓柱壁的周向都存在伸長(zhǎng)問(wèn)題，需要做一定量的切除；圓柱壁B3翻邊也存在一定回彈變形，需要修正；翻邊F1、F2的翻邊成型屬于伸長(zhǎng)翻邊變形，也需要做一定量的修正加工。

針對(duì)中間過(guò)渡件的加工，主要是2個(gè)B4壁的翻邊成型中，翻邊回彈需要進(jìn)行修正，另一個(gè)是橋拱形孔D1與孔H7之間的搭邊料比較少，單步?jīng)_裁時(shí)搭邊易變形，破壞孔D1和孔H7的成型形狀和尺寸。

制件的生產(chǎn)中，實(shí)際上精確地確定圓柱壁B3、翻邊F1、F2的翻邊間隙是相當(dāng)復(fù)雜的，影響翻邊間隙的因素相當(dāng)多，有些因素不可控，從工序件本身的形狀、翻邊展開(kāi)的精確程度，到板料厚度公差、模具制造精度以及壓力機(jī)的導(dǎo)軌間隙，都對(duì)其產(chǎn)生影響，因此，翻邊間隙需要在模具調(diào)試時(shí)最后確定［21-24］。由上面的工藝分析可知，本次三件合一的組合件成型難度比較大，成型工藝較為復(fù)雜。

2.2 "工藝方案的制定

根據(jù)本零件的工藝性和本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，三件合一的組合件的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)如下。

1） 材料厚度為0.8mm，優(yōu)化材料的利用率之后，模具沖一次出三個(gè)制件，坯料設(shè)計(jì)為如圖2所示雙蝶形布置。坯料P1、P2各用于1個(gè)制件的成型，坯料P3用于級(jí)進(jìn)連續(xù)成型中間連接件。經(jīng)計(jì)算，材料利用率64.23%。料帶所選用材料ST14，材料成型參數(shù)如下：彈性模量E=2.07×105MPa；各向異性指數(shù)r-0=1.87， r-45=1.27， r-90=2.17；泊松比ξ=0.28，硬化指數(shù)n=0.2，摩擦系數(shù)u=0.125，經(jīng)計(jì)算，壓邊力初設(shè)為T(mén)=80t。ST4是一種冷連軋低碳鋼板，出廠狀態(tài)為FB（較高級(jí)的精整表面）；屈服強(qiáng)度σs≤280MPa;抗拉強(qiáng)度σb=165MPa，斷后伸長(zhǎng)率≥28%（L0=80mm， b=20mm）。

2） 本制件的生產(chǎn)模具采用連續(xù)級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)，具體工序設(shè)計(jì)如下。成型由11道工步組成，分別為P1～P11，如圖4所示。

F0—料帶前進(jìn)方向；P1～P11—成型工步編號(hào)；B1～B4—成型壁；C1～C3—成型半圓弧孔；D1—成型橋拱形孔；F1、F2—成型翻邊；H1～H7—成型孔；J1～J3—成型凸包筋；T1—成型壓平斜平面；B1′～B4′—半成型壁；F1′、F2′—半成型翻邊；H6′—半成型空；J1′～J3′—半成型凸包筋；T1′—半成型壓平斜平面；

各工步成型特征分別如下：

第一工步P1：沖裁成型軸蓋上半殼、下半殼坯料第一部分外形輪廓；沖裁中間過(guò)渡件的孔H5和粗沖2個(gè)孔H7′。

第二工步P2：沖裁成型軸蓋上半殼、下半殼坯料剩余的第二部分外形輪廓；粗翻邊中間過(guò)渡件的2個(gè)壁B4′、粗拉深凸包筋J1′、J2′、J3′，沖裁2個(gè)橋拱形孔D1，預(yù)壓2個(gè)粗加工孔H7′。

第三工步P3：粗拉深軸蓋上半殼、下半殼的第一層、第二層圓臺(tái)臺(tái)面，扇形圓柱壁B1′、圓柱壁B2′，半成型壓平斜平面T1’；精整成型中間過(guò)渡件的凸包筋J1、J2、J3到位，精整2個(gè)壁粗翻邊B4′至壁B4到位；精整2個(gè)粗加工孔H7′至成型孔H7。

第四工步P4：軸蓋上半殼、下半殼不加工；粗沖中間過(guò)渡件的2個(gè)孔H6′。

第五工步P5：精整軸蓋上半殼、下半殼的粗加工壁B1′、B2′、平面T1′至成型壁B1、B2、平面T1到位，沖裁切除兩端側(cè)壁工藝補(bǔ)充面（切邊）；精沖中間過(guò)渡件的2個(gè)粗孔H6′至成型孔H6到位。

