汽車點(diǎn)煙器外殼連續(xù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與成形工藝優(yōu)化

曹磊 王洋 任紅民

摘 要：自改革開放以來，煙草業(yè)發(fā)展迅速，進(jìn)而促使汽車點(diǎn)煙器成為了人們購車時的重要影響因素之一。汽車點(diǎn)煙器的外殼是一個沖壓件，其具有精密度高、形狀復(fù)雜和尺寸較小的特點(diǎn)。在生產(chǎn)外殼的時候，連續(xù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與成形工藝將對其產(chǎn)生直接的影響。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)煙器；沖壓件；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0181-02

1 汽車點(diǎn)煙器外殼連續(xù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 排樣設(shè)計(jì)

在工藝優(yōu)化后，設(shè)計(jì)出來的排版工步有30個，其工序按順序排列為：沖定位孔、3次沖工藝切口、4次拉深、沖底孔、翻邊、2次卷邊、整形、3次側(cè)邊沖孔、3次側(cè)邊成形、落料、廢料切斷。

1.2 連續(xù)模總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

汽車點(diǎn)煙器外殼大型精密連續(xù)模結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形狀和運(yùn)動規(guī)律各有不同，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，都包含工藝零部件及裝置和輔助零部件及裝置兩大類結(jié)構(gòu)。因此多工位連續(xù)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有以下的一般原則。

（1）對模具的結(jié)構(gòu)以及類型進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇的時候，一定要以圖樣規(guī)定為基礎(chǔ)，也只有這樣沖壓件的質(zhì)量才可以滿足其在精度以及粗糙度方面的要求。

（2）對模具的結(jié)構(gòu)以及類型進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，要滿足以下兩個條件：①盡可能的降低制模成本；②確保制模成本在整個制造成本的占比最小。

（3）對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一定要與實(shí)際相結(jié)合，提高模具的可加工性。

（4）在對沖壓件進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，不可避免的會出現(xiàn)非一次性成型的沖壓件。那么我們就要充分的考慮到，在沖壓件進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，哪些結(jié)構(gòu)是易損壞的，哪些是易替換及改變的。以期當(dāng)進(jìn)行沖壓件的二次加工時，增大其成型比例并保證其質(zhì)量。

在對連續(xù)模進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，其總體結(jié)構(gòu)通常會選擇使用倒裝+正裝的形式。使用倒裝形式的結(jié)構(gòu)有卷邊工序以及拉深工序等，優(yōu)點(diǎn)在于擁有簡單的模具結(jié)構(gòu)和易于送卸料。而使用正裝形式的結(jié)構(gòu)有落料工序、底部沖孔工序等，優(yōu)點(diǎn)是便于進(jìn)行廢料的沖刷。

1.3 工作零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.3.1 凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)沖壓模具的過程中，通常會采用墊鍵式、鉚接式、帶臺式等方法對凸模進(jìn)行固定，而凹模因?yàn)閾碛斜容^復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因而在固定的時候，會采用分段拼合凹模、拼合形孔等方法。

1.3.2 側(cè)沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

側(cè)沖運(yùn)動的實(shí)質(zhì)是一種水平運(yùn)動，因?yàn)闆_壓力的方向是豎直方向的，故而需要使用一個構(gòu)件使其轉(zhuǎn)變?yōu)樗剑@時候通常使用的構(gòu)件為斜楔機(jī)構(gòu)。汽車點(diǎn)煙器外殼的沖壓通常是由兩個工藝結(jié)合完成的，即：側(cè)邊成形工藝和側(cè)邊沖孔工藝。斜楔機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)滑塊的時候會設(shè)定為三塊，分別起到轉(zhuǎn)換方向、備用調(diào)整、保護(hù)制件的作用。同時為了確保沖壓方向的準(zhǔn)確性，還會在斜楔機(jī)構(gòu)兩側(cè)布置擋板。

1.4 送料、抬料與卸料系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)連續(xù)模結(jié)構(gòu)的送料時，通常會采用自動送料裝置，同時為了使模具的導(dǎo)正設(shè)備正常工作，沖壓時也常采用卷料的方式。

