德國(guó)FESTO雙耳環(huán)安裝件SN-160
在零件分析的基礎(chǔ)上,介紹了耳環(huán)零件沖壓排樣方式的選擇、關(guān)鍵工位沖壓工藝的特點(diǎn)和模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:復(fù)合彎曲;倒角;磨損;疲勞斷裂1零件分析圖1為安裝耳環(huán)零件,材料為SI32S2,其機(jī)械性能與國(guó)產(chǎn)材料08F接近,料厚2.6mm。圖中3個(gè)4mm凸包作焊接點(diǎn)用,為保證焊接質(zhì)量,要求凸包的高度差不能超過(guò)0.1mm。R31.8mm圓弧面為焊接定位面,4個(gè)淺槽和2個(gè)3.5mm孔為工藝槽孔,14mm孔為安裝孔,零件的毛刺高度不允許超過(guò)0.1mm。在大批量生產(chǎn),特別是在料厚2mm以上時(shí),彎曲質(zhì)量不穩(wěn)定,圓弧表面容易拉傷,關(guān)鍵部分的毛刺也不易控制。第二種是底面圓弧彎曲成形的排樣,與前一種排樣形式相反,它有效率高,尺寸穩(wěn)定,毛刺控制容易,各種凸、凹模耐用可靠,故障少等優(yōu)點(diǎn),但在彎曲圓弧時(shí),14mm安裝孔會(huì)受到圓弧彎曲拉力而變形。為解決此變形問(wèn)題,本模采取了預(yù)先將安裝孔沖成橢圓孔,待彎曲圓弧時(shí),安裝孔再變形成近似圓孔的工藝方法。模具排樣形式見圖3,共12工位:沖導(dǎo)正孔、切邊、空位、切邊和沖小孔、空位、倒角、沖橢圓孔、壓凸包、空位、彎曲、空位、切斷。圖1零件圖圖2排樣圖2沖壓工藝分析與排樣設(shè)計(jì)該零件的年生產(chǎn)量在400萬(wàn)以上,從節(jié)約材料和提高生產(chǎn)率出發(fā),采用了對(duì)稱雙排級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)方式,其中有兩種排樣形式可選擇:一種是側(cè)面圓弧彎曲成形的排樣,圖2為該排樣切斷成形時(shí)的狀態(tài),這種排樣孔的沖裁比較簡(jiǎn)單,但由于圓弧面與模具的合模方向*,彎曲成形至少要有兩個(gè)工位,以進(jìn)行初彎和側(cè)向滑塊復(fù)彎。由于彎曲是在兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)行,并要讓開3個(gè)凸包位置,因此3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
德國(guó)FESTO雙耳環(huán)安裝件SN-160（1）模具結(jié)構(gòu)如圖4,將上下凸、凹模板都設(shè)計(jì)成兩塊,各自增設(shè)4個(gè)小導(dǎo)柱,使沖壓和安裝時(shí)更可靠方便。卸料彈簧設(shè)計(jì)成內(nèi)藏式,既清潔又便于拆裝,彈簧的位置安排也比較靈活合理。凹模全部設(shè)計(jì)成鑲嵌式,能方便地用墊片調(diào)整凹模高度,這種鑲嵌,可單凹模,也可多凹模,視位置、強(qiáng)度、方便等因素而定。凹模鑲件均采用M6mm螺釘緊固,螺釘沉16模具工業(yè)2001.No.8總246圖3排樣圖!孔則做成M8mm螺紋孔,利用這個(gè)螺紋,在拆卸凹模時(shí),用螺釘或拔銷器可方便地拔出凹模鑲件,避免了從底部敲出凹模鑲件的麻煩。
（2）模具中沖橢圓孔凸、凹模7、的尺寸及距模具中線的22位置需經(jīng)工藝試驗(yàn)確定。橢圓孔長(zhǎng)、短軸的尺寸,與零件彎曲的變形程度有關(guān),主要受到安裝孔距變形區(qū)的遠(yuǎn)近、安裝孔處的外形、料厚及材料延伸率等因素的影響。由于零件彎曲變形不是均勻的,因此橢圓孔變成圓孔也是近似的,圓孔圓度存在一定的誤差,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定,彎曲變形后的孔徑偏差在0.15mm以內(nèi),可以滿足零件的尺寸要求。個(gè)23.5mm孔因在zui大變形區(qū),故由圓孔變成不規(guī)則橢圓孔,因該2孔為后序工藝孔,無(wú)太高要求,零件可以使用。
