工藝分析

圖1所示為等離子電視連（lián）接支架。材料為SPCD，料厚為1.6mm，原工藝采用1副多工位（wèi）彎（wān）曲級進模（mó）和一副鉚（mǎo）接模來完成，也就是說在（zài）專業廠家采購的鉚釘和在多工位級進模生產出的彎曲件經過（guò）鉚接模鉚合在一起。所需模具及設備多，機床利用率低，而且成本較高，並且製件的鉚接部分在流水線上安裝時容易脫落、鬆動導致質（zhì）量不穩定。

圖1 等離子電視（shì）連接支架（jià）

經分析，設計成自動送料的一出二連續（xù）拉深多工位級進（jìn）模來生產，並在（zài）級進模內設計有自動攻螺紋（wén）技術，這樣一來大大降低工人的勞動強度和生產成本。有效保（bǎo）證了製（zhì）件的質量，提高該製件在市（shì）場的競爭能力。

該製件須向下拉深、彎（wān）曲較為合理。並要求在（zài）製件的拉深內徑攻M6螺紋孔，那麽在生（shēng）產中需經（jīng）過衝切外形廢料、拉深、攻螺紋、彎曲、切斷等工序組合而成，均經合理分解後，按（àn）一（yī）定的成（chéng）形順序要求設置在不同的衝壓工位上。

該製（zhì）件內孔為M6的（de）擠壓（yā）攻螺紋，經過積累的（de）經驗得出（chū），滿足該製件的M6螺牙，那麽對攻螺紋前拉深內徑要（yào）控製在∅5.65±0.02mm才能達成。如攻螺（luó）紋前拉深內徑偏大會造成M6的螺牙不飽和，反之內徑偏小造成擠壓絲錐容易折斷，將無法正常生產。其中M6的螺紋孔，要求在級進模內（nèi）同時（shí）完成自（zì）動（dòng）攻螺紋工藝。

由壓力機一次行程生產出2個完整的拉深、彎曲及攻（gōng）螺紋的製件，故生產效率高，但（dàn）同時在衝壓過程中實現拉深、彎曲及自動攻螺紋等功能大大提高了模具設計與製（zhì）造的難度。

排樣設計

該製（zhì）件排樣設計時主（zhǔ）要考慮以下幾個（gè）方麵。

①模具剛性好、精度高（gāo）的（de）級進模通用模架，攻螺紋模塊位於模具的中（zhōng）部，因（yīn）而模具結構設計成 4大模塊：衝裁、拉深模塊，單獨拉深模塊，攻螺紋（wén）模塊、彎曲及載（zǎi）體與製件分離模塊。

②合理製定工（gōng）位數，以適應模架周界及考慮累（lèi）積誤（wù）差對零件精度的影響。

③複（fù）雜的型孔應分解為若（ruò）幹個簡單的孔形，並分成幾步進行衝裁，使模具製造簡單，但同一（yī）尺寸或位置精度要求高的部位應盡量在（zài）同（tóng）一工位上衝壓出。

④合理製定步距，以適應凹模（mó）強度（dù）及攻螺紋模塊的位置。

⑤由於零（líng）件帶有工藝切口、拉深、攻（gōng）螺紋、衝孔（kǒng）、彎曲等工序，各工序的先後應按一定的次序而定，以有利於下道工序的進行為準，並（bìng）應先拉深再攻螺紋，接下來在彎曲等工作，前後（hòu）次序不能對調（diào）。

⑥排樣時必須（xū）合理安排導正銷孔的位置，以適應製件精度要求。

⑦需要衝製的製件與（yǔ）載體的連接應（yīng）具有足夠的強度和剛（gāng）度，以保證帶料在衝壓過程中連續送進的穩定性。

⑧盡可能使級進模（mó）的（de）壓力中心與壓力機的壓力中心一致。

⑨盡可能提高材料的利用率以節約（yuē）成本。

結合以上幾方（fāng）麵的要（yào）點，該製件共有22個工位，排樣見圖（tú）2所示，

圖2 排樣圖

具體（tǐ）工位安排如下：

工位①：衝導正銷孔及衝切廢（fèi）料；

工位②、③：衝切廢料；

工（gōng）位④：首次拉深；

工位⑤：空工位；

工位⑥：二次拉（lā）深（shēn）；

工位⑦：三次（cì）拉深；

工位⑧：四次拉深；

工（gōng）位⑨：五次（cì）拉（lā）深；

工（gōng）位⑩：六次拉（lā）深；

工位11：整形（xíng）；

工位12：空工位；

工位13：攻（gōng）螺紋；

工位14：空工位；

工位15：衝切廢料；

工位16：衝孔；

工位17：衝切廢料；

工（gōng）位18：彎曲（qǔ）45°；

工位19：彎曲90°；

工位20、21：衝切廢料；

工位22：製件與載體分離。

模具結（jié）構設計

圖3 模具結構圖

1.模具結構特點

1） 采用滾動（dòng）式自動送料機構傳送各（gè）工位（wèi）之間的衝裁、拉深、攻螺（luó）紋及彎曲等工（gōng）作，用（yòng）浮動導料銷導料、頂杆及頂塊抬料，利用切斷凹模（mó）將已成形好的製件從（cóng）帶料上切（qiē）斷（duàn），使分（fèn）離後的製件左側（cè）尾部下裝有輕微的（de）浮料塊向上頂，沿著下模板銑出的（de）斜（xié）坡滑下。

