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我單位承接了某工廠一小型沖壓彎曲件如圖1所示,該零件材料為1Cr18 Ni9 Ti不銹鋼,中間形孔與兩條0.8 mm寬的槽的作用是調節螺釘旋入M2螺孔后不會產生松動。
尺寸2.4 mm的U形彎角要求小于90°,M2螺孔中線至彎曲邊緣距離為。如果采用單工序模生產,其工藝程序是:落料→沖孔→沖槽→整平→壓彎→壓筋→彎直角→彎U形共8道工序。該工藝不但工效低,而且難以保證質量,尤其是沖槽模具在沖不銹鋼時凸模易折斷。可用08F材料表面鍍鉻來代替,但該材料無彈性,調節螺釘旋M2螺孔后易松動。
 圖1 零件圖
通過分析,應從以下幾個方面考慮:
①應減少工序數,盡量減少各工序間的積累誤差。
②沖槽模具要著重考慮凸模的強度和穩定性。
③彎曲成形應改為一次成形,以保證零件的尺寸精度。
1.改進后的設計制造方案
鑒于上述情況,根據材料最小沖孔值及沖裁件最小孔邊距的驗算,決定把原來的8道工序改為3道成形工序:①采用落料沖孔復合模。②采用彎曲壓筋沖槽復合模。③采用U形件橫向彎曲模。
2.落料沖孔復合模
該模為倒裝式復合模(見圖2)。上模采用推桿卸料,沖孔廢料由凸凹模具于下模板孔內漏下,工作原理與普通模具相同。在設計中因考慮凸模16、19的強度及穩定性,在結構上采取3點措施:①提高頂件器14與凹模15、凸模16的配合精度,選擇H7/f6小間隙配合,使頂件器不但起頂件作用還起凸模護套和導向作用。②為達到加工精度,頂件器14臺階采用鑲拼鉚合結構,可用線切割加工。③凸模16采用高速鋼方形刀片直接線切割加工而成,其固定方法如圖3所示。
3.彎曲壓筋沖槽復合模
(1)模具結構及工作過程該復合模(見圖4)上模不同于一般的四柱彈壓卸料形式,設計了以圓柱體導向的彈壓卸料結構。導套卸料板15與彈簧墊14用圓柱銷13聯接,在上模墊板12上加工圓長孔,凸模固定板16用螺釘與上模墊板聯接。凹模固定板3高于凹模2,既能固定下模,又起工件的定位作用。工作時上模下行,導套卸料板15在彈簧9的作用下壓緊工件,彎曲壓筋凸模4首先將工件彎曲壓成90°角,滑塊繼續下行,凸模5接觸工件開始沖槽,然后進行壓筋。
 圖2 落料沖孔復合模裝配圖
1.下模座板 2.卸料螺釘 3.橡膠 4.擋料 5.擋料銷
6.模柄 7.打料桿 8.螺桿 9、20.銷釘 10.上模座板
11.推桿 12.上模墊板 13.凸模固定板 14.頂件器 15.凹模
16.凸模 17.卸料板 18.凸凹模固定板 19.凸凹模 21.螺釘
 圖3 凸模固定方法圖
 圖4 彎曲壓筋沖槽復合模裝配圖
1.下模座板 2.凹模 3.凹模固定板 4.壓筋凸模 5.沖孔凸模
6.調節螺釘 7.緊固螺母 8.彈簧頂板 9.卸料彈簧 10.模柄
11.上模座板 12.上模墊板 13.圓柱銷 14.彈簧墊
15.導套卸料板 16.凸模固定板
(2)模具特點該模具有設計緊湊、制作簡單、修模方便等優點。
可調彈力圓柱導銷結構也適用于小型沖件的浮動上模。導套卸料板15與凸模固定板16,導套卸料板15與凸模5均采用H7/f6小間隙配合,目的是對凸模起保護和導向作用。為制作簡單,導套與卸料板在車床上車出。
4.U形件橫向彎曲模
(1)設計構思U形件一次要彎兩個彎角,常采用的U形彎曲模適宜于坯料左右對稱,否則工件在彎曲中易向長端滑移。而該件是頭部U形彎曲,且彎角小于90°,尺寸精度較高。按產品形狀最好是將面積大的一端夾緊在凸模與頂板之間,然后一次彎曲成形。
(2)模具結構及工作過程該模(見圖5)上模采用浮動式,方形凸模12用彈簧6緊壓固定圈11方孔內,并用頂桿螺栓8吊裝在模柄內,保證上模的正確位置和上下移動。下模采用設有頂板的L形彎曲模,增加了活動壓板3。上下模之間設有自動推件裝置13,該裝置隨著滑塊上下移動,而傾斜度始終保持不變。工作時將工件放入頂桿18槽內定位,壓力機滑塊下行,上模接觸并壓緊工件,上模繼續下行,由于彈簧6彈力大于彈簧17彈力與彎曲變形力之和,迫使頂桿下壓將工件初彎成L形,直到頂桿接觸下模固定板后,滑塊再繼續下行而上模緊壓工件不動,固定圈接觸活動壓板端部,使活動壓板內擺動,直到使工件包在上模內成形,同時螺釘4接觸頂桿螺栓8,迫使工件能平整地壓實在方形凸模12內。
 圖5 U形彎曲模裝配圖
1.凹模2.拉簧3.活動壓板4.調節螺釘5.緊固螺母6、17.彈簧7.模柄8.頂桿螺栓9.彈簧墊10.上模板11.固定圈12.方形凸模13.自動推件器14.螺釘15.銷釘16.下模板18.頂桿
滑塊上行,活動壓板在彈簧17的作用下復位。
而工件在快到上死點時由自動推件器13強行將包在凸模上的制件推出模外。
5.結語
通過把8道工序綜合起來改成3道工序,經過批量生產證明工藝路線及模具結構合理,大大提高了生產效率及經濟效益,確保了工件尺寸精度。
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