（3）彎曲工位中,彎曲上、下模塊9、30在彎曲的同時(shí)還起壓、卸料的作用,下模塊裝配高圖4模具結(jié)構(gòu)1.T形凸模模10.切斷凸模14.導(dǎo)正孔凹模18.切邊凹模22.橢圓凹模模板27.墊板2.切邊凸模3.小孔凸模4.導(dǎo)正釘12.卸料板墊板20.沖包凹模5.倒角凸13.導(dǎo)料銷6.倒角卸料塊7.橢圓凸模8.沖包凸模9.彎曲上模塊17.凹模固定塊21.倒角凹模26.上30.彎曲下模塊度與導(dǎo)正托料釘高度相同,以保證彎曲之前先壓住條料。在上、下彈簧作用下,零件被壓住并彎曲到一定程度,同時(shí)側(cè)面翻邊也逐漸進(jìn)行,形成復(fù)合彎曲。下模彈簧力大于上模彈簧力,上模彈簧力起預(yù)壓料的作用,下模彈簧力要足夠大才能保證復(fù)合彎曲的質(zhì)量。零件到達(dá)模具底部后強(qiáng)11.導(dǎo)正孔凸模19.導(dǎo)正托料釘23.側(cè)彎凹模15.凹模墊板16.T形凹模24.退料鉤33.切斷凹模25.小導(dǎo)柱28.凸模固定板29.卸料板31.凹模固定板32.下模板模具工業(yè)2001.No.8總24617故。除圓形凸模外,其余非圓凸模都采用螺釘?shù)跹b形式,使其不用拆卸料板就可拆卸和安裝凸模,用墊片就可方便地調(diào)整凸模高度。
（4）第6工位倒角是在沖壓中由件21的45#周邊斜面壓制零件的下周邊而完成。斜面外周邊比零件周邊略大,并高于凹模平面,內(nèi)周邊比零件周邊略小,低于凹模平面,零件在凹模平面位置壓制后下面周邊出現(xiàn)0.5mm?45#的倒角,零件的外觀品質(zhì)得到明顯提高。由于有倒角工位,對(duì)沖裁毛刺的要求相應(yīng)降低,這樣就延長(zhǎng)了沖壓周期,減少了模修工作。
（5）條料由兩側(cè)有導(dǎo)槽的導(dǎo)料銷13、導(dǎo)正托料釘19進(jìn)行沖壓前后的抬料和浮動(dòng)送料,使條料送料順暢,抬料也很自如。條料經(jīng)T形凸模1和切邊凸模2完成外形沖裁。T形凸模為對(duì)稱沖裁,受力均勻,節(jié)省條料,效率比較高,但凸模的各尖角部位磨損較快,沖裁后條料包緊力較大,因此卸料力也較大,故尾部的吊裝螺釘選擇M6mm,如螺釘太小,容易出現(xiàn)疲勞斷裂而拉出T形凸模,造成事圖6凸模的安裝1.螺塞2.頂柱3.墊圈4.圓凸模
（6）由于生產(chǎn)批量大,所沖材料較厚等原因,圓凸模常以側(cè)后磨損而帶料為主要失效形式。修模時(shí),圓凸模往往要去除一個(gè)料厚以上的磨損部分,影響了圓凸模的使用壽命。為解決這一問(wèn)題,采用了在圓凸模局部用雙螺塞頂緊的安裝形式,并在圓凸模尾部套有一個(gè)墊圈,這樣可以采用較長(zhǎng)的圓凸模,能方便地調(diào)整圓凸模的高低位置,從而延長(zhǎng)圓凸模的使用壽命,圓凸模的安裝和拆卸也很方便,見圖6。螺塞采用2個(gè)M12mm粗牙螺紋,可以保證有足夠的緊固力。除了圓凸模3和11外,沖包凸模8、導(dǎo)正釘4也采用了相同的安裝形式,使用效果亦很好。制成形,成形后再對(duì)向卸料,完成一個(gè)循環(huán)。由于底部強(qiáng)制成形時(shí)側(cè)面翻邊已完成,在強(qiáng)制成形的圓弧彎曲力的作用下,零件出現(xiàn)側(cè)面變形,橢圓孔變成近似圓孔,側(cè)面高度也被拉低,見圖5,這就是前述橢圓孔和展開尺寸要經(jīng)試驗(yàn)確定的原因。在彎曲中,零件中部也有部分變形,使導(dǎo)正釘被包緊,卸料較困難,因此在下模增設(shè)一固定退料鉤24進(jìn)行強(qiáng)行卸料,效果較好。2個(gè)彎曲下模塊上各做3個(gè)讓在位孔,好讓開已成形的半圓凸包。彎曲中,中間的凸包會(huì)因材料堆積而增高,因此沖凸包時(shí)要先沖得略低一些。圖5孔變形
（7）切斷凸模的刃口與零件的弧面*,使零件不易變形,凸模先切落兩邊零件之后,再將中部的廢料切落,有效地降低了沖裁力。兩邊的零件在切斷以后,由于重心及彈釘?shù)淖饔?零件翻落進(jìn)兩邊斜滑道,滑出模具。在2年的生產(chǎn)中,本級(jí)進(jìn)模使用可靠,生產(chǎn)效率高,維修方便,滿足了零件的生產(chǎn)要求。
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