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常见问题

支架冲压工艺与模具设计

本文章发表于:同达科技(大连)有限公司 作者:编辑 时间:2017-05-06 点击: 1027
 

   支架是某产品上的一个结构零件。材料采用厚度为2mm的1Cr18Ni9Ti板材,是一种集冲裁、弯曲、翻边、胀形等多种冲压工艺的较复杂的冲压件,零件展开后如图2所示。支架零件要求表面平整,断面不得有毛刺,表面不得有划痕,尺寸公差为IT14级,大批量生产。 


2 支架冲压工艺方案 模具设计过程中,合理确定冲压工艺是关键。它影响到产品质量、生产效率、模具结构复杂程度等多个方面。根据支架零件结构、尺寸、公差以及技术要求,有如下几种冲压成形工艺方案: 

  方案一:采用单工序模冲压成形,①落料②弯曲③翻边④胀形⑤冲孔⑥冲槽⑦去毛刺; 

 方案二:采用级进模冲压成形,①冲孔、弯曲、翻边、胀形、落料②去毛刺; 

 方案三:采用复合模冲压成形,①冲孔、落料②弯曲、翻边、胀形③去毛刺。

   通过比较,第一种方案生产效率太低,没有充分发挥冲压加工效率高的特点,对于零件的大批量生产不宜采用;第二种方案模具结构复杂,仅靠模具和普通设备是很难实现的,生产成本相对偏高;第三种方案模具结构简单,制造容易,也能较好地保证工件质量和精度。


3 模具结构及工作过程

 3.1 冲裁复合模 模具结构如图3所示,采用的是倒装式复合模结构。主要由刚性推件装置、弹性卸料装置、定位零件、冲孔凸模、落料凹模、凸凹模、固定板及垫板组成,模架选用滑动平稳、导向准确可靠的中问导柱模架。


   模具工作过程如下:将待冲条料沿导料销24送进至挡料销20,上模下行,通过冲孔凸模5, 11,12,凸凹模17,落料凹模16,压力机完成2个Φ8.5 mm孔、5个Φ7 mm孔及2个长为45 mm宽度为8. 5 mm的弧形孔的冲裁,同时完成支架的落料冲裁。冲孔废料采用推出方式卸料,借助压力机的冲裁动作完成。搭边废料采用的是弹性卸料方式,上模下行完成冲裁的同时,卸料板25推动橡皮18产生压缩变形,卸料板25相对凸凹模17产生向下的相对位移。当上模上行时,橡皮18回弹,使卸料板25相对凸凹模17产生向上的相对位移,带动扣在凸凹模17上的搭边废料向上移动,使搭边废料脱离凸凹模17完成卸料。存留在凹模16中的冲压件,借助压力机的回程动作,由刚性推件装置的打杆8,打板9、推杆10,推件板26完成卸料。至此,一个冲压过程完成,将待冲条料继续沿导料销24送进至挡料销20,进行下一个冲压过程。

   3. 2弯曲、翻边、胀形复合模 模具结构

  主要由凸模、凹模、弹性顶件装置及模架组成。模具工作过程如下:将落料件平放在凹模面上,通过落料件上2个Φ7 nnm孔与定位销15配合,保证落料件相对凸模13,凹模3的位置精度。为了防止出现过定位,其中的一个定位销可以设计为削边销。上模下行,凸模13与凹模3对落料件施加压力,使其三面产生弯曲和一面产生翻边。在接近压力机滑块下止点时.凸模13与顶板11使零件底部完成胀形,同时使零件整形获得稳定形状的支架零件。最后由卸料螺钉7推动顶板11,使零件从凹模3中顶出,完成一次复合成形。


  4注意事项

 (1)冲孔落料复合模设计过程中,由于零件结构不对称,因此要精确计算冲裁件的压力中心,保证压力中心最终与滑块的中心线重合。通常的做法是先求出凹模的有效面积,然后根据压力中心修正凹模的有效面积.使凹模的几何中心与压力中心重合,并最终保证压力中心与滑块的中心线重合。复合模的刚性推件装置设计过程中,要防止推件板从凹模内脱出,可以采用凸缘式结构。但由于落料凹模型孔属于非圆截面,因此凸缘式推件板如果采用整体式结构,则工艺性较差,为便于线切割加工或成形磨削加工,故采用凸缘与推件板用沉头螺钉连接的分体式结构。推件板工作时,应避免卡死,因此推件板外形按凹模配作成H8/h7的小间隙配合,而内形按凸模配作成Hll/hll的大间隙配合,另外还要保证刚性推件装置有足够的上行空间。为便于线切割加工,落料凸模采用直通式结构,通过螺钉和销钉连接到下模座上。由于采用了刚性推件装置,因此落料凹模型孔可设计成直刃壁结构,以便于线切割加工。冲孔凸模与固定板之间采用H7/m6的过渡配合,以保证凸模的精确定位。

 (2)弯曲、翻边、胀形复合成形模设计过程中,解决好零件定位间题是关键,借助前道工序所冲的Φ7mm的孔,利用"一面两孔"可实现理想定位,保证零件的精确位置。凸模与凹模在通过线切割方法制造时要保证模具间隙为(0. 95~l) t,以控制零件的回弹。零件在翻边过程中,产生不均匀变形,但由于翻边线的曲率半径较大,可不考虑对毛坯形状的修正,按部分圆孔翻边确定毛坯形状,以便使工艺日算和模具制造得以简化。


5 结语 支架采用复合模冲压成形,生产效率高,操作安全方便,具有良好的经济效益,对同类零件的冲压模具设计具有一定的参考价值。

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