插脚连接座级进模设计.pdf

1 4 模具工业 2 0 1 4 年第4 0 卷第3 期 插脚连接座级进模设计 傅曼 陈明航 董学伟 天津科技大学 机械工程学院 天津3 0 0 2 2 2 摘要 根据零件成形工艺分析毛坯轮廓的排样及对模具结构进行设计 重点对圆形弯曲成形工序的结 构加以说明 经生产实践证明 模具结构合理 生产的零件质量达到 了要求 为同类型零件的模具设计 提供了一定的参考 关键词 插脚连接座 级进模 排样 斜楔机构 中图分类号 T G 3 8 6 4 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 2 1 6 8 2 0 1 4 0 3 0 0 1 4 0 3 De s ig n o f pr o g r e s s iv e d ie f o r pin co nn e ct ing ba s e FU Mi n CHEN Ming ha n g DONG Xu e we i S ch o o l o f Me ch a n ica l En g in e e rin g T ia n j in Un i v e r s it y o f S cie n ce a n d T e ch n o l o g y W ia n j i n 3 0 0 2 2 2 C h i n a Abs t r a ct Th e l a yo u t de s i g n o f t he bl a nk p r ofil e o f a p in con ne ct i n g ba s e Was ca r r ie d o ut bas e d o n an a l y s is o f t he pa r t S f o r mi ng pr o ce s s an d t h e m o u l d s t r uct u r e Was de s i g ne d The s t r uct ur e f or t h e ci r cula r b e nd in g f o r mi ng p r oce s s Was di s cu s s e d in d e t a il Ke y wo r ds p in co nn e ct in g b as e p r o g r e s s iv e di e l a yo u t d e s ig n ca n 2 d r ive r me ch a n is m 1 零件工艺分析 图 l 所示为插脚连接座 材料 为黄铜 H6 2 料厚 0 5 mm 该材料成形的零件冷热状态下塑性 良好 耐腐蚀 且价格便宜 是冲压成形 中广泛应用的一 种材料 由图 1 可知 插脚连接座为小型弯曲件 结 构对称 存在 2 个方 向上 的弯 曲成形 包 含圆形弯 曲 小孔冲裁 等 为 了提 高插脚连接 座 的生产效 率 最终决定用级进模进行冲压成形 图1 插脚连接座 收稿 日期 2 0 1 3 1 1 2 5 作者简介 傅曼 1 9 6 3 一 男 汉族 天津人 教授 主要研究方 向为现代设计理论及机械 C A D 2 排样设计 排样是级进模设计 的关键 它体现了工序 的安 排顺 序 间接上 决定 了模具 结构 在排 样设计 之 前 首先要确定零件 的展开形状和 尺寸 由于此零 件结构较为复杂 若用传统 的展 开算法误差较大 现借助 于板料成形分析软件 D y n a f o r m中的坯料展 开计算功能 陕速计算零件展 开后 的形状和尺寸 如 图2所示 图2 零件展开尺寸 根据零件展开毛坯 的形状 考虑冲压工艺和载 体的形式 采用 同时成形 2 个零件 的双对排的排样 形式 冲压过程中逐步切除轮廓外 的余料 利用中 间载体加两端载 体来支撑和运送板料 设置毛坯 之间的搭边值为 1 0 m m 毛坯与板料边缘的搭边值 一 术一 一 技 一 一 模 一 一中 鍪 模具工业 2 0 1 4 年第4 0 卷第3 期 为 3 mm 扳料 的宽度为 9 2 mm 送料步距 3 8 mm 按 照 先冲裁 后成形 的原则 分为 1 2个 位 如 I 3所 示 l 为 冲导止孔 冲切外形废料 弯曲 冲小孔 冲切外形废料 折弯 圆 形弯曲首次预弯 圆形弯 曲 次弯曲 u 弯 曲 切断分 离 由 毛坯 形状 比较 复杂 为了使 模 零什 加 l 万 便 住冲切外 形过 中 将外形冲 切分 为多步进仃 第4 位弯曲 l 序将 中间的两块 方 形板料弯 卜 与装住凹模板 中的浮料极配合组成 滑 动 导向装 置 3 模具结构设计 插脚 连接庵 为小型冲乐什 成形 序较 多 选 扦 稳定性利导 向性较好 的四导柱滑动模架 零什 形状al t t b 样 形式都是对称 的 冈此模 架导棒 计直 径为3 个4 5 0m m 一个 5 mm 为了保证模具的 使J J 寿命和零仆的成形质 在 上 卜 模摩 上设置 l 