轉發自：模具（jù）工業（yè）

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作（zuò）者：劉昌棋

（福建工程學（xué）院，福建（jiàn）福州350108）

摘要：根（gēn）據保護板的結（jié）構特點和生產要求，分析了保護（hù）板的衝壓成形工藝，製定了適合保護板生產要求的衝壓（yā）工藝方案，敘述了拉深模、衝孔切邊模、翻邊切槽模3副模具的結構與工作過程。經生產驗證，該保護板成形工藝方案是有效而可靠的，對類似零件的生（shēng）產具有一定的參考作用。關鍵詞：保護板；衝壓工藝；模具結構中圖分類號：TG386·32文獻標識碼：B文章（zhāng）編號：1 1一2168（2013）05一28一（yī）05

Stamping process and the die for protection plate

LIU Chang-qi

（i皿University Of Technology，№Zhou，F i 1 350108，China)

Abstract:祀stampmg process Of a protection plate was皿ed and the processing scheme was designed based on the structure characteristic and producåon requmement.

sfructures and working processes Of the drawing die，piercing and trimming山（shān）e，fl g id slot恤ig die for the protection plate were SO presented.

Key words: protection plate; stamping process，die structure

1零件（jiàn）結構分析

某（mǒu）掃雪機保護（hù）板的模型如圖1所（suǒ）示。保護板外形為不對稱異（yì）形件，在基準平麵上有部分上凸和下凹，這給零件衝壓成形帶來（lái）困難。保護板材質為鋁合金板，料厚2·5 mm，外形尺（chǐ）寸為530·4 mm × 278·6 mm×37·6 mm,零件結構特（tè）點為：

（1)零件為不對稱異形件，在基準平（píng）麵上有部分上凸和（hé）下凹，前端最高（gāo）處由平麵凸起13 · Imm，中下部凹槽處下凹深度為6mm。

（2） 零件左右翻邊高度為24mm，內圓角（jiǎo）為滅4 mm,且在兩翻邊上各有6個直徑·2 mm的（de）安裝孔。

（3） 在零件端麵的周（zhōu）邊分（fèn）布有22個直徑5 ·2 mm的小（xiǎo）孔和（hé）2個直徑3mm的孔，在（zài）零件中部下（xià）凹處有一個較大的異形通孔切（qiē）槽，在切（qiē）槽邊（biān）上分布有（yǒu）5個直徑mm的孔，孔（kǒng）與切槽邊緣的最小距離為2．9 mmo

將保（bǎo）護板的上（shàng）凸和下凹部（bù）分分成2道工序成形，不（bú）但生產效率低，而且零件的（de）翹曲變形量很大，零件平麵（miàn）度達不到設（shè）計要求。將零件上凸和下凹一次拉深成形，能大（dà）大提高生產效率，而且零件的

收稿（gǎo）日期：2012一11一（yī）27。

作者簡介：劉昌棋（1％2一），男（nán）（漢族（zú）），福建福州人，高級工程師，主要從事（shì）金屬板料成形工藝的研究與（yǔ）模具設計。

表麵平麵度能夠達到設計要求。

圖1保護（hù）板模型

2零件成形工藝分析

由圖1和圖2可見，保護板前（qián）端最高處凸出基準麵（miàn）13 · Imm，中下部下凹深度為6mm。為（wéi）了使零件上（shàng）凸和下凹能夠（gòu）一次拉深成形（xíng），滿足拉深時（shí）板料的塑性變形要求，上、下模都必須采用浮動壓邊，並在拉深開始（shǐ）板料產生塑性變形時（shí）要有足夠大的壓邊力[1]，保（bǎo）證拉深過程中板料不發生起皺、翹曲。由於零件上（shàng）端凸出13 · Imm部分在邊緣上（shàng），必須在零件邊緣沿表麵留一定的切邊餘量，拉深凸模采用圓角過（guò）渡[2]，並保證拉深初始板料處於基準平麵上，且有足夠的壓邊量。由於保護板上凸和下（xià）凹兩部分中心線前後方（fāng）向不是對稱的（de），而且上凸和（hé）下凹相差高度達6· 1 mm，考慮到拉深時板料產生塑性變形後模具工業 2013年第39卷第5期