2）采用剛性好、精度高的（de）級進模通用模架。以確保上下模（mó）對準精度（dù），該模具（jù）采用4個精密滾珠鋼球（qiú）導柱；為（wéi）保證卸料板與各凸模之間的（de）間隙（xì），在卸料板及下模板上設計了小導套，從而大大增加模具的使用壽命。該模（mó）具由4大模塊組成，即衝裁、拉深模塊，單獨拉（lā）深模塊（kuài），攻螺紋模塊，彎（wān）曲及載體（tǐ）與製件分離模（mó）塊。

3）攻螺紋模塊工作原理：

其原理為：在壓力機下行時（shí），通過裝在（zài）上模座的蝸杆，帶動攻螺紋模（mó）塊中的（de）蝸輪旋轉，使模具的上、下運動轉換為攻螺紋模塊中（zhōng）絲錐夾頭（tóu）的旋轉運動，從（cóng）而實現攻螺紋功能。當模具碰到異常時，蝸輪（lún）旋（xuán）轉部分自動分離，攻螺（luó）紋模塊中絲錐夾頭停止旋轉運動，這樣能很好的起到保護絲錐作用。

4)該模具除了上、下模座采用（yòng）滾動導向裝置外，模具內部4大模塊分（fèn）別在上（shàng）模固定（dìng）板、卸料板、凹模板之間各裝（zhuāng）有 4對及2對不同的小導柱（zhù）、導（dǎo）套作模具的精密內導向。小導（dǎo）柱與小導套采用標準件，導柱與導套的間隙可控製在0.005 mm左右，衝壓（yā）時輸入潤滑油，產生的油膜填充了導柱與導套的間隙，達到無（wú）間隙滑動導向的要求。在安裝（zhuāng）時其中衝裁、拉深（shēn）模塊、單獨拉深模（mó）塊，彎曲及載（zǎi）體與製件分離模塊的小導柱固定於上模固定板上，攻螺紋模塊的（de）小導柱固定於凹模墊板上。

5)本模具中（zhōng），為了消除送料累積誤差和高速衝壓所產生的振動及衝壓成形時所造成的帶料竄動，通常由自動送料裝置（zhì）作（zuò）送（sòng）料粗定位，導正銷作精定距。合理安排導正銷位置與數量十分重要。在設計中前段工位先衝出導正銷孔，並在後序的工位中，根據工（gōng）位數優（yōu）先最（zuì）容（róng）易竄動的部位設置導正銷。

帶（dài）料在（zài）攻螺紋（wén）模塊攻螺紋時（shí）竄動（dòng）尤為厲害，因而在攻螺紋（wén）模塊前後兩端各設 2個導正銷，且（qiě）該導正銷一定（dìng）要在攻螺（luó）紋（wén）絲錐接（jiē）觸帶料之前進入導正孔，這樣才能保證攻螺紋順利進行。考慮到製件彎曲（qǔ）後送料容易造成變形，在彎曲區及切斷前各增加了2個導正銷。

2.模具零部件設計

1）固定板墊（diàn）板、卸料板墊板及下模板墊板設計（jì）

固定板墊板、卸料板墊板及下模板墊板在衝壓過程中直接與凸模（mó）、卸料板鑲件及凹模接觸，不斷受到衝（chōng）擊載荷（hé）的作用，對其變（biàn）形程度要嚴格限製，否則工作時就會造成凸、凹模（mó）等不穩定。故材料選用Cr12鋼（gāng），熱處理硬度（dù）為53～55HRC，這種材料具有很高的（de）抗衝擊韌性，符合使（shǐ）用要求。

2）卸料板結構設計

卸料板采用彈壓卸料裝置，具有（yǒu）壓緊、導向、成形、保護及卸料的作（zuò）用。故材料選用日本冷作模具鋼SKDII，熱處理硬度為58～60HRC。卸料板與凸模單麵間隙為0.01～0.02mm。因級進模卸料（liào）力較大，衝壓力不平衡，固采用矩形重載荷彈簧，彈簧（huáng）放置應對（duì）稱、均衡。

3）下模固定板結構設計

該模具下模固定板采用鑲拚（pīn）式結（jié）構，既保證了各型孔（kǒng）加工精度，也保證了模（mó）具的強度要求，故（gù）材料（liào）采用日本冷作模具鋼SKDII，其熱（rè）處理硬度為58～60HRC。此材料屬於高（gāo）耐磨性冷作（zuò）工具（jù）鋼，這種鋼具有很高的硬度、耐磨性和抗壓強度。其滲透性也很高，熱（rè）處理變形小，可達微（wēi）變形程度。

4）凹模鑲件設計

衝裁（cái）、彎曲凹（āo）模鑲件材料采用日本冷作（zuò）模具鋼SKH-9，其熱處理硬度為60～62HRC，拉深凹（āo）模采用硬質合金（YG15）來製（zhì）造。

5) 凸模設（shè）計

對於多工位級進模，在設計時，首先考慮其工藝性要好，製（zhì）造容易，模刃修整方便。衝裁圓孔及拉深所使用的（de）凸（tū）模按整體式設計，為改善其強度，在中間增加過渡階梯，大端部份台階用於固定。對於截麵較大但形狀複雜的凸（tū）模，采用直通式設計，以便於線切割（gē）加工。

此模具凸模與固定板的配合（hé）關係改變了傳統的過盈（yíng）壓入，而采用（yòng）小間隙滑動配合，凸模與固定板單麵間隙為 0.015 mm ，而其工作部分與卸料（liào）板精密配合，單麵間隙僅0.01mm，凸模通過卸料板（bǎn）後，能順利進入凹模，且間隙均（jun1）勻。這種結構（gòu）反而提高了凸模的垂直精度，同時卸料（liào）板對凸模還起（qǐ）到了保（bǎo）護作用，並使凸（tū）模裝配簡易，維修和調換（huàn）易損（sǔn）備件更（gèng）加方便。

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