5 限位 壮 缶 IJ 料装置 由卸 料极 和 l 2个卸料螺钉 弹簧组 成 lJ l 板和凸模采j l J 间隙配合 在发扦 W t 功能 的 同时起剑导 向币 保护 凸模 的作 L I 卸料极和 凸 模 定极之间设置小导枉 导套结构 提 高缶 lj 料板 的 运 动精度 凹模板 由3 块镶块拼接而成 便 T 维修 和加 J 模具 凸模数 较 多 口形状 简单 采 强度 高的 台阶式结构 通过I 刊定板 垫板利螺钉与 模 座结合 凸模 定板之间采 H 7 g 6的小间隙配 合 考虑剑 定极平 f I 卸料板 的厚度及 者问的 安 全距离 取凸模的基本 K度为9 0 mm 根据成形零什 的不同部何在此基础 上增减凸模的 K皮 对 丁第5 位的小孔冲裁 通过 没计凸模护套米保证凸模 强 度 模具结构如 4 所示 对于板料沿送料 方向上的送进及定何 采J 舣 侧刃加导止销的形式 舣侧 刃对角布置 导止孔 第 l I I I LJ J L I I J L I I c JL J L l E I 丑 j L 广 1 广 一 L 广 1 广 1 广 1 n 儿 口 日 t c J L 厂 1 l I r I I c I I c 门 I I c 丌 I 图4 模 结构 1 卜 1 l J坐 2 导柱3 卜挚板4 凹模板5 卸料板 6 卸料弹簧7 导套 8 卸料螺钉9 凸模同定板 1 0 挚 板 l 1 模 l 2 切断凸模1 3 弯H H 凹模 l 4 斜楔 l 5 弯 凹模 l 6 复何弹赞 l 7 弯 l 1 凹模 1 8 t u 口凸模 l 9 凸模保护癸 2 0 小孔冲裁凸模 2 1 切口凸模 2 2 切 口凸模 2 3 切 口凸模 2 4 口凸模 2 5 导正孔凸模 2 6 小导柱2 7 小导奁2 8 浮料板2 9 切 口凸模3 O 弯 凸模3 1 弯曲凸模3 2 弯 凸模3 3 弯曲凸模 O 9 8 76 5 4 3 2 1 6 模具工业 2 0 1 4 年第4 O 卷第3 期 1 工位冲出 在垂直送料方向上 使用导料浮顶销和 板料中间 的滑动导 向装置联合导 向 零件存在弯 曲变形 在送料 过程 中需要将板料抬起一定高度 由图 3 可 以看 出 在第 7 工位后 中间载体和板料两 边 已经分离 因此在板 料中间设计浮料板 板料 的 两边设计浮料销 浮料销和浮料板如 图5 所示 a 浮料销 b 浮料板 图5 浮料装置 1 浮料板2 凹模板3 下垫板4 螺钉 5 下模座6 浮料销 零件在成形过程中有 圆形弯 曲 这样 的成形过 程一般分为两步来完成 先进 行U形预弯 曲 然后 在 U形弯 曲的基础上进行 圆形弯 曲 圆形弯 曲时需 要模具零件 的横 向挤压运动 现设计一种新 的斜楔 机构 斜楔机构主要 由两零件组成 斜楔和滑 块 通过斜楔斜面和滑块斜面的相互配合 可 以实现 由 垂直运动转化为水平运动 由于弯 曲过程存在 2 个动作 弯 曲开始时圆形 芯棒 的插入和侧轴弯 曲零件 的横 向移动 弯 曲结束 后 侧轴弯 曲零件 的横 向离去和芯棒 的回撤 芯棒 的横 向插 入运动和侧轴 弯 曲零件 的横 向运动在 时 间上有 先后顺序 弯 曲开始 时 芯棒先要运动到既 定位置 侧轴弯 曲零件才能进行弯 曲 弯 曲结束 时 侧轴弯 曲零件要先离开零件 芯棒才能从零件 中抽 出 因此根据上述分 析 设计两套斜楔机构 关键 在于使两步动作协调配合 否则就不能保证弯 曲件 的成形质量 初步设计的斜楔机构如图6 所示 根据压力机的工作行程 斜楔 的水平运动行程 和模具的结构来设计楔角 0 斜楔竖直位移 水平 位移和楔角的关系为 s h t a n O 1 假设压力机滑块 向下的行程 为 设计 时让主 斜楔 1 始终与芯棒接触 当压力机滑块 开始 向下运 动 通过主斜楔 1 芯棒跟其一起运动 到某一时间点 t 时 主斜楔 2 与从斜楔 2 才开始接触 侧轴弯 曲零件 图6 双斜楔机构 开始横 向挤压 因此主斜楔 1 的长度要 比主斜楔 2 的长度长 主斜楔 1 的竖直位移与压力机行程 一 致 主斜 楔 2的竖 直位移为压力机行程 的一段 弯曲结束后 主斜楔 1 2 开始向上运动 要实现芯棒 抽离时弯 曲凹模 已经和零件分离 设计时主斜楔 2 的楔角要 比主斜楔 1 的楔角大 通过在 P r o E中对双斜楔机构运动过程进行仿 真分析 当主斜楔 1 的楔角为 2 6 主斜楔 2的楔角 为 5 I 时 能够准确地完成这一动作 在完成斜楔 机构主体设计后 还需要设计一些辅助零件 如保 证主斜楔运动精度的导板 使从斜楔复位 的弹性元 件及限位元件等 4 结束语 插脚连接座级进模是以弯 曲成形工艺为主 涉 及了结构设计中工艺 排样等 问题 经生产实践证 明 模具结构合理 生产零件的质量达到了要求 为 同类型零件的模具设计提供 了一定的参考 参考文献 1 仲伟虹 李志敏 快速成形技术中材料技术的发展与应用 前景 J J 航空工