工業生產中冷軋鋼板沖壓工藝及磨具設計

李金平

（江鈴汽車集團奧威汽車零部件有限公司，江西 南昌 310000）

工業產品的設計十分重要，其決定產品使用的安全性，冷軋鋼板因其具有良好的深沖性，已經成為工業生產中常用的材料，目前工業上使用的冷軋鋼板C含量已經降低到200ppm，因此，此種材料可以應用到深沖要求高的工業產品生產中。

1 研究基礎

因為現代工業生產過程中工序繁多，冷軋鋼板沖壓工藝及模具設計的參數并不相同，所以無法一概而論，對此本文主要針對某個工業產品進行分析，圖1為沖壓成型后的產品結構圖。

圖1 沖壓成型后的產品結構圖

實例中某工業產品的改進型定位零件的材料主要采用30冷軋鋼板，板厚度達1.5mm。其中在定位套U形彎曲處的側面各存在2個ф4mm孔，Ω形彎曲處的側面存在切舌，可以將其他零件部位縮緊。在該產品的原有工藝上，其要求在中間部分制造處一個ф4mm的定位孔，彎曲處角度要求直角，彎曲處內角為傾角，在此要求上，其采用了單工序模成形工藝來開展工作，在工作記錄上可見，此項工藝存在模具數量多，中間工序定位困難、回彈大、部件相互干擾嚴重的現象，所以難以保障工作結果的質量，因此需要對沖壓工藝進行改進，并重新進行模具設計。

2 實例沖壓工藝分析

2.1 沖壓要求

針對原有制造需求與工藝缺陷，實例定位套沖壓工藝首先要求改善之前的彎曲角、直角、切舌方向、彎曲方向不協調的問題，因為這些問題之下會造成部件之間的中度干擾[1]。其次針對U形彎曲，要求消除原有的彎曲回彈問題，同時要便于料的出入；針對Ω形彎曲，要避免沖件表面劃傷，彎曲角度失準的現象[2]。

2.2 沖壓工藝實施

結合上述沖壓要求，開始實施定位套沖壓工藝，過程當中首先采用了預彎再定性的方法，以此可以避免上述中部件協調問題，之后針對彎曲回彈、表面劃傷、彎曲角度失準的問題，采用倒沖機來實現改善，同時針對具有卡扣作用的切舌，同樣采用倒沖機來構建[3，4]。

3 模具設計要點

模具設計要點分析內容相對較多，但大體上可以分為排樣圖設計、模具裝配圖及主要零部件設計要點兩個部分，下文將對此兩個部分的具體內容進行詳細分析。

3.1 排樣圖設計

排樣圖設計可以將其認定為基礎設計，可以給之后的模具設計工作提供重要依據。在排樣圖設計當中，要求能夠反映出各類沖件在模具當中的沖制順序、沖擊內容，同時要闡明材料利用率、沖壓加工參數、模具基本結構等，在此基礎上，實例排樣圖設計工作當中，針對沖件工藝特點，設計得出了排樣圖，具體如圖2所示。

圖2 實例設計排樣圖

圖3 模具裝配圖

根據圖2可見，其排樣圖當中共有7個工位，1號工位中共含有1個ф4mm導正孔以及4個ф4mm孔、沖切外形；2號工位中共含有1個沖切外形、4個ф4mm導正孔；3號工位中共含有3個切舌；4號工位當中共含有兩個外直角與相應的兩個內直角，工藝上主要先采用90°V的Ω形彎曲角來構建外直角，之后通過預彎工藝將內直角固定在135°，最終導正銷導正；5號工位共含有兩個Ω形彎曲內直角，并導正銷導正；6號工位主要負責校形；7號工位主要負責切斷，并彎曲U形不穩。在此7個工位當中，本文認為3、4、5、7是模具質量的重要環節，必須要得到高度的重視。

3.2 模具裝配圖及主要零部件設計要點

在此部分，實例工程首先設計了相應的模具裝配圖，具體如圖3所示。

設計要點方面共分4項即為：凸與凹模設計、倒沖機構設計、卸料板設計、導正銷設計，下文將對此進行逐一分析。

（1）凸與凹模設計。采用拼塊結構來組成彎曲凹模，此舉可以方便之后的維護，之后采用螺釘將彎曲凹模固定在凹模框當中[5]。凸模主要采用Cr12MoV（冷作模具鋼）材料，該材料在經過淬火、回火工藝之后，其硬度、強度、韌性都要超出傳統CR12（冷作模具鋼）許多，因此具有更高的應用價值，實例當中Cr12MoV的硬度為58～60HRC；在預彎凸模處，主要采用校正彎曲工藝來防止回彈現象；在導料板、凸模固定板、沖孔凸模處，主要采用拼塊結構來進行施工，此舉主要同樣有利于之后的維護工作[6]。

（2）倒沖機構設計。根據前人研究了解到，倒沖機構主要由壓桿、導套、活動壓桿、復位彈簧、杠桿、切舌凸模、固定架組成[7]。這些組成結構在實例模具裝配圖均有涉及，因此滿足倒沖機構的設計條件。設計當中，實例要求左右杠桿的力度相等，將杠桿活動角度限定在10°以內。

（3）卸料板設計。主要采用凸模固定板上的導柱、導套來形成導向，導柱、導套之間間距需要控制在凸與凹模間距的1/2左右。

（4）導正銷設計。主要以沖件中ф4mm定位孔為導正孔，使得凹模框、導料板、凸模固定板得到柔性導正銷，此舉可以有效的控制送料步距，同時防止零件偏移的現象。

4 結語

本文主要分析了工業產品生產中冷軋鋼板沖壓工藝及模具設計，本文結合了實例產品來開展工作。之后對實例定位套沖壓工藝進行了闡述，了解其中沖壓要求、沖壓工藝實施步驟，最終研究了其中的模具設計要點。