铰链冲压模具的加工小技巧

铰链冲压模具的加工小技巧
摘要本文针对铰链零件在生产过程中遇到的工艺质量问题进行分析，并提出工艺要点，以及该工件在弯曲和切断模具中采用的一些特殊结构和小技巧，通过结构改进，取得良好效果。

关键词中铰链；模具；制造；效益
0 引言
我们在模具的制造和生产过程，经常会碰到一些较厚板类的弯曲零件（厚度2mm～4mm），此类工件不容易弯曲成形，又由于产品结构强度的需要，往往不能减薄其厚度，所以要求在制定冲压工艺和模具设计制造中要采用更合适的方案和结构。

1 正文
如图1所示零件，是某型冰箱的配件——中铰链。

材料为厚度3mm的Q235，年产量150万件。

要求加工后边缘不得有尖锐毛刺、利边；表面平整，凹凸不能大于0.2mm。

此零件安装在冰箱前中部，直接连接冰箱上门和下门，起着“承上启下”的作用，既要承受冰箱上门以及门中承载物的重量，又要固定下门，受力比较大，同时又要保证门体开和关的灵活性，所以在零件制造过程，要求不能减薄零件的板料厚度，又要保证其垂直度。

此零件按传统的加工工艺常采用一模冲一件的方式加工。

图1 冰箱中铰链
2 零件传统工艺分析
根据零件的特点和要求，按照传统的加工工艺可定为3工序：落料——冲孔——弯曲。

但是按传统工艺制造出模具后，生产中存在着以下问题：1）在设计过程中，考虑到零件的孔与外形相对位置要求比较高，优先考虑
复合模具。

但是模具制造完成后，在生产过程中，经常出现凸模被卸料板卡裂；产品单边毛刺较大，或者上打料块断裂，而挤断冲孔凸模等现象。

后来，试着把落料和冲孔工序分开，先落料再冲孔，但是产品单边毛刺较大，压料板卡裂的凸模等现象依然存在。

经过多次对模具的调试，分析原因：主要由于该零件展开后的尺寸较小，形状为非对称形，（如图2）落料凸模过于单薄，在冲压过程中，由于受力不均衡，产生侧向微倾，从而造成单边毛刺比较大的现象。

另外由于零件板料比较厚，需要较大的推料力，强力下卸料板受力矩的作用，会卡住凸模，造成凸模断裂等现象；
图2 零件展开图
2）在弯曲过程中（如图3），经常出现零件的移位现象，移位后的零件在定位销处会出现不同程度的挤伤现象，影响产品的外观。

在调模试模中，即使弯曲凸模调到底，弯出来的零件面在弯曲处也会出现不平整的现象，另外零件的垂直度也不符合图纸的要求。

经过多次的试冲，认真分析原因：发现主要是材料为单边弯曲，所需弯曲力大，又由于零件展开面积较小，弯曲时，折弯凸模作用在零件上的有效面积小，压料力不够，下卸料板会在凹模中轻微倾斜，所以造成板料移动，从而出现弯边不垂直等现象；
图3传统的弯曲工艺（凹模）
1.成形凹模框；
2.六处定位销；
3.展开后的零件；
4.凹模固定销孔；
5.凹模固定螺孔
3）由于在传统的工艺中，弯曲工序不能保证零件的垂直度，往往需要增加一道整形工序，这样增加了产品的生产成本，同时由于零件较小，整形时不容易定位，由于操作原因经常出现产品的报废现象；
4）包含整形工序，完成此零件需要4道工序，同时模具全部为一模出一件，由于零件年产量较大，加上我们工厂的压力机数量有限，待生产的零件种类较多，一个零件的模具往往不能连续一个月安装在一台压力机上，需要根据订单的数量灵活更换模具。

所以，此零件按传统工艺加工，经常会出现生产量跟不上订单量的问题。

3 新工艺确定和分析
根据对传统工艺中出现的问题进行分析，利用所学的文化知识和积累的工作实践经验，结合我们学校现有的条件，制定出新的加工工艺：落料冲孔——弯曲——分离（如图4、5、6.）。

该工艺采用1模冲2件的生产方式。

图4 冲孔落料工序图5 弯曲工序
图6 切断工序
1）利用倒装复合模的结构完成落料和冲孔工序的合并。

（如图8）采用1模出2件的排料，旋转排料，较传统工艺，这样排料增加了零件的冲裁面积，也就是增加了落料凸模的底面积，从材料尺寸上，加强了落料凸模的强度，在冲裁过程不会产生凸模由于压力不均匀而使单边毛刺较大的现象。

另外，复合模上卸料块面积增大后，压力比较平衡，冲裁过程，卸料板不会因为压力不均而出现退料不畅或卡断冲孔凸模的问题。

图7 冲孔落料复合模
1.打料杆；
2.模柄；
3.上模座；
4.打料块；
5.垫板；
6.冲孔凸模；
7.固定板；
8.凹模；9.下卸料板；10.弹力胶；11.凸模固定板；12.固定螺丝；13.下模座；14.落料凸模；15.卸料螺丝；16.导柱；17.弹性定位钉；18.导套；19.上卸料块；20.打料钉；21固定螺丝和销钉
2）弯曲工序中采用一弯二的结构，（如图8）旋转排料，借用已经冲好的中间四处U形孔定位，无需压料板，当凸模下行时，零件沿着凹模的模框内壁成形，凸模的外壁与凹模模框内壁间隙控制零件的平整度，下卸料板在凸模的压力下克服弹力胶的弹力，往凹模深处移动，当移动到下限时，在凸模的压力作用下，对产品起着整形压平作用，保证零件的垂直度和底面的平整。

完成弯曲和压形后，凸模向上移动，下卸料板在下弹力装置的反弹力下恢复原位置，弹出零件，如果零件附在凸模上，当凸模移动到上限时，压力机的上打料装置推动打料杆，弹出零件。

由于1模冲2件，增大了凸模底面与零件有效接触面积，同时利用中间4孔定位。

在冲压过程中，下卸料板受力比较均衡，没有产生倾斜现象。

这样利用力均衡的方法解决了弯边不垂直；移位，退料不畅等现象。

图8 弯曲模具
1.模柄；
2.打杆；
3.上模座；
4.上固定板；
5.成形凸模；
6.产品；
7.成形凹模；
8.下垫板9.下模座；10.下退料装置；11.导柱；12.导套。