材料能夠相對均衡地向凹模內流動，必須在中下部異形切槽內設置凸（tū）包（bāo），以平衡板（bǎn）料各個方（fāng）向（xiàng）的變形量（liàng），減少零件成（chéng）形後（hòu）由於殘留應力影響產生翹曲（qǔ）變形六（liù）保證零件的表麵平麵度要（yào）求。凹槽內設置的（de）凸包經切槽（cáo）後去除掉，不影響零件的形（xíng）狀（zhuàng）。左右兩側翻邊上的側孔是安裝孔（kǒng），精度要求不高，可以先衝孔後翻邊。

37．6

圖2零件二維圖

3衝壓（yā）工藝方案的確定

在確定保護板衝壓工藝（yì）方案時，考慮到生產與設備條件的實際情況，為了提高生產效率，充分有（yǒu）效地利用設（shè）各資源，並（bìng）結合（hé）零件的（de）成形工藝分析，采用3道工序衝壓完成。板料先拉深，然後進行衝孔切（qiē）邊，由於凹槽內的異形切槽邊緣與5個直徑聲 mm的孔邊（biān）最（zuì）小距離隻有2．9mm，再加上異形切槽麵積比較大，考慮到凹模強度以及模具日後的維修難易度，將異形切槽安排到第3道（dào）工序（xù）與翻邊一同完成。所以衝壓工藝采用拉深成形、衝孔切邊、翻 29

邊切槽3道工（gōng）序。拉（lā）深成（chéng）形工（gōng）序在液壓機上進行，衝孔切邊（biān）和翻邊切槽在衝床上進行，分別由3副（fù）模具衝壓成形。板（bǎn）料下料尺寸為603mm × 305mm，拉深成形後工序件尺寸如圖3所示（shì），經（jīng）衝孔切邊後工序（xù）件尺（chǐ）寸如圖（tú）4所示（shì），再經翻邊切槽後得到圖2所（suǒ）示零件。

圖3 拉深（shēn）成形工序件尺寸

圖4 衝孔切邊（biān）工序件尺寸

4模具結構設計（jì）與工作過程 4，1拉（lā）深模結構與（yǔ）工作過程

圖5所示為拉深模結構。為了使零件能夠一

圖5拉深模結構

1.上模板2，調整塊3，下壓料板4．上壓料板5．上墊板6，上墊塊7．上（shàng）凸模&上凸模（mó）墊（diàn）板9限位板10．導向塊I l .下模板12，耐（nài）磨塊性導向固定板（bǎn）且下卸（xiè）料螺（luó）釘1 &上卸料螺釘1在下凸模

17．下凸模墊板18．凸模鑲件19．強（qiáng）力彈簧20，氮氣彈簧21.導正銷

30

次拉深成形，拉深模采用了雙浮動壓邊結構，上模用6個（gè）氮（dàn）氣彈（dàn）簧（huáng）20提供壓邊力，下（xià）模由四（sì）個強力彈簧19提（tí）供壓邊力。上壓料板（bǎn）4的行程為18mm，下壓料（liào）板3的行程為20mm。當拉（lā）深開始板料產生塑性（xìng）變形時，上、下（xià）彈簧（huáng）20、四提供的壓邊力大約（yuē）為 40 × 103kN。在下壓料板3的4個角落各設（shè）1個壓邊調整塊2，調節控製壓邊力。調（diào）整塊2的高度應高出壓料板表麵一個料厚加舊mm，待試模時作適時調整（zhěng）控製壓邊力。模具的上、下模采用2個導向塊導（dǎo）向（xiàng），在導向固定板13的3個側麵鑲上耐磨塊12，以增（zēng）強（qiáng）耐（nài）磨性和便於調整（zhěng）間隙（xì）。同時2個導向塊又能對下壓料板3進行導向，上壓料板4是（shì）通過4個固定在上凸模7上的導向塊10進行上下導向。上凸模7 和下凸模16以及上壓料板4和下壓料板3都采用 7CrSiMnMoV鋼製造，具有一定的強（qiáng）度和硬度，又易於加工，並在試模結束後對硬度要求較高的部位可進行局部（bù）火焰淬火。在上模和下模各設8個卸料螺釘，上卸料（liào）螺釘巧控製上壓料板4開模後不掉落，並壓緊氮氣彈簧20。下卸料螺釘（dìng）14是為防止開模時下壓料板3粘住上模脫（tuō）離導（dǎo）向塊，並給強力彈簧 19適（shì）當的預壓力。在上凸模7上鑲一凸模鑲件18，以平衡板料各個（gè）方向產生的塑性變形，減少零（líng）件衝壓成形後由應力產生的翹曲變形，凸模鑲件18的高度（dù）可根據試模情況進行調整（zhěng）。

