U形支架多工位级进模优化方案

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：经分析，决定采用一副多工位级进模冲压。因此制定如下解决方案：图7-33 U形支架弯曲件1）按常规设计，U形件的90°弯曲可一次性完成。图7-36 排样图3.模具结构设计图7-37所示为U形支架级进模结构，该模具特点如下：1）步距较大，因此采用伺服自动送料机构传送各工位间的冲裁与弯曲等工作，并用浮动导料销导料。4）快卸圆形凸模设计。在生产中无需把整副模具从压力机上卸下，可在15min内卸下圆形凸模，大大缩短了维修时间。

1.工艺分析

图7-33所示为U形支架弯曲件，材料为10F钢，料厚3.0mm，生产批量为50多万件/年。原冲压工艺采用3副单工序模，具体冲压工序如下：工序1为冲圆孔及冲切R12.5mm缺口等；工序2为45°弯曲；工序3为90°弯曲。采用单工序模生产所需模具较多，设备利用率低，且手工放置半成品有误差，导致R12.5mm缺口处的弯曲不稳定达不到90°而影响制件质量。经分析，决定采用一副多工位级进模冲压。

由图7-33可见，制件需向下弯曲成形。制件展开如图7-34所示，其展开长度为300mm，宽度为89mm。为提高材料利用率，板料规格选用卷料。该制件成形难点为料较厚，弯曲90°±0.5°要求较高；R12.5mm缺口容易受后续弯曲成形的影响而产生变形。因此制定如下解决方案：

图7-33 U形支架弯曲件

1）按常规设计，U形件的90°弯曲可一次性完成。由于该制件板料较厚，首先进行45°预弯，再进行90°弯曲，弯曲工艺如图7-35所示。

2）制件R12.5mm缺口的圆弧顶点离弯曲线较近（该处按合理工艺，缺口离边距应≥1.5t+R），因此在45°预弯曲之前设置一道压筋工序，使制件弯曲成形时弯曲线刚好在压筋位置，并使其顺利完成制件弯曲，从而避免了R12.5mm缺口的变形。

图7-35 弯曲工艺

a）毛坯 b）45°弯曲 c）90°弯曲

2.排样设计

该制件对边缘的高度要求不高。为提高材料利用率，在排样设计时不考虑冲切边缘的废料，这样该排样可以采用中间载体连接各工位的冲裁、弯曲及切断等工作。制件排样如图7-36所示，具体工位安排如下：

工位①：压筋；

工位②：冲圆孔及冲切R12.5mm缺口等；

工位③：45°弯曲；

工位④：90°弯曲；

工位⑤：切断（制件与载体分离）。

图7-36 排样图

3.模具结构设计

图7-37所示为U形支架级进模结构，该模具特点如下：

1）步距较大，因此采用伺服自动送料机构传送各工位间的冲裁与弯曲等工作，并用浮动导料销导料。

2）采用切断凸模将已弯曲好的制件从带料上切断，使分离后的制件沿切断凹模挡块的斜坡滑出。

图7-37 U形支架级进模结构（图注见下页）

图7-37 U形支架级进模结构（续）

1—上托板 2—上垫脚-1 3—卸料板-1 4—凸模固定板垫板 5—弹簧柱销-1 6—上模座 7—垫圈 8—异形凸模 9—圆形凸模-1 10—凸模固定块-1 11—凸模固定板-1 12—卸料板垫板-1 13—圆形凸模-2 14—凸模固定块-2 15—定位销 16—卸料板镶件-2 17—小导柱 18—长圆形凸模 19—上垫脚-2 20—弹簧柱销-2 21—十字导柱 22—小导套-1 23—卸料螺钉 24—弹簧 25—弹簧顶杆 26—导正销-1 27—凸模固定板-3 28—切断凸模 29—螺钉-1 30—切断凹模挡块 31—内导料板-3 32—切断凹模 33—下垫脚-3 34—螺钉-2 35—下托板 36—等高套筒-1 37—导正销-2 38—下垫脚-2 39—内导料板-1 40—凹模垫板 41—小导套-2 42—凹模板 43—内限位柱 44—下垫脚-1 45—卸料板镶件-1 46—等高套筒-2 47—导向顶杆 48—压筋凹模 49—承料板垫板 50—承料板 51—外导料板-1 52—外导料板-2 53—R12.5mm弧形凸模 54—内导料板-2 55—内导料板-4 56—模具存放保护块 57—下模挡块-1 58—卸料板-2 59—上限位柱 60—45°弯曲凸模-1 61—上模挡块-1 62—凸模固定板-2 63—上垫脚-3 64—卸料板垫板-2 65—上模挡块-2 66—45°弯曲凸模-2 67—下模挡块-2 68—下限位柱 69—45°弯曲凹模 70—下模座 71—制件顶板-1 72—导柱 73—下模挡块-3 74—90°弯曲凸模-1 75—上模挡块-3 76—弹簧顶板 77—卸料板垫板-3 78—上模挡块-4 79—导套 80—90°弯曲凸模-2 81—卸料板-3 82—下模挡块-4 83—制件顶板-2 84—90°弯曲凹模 85—弹簧垫圈

3）采用弹压卸料装置，并用弹簧组件结构将弹簧顶杆顶在卸料板上，使卸料板在冲裁前将带料压平，防止冲裁及弯曲时制件产生翘曲。

4）快卸圆形凸模设计。为方便圆形凸模的更换或维修，冲ф10.7mm及ф8.55mm圆孔时，采用图7-38所示快卸式圆形凸模结构，其装卸特点为：当安装凸模10时，先把凸模10固定在快卸凸模固定块3上，再把快卸凸模固定块3固定在凸模固定板9上，并用定位销2及快卸凸模固定块3的外形对凸模10进行双重定位，再拧紧螺钉8即可；当更换或修磨圆形凸模10时，先依次卸下螺钉7、定位销5及快卸卸料板镶件6，再卸下螺钉8及定位销2，最后取出凸模组件即可。在生产中无需把整副模具从压力机上卸下，可在15min内卸下圆形凸模，大大缩短了维修时间。

图7-38 快卸式圆形凸模结构

1—凸模固定板垫板 2—定位销 3—快卸凸模固定块 4—卸料板垫板 5—定位销 6—快卸卸料板镶件 7、8—螺钉 9—凸模固定板 10—圆形凸模

5）弯曲凸模结构设计。为方便弯曲凸模的更换或维修，在弯曲凸模后面设置螺钉固定结构（见图7-37A—A及B—B），即在上模座的对应位置分别钻螺钉过孔及螺钉头部沉头孔，螺钉从上模座穿过与凸模连接。当更换或维修弯曲凸模时，把凸模固定螺钉拆掉并用定位销将凸模顶出即可，其更换或维修速度快，且不影响上模板的装配精度，能保证模具重复装配精度，延长模具使用寿命。

4.冲压动作原理

将原材料宽89mm，料厚3.0mm的卷料吊装在料架上，通过整平机将送进的带料整平后再进入伺服自动送料机构内（在此之前将伺服自动送料机构的步距调至305.1mm），开始用手工将带料穿过模具的导料板，送至工位①第一次压筋；依次进入第二次为冲圆孔及冲切R12.5mm缺口等；进入第三次为45°弯曲；进入第四次为90°弯曲；最后（第五次）为切断（将制件与载体分离），使分离后的制件从右侧滑出。此时将送料器调至自动的状况可进入连续冲压。

U形支架多工位级进模优化方案

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