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圖1 車門連接件零件
先期策劃
1．分析產(chǎn)品制件的工藝性，擬定工藝方案
在分析工藝性的基礎(chǔ)上，確定沖壓件的總體工藝方案，制定基本工序性質(zhì)、工序數(shù)目以及工序的順序。在分析方案時，考慮制件的精度、批量、工廠條件、模具加工水平和工人操作水平等方面的因素以及必要的工藝計算。
2．工藝計算及設計
進行排料及材料利用率的計算，選擇合理的進料方式，定制出搭邊值，并確定出條料的寬度，并力求取得最佳的材料利用率。在沖壓件的成本中，材料費所占比例在60％以上，因此，合理排樣對提高材料利用率、降低產(chǎn)品成本有著重要意義。
3．制定工藝方案
在工藝分析的基礎(chǔ)上，擬定出可能的幾套沖壓工藝方案，然后根據(jù)生產(chǎn)批量和企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件，通過對各種方案的綜合分析和比較，確定一個技術(shù)經(jīng)濟性最佳的工藝方案。
4．可行性分析
保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具壽命長、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和操作安全方便，并使用軟件進行模具運行過程的畫面模擬，反復論證并對模具實際參數(shù)及工藝進行調(diào)整和修改，模擬連續(xù)生產(chǎn)的狀況。
5．模具材料的選用
按各個部分使用壽命的長短，選用模具鋼材。一般刃口部分選用SKD11或STD11。
零件工藝和排樣設計
設計多工位級進模首先要設計條料排樣，這是模具設計的關(guān)鍵。合理的排樣及適當?shù)拇钸呏凳墙档统杀竞捅ＷC工件質(zhì)量及模具壽命、使用性能的有效措施。
根據(jù)對產(chǎn)品的分析，我們最終決定采用11道工序，依次為：沖孔—沖裁—沖外形—沖外形—預折彎—折彎—成形—校正—側(cè)沖—折彎—沖孔切斷。分析方案時，因考慮產(chǎn)品中要求平面度為0.3mm、直角度為0.6°以下，故而模具工序中增加了校正、預彎工序，從而保證了各面的位置精度。排樣的搭邊值為6mm，送料的實際步距為182mm。為保證產(chǎn)品的順產(chǎn)和連料的強度最終確定原材料的寬度為170mm，模具長度為2000mm。
由于排樣中有成形、折彎和整形工序，模具結(jié)構(gòu)較復雜，為保證能夠?qū)崿F(xiàn)最終產(chǎn)品要求，我們將成形、折彎和整形工序單獨提出進行成形模擬分析，并制作簡易模具試做產(chǎn)品的成形過程。試驗發(fā)現(xiàn)成形工序在成形時，壓料的力量對成形材料流動有很大影響，從而影響了產(chǎn)品外形尺寸的穩(wěn)定性。鑒于此，我們將各個成形工序上的壓料改為氮氣彈簧以提供穩(wěn)定的壓料力量，從而保證級進模具的成形過程穩(wěn)定。
為了保證產(chǎn)品折彎角度小于90°，模具中通過運用改變載體方向的方法，使產(chǎn)品處于一種方便變形的方向，輕松地實現(xiàn)了小于90°的折彎。此外，我們還巧妙地利用了帶角度的側(cè)沖模具結(jié)構(gòu)，改變了原有的沖壓方向，實現(xiàn)了同步完成成形面上的孔位置的沖裁，保證了孔位置的精度要求（圖2）。
圖2 最終確定的排樣方案
模具結(jié)構(gòu)
圖3所示為模具結(jié)構(gòu)，其成形模型如圖4所示。其中圖3中各序號表示意義如下：1為下模座；2為承料板；3為導料柱；4為導料板；5為導柱；6為上模座；7為襯套型卸料螺栓；8為矩形彈簧；9為絲堵；10為打彎凸模；11為壓料板；12為氮氣彈簧；13為上彎凸模；14為內(nèi)藏式導柱；15為成形凸模；16為托料塊；17為校正凸模；18為斜契基座；19為滑塊；20為滑塊卸料板；21為凹模鑲塊；22為側(cè)沖壓料塊。
圖3 模具結(jié)構(gòu)示意
圖4 成形模型
關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設計
該模具的設計中，有幾個關(guān)鍵的部位需要特別注意：
1．該級進模具共有11個工位，步距為182mm，模具尺寸較大，故應采用典型的組合子模結(jié)構(gòu)，以便于模具的加工制造、裝配和調(diào)試，同時也解決了熱處理變形對模具制造精度的影響。
2．為了便于模具的加工、更換和維修，部分零部件采用可卸式結(jié)構(gòu)，凹模板采用獨立鑲件結(jié)構(gòu)。
3．側(cè)沖孔部分為鑲塊拼合成整體結(jié)構(gòu)，保證了沖裁時的空間位置。
4．采用卸料板進行凸模卸料、凸模和導正釘導向、壓料。
5．為使L型小于90°的直角折彎變得簡單并防止角度回彈，我們還采用了改變載體方向的工藝和模具結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品處于方便成形的空間狀態(tài)（圖5），使折彎角度順利的成形。
圖5 成形結(jié)構(gòu)
6．模具中運用了帶角度的側(cè)沖模具結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品成形后，在不改變角度的情況下可直接完成成形面上的沖孔（圖6），保證了孔間距的位置精度要求，也簡化了模具的工位降低了成本。
圖6 面托料裝置
此外，該模具具有誤送檢測裝置、防廢料上浮的二度保護裝置、側(cè)沖復位檢測裝置和出件光電檢測裝置，可以很好的避免砸模，保證模具不受損傷，提高模具壽命。圖7所示為模具成品。
圖7 模具成品
結(jié)語
針對產(chǎn)品成形的角度，我們通過改變相應的模具結(jié)構(gòu)，解決了折彎角于90°的產(chǎn)品，其負角回彈可能對成形質(zhì)量造成的不良影響，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。由于精密的加工和裝配，該模具經(jīng)過試模調(diào)整后，沖壓出了合格的零件。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，模具運行平穩(wěn)，達到了預期效果。同時，通過設計多工位級進模，我們將部分工序進行了合并，有利于進行大批量的生產(chǎn)，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，降低了運營成本。
