压机后罩冲压工艺分析及模具设计

2 6 Di e a nd M o ul d Te c h no l o gy No 4 2 0 1 4 文章 编号 1 0 0 1 4 9 3 4 2 0 1 4 0 4 0 0 2 6 0 5 0 压机后罩 冲压 工艺分析及模具设计 丁 鹏 王 林 红 河南新 飞电器有限公司 河南 新 乡4 5 3 0 0 2 摘 要 通过对压机后 罩 中压零件的结构形式进行 工艺特 点分析 结合其成 形过程 中 局 部形状 的成形特 点 最终确定 了 5道 冲压工序 来完成 该冲压件的生产 根 据其每道 工序的特点 重 点对二 次成形模 多孔 冲模及 三 次成形模 的结构要 点进 行 了介 绍 经 过生产 实践验证 该 冲压 工序 以及对应 的模 具结 构合理 能够 最大限度 地满足 企业 的 批 量 生 产 要 求 关键词 工 艺分析 模具设 计 内应力 中图分类号 T G 3 8 6 文献标识码 B Ana l y s i s o f s t a mpi n g p r o c e s s a nd d i e d e s i g n f o r t h e c o mp r e s s o r r e a r c o v e r DI NG Pe ng W ANG Li n h o ng Abs t r a c t Ac c or di ng t o t he c har a c t e r i s t i c s of t he r e ar c ove r s t r u c t ur e and f or m i ng pr oc e s s f i v e f o r mi n g s t e p s a r e i n t r o d u c e d i n t o t h e s t a mp i n g p r o c e s s Th e s t r u c t u r e s o f t h e s e c o n d a r y f o r mi n g d i e t h e p o r c u p i n e d i e a n d t h e t e r t i a r y f o r m i n g d i e a r e s p e c i f i e d i n t h i s p a p e r I t i s p r o v e d t h a t t hi s f o r mi n g p r o c e s s a n d d i e s t r u c t u r e a r e r e a s o n a b l e wh i c h c a n s a t i s f y t h e p r o d u c t i o n r e q u i r e me n t s i n t h e f a c t o r y Ke y wo r ds pr o c es s a na l ys i s di e de s i g n i nt e r na l s t r e s s 引言 随着社会 的快 速发 展 家 电类 产 品更新 换 代 的步伐越 来越 快 其 各种 零部 件 制造 所 需 的 模 具必须能够适应 当前生 产的需要 模 具设计 必须满足 以下 2点 1 以更短 的制造周期来缩 短产 品研发及上市 的时间 2 以最小 的成本 投 入创造 出最 大 的经济 效 益 因此 零 部件 的工 艺及模具结构 的合 理性成 为检验是 否成功 制造 的一个很重要 的标 志 收 稿 日期 2 0 1 4 0 1 1 6 作 者 简介 丁鹏 1 9 7 3 一 男 高级 工程 师 1 零 件工艺分析 图 1所示 为 一压 机 后 罩 冲压件 材料 厚 度 为0 3 5 mm的镀 锌 钢 板 该 冲压 件 属 于外 观 件 其冲压 成形 后表 面不 能有 明显 冲压 工序 痕 迹 及成形后变形 等缺 陷 由于外形 需要 与对应 零 部件进行 配合 而 7 一 5 mm孔用 螺钉 紧固 因此相对有 一定 的尺寸精 度 要求 其 他 符 合 图 纸尺寸公差要求即可 由该零件 的形 状 可知 其包 含 了多 种 冲压 元素 因此很难一 次 冲压成 形 必 须多种 工序 配 28 Di e a nd M ou l d Te c hn ol o g y No 4 20 1 4 图 3局 部凸起 形状成 形示意图 根据 上述分 析 调 整原有 冲 压工 序设计 方 案 在工序 1前增加 成形 凸起形状 工序 最 终 经过分析 压 机 后 罩 冲 压 件 确定 为 5道 工 序 1 一次成形 成形 凸起形状 2 二 次成形 成 形外形 压 窝 及工 字筋 3 落 料外 形及 冲孔 4 三次 成形 外形 及 中间扁 孔 翻边 5 四次 成形 两侧扁孔 翻边 2 模具设计 工序 1的 成 形 凸 起 形 状 模 具 结 构 较 为 简 单 在设计 时需 注 意预 压 毛坯力 的大小 对 凸起 形状成形质量有着很 关键作 用 工序 5的扁孔 翻边模 原理 与第 4道 工序对应扁孔 翻边模 原理 一 致 因此 不 再 进 行 介绍 下 面仅 对 第 2 3 4 道工序的模具结构要点进行 阐述 2 1二 次成 形模 具 第 2道工 序包 含 外形 成 形 工 字 型筋槽 及 沉孔压窝 成 形 等 特 征 模 具 结 构 如 图 4所 示 由于毛坯料 为 0 3 5 F i l m 的镀锌 钢板 在进行工 字型筋槽及 沉孔 压 窝过 程 中产 