第六工步P6：粗翻邊成型軸蓋上半殼、下半殼的翻邊F1′、F2′ 。

第七工步P7：精整翻邊成型軸蓋上半殼、下半殼的翻邊F1′、F2′至成型翻邊F1、F2到位；粗成型圓柱壁B3′翻邊。

第八工步P8：精整翻邊粗成形圓柱壁B3′至成型圓柱壁B3；并切除壁B3下端的翻邊側(cè)壁工藝補(bǔ)充面。

第九工步P9：空工位。

第十工步P10：再次精整軸蓋上半殼、下半殼圓柱壁B3翻邊，沖孔H1、H2，側(cè)沖成型2個(gè)孔H3、H4。

第十一工步P11：軸蓋上半殼、下半殼與中間過(guò)渡件落料，成型半圓弧孔C1～C3，獲得一模三件；中間過(guò)渡件與料帶落料分離。

3 "級(jí)進(jìn)連續(xù)成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的二維技術(shù)不能滿足企業(yè)對(duì)模具開(kāi)發(fā)周期和質(zhì)量的要求，三維模具設(shè)計(jì)能直觀反映設(shè)計(jì)的真實(shí)狀態(tài)，使加工者準(zhǔn)確地理解設(shè)計(jì)者的意圖，方便員工識(shí)圖及加工。三維實(shí)體設(shè)計(jì)通過(guò)運(yùn)動(dòng)模擬和干涉檢查等分析手段，可提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，指導(dǎo)生產(chǎn)，使模具設(shè)計(jì)更快捷、方便、合理、科學(xué)。本零件各工序模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用UG軟件進(jìn)行三維建模，以下是11工步的連續(xù)級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.1 "模具整體結(jié)構(gòu)

級(jí)進(jìn)模具整體結(jié)構(gòu)如圖5所示，級(jí)進(jìn)模具中，針對(duì)各工位的結(jié)構(gòu)和布置各有所不同，分別

如下：針對(duì)工位P1按沖孔模結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；工位P2按沖孔+翻邊復(fù)合模結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；工位P3按拉深模進(jìn)行設(shè)計(jì)；工位P4按沖孔模進(jìn)行設(shè)計(jì)；工位P5按沖裁+拉深復(fù)合模進(jìn)行設(shè)計(jì)；工位P6按翻邊模進(jìn)行設(shè)計(jì)；工位P7按翻邊模進(jìn)行設(shè)計(jì)；工位P8按側(cè)沖復(fù)合模進(jìn)行設(shè)計(jì)。工位P9按空位設(shè)計(jì)。工位P10按側(cè)沖孔+精修+沖孔模進(jìn)行設(shè)計(jì)；工位P11按落料模進(jìn)行設(shè)計(jì)。

模具整體結(jié)構(gòu)中，模架模板由下模座板33、上模座板73構(gòu)成，為便于在沖床上安裝、降低模具自重和節(jié)省模具材料，下模座板33、上模座板73上分別設(shè)置了多塊下模高度墊塊34、上模高度墊塊81。模具的開(kāi)閉運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向和定位使用了4套導(dǎo)柱39/導(dǎo)套80組成的滾珠導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)向和定位，同時(shí)，由于工位P10設(shè)置有4個(gè)角度的側(cè)沖加工滑塊機(jī)構(gòu)，設(shè)置了2組方由方導(dǎo)柱65/方導(dǎo)套25組成的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，用于增強(qiáng)模具在進(jìn)料方向的定位穩(wěn)定性。不同于傳統(tǒng)彈簧壓料、卸料和頂料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，模具中所有壓料、卸料和頂料動(dòng)作都使用氮?dú)鈴椈?7、82等完成下模、上模中的壓料、卸料和頂料動(dòng)作。料帶在模具中的步進(jìn)動(dòng)作由步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)料帶經(jīng)進(jìn)料臺(tái)1而進(jìn)入模具中，并在工位P1設(shè)置由導(dǎo)向塊41構(gòu)成的導(dǎo)向槽進(jìn)行導(dǎo)向，料帶上工位P1沖出的孔H5作為后續(xù)工位的料帶定位孔，上模一側(cè)每個(gè)工位配套設(shè)置一個(gè)定位銷52，在沖壓時(shí)插入孔H5和下模對(duì)應(yīng)的孔中以保證料帶的定位準(zhǔn)確性。為防止沖壓時(shí)局部區(qū)域壓力過(guò)大，模具上均衡設(shè)置了多個(gè)平衡圓柱27、28和平衡方塊67等用于平衡各處沖壓力，防止成型零件損壞。由于模具由各工位不同用途的沖壓模具復(fù)合而成，各工位模具中，對(duì)上模一側(cè)的壓

