家用電器支架多向彎曲模具設(shè)計

彭素芬，劉同根

PENG Su-fen, LIU Tong-gen

（鶴壁市機(jī)電信息工程學(xué)校，鶴壁 458030）

0 引言

圖1所示為某家用電器的支架，材料SUS301不銹鋼，料厚為1.0mm。從圖示中可以看出，該制件較為復(fù)雜，制件最大外形由長95mm，寬64mm及高26mm等尺寸組成，屬多向以彎曲為主的沖壓件，完成該制件的沖壓需經(jīng)過落料、多次彎曲及折疊等工藝組成。

圖1 家用電器支架

1 工藝分析及工序圖設(shè)計

從圖1中可以看出，該制件有45°彎曲及折疊等工藝，因此對板料的纖維方向要求特別嚴(yán)格，如纖維方向同彎曲線平行，在生產(chǎn)中引起彎曲之后制件開裂、斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致在使用中對制件的質(zhì)量有較大的影響。

該制件原工藝采用6道工序4副模具來沖壓，如圖2所示。分別為：第一道工序：落料、沖孔（如圖2(a)所示）；第二道工序：端部V形彎曲（如圖2(b)所示）；第三道工序：另一端部V形彎曲（如圖2(c)所示）；第四道工序：兩個35°及U形彎曲（如圖2(d)所示）；第五道工序：一端折疊（如圖2(e)所示）；第六道工序：另一端折疊（如圖2(f)所示）。第一道工序落料為單獨一副模具；第二至三道工序共用一副模具；第四道工序單獨為一副模具；第五、六道工序共用一副模具。模具結(jié)構(gòu)雖簡單，制作成本低，但由于工序多，經(jīng)多次彎曲定位，導(dǎo)致制件的質(zhì)量難以控制，廢品率高，生產(chǎn)效率低。

圖2 原工藝工序圖

為提高生產(chǎn)效率及改進(jìn)原工藝的不足，經(jīng)分析，采用新工藝的采用4道工序4副模具來沖壓。分別為：第一道工序：落料、沖孔（如圖3(a)所示，與原工藝第一道工序相同）；第二道工序：C形彎曲（如圖3(b)所示）；第三道工序：兩個35°及U形彎曲（如圖3(c)所示，與原工藝第四道工序相同）；第四道工序：折疊。

圖3 新工藝工序圖

2 彎曲、折疊模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 C形彎曲模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖4所示為C形彎曲模具結(jié)構(gòu)圖。

2.1.1 模具結(jié)構(gòu)特點

1）該工序采用斜楔、滑塊的結(jié)構(gòu)來成形。

2）模具開啟時，滑塊4和15復(fù)位時靠限位塊9、16限位，其頭部的距離可按U形彎曲的相關(guān)尺寸來計算。

3）為使該工序件在彎曲時能很好的定位，本結(jié)構(gòu)在滑塊上設(shè)置定位塊19。

4）本結(jié)構(gòu)可在一次行程中先完成U形預(yù)彎，接下來再采用滑塊進(jìn)行C形彎曲的工藝。

5）本結(jié)構(gòu)滑塊4、15在下墊板14上滑動，因此下墊板14的材料采用Cr12，其熱處理硬度為53～55HRC。

6）為防止滑塊在彎曲時的側(cè)向力存在及能很好的保證彎曲時的合理間隙，本結(jié)構(gòu)在下模座上分別設(shè)置斜楔擋塊6、17。

2.1.2 彎曲動作

工作時，將落料、沖孔結(jié)束的坯料放入滑塊4、15上，采用定位塊19定位，上模下行，凸模3與壓料板12壓緊坯料后，再進(jìn)入滑塊4、15的垂直面上先對坯料進(jìn)行U形預(yù)彎后，隨著上模的繼續(xù)下行，斜楔2、5的斜面接觸滑塊4、15的斜面，迫使滑塊4、15向內(nèi)移動，對預(yù)彎的U形件進(jìn)行C形彎曲，模具在閉死時，滑塊4、15對C形件起整形作用。上模回程的同時，滑塊4、15復(fù)位，C形件跟隨凸模3上行，從側(cè)面取出。

圖4 C形彎曲模具結(jié)構(gòu)圖

2.2 兩個35°及U形同時進(jìn)行彎曲模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖5 所示為兩個35°及U形同時進(jìn)行彎曲模具結(jié)構(gòu)圖。

