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摘 要采用常规的一次冲裁落料成型的方法对于小钣金零件的冲模设计来说,存在着较大的弊端,钣金料受压不平衡造成失稳,而且容易损坏模具,直接影响小钣金零件的加工质量和加工效率.以某批量生产的小钣金零件为例,对此小钣金零件的加工工艺进行分析,讨论其冲裁需要的模具结构,对小钣金零件的冲模进行设计.
关 键 词小钣金零件；冲模设计；工艺分析
中图分类号：TG386文献标识码：A文章编号：1671-7597（2014）01-0024-01
钣金零件应用广泛,是一种以钣金为材料加工制造出的零部件,在各种领域中应用并发挥重要的作用.在人们的生产和生活中,到处可见到钣金零件的身影,是各行业领域中不可或缺的零件.钣金零件主要有三种类型：第一类是平板类钣金零件,一般是指平面冲裁间,是由各种冲裁设备加工生产出来的,这类零件通常质量较好,性能高,生产成本较低,在一些板材生产加工的技术性行业中应用较多；第二类是弯曲类钣金零件,是通过弯曲加工生产而成的零件.此类钣金零件产品多样化,硬度强,在连接零部件中广泛的应用,在有形状要求的生产行业也多有应用；第三类是成型类钣金零件,是通过拉伸等方法成型加工生产的曲面类零件.多应用冲压和裁切的工艺.小钣金零件是钣金零件中特殊的一种,多表现为孔间和孔径的距离都较小,而且孔孔分布比较密集.采用常规的一次性冲裁成型的加工方法,容易出现凸模失稳的现象,对模具的损耗也较大,影响模具的使用寿命.
1冲模的概述
在钣金零件的小批量生产中,简易冲模结构已经被广泛的应用.冲压模具是在冷冲压作用下,将材料加工成符合要求的零件,是一种具有特殊性的工艺设备.冲模结构简单、制造方便而且成本较低,而且对于小钣金零件的加工要求能够满足.在钣金零件的冲压生产中,冲模能够通过落料、冲孔、弯曲和拉伸等加工操作进行零件的加工制造.可以说冲模设计的合理性,对产品加工的质量、生产效率和经济效益的获得都具有十分重要的作用.通常冲模是冲压件是一一对应的,通常不能通用,适宜在批量生产的零件加工中应用.冲模的过程是对原材料从设计到加工到成型,与图样所要求的零件有“一模一样”的关系,一个质量合格的模具,不仅要求模具零件的材料选取要满足性能要求,在加工上要与零件图样设计要求一致,而且装配后的模具质量要满足设计质量,试冲零件的质量要符合要求,同时冲模要质量稳定,耐用性好,有较高的产品附加值.
2小钣金零件成形工艺方案
本文以某一批量生产的薄板小钣金零件为例,材料为宽18mm,厚0.5mm的钢带.零件加工要求如图1所示.
本文薄板小钣金零件的加工工序基本步骤为先进行冲孔,再进行落料冲裁.最先考虑的工艺方案是先落料,然后冲孔复合模具,采用一次成型的加工工艺,经过分析发现此方案生产出来的小钣金零件尺寸精确,但是因为此小钣金零件小孔凸模比较长,容易发生失稳或者弯曲的现象.如果采用落料后先冲小孔再冲大孔的加工工艺,分析发现在冲孔加工的过程中很难定位,尺寸精确度不高.最后采用先冲大孔,以大孔为基准定位孔中进行小孔的冲裁的方案,相对于前两种工艺方案来说,在精度上没有第一种方案准确度高,但是其加工稳定性较好,而且对模具影响较小,而且模具的结构比较简单,制造起来比较快捷,在尺寸精度上也比较理想.
图1薄板小钣金零件图
3小钣金零件的模具结构及装配
机床饭金类零件一般为单件小批量生产,主要采用数控剪饭机、数控激光切割机、数控转塔冲及数控折弯机等饭金加工设备对饭料进行加工.对需要焊接的零件由人工焊接成形,最后进行表面处理和表面喷涂的工艺流程.本文小钣金零件的加工选择18mm宽的钢带作为冲裁材料,在工序上首先用模具的导板对钢带进行导正,然后先进行中间直径为8的大孔,一次跳步后进行1.8孔的冲裁,然后在进行2.6孔和1.2孔的冲裁,再进行三次跳步,最后外形落料加工成型.
图2小钣金零件模具结构及装配
本文加工制造的钣金零件尺寸较小,模具的制造上先选择一款对角导柱标准木架,在这个模架上进行各个冲裁工序,采用弹性卸料,排料和出件在下方.为了增加各小孔凸模强度,采用增加保护套的办法,这样既提高了凸模的刚度,又可以保证凸模在使用的过程中不产生失稳.模具机构及装配如图2所示.
在此小钣金零件模具结构上,每一个冲压单元都是由每一组的上下模所组成,每个冲压单元都是相对独立的,各个步骤的冲压单元按序相邻进行排放,在此期间重点需要注意的是每个工位必须要准确定位,这对保证加工的质量和精确度方面是非常重要的.因为落料有较强的方向性,所以对于凸模的固定板的选择上要注意腔型要与之相对应,凹模也如此,凸模和凹模要采用紧定螺钉对其方向进行必要的固定.
4结论
本模具的模具有良好的稳定性,增加了保护套在各凸模上,提高了凸模的强度,使模具得到了保护,磨损降低,耐用性提高,增加了模具的使用寿命.模具结构简单,维护简单方便,而且模具制造成本较低,在以后的维修方面费用也较少.独立的冲压单元的设计,如果有一个单元发生故障,对其他单元没有影响,可针对故障单元进行维修,不影响整个模具的正常使用.