生 的 内应 力 易 导致周边毛 坯 料 出现起 皱 现象 特别 是 小 圆弧 角部 内应 力表 现 的尤 为 明显 因此 模 具 结构 必须 考 虑 成 形 前 首 先 对 板 料 施 加 一 定 的 预 压 力 如 图 4所示 成形 上模设 计 为浮动式 工字 型筋 凸模 及 7个 孔 压 窝 凸模 直 接 紧 固在 上 垫 板 并在工作 时 可 以在 成形 上模 2内滑动 冲 压时 成形 上模 2在橡胶 等弹性元件 的作用 下 先与成形 下模 接触 并将 平板 预压 此 后 在 与成 形上模 1共 同作用 下 将 平板压 弯成形 最 后 工字筋 凸模 以及压 窝凸模开始 进行成形 直至结 束 完成 整个板料 的成形工作 2 3 I 5 6 7 夕 x I x 1 I I 掰 自 芒 1 H 一 G N G N N N N N N N N N N N q 一 幽 删 I l I o 1 滚珠 式导 柱2 定位 板3 成 形下 模4 成形 上模 1 5 固定板 6 成形上模 2 7 工 字筋凸模8 模柄 9 下模板 1 O 橡 胶 1 1 上模板 图 4 二次成形模具 为 了节省 模 具制 造 成本 由加 工 中心 一 次 加工完成 成形 上模 所有 形状 然 后 通过 电加 工 将工字 筋 凸模 及 7个 压 窝 凸模 分 离 出来 这 样 既保 证加工精度又节 省模具原 料 最 大程 度 降低模具成本 如图 5所示 2 2落料 冲孔 复合 模 落料 冲孔 复合模 是 在 二次 成形 后 进行 的 模 具 技 术 2 O 1 4 No 4 2 9 减少 了由于毛坯展 开尺 寸的误差 对 冲压 件尺 寸 的影 响 为节 省生 产成 本 将 外 形 落料 及 所有 型孔一 次 冲制 而 成 仅 需 设 计 一 副 模 具 即可 图 6所示 为 倒置 式 落料 冲孔 复合 模 结 构 图 采 用 四滚珠 式导 柱导套 模架 模 具安装 在 8 0 t冲 床 上 模 具结 构本 身 并不 复 杂 但 由于 冲压 零 件厚 度为 0 3 5 mI T I 其冲裁 间隙较小 加上所 冲 孔数量较 多 因此对 于模 具 的加 工精 度要 求 较 高 其 中 冲孔 凸模采用 埋人 式 固定方 式 而落 料 凹模 采 用 镶 拼 式 结 构并 组 合 固定 到 上 固定 板 落料 凸模 采用整体 结构 为保 证其上 型孔 尺寸精度 及相对位置精 度 通过一 次装夹 采用 电加工工艺 完 成 型孔 的加 工 另外 通 过设 计 废料切刀将周边落料分成两部分 以方便退料 由 堡 翅 鳖 鏖 堡 塑 丝 l 由 此工艺孔进入 2 线切割轮廓线 堡切割钼丝线 由 此 3 劳 孔 讲 入 2 c 图 5成 形上模 分割图 2 3 7 8 9 0 厂 一 1 l 1 1 2 1 3 1 4 l I l l x 7 l 一 巴 口 I f f 7 n J U L U L 1 5 一 O 建 c c c c j c c 一 J L c 一 t c 一 一 c 一 c c 一 c 一 一 c 一 一 j O o o l 5 上模板 2 滚珠式 导柱 3 废料 切刀 9 冲孔 凸模 1 O 模柄 1 1 成形下模 4 上 固定板 6 上垫板 7 压料螺 钉8 压料板 1 2 下模板 1 3 垫块 1 4 橡胶 1 5 斜滑块 图 6落料冲孔复合模 3 0 Di e a nd M o ul d Te c h no l og y No 4 2 01 4 2 3三次成 形模 具 图 7所示为工序 4的三次成形 翻边模 结构 图 包含周边翻 4 mi l l 直边 以及扁孔翻 2 i T l m 直 边 采用 四滚珠 式导 柱导 套模 架 安 装在 8 0 t 3 结论 冲床 其凸 凹模 设 计形 式 与落 料 冲孔 复合 模 一 致 为方便 卸 料 在 长 圆孔 内设计 有 退料 装 置 并 通过在 长圆 孑 L 内的退 料块 上设 计 4个 中 心销进行精 确定 位 以防 止 由于定位 偏 而导 致 翻孔边 出现参差不齐现象 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5广 1 1 6 1 7 1 8 l l l l 豹 L L 一 i I 磁 磁 磁 l C C C r o C C C I o o C C 冒 C o C C J C C C 1 上模 板 2 滚 珠 式 导柱 3 顶 料 板 4 顶 料 螺 钉 5 组 合 翻 边 凹模 6 上 固定 板 7 上 垫板 8 压料板 9 压料 螺钉 1 O 翻孔 凸模 l 1 退 料块 1 2 小 固定板 1 3 小垫板 l 4 退料橡胶 I 5 模柄 I 6 定位销 1 7 成形 下模 1 8 下模板 I 9 顶 出橡胶 图 7 三次成形翻边模结构 根据压机后罩 冲压件 的结 构形式及 其包 含 的冲压特 征 最初 拟 定 了 4道 冲压 工 序 经 过 对每道 冲压工 序进 行 成形 模 拟分 析 发 现其 潜 在 的工艺 缺 陷 经修 正 后 最 终确 定 为 5道 冲 压工序 进 行 生 产 1 一 次 成 形 成 形 凸起 形 状 2 二次成 形 成 形外 形 压 窝及 工 字筋 3 落料外形 及冲孔 4 三次成形 外形及 中问 扁孔翻边 5 四次 成 形 两 侧 扁孔 翻边 后 罩冲压件系列 模 具 已经投 人 到批 量生 产 中 其 操作方便且 质量稳定 达到 了预期 的 目的 能够 充分满足客户的需