因?yàn)樵谕鈿さ臎_壓成型流程中，存在拉深工序。因此順利輸送條料的前提是將條料的高度進(jìn)行提高，這時候抬料裝置的設(shè)定就至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)連續(xù)模的抬料系統(tǒng)時，我們設(shè)定為34根浮頂銷，并分布對稱，以使其能夠在沖壓時具有抬料功能，確保條料的順利輸入。

在進(jìn)行卸料設(shè)計(jì)時，方式上有兩種選擇，彈壓卸料方式和固定卸料方式。彈壓卸料裝置是由彈性元件、卸料螺釘以及彈性卸料板三部分組成；在作用上，彈性卸料不僅可以進(jìn)行卸料，還可以進(jìn)行壓料。而固定卸料裝置僅有卸料功能，且對材料性質(zhì)有所要求，如：要求材料有優(yōu)良的凸模強(qiáng)度、較強(qiáng)的剛度等。在進(jìn)行連續(xù)模的落料、沖工藝切口等工序卸料時，基本采用的都是上模模板；在進(jìn)行翻邊以及拉深工序卸料時，都會設(shè)定特殊的彈性脫件桿，以保證卸料的順利及安全。

1.5 連續(xù)模裝配圖

根據(jù)上文所形容的方法，我們將其做成三維設(shè)計(jì)圖）呈現(xiàn)在讀者面前，方便讀者理解。

2 汽車點(diǎn)煙器外殼成形工藝優(yōu)化

2.1 成形缺陷分析

汽車點(diǎn)煙器外殼在成形的過程中，其缺陷主要有破裂和起皺兩方面。這兩方面對零件的力學(xué)性能、整體質(zhì)量、精度等都會產(chǎn)生直接的影響。其中破裂是由于材料的抗拉強(qiáng)度無法應(yīng)對產(chǎn)生的徑向拉應(yīng)力，在應(yīng)力集中的位置對零件造成破壞，進(jìn)而導(dǎo)致零件出現(xiàn)破裂。而導(dǎo)致起皺的因素則是切向壓應(yīng)力，在板料進(jìn)行拉深的時候，會出現(xiàn)切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力，切向壓應(yīng)力將板料變形，若變形增大，就會使皺紋出現(xiàn)，若變形過大，起皺缺陷就會形成。另外，起皺的原因也可能是由于板料的不均勻。在沖壓成形的工藝中，防破裂與防起皺是相互矛盾的，因?yàn)橛绊懰麄兊闹饕蛩厥峭粋€，即：流動阻力。流動阻力過大會導(dǎo)致破裂出現(xiàn)，而過小又會導(dǎo)致起皺。那么如何找到最合適的流動阻力值就成為了關(guān)鍵。

2.2 成形工藝優(yōu)化

在外殼成型工藝中，沖裁工序是非常重要的一個工序，工序的組成有沖底孔、側(cè)邊沖孔和落料。

在進(jìn)行底部沖孔的過程中，除嚴(yán)格按工藝要求操作外，還要對其沖孔位置的精度進(jìn)行重視，故而在設(shè)計(jì)此模具時，一定要設(shè)置定位裝置及導(dǎo)向裝置。

要想順利完成側(cè)邊沖孔，必然需要借助斜楔裝置，由上文得知，斜楔裝置可以實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)滑塊運(yùn)動方向的改變，進(jìn)而使側(cè)向沖壓完成。然而外殼的大端圓筒半徑僅10.02mm，所以在一個工序中布置三個側(cè)邊沖孔是非常不現(xiàn)實(shí)的，因此在設(shè)計(jì)時只需一個工序內(nèi)安排一個側(cè)邊沖孔。對于慮側(cè)沖裝置而言，需要占用比較大的空間，所以將空工位設(shè)置在三個側(cè)邊沖孔工序中間，以防發(fā)生運(yùn)動干涉的情況。

3 結(jié)束語

根據(jù)上文所述，我們對連續(xù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，同時也對成形工藝的缺陷進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了光宇成形工藝優(yōu)化的部分建議，以期能夠?yàn)橹蟮南嚓P(guān)工作人員提供參考。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-3-10