冲压模具设计论文：支架冲压工艺与模具设计

37模具工业 2010年第 36卷第 11期 支 架 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 赵跃文 (太原工业学院, 山西 太原 030008) 摘要: 了炊具用支架的冲压工艺,介绍了支架冲压模具的主要结构及工作过程, 解决了冲裁支架窄 槽的难。实践:模具结构合理,生产的支架满足要求。 关键词:支架;冲压工艺;模具结构 中图分类号: TG386. 2 文献标识码: B 文章编号: 1001- 2168( 2010) 11- 0037- 04 Stamping process and design of die for cooker bracket ZHAO Yue_wen (Taiyuan Institute of Technology, Taiyuan, Shanxi 030008, China) Abstract: The stamping process of a cooker bracket was analyzed; and the main structure and working process of a stamping die for the forming were described. The die can implement the blanking of narrow groove in the bracket. Key words: bracket; stamping process; die structure 1 引 言 图 1所示为某炊具打火装置处所用支架的三维 结构,材料 1Cr13, 料厚 0. 5mm,小批量生产。图 2所 示为支架展开图。 2 工艺分析 由图 1可知,零件形状较复杂,但其使用环境决 定了其精度要求并不高。成形该零件需冲裁与弯曲 工序完成。冲裁工序成形零件的展开形状, 弯曲工 序最终成形零件。 图 1 支架三维结构 从支架展开图可以看出外形轮廓较为复杂, 总 体不对称,多处有圆角过渡。在图 2的 A处有窄槽, � � � � � � �� � � � � � � � � � � �� � � 收稿日期: 2010- 07- 31。 作者简介: 赵跃文( 1964- ) , 男, 山西太原人, 副教授, 主要从事 模具设计制造教学与科研工作, 地址: 山西省太原市太原工业学 院机械工程系, (电话) 0351- 3566033, ( 电子信箱) zyuew@ 163. com。 程未协调好, 导致侧成形时侧压料器还未起作用, 所以设计台阶导板时要注意安装高度。设计时注意 压料器与侧成形之间的行程关系, 保证压料器包括 侧滑块在内的压料行程先于侧成形滑块开始成形 时的行程即可。 6 结束语 在侧修边类模具上, 由于侧冲裁力较小, 可采 用一的侧压料结构形式。对于侧成形类模具, 由于侧成形力量较大,可采用方法三,在个别情况下 可以二。 参考文献: [ 1]王再生 . 冲模设计手册 [ K] . 北京 : 机械工业出版社, 1988. [ 2]许发樾 . 实用模具设计与制造手册 [ K] . 北京: 机械工 业出版社 , 2002. 38 模具工业 2010年第 36卷第 11期 图 2 支架展开图 宽度仅为 1mm, B处孔与外形边缘距离也为 1mm。 从冲裁工艺看, 零件的冲压工艺性并不好, 因此成 形零件的难点在于冲裁其展开形状。由支架三维图 可知, 成形支架需要从几个不同的方向弯曲, 但弯 曲工艺性尚好,弯曲成形也较容易。 3 冲压工艺方案确定 如仅从零件形状的复杂程度及尺寸精度要求 考虑, 成形零件可用多工位级进模或几副单工序模 来完成。但通过对支架的生产批量、模具制造条件、 可供选择的冲压设备以及考虑到经济性、安全性等 诸多因素,最终决定生产支架用 2副模具完成。一副 成形支架展开形状,一副弯曲成形。 一般情况下,成形图 2展开形状,有 2种不同的 工艺方案: 方案一采用连续模, 先冲零件上各孔, 再 对 1mm宽的窄槽及异形孔各处分段切除废料,最后 进行总体落料; 方案二采用复合模一次冲裁成形。 对于方案一,尽管可以加工出满足质量要求的零件, 但由于工步的增加,使模具结构变得复杂,且制模难 度及成本均相应增大。