1—進(jìn)料臺(tái)；2—H5孔凹模；3—坯料外形凹模；4—H7′凹模；5—B4′凸模；6—坯料外形邊角凹模；7—拱形孔D1凹模；8—B4凸模；9—B1′/B2′拉深凸模;10—H7孔凹模；11—孔H6′凹模；12—坯料切邊凸模；13—孔H6凹模；14—F1′/F2′粗翻邊凸模；15—成型F1/F2粗翻邊凸模；16—B3翻邊成型凸模；17—側(cè)切滑塊；18—空位板；19—燕尾槽壓塊；20—側(cè)壓精整滑塊；21—孔H1/H2凹模；22—切斷凹模；23—分離凹模；24—料帶位置測(cè)量器；25—方導(dǎo)套；26—中間導(dǎo)向條；27、28、72—平衡圓柱；29、31—擋塊；30—滑塊體；32—平衡塊；33—下模座板；34—下模高度墊塊；35—高度微調(diào)氣缸；36—板料傳感器；37、76、82—氮?dú)鈴椈桑?8—吊鉤塊；39、79—壓板腳塊；40—圓導(dǎo)柱；41—導(dǎo)向塊； 42—鑲塊；43—H5孔凸模；44—坯料外形凸模；45—H7′凸模；46—J1′/J2′/J3′凹模；47— 外形邊角凸模；48—料帶定位銷；49—B4′凹模；50—H7凸模；51—B4凹模；52—拱形孔D1凸模；53—B1′/B2′拉深凹模；54—孔H6′凸模；55—坯料切邊凹模；56—孔H6凸模；57—F1′/F2′粗翻邊擠壓塊；58—F1/F2精整翻邊擠壓塊；59—B3′粗翻邊凹模；60—B3精翻邊凹模；61—孔H3/H4側(cè)沖滑塊機(jī)構(gòu)；62—切斷凸模；63—分離凸模； 64、69、74、84—壓料板；65—方導(dǎo)柱；66—彈簧；67—平衡方塊；68—楔緊塊；70、81—上模墊高塊；73—上模座板；75—傳感器；77—墊塊；78—等高桿；80—圓導(dǎo)套；83—壓板導(dǎo)柱；P1～P11—工位編號(hào)料板的使用要求不同，模具不能采用統(tǒng)一的壓料板進(jìn)行壓料。因而，如圖5（b）所示，模具壓料板的設(shè)計(jì)依據(jù)各工位的使用要求而拆分為壓料板64、69、74、77、84。

模具中，對(duì)應(yīng)于各工位的成型需要，成型件通過(guò)螺絲緊固分別安裝在下模座板33、上模座板73上，壓料板64、69、74、77、84使用多個(gè)壓板導(dǎo)柱83安裝在上模座板73上，其安裝情況為：壓板導(dǎo)柱83安裝在上模座板73上，其配套導(dǎo)套安裝在這些壓板上。

3.2 "分工位模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具的11個(gè)工位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，各分工位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分以下情況：第一種情況為工位P1、P2、P4、P6、P9、P11都采用同類型沖孔裁邊結(jié)構(gòu)；第二種情況為工位P3、P5、P7采用同類型拉深+沖孔結(jié)構(gòu)；第三種情況為工位P8、P10采用同類型沖孔+側(cè)沖孔結(jié)構(gòu)，工位P10不同于工位P8的地方在于，工位P10增加了4個(gè)擠壓塊驅(qū)動(dòng)型滑塊側(cè)沖孔機(jī)構(gòu)。以下是模具各分工位的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

針對(duì)第一種情況，工位P1、P2、P4、P6、P9、P11都采用單次沖裁模結(jié)構(gòu)形式，以工位P1的為例，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6（a）所示，坯料外形凸模44、H5′孔凸模43 安裝在上模板73上，坯料外形凹模3、H5′孔凹模2安裝在下模板33上，壓料板84由氮?dú)鈴椈?2等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并由導(dǎo)柱83進(jìn)行導(dǎo)向，壓力機(jī)下行時(shí)，壓料板先接觸料帶而將其壓住，直到坯料外形凸模44、H5′孔凸模43插入坯料外形凹模3、H5′孔凹模2中而在料帶上完成第一工位P1的成型任務(wù)。坯料外形凸模44、H5′孔凸模43與對(duì)應(yīng)的坯料外形凸模44、H5′孔凸模43沖裁間隙為單邊0.02mm。

針對(duì)第二種情況，工位P3、P5、P7都采用單次沖裁+單次拉深模結(jié)構(gòu)形式，以工位P3的為例，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6（b）所示，拱形孔D1凸模52、B1′/B2′拉深凹模53等固定在墊塊77上，B1′/B2′拉深凸模9、H7孔凹模10安裝在下模板33上，料帶中心有定位銷子85定位，上模下行時(shí)，B1′/B2′拉深凹模53將坯料壓在B1′/B2′拉深凸模9上而完成粗拉深成型。拉深完成后，PL免打開(kāi)時(shí)，則由氮?dú)鈴椈身敵?。該工位的沖孔加工動(dòng)作同工位相同。

