李 灵
(广西机械高级技工学校,广西 柳州 545005)
图1 所示票夹件材料为SUS301-1/4H,料厚0.3 mm,毛刺面全部向内,外观要求光亮、无压伤等缺陷,按100 万件批量设计。
图1 票夹件及展开图
该票夹件成形工艺包括起伏成形、冲裁、翻边和弯曲成形等工序,翻边和弯曲成形前需要完成起伏成形和冲裁工序,因Φ 2.3 mm 和Φ 5.0 mm 孔在弯曲的侧面,不能作为制件的导正孔,故必须另外增加导正孔。在翻边和弯曲成形时,会对料带产生侧压力,因此排样设计时需设法抵消此侧压力。
图2 所示的票夹件多工位级进模排样方案,为双排横向中间载体排样,条料送进时具有较高的刚性和稳定性。该排样共有8个工位,材料利用率50.0%。导正孔Φ 4.0 mm 在中间载体上,因此中间载体的最小宽度需增大至6.0 mm,且亦有利于提高料带刚性。
为了避免产品翘曲变形,起伏成形需在第一个工序完成后才能进行后续工序。进行翻边或弯曲工序时,两相向对称制品需同时成形,这样就可以抵消料带所受的侧压力。由于票夹件要求所有毛刺面向内,在排样图为向下,因此在切断分离工序,冲头设计在中间位置,切断废料从中间漏料孔排出;产品由于自重和顶杆弹顶作用从两边漏料孔排出。
图2 双排横向中间载体排样图
冲裁时,为了防止搭接处刃口产生薄碎屑,在不影响产品外观和功能的情况下,需对搭接处刃口进行处理。图3 为图2 中B 处放大图,搭接处冲裁刃口经过处理后,确保了刃口与冲裁后的料带只有一个交点,避免了薄碎屑的产生,间接消除了产品表面被压伤的可能。
图3 搭接处刃口处理
票夹件级进模总体结构如图4 所示。
图4 票夹件级进模装配图
其设计要点分述如下:
(1)票夹件采用SUS301-1/4H 不锈钢材料,HV250~300,单面可取0.02 mm 的冲裁间隙,其冲裁和成形性能较好,根据生产批量(100 万件,中等批量)选用模具材料:所有冲头、镶件和凹模板6 采用Cr12MoV,58~62 HRC;卸料板5 采用Cr12,50~55 HRC;固定板3 采用45#,调质处理;所有垫板2、4、7采用T8A,50~55 HRC,上下模座1、8 采用A3。
(2)由于弯曲成形时需要较大的成形力,因此模具的闭模间隙(模具在下死点时固定板3 和卸料垫板4 的距离)设计为0。
(3)由于采用中间载体排样,不必采用侧刃节距粗定位,只需采用初始挡料块14 即可。
(4)为了增加导料距离,从而增加料带的稳定性,导料板(a)11 可根据需要伸出模具外面50~100 mm,并在其底面设计有导料板托板13,用螺丝锁紧。
(5)为了取放方便,下模切断镶件23 和下模弯曲成形镶件18 侧面设计有2.0 mm×6.0 mm 扣压位,如图5 所示,用M5 螺丝扣压在凹模板上,并在下垫板7 和下模座8 上设计有顶件孔。
图5 下模切断镶件扣压位
(6)为了避免料带摆动和导正销拉料,在7、8 工序设计有导料板(b)20 和导料板(c)21。
(7)为了使料带传送顺利,应把料带整体抬升10 mm,由顶料销12、22、顶料块15 和压料块19 共同完成此抬升动作。
实践证明,该票夹件多工位级进模的工艺性、排样方案和总体结构是合理可靠的,料带在模具内稳定,送料和出件顺利,能保证产品品质,对同类零件的级进模设计与教学,有一定参考价值。
[1]金龙建,洪慎章.多工位级进模典型结构图册[M]. 北京:化学工业出版社,2011.
[2]姜奎华.冲压工艺学[M].武汉:华中理工大学出版社,1986.
[3]陈炎嗣,郭景仪.冲压模具设计与制造技术[M]. 北京:北京出版社,1991.