对于方案二, 虽然复合模没 有连续模的累积定位误差,模具外形尺寸也不大,但 由于存在 1mm的窄槽以及 1mm的孔边距, 使得在 模具设计制造时必须考虑如何解决模具强度等问 题,必然增加模具结构的复杂程度,且模具寿命也不 高。因此采用方案一、二成形该支架均不合理。 方案三采用连续模,先冲零件上各孔,然后对零 件外形分二次冲裁。不过此时对外形的二次冲裁不 是分段切除废料, 而是采用类似切舌的方法。切舌 后, 在上模回程时, 将切舌部分顶回与原轮廓重合, 然后再进行下一次冲裁。采用该方案有 2种排样方 法,如图 3所示。 图 3所示 2种排样方法, 材料利用率基本相同, ( a) 从尽量选用条料宽, 进距小, 保证零件质量的角度 考虑,选用图 3( a)所示的排样方法。即:第一步冲零 件上的 7个孔及 2个导正销孔; 第二步对部分轮廓 进行冲裁,但保留连接部分,冲裁后顶回与原轮廓重 ( b) 图 3 排样图 39模具工业 2010年第 36卷第 11期 合; 第三步冲裁剩余轮廓, 仍保留连接部分, 顶回后 即可得到零件展开形状。 4 模具结构设计 4. 1 冲裁模设计 4. 1. 1 切舌凸模 由于切舌时, 凸模沿不对称轮廓将部分板料切 开并下弯, 这就使得切下的板料在各处的切深不 同。为了使凸模两侧的高度差不至于过大, 将凸模 上远离保留边处做成平面而在近处做成斜面, 中间 以圆弧过度, 这样可以减小顶回距离。凹模对应保 留边部分同样加工出小圆角, 以保证顶回后产生较 小的压痕,如图 4所示。凸模材料选用 Cr12,热处理 硬度 58~ 62HRC。 图 4 切舌凸模 4. 1. 2 小孔凸模组件 为保证强度要求, 提高模具寿命, 对 �1. 6mm 的凸模采用图 5所示导向法导向。 图 5 小凸模组件 4. 1. 3 条料定位装置 冲裁时, 通过侧刃粗定位, 导正销精定位, 侧压 挡料装置如图 6所示。冲压时,首先利用挡料块 3挡 住条料端面。当压力机滑块下行时, 侧刃在条料侧 面冲出 2个工艺切口。同时在条料上冲出 2个导正 销孔及零件上的 5个 �4. 0 mm孔及 2个 �1. 6 mm 孔。随着条料的送进, 挡料块与第一工步冲出的右 侧工艺切口的重合,完成粗定位,当压力机滑块下行 时,导正销插入工艺孔精定位。 图 6 侧压挡料装置 1. 弹簧片 2. 侧压块 3. 挡料块 4. 导料板 5. 侧刃 6. 条料 4. 1. 4 冲裁模 冲裁模结构如图 7所示。 4. 2 弯曲模 由于零件需在多处进行 90�折弯,弯曲时须利用 工件上已有的 2个 �4. 0mm孔进行定位, 在弯曲过 程中为了不使零件中间部位产生不必要的变形并保 证工件从模具中顺利脱出, 弯曲模采用在凹模底面 对坯料施加较大的反向顶压力, 以保证零件的平 整。 5 结束语 实践证明:模具结构合理,投入使用后产品质量 稳定,能够满足用户要求。但应用此类结构,应注意 的问题: 模具设计计算、加工装配和调试技术要求 较高,应严格控制凸模进入凹模深度,否则零件弹回 后压痕加大, 影响零件质量; ! 所用材料不宜过厚, 且塑性要好。 参考文献: [ 1]姜奎华 . 冲压工艺与模具设计[ M] . 北京:机械工业出 版社, 2000. [ 2]邱永成 . 多工位级进模设计[M] . 北京:国防工业出版 社, 1987. [ 3]冲模设计手册编写组 . 冲模设计手册[ K] . 北京:机械 工业出版社, 1999. [ 4]王孝培 . 冲压手册[ K] . 北京:机械工业出版社, 1994. 40 模具工业 2010年第 36卷第 11期 欢 迎 投 稿 ! 欢 迎 订 阅 ! 欢 迎 刊 登 广 告 ! [ 5]马维铁 . 8工位冲裁弯曲级进模设计[ J] . 模具工业 , 2009, 35( 2) : 13- 16. [ 6]朱育全 . 接插件引线脚多工位级进模设计[ J] . 模具工 业, 2008, 34( 5) : 40- 43. 图 7 冲裁模结构 1. 顶杆 2. 下模座 3. 凹模 4. 卸料板 5. 凸模固定板 6. 上模座 7. 顶件板 8. 切 舌凸模 9. 顶件板 10. 切舌凸模 11. 冲导正孔凸模 12. 冲小孔凸模 13. 冲孔凸模 14. 侧压块 15. 弹簧 16. 挡料块