2.2.1 模具結(jié)構(gòu)特點

1）為確保上、下模具的對準(zhǔn)精度，本結(jié)構(gòu)采用兩套滑動導(dǎo)柱1、導(dǎo)套3導(dǎo)向。

2）為保證凸模的強(qiáng)度，該凸模采用補強(qiáng)的結(jié)構(gòu)形式。

3）該凹模采用整體式的結(jié)構(gòu)，能很好的克服了在V形彎曲時產(chǎn)生的側(cè)向力。

4）為使彎曲件在工作時能很好的定位，該工序采用制件上的四個?4.5mm的圓孔作定位孔，使坯料在彎曲時不會發(fā)生滑移。

2.2.2 彎曲動作

工作時，將C形彎曲件（后稱坯料）放置在凹模12上，用定位銷13定位，上模下行，壓料板10與凹模12首先緊壓坯料后，凸模2、9下行先彎曲U形，隨著上模的繼續(xù)下行，再彎曲兩個35°的部位，上模回程，在彈簧6的作用下將已彎曲的零件卸下，使已彎曲的零件留在凹模上，用夾鉗取出即可。

2.3 折疊模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖6所示為折疊模具結(jié)構(gòu)圖。折疊模具結(jié)構(gòu)也是該制件的關(guān)鍵模具結(jié)構(gòu)。

2.3.1 模具結(jié)構(gòu)特點

1）為保證上、下模具的對準(zhǔn)精度，該結(jié)構(gòu)采用四套?28mm滑動導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。

2）為使工序件在彎曲時不會發(fā)生滑移，該結(jié)構(gòu)采用U形的部分套在頂件器12上來定位。頂件器12的寬度與U形處的寬度配合雙邊為0.1mm，那么從圖1中可以看出，該制件的寬度為60mm，頂件器12的寬度制作成59.9mm。

3）為防止擺動凹模2、7能正常的工作，在折疊時不會發(fā)生外出，該結(jié)構(gòu)在擺動凹模2、7的兩側(cè)安裝有擋板11，并用螺釘緊固。

4）擺動凹模2、7是本結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零部件之一，因此材料采用Cr12MoV，熱處理硬度為55～58HRC，與凹模座采用單邊0.01mm的間隙配合，可直接采用慢走絲割一修二的加工工藝。

5）頂件器設(shè)計及安裝

頂件器12是本結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零部件之一，為使擺動凹模2、7繞軸心方向擺動更順暢，本結(jié)構(gòu)在頂件器12上加工出圓弧。

頂件器12形狀較為復(fù)雜，按常規(guī)的方式從上往下是無法安裝的，那么其安裝方式如下：先將擺動凹模2、7從側(cè)面安裝在凹模座1、8上，再將頂件器12從側(cè)面安裝，其槽穿過擺動凹模2、7凸出的部分里，先安裝四件擋板11，再鎖緊卸料螺釘14，用手動將頂件器上下移動，如移動能順暢，最后安裝彈簧13及螺塞。

2.3.2 彎曲動作

工作時，將前一工序已彎曲的工序件（如圖3(c)所示，后稱坯料）放入頂件器12上采用U形的部分來定位，上模下行，凸模5與頂件器12緊壓坯料，上模繼續(xù)下行，彈簧13被壓縮，頂件器12逐漸將擺動凹模2、7繞軸心向內(nèi)擺動，將坯料進(jìn)行折疊，直到頂件器12的下底面緊貼下墊板15時，模具閉死，折疊結(jié)束，也可對制件上的兩處45°彎曲作整形作用。上模回程，在彈簧13的彈力下將頂件器12頂起，在頂件器12的圓弧處作用下逐漸將擺動凹模2、7繞軸心方向擺動使其兩邊掙開，直到擺動凹模2、7緊貼凹模座1、8的斜面上，這時擺動凹模2、7的復(fù)位結(jié)束，用夾鉗取出制件即可。

圖5 兩個35°及U形彎曲模具結(jié)構(gòu)圖

圖6 折疊模具結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)束語

提出了家用電器支架彎曲舊工藝的不足，在新工藝上作了相應(yīng)的改進(jìn)，從而很好的控制了制件的相對彎曲尺寸，減少了彎曲的工序。實踐證明，該模具設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)合理、沖壓動作順暢、維修方便、使用壽命長、生產(chǎn)效率高，沖壓出的制件質(zhì)量穩(wěn)定，已應(yīng)用到大批量的生產(chǎn)中。

[1] 梁炳文.實用鈑金沖壓工藝圖集[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1999：72.

[2] 金龍建.沖壓模具設(shè)計及實例詳解[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2014：53-59.

[3] 向小漢.汽車后側(cè)板多工位級進(jìn)模設(shè)計[J].鍛壓技術(shù),2014,39(6)：89-93.

[4] 陳志超,夏琴香,郭新年,等.某高強(qiáng)鋼板汽車結(jié)構(gòu)件多工位級進(jìn)模設(shè)計[J].鍛壓技術(shù),2012,37(2)：47-50.

[5] 金龍建,洪慎章.鍵盤接插件外殼級進(jìn)模設(shè)計[J].鍛壓裝備與制造技術(shù),2010：95-98.

[6] 仲偉萍,李雪艷,張西強(qiáng),等.支架零件沖壓模具設(shè)計及工藝計[J].熱加工工藝,2014,43(5)：39-40.

[7] 張燕琴.接插件多工位級進(jìn)模設(shè)計[J].模具工業(yè),2013,39(10)：38-41.