2014选题-安装板冲压工艺与模具设计

收稿日期:2010 04 09

作者简介:金龙建(1979-),男,工程师。

文章编号:1001 4934(2010)05 0020 03

安装板多工位级进模设计

金龙建1

,洪慎章

2

(1.上海普极电子有限公司,上海 201323;2.上海交通大学 塑性成形工程系,上海 200030)

摘 要:在对安装板冲孔、弯曲、落料等成形工艺分析的基础上,提出了该零件采用多工位级进模的冲压方案,并介绍了该零件的工步、模具结构及模具加工。多工位级进模从模具结构上可实现快速更换下模镶件和大部分的凸模,提高了模具的重复装配精度。实践表明该模具结构灵活、可靠,达到了操作快捷、高效,降低了生产成本,并能保证产品质量。关键词:安装板;级进模;工步设计;模具结构中图分类号:T G386

文献标识码:B

Abstract:Based on the process analysis of the punching,bending and blanking technologies for formin g the mounting plate,a punching sch eme of multi position progr essive die f or this par t is intr oduced.T he punching layout,die str uctur e and die pr ocessing ar e descr ibed in detail.T he experience shows that the die structur e is of flexibility and reliability.By apply ing this new str ucture,the quality of the product can be guaranteed.Keywords:mounting plate;progr essive die;process design;die structur e

0 引言

图1为游戏机安装板零件图,材料为SPCC,板料厚为0.4mm,零件技术要求:截边不得有毛刺,表面不得有划痕。因此要求冲裁间隙合理,工作面表面粗糙度值要小。由于需求量庞大,年产量为300多万件。若采用手动送料单工序模或复合模来生产,所需模具多,冲床利用率低,不易实现自动化,生产效率低,不能适应该产品生产的需求。为适应批量生产及保证零件的质量,采用多工位级进模更为合理,同时还确保生产的安全性,降低了工人的劳动强度和生产成本。

图1 安装板

1 工艺分析及载体设计

1.1 工艺分析

零件展开外形虽较简单(见图2),成形工艺复杂,该零件有3处Z 形弯曲、1处90 弯曲、29

个圆孔、2个长圆孔、3个方孔和由直线、圆弧组成的轮廓外形,因而包含了冲孔、弯曲等工序。从图1中分析,四周弯曲件可以一次冲压成形,可能会造成Z 形弯曲边缘拉长及弯曲件回弹现象,故在Z 形弯曲的展开长度计算时要适当作调整(经验值:针对此零件按通常计算展开再单边减0.2mm 即可)及在弯曲的后一步设计有整形工序来校正弯曲件的回弹。零件两耳上的长圆孔为安装孔,需待弯曲成形结束后再冲压较为合理;27

个2mm 孔和2

个 1.5mm 孔的凸模较细小,因此凸模结构设计成阶梯式,可以改善凸模的强度,且经过校核,该凸模在冲裁力作用下

不会发生抗压失稳。能满足此零件的冲压要求。

图2 展开图

1.2 载体设计

载体设计必须有足够的强度和刚性,不变形,能够运载条料上冲出的零件,且送进平稳,

一般有3种形式:双侧载体、单侧载体和中间载体。中间载体省料,但稳定性不好;双侧载体送料稳定性可靠,是使用最广泛的形式,但材料利用率低。本模具由于料薄,为了送进平稳,因此采用了双侧载体。

2 工步设计

设计工步图的过程,也就是确定模具结构的过程。若工步图确定了,模具的基本结构也确定了,所以进行工步设计时,要全方面考虑以下因素:(1)生产能力与生产批量;(2)送料方式;(3)冲压力的平衡(压力中心);(4)材料利用率;(5)正确安排导正销孔;(6)凹模要有足够的强度;(7)载体形式;(8)空工位的确定;(9)零件从载体上切下的方式。在充分分析图

1冲裁及弯曲特点的基础上决定采用单排排列较为合理,工步如图3所示。工序为:(1)切侧刃;(2)冲工艺孔;(3)冲孔;(4)切两耳朵废料、冲孔;(5)冲孔;(6)切两边废料;(7)空位;(8)切中部废料;(9)弯曲;(10)整形;(11)冲孔;(12)空位;(13)

落料。

图3 工步图

3 模具结构及设计要点

3.1 模具结构

安装板多工位级进模结构如图4所示。为了确保模具冲裁、弯曲的间隙,该模具采用4个精密滚珠钢球外导柱模架。由于该模具存在弯

曲工序,当弯曲结束后弯曲部分留在模腔内将

阻止条料的送进,需采用浮料装置,在冲压回程时将条料从弯曲凹模内抬出,使送料能够顺利

地进行。3.2 设计要点

(1)凸、凹模设计。由于冲孔尺寸2mm 和 1.5mm 较小,冲孔凸模易折断,此结构设计成台阶式,可以改善凸模强度,且经过校核,该

凸模在冲裁力作用下不会发生抗压失稳;落料及切废料凸模有局部小凸起和尖角,冲裁时易崩落刃口,因此各下模镶件及脱料板镶件采用镶套式;落料及切废料凸模采用直通式,并用螺钉固定于上模,方便制造和快速更换。

(2)卸料方式。脱料板采用弹压卸料装置,可在冲裁前将板料压平,防止冲裁件翘曲。可保证较高的送料精度。

(3)空位设计。考虑到下模强度及凸模的布置,

在冲孔和落料等工位之间设置了空工位结构。

1.上模座

2.固定板

3.切侧刃凸模

4.脱料板垫板5、7、8.冲圆孔凸模6.脱料板镶件9、12.切废料凸模11.导料钉

13、15.成形凸模10、14、32.顶杆16.弹簧17.脱料板18.销钉19.螺钉20.落料凸模21.切载体废料凸模22.固定板垫板23.下模座24.下模板25.外导柱26、27、29、36、37、38、39、40、43.下模镶件28.挡料销30、33、35.下模成形块31、34.浮料块41.限位柱42.侧刃挡料销44.下模板垫板45.导板垫块46.导板47.料带

图4 模具结构

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