拉深模工作過程為：上模上行（háng），上、下模打開，上壓料板4和下（xià）壓料板3分別在氮氣彈簧20和強力彈簧19作用下停留在（zài）相應的位置，將板料放在下壓（yā）料板3上定位。上模下（xià）行，當上壓（yā）料（liào）板4碰到板料時推動下壓料板3壓住板料，由於上壓料板4上方的氮氣彈簧20初始載（zǎi）荷大於下壓（yā）料板3下（xià）方（fāng）的強力彈簧19預壓力，下壓料板3開始壓（yā）縮強力彈簧19 向下運動，在板料碰到下凸模16時，上、下兩彈簧力達到（dào）平衡。上模繼續下（xià）行，板料碰到下凸模16時開始拉深，這時上壓料（liào）板4在（zài）強力彈簧19和拉深（shēn）力（lì）的（de）綜合作用下也開始回縮，上凸模7碰到板料後（hòu），工件上凸和下凹兩部分都拉深成形。下壓料板3繼續下行，上（shàng）壓料板4繼續回縮，當上（shàng）壓料板（bǎn）4碰到上模板 1和下壓料（liào）板3碰到限位板9時兩工作麵壓緊工（gōng）件，拉深結束。上（shàng）模上行，同時兩（liǎng）壓料板在彈簧力的作用下將工件從上、下凸模中推（tuī）出並留在下壓料板3 上，上模上行至上止點，手工取出工件，結（jié）束一個工作循環。

42衝（chōng）孔（kǒng）切邊模結（jié）構與工作過程

圖6衝孔切邊（biān）模結構

1.下墊板2．廢料收集箱3，墊塊4．下模板（bǎn）5．導柱6，限位塊7、上模板8、定位（wèi）鍵（jiàn）9，凹模（mó）組合件 10模固定板（bǎn）I l.凸模12．卸料釘性強力彈簧14．卸料板巧，凹模鑲件16．凸凹模以凸模1 & 凹模鑲件19．小導套20，小導柱21.凸模22，凹模鑲件23，彈簧柱塞24澱位柱25．定位塊26．定位塊27，凹模固定（dìng）板2&氣缸頂出裝置29，廢（fèi）料切刀（dāo）

圖6為衝孔切（qiē）邊模結（jié）構。由（yóu）衝孔切（qiē）邊模完（wán）成保護板41個圓形孔的衝孔和外形（xíng）的切邊。模具采用4 根（gēn）導柱5導向。下模板4、上模板7、凸模固定板10、凹模固（gù）定板27以及卸料板14等（děng）都采用45鋼製造。卸料板14由4根小導柱20對其（qí）導向。凹模組合件9 采用6個鑲塊組（zǔ）合而成，如圖7所示。凸凹模16也是由4個鑲塊組合而成，在曲麵上的衝孔部位采用凹模鑲件巧鑲入，並用止轉銷定位，如圖8所示。凹模（mó）9和凸凹模16都選用7CrSiMnMoV鋼製造，這樣易於型麵加工和模具的維（wéi）修（xiū），待試模後（hòu）刃口部分火焰淬（cuì）火，硬度60、62HRC。在凹模組合件9的4條邊上設置定位鍵8，既給凹模組合件（jiàn）9定位，還（hái）可以作為擋塊抵消切（qiē）邊衝裁時產生（shēng）的側向分力（lì）。工件衝孔切邊時采用3點定位，在下模板4上設3個定位

塊（kuài）25、26，並分別（bié）裝上定位柱24（後側裝2個，右側裝一（yī）個），定位柱24位置是根據拉深件的外（wài）形尺寸確定。在卸料板14上方設置14個（gè）強力彈（dàn）簧（huáng）13，為（wéi）衝壓件提供卸料力，在卸料板14上還安裝了4個彈簧柱塞23，確保卸料後衝壓（yā）件不會（huì）粘在卸料板上。下模上安裝了氣缸頂出裝置28，便於工件頂出後（hòu）取件。在下模安裝4個墊塊3，在下墊板1上設置3個廢料收集箱2收集（jí）衝孔時的廢料。在下模設置一個廢料切刀29，將環形切邊廢料切開，便於將套（tào）在凸凹模16上的廢料取出。