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側彎支座多工位級進模設計-余姚模具設計培訓

側彎支座多工位級進模設計

家用電器的發展促進家電模具的發展 

模具是現代工業生產中不可缺少的重要工藝裝備,它在制造業中是降低成本,提高產品質量和適應規模生產的基礎和保證。用模具生產的制件所表現出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高效率及低消耗等優點,是其它加工制造業所無法比的。因此,各行各業的模具產品得到了迅速發展和廣泛應用。 

近年來,全球制造業正以垂直整合的模式向亞太地區轉移,中國正成為世界制造業的重要基地,即世界工廠,且中國已加入WTO組織,從而極大地促進了模具工業的發展。中國已成為世界第一制造大國。作為產品制造的重要工藝裝備,國民經濟的基礎工業之一的模具工業將直面競爭的第一線。 

模具技術創新是推動產業發展和社會進步的強大動力,人民生活質量顯著改善,社會物質文化生活日益豐富多彩,強有力地推動了國家的經濟社會發展。 

家用電器(電冰箱、空調器、洗衣機、彩色電視機等)在十二五期間將有較大的發展,家電業所需模具數量年增長率約為10 %。 

各種家用電器都有尺寸不同的側彎支座零件,其形狀見左圖所示,材料采用1mm的2A12硬鋁合金。為了提高制件質量及節約材料消耗應選用連續彎曲方式,以適應大批量生產的需求。 

零件的工藝分析 

工件材料為硬鋁合金,外形雖簡單但成形工藝復雜,包括沖栽和多次彎曲。如采用單工序沖壓,至少需要4副模具,不僅使沖壓生產率低,而且由於多次定位的累積誤差,難以保證產品質量。為了適應大批量生產要求,擬選用連續沖栽彎曲的方式。 

連續彎曲的排樣圖設計 

附圖采用所示的單排直排方式,原因如下: 

(1)零件展開毛坯最大尺寸 60 mm,屬中尺寸沖栽零件,基本形狀為矩形,多工位沖壓時采用單排方式可大大降低模具的制造成本。 

(2) 零件在兩個垂直方向都有彎曲線,而鋁合金材料的性能方向性不明顯,采用直排方式不會影響兩個不同方向的彎曲質量,還使模具加工難度大大降低。 

零件在三個方向均有彎曲變形。為增強載體的剛性和強度,采用單排,單側載體的排樣方案,將工件無彎曲變形的一側與載體相連,待彎曲成形完成後切斷。

                  零件圖

工位設計 

零件沖壓成形有沖栽,彎曲,切口等工序,送料定距采用凹式側刃和導正銷定位方式,沖壓順序:沖切側刃搭邊 → 切廢料 → 彎曲成形 → 切斷。分下面8個工位: 

(1)工位沖切側刃搭邊和沖導正銷孔4 mm; 
(2) 工位沖切工件周邊余料; 
(3)工位沖切工件間搭邊; 
(4)工位切舌; 
(5)工位向下彎曲; 
(6)工位向上彎曲; 
(7)工位側向彎曲; 
(8)工位切斷。

排樣圖

模具設計 

1-上墊板;2-切斷凸模;3-上固定板;4,6-彎曲凹模;5-卸料板;7,8,16,27,28-沖栽凸模;9-卸料螺釘;10-矩形彈簧;11-小導柱;12-小導套;13-限位柱; 14,33-螺塞;15-銷;17-側刃;18,32-彈簧;19-導正銷;20,26-側導板;21,24-左/右導料尺;22-凹模板;23-下墊板;25-側刃擋塊;29,30,35-彎曲鑲塊;31-浮頂器;34-彎曲凸模 36-定位塊。


模具結構圖

模具結構特點 

(1) 模具采用雙重導向結構,除上、下模間用四個導拄滑動導向外,上固定板3和卸料板5之間用四個小導拄11導向,保證上模中凸模和凹模鑲塊的工作穩定性。 

(2)安裝在固定板中的凸模和凹模鑲塊用軸銷固定。凸模與上固定板孔配合為雙面過盈0.020.04mm,凸模與卸料板孔雙面間隙為0.060.10 mm。圓凸模為快換結構,與固定板配合H7/h6,可見上圖中的A-A剖面。 

□ 凹模采用鑲塊結構,鑲塊與凹??撞捎门浜闲问綖镠7/n6。 

□ 在第(1),(3),(5),(7)工位,各設置一個導正銷,導正銷與固定板,卸料板孔采用H7/h6配合。 

□ 卸料板5采用強力彈簧,保證有足夠的壓料力和卸料力。卸料板依靠小導拄11精確導向,可保護小凸模的工作穩定性。 

□ 零件在第(5)工位向下彎曲,第(6)工位向上彎曲, 第 (7)工位側向彎曲,采用浮頂器31將沖壓後的條料頂起。使送了方便。為了使浮頂器工作可靠,應設置在送進方向無阻礙的位置,本工藝中設置在第(6)工位。 

沖模工作過程 

條料首次送進時,在左/右導料尺21 和24 之間向前至側刃擋塊25 處定位,上模下行時,沖切側刃搭邊和導正銷孔4 mm。 

第二次及以後送進時,側刃擋塊作粗定位,導正銷作精定位。導正銷導正條料後,卸料板壓緊條料,進行各工位的沖壓。 

上模上行後,浮頂器31將條料頂起。頂起高度受側導板26的臺階限位。 

模具材料 

多工位級進模的模具工作條件與一般沖壓模具是不同的,後者因是采用單工位工藝,容易更換模具,調整簡便迅速;而前者因受左右工位模具對準中心的精密限制,調整就需要用較長的時間,如十工位的級進模,就要一周左右的調整時間,這樣減少了生產時間,所以在選用模具材料上,必須詳細考慮。 

多工位級進模的模具選用,需要根據模具工作條件、制造條件和模具材料的基本性能等相關因素,來選擇經濟、先進、適用的模具材料。具體要求如下: 

沖模材料的基本性能 

從模具工作條件看,通常要求模具材料必須具備三種基本性能,即有無耐磨性、韌性及硬度和強度。 

沖模材料的工藝性能 

模具材料的工藝性能是影響模具成本的一個重要因素,工藝性能好的模具不僅可以使模具生產工藝簡單,易於制造,而且可以有效降低模具制造費用。模具材料的工藝性能主要包括可加工性能,熱處理性能,坯料精化,及模具材料的通用性能。 

總之,多工位級進模沖栽、彎曲及拉深的凸、凹模選用硬質合金YG15、YG20。 

熱處理硬度分別是: 

沖栽凸、凹模 HRC 66 68 
彎曲凸、凹模 HRC 64 66 
拉深凸、凹模 HRC58 62 

結語 

目前,多工位級進模工藝方法已經較成熟,作為一種提升產品質量,節約材料,提高生產率,減少設備數量,降低勞動力及制件成本的合乎時代要求的新技術,是一項跨世紀的先進的高新技術。
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