針對(duì)第三種情況，工位P8、P10都采用帶側(cè)沖型沖裁模結(jié)構(gòu)形式，工位P8、工位P10的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖7所示。如圖7（a）所示，工位P8PL—開(kāi)模面 ；圖中其余編號(hào)同圖5；86—側(cè)沖孔型芯；87—側(cè)沖滑塊；88—導(dǎo)軌式楔緊塊的作用是由B3精翻邊凹模60精修壁B3′后，再由楔緊塊68驅(qū)動(dòng)滑塊體30推動(dòng)側(cè)切滑塊17切除B3工藝面翻邊余料，由于成型后的B3壁還有一定的回彈，因而，如圖7（b）所示，在工位P10處再使用一次側(cè)滑塊驅(qū)動(dòng)的側(cè)壓精整滑塊20進(jìn)行精修。工位P10處精修采用回彈處理辦法中的負(fù)角回彈修正法進(jìn)行修正［18-19］。工位P10處的滑塊機(jī)構(gòu)與工位P8處的相同，只是滑塊形狀和作用不同。工位P10處也有沖孔加工（H1、H2孔），其成型件的結(jié)構(gòu)設(shè)置同工位P1相似。工位P10處還設(shè)計(jì)了4個(gè)位于上模一側(cè)的側(cè)沖孔滑塊機(jī)構(gòu)，如圖7（b）所示，機(jī)構(gòu)在模具閉合時(shí)，由于燕尾槽壓塊19的限位頂住，導(dǎo)軌式楔緊塊88將通過(guò)斜面壓迫側(cè)沖滑塊87在燕尾槽壓塊19移動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)側(cè)沖孔型芯86完成孔H3、H4的側(cè)加工。

多工位模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于在成型過(guò)程中都不是全周修邊，因而局部工位會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)向力，在上下模之間利用中間導(dǎo)向條26、方導(dǎo)柱65進(jìn)行抵消。模具中的各沖裁成型件材料都使用ICD5 （空冷鋼），口部分火焰處理HRC56～60。翻邊凸模、凹模材料均為MoCr鑄鐵，需對(duì)整形圓角進(jìn)行火焰處理。壓料板材料為HT300，模板73、33材料使用45鋼。

4 "結(jié) "論

結(jié)合軸承坯料機(jī)械手軸蓋制件一套三件同模沖壓成型的要求，設(shè)計(jì)了一副11工位連續(xù)級(jí)進(jìn)模用于蓋套制件的生產(chǎn)，料帶材料利用率64.23%，制件生產(chǎn)效率可達(dá)45套/min。

模具中，針對(duì)制件的加工使用了沖孔、拉深、翻邊、翻邊整形、側(cè)沖孔、側(cè)切等設(shè)計(jì)辦法，通過(guò)11個(gè)工位連續(xù)遞進(jìn)可靠地實(shí)現(xiàn)了制件的按標(biāo)生產(chǎn)。工位中的楔緊塊驅(qū)動(dòng)型滑塊切邊和整形機(jī)構(gòu)、燕尾槽壓塊驅(qū)動(dòng)上模側(cè)沖孔滑塊機(jī)構(gòu)工作可靠性高，生產(chǎn)效率高。

不同于傳統(tǒng)的純機(jī)械式級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，本模具中使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行送料，使用氮?dú)鈴椈?、機(jī)械彈簧等共同進(jìn)行壓料、頂料，在保證模具動(dòng)作高效可控的同時(shí)，降低了模具制造難度，使模具制造成本降低5%左右。

運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)三維連續(xù)級(jí)進(jìn)模具，相比于二維設(shè)計(jì)，通過(guò)軟件中干涉檢查等工具，更容易直觀地發(fā)現(xiàn)復(fù)雜級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中存在的潛在缺陷，使得模具設(shè)計(jì)效率更高，更為可靠。

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基金項(xiàng)目：浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目：軸承坯料三自由度搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)（編號(hào)：KYND202202）；寧波市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助（編號(hào)：2022Z049）；寧波市公益性研究計(jì)劃（編號(hào)：2022S129）。

作者簡(jiǎn)介：汪志敏，講師，主要從事機(jī)電一體化應(yīng)用方面的研究。

*通信作者：肖國(guó)華，副教授/高級(jí)工程師/高級(jí)技師，主要從事塑料模具設(shè)計(jì)與制造及機(jī)械制造教育等方面的研究。

（1.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 "機(jī)電工程學(xué)院，浙江 "寧波 "315000；

2.嘉興南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院 "機(jī)電與交通分院，浙江 "嘉興 "314031）