铰链螺钉安装板结构优化.doc

图1所示为材料为DCOI的上天盛铰链螺钉安装板，材料含碳量10%，抗拉 强度270 MPa，屈服强度130-260 MPa，断后伸长 率28%，料厚3 mm，年产量12万件。冲压成形性能好。鉴于原有成型方案存在操作有安全隐患，工作效率 低，机床占用率高，零件质量不稳定等问题。现将 原成形工艺进行优化，设计了一副三工位的级进 模，以确保安全生产，提高生产效率和零件质量，降 低生产成本。2零件成形工艺分析零件形状简单对称，含有落料、冲孔、弯曲3道 工序。2个9+0.15孔及2孔中心距(82+0.12)mm 的公差等级分别为ITIO和IT12，其余未注公差，用 普通冲压加工可以满足要求。由于零件材料偏厚， 塑性较好，两侧弯曲直边高度为9 mm，控制弯曲回 弹将成为该零件的主要成形难点。模具设计时必 需采取措施解决回弹问题，为保证零件质量，弯曲 时应使弯曲线与纤维方向垂直，毛刺面的一侧处于 弯曲受压的内缘。3排样设计零件展开尺寸如图2所示，外形尺寸为110 mmx48 mm，长度方向尺寸较大，采用单排方式可降 低模具制造难度，节约制造成本。排样时还需考虑 以下因素：(1)为了给后续工序提供精确、可靠的定位，减 少累积误差，优先安排冲2个9+0.15mm孔，作为第 二、三位的定位和导正的工艺孔。(2)为简化凸、凹模结构，便于模具制造，提高模 具使用寿命，将零件外形分两步冲出。(3)为确保工序件在模具内送进的安全和平 稳，载体应有足够的强度和刚度，设计了双侧载体。(4)为减少累积误差，提高冲压件精度，在保证 凹模强度的情况下，工位数应尽可能少，仅安排了 必要的冲孔、冲切、成形切断3个工位。综合以上分析，为提高材料利用率，各工位间 应排列紧凑，采用单排排列、双侧载体的排样方式， 排样如图3所示，条料宽度为126 mm，搭边7mm，步 距55 mm。工序为：冲2个9+0.15mm孔；冲切外 形废料；弯曲成形及冲切两侧载体。4模具结构设计模具结构如图4所示，模具具有如下特点：(1)采用了滑动中间导柱精密模架，导柱、导套 的配合精度按H6/h5制造，材料选用45钢。在凸模 固定板上设计了2根为凸模固定板、卸料板和凹模 导向的内导柱，配合间隙控制在0.005 mm左右，使 模具在双重导向下工作，既提高了模具的导向精度 和相对位置精度，又便于模具的装配和维修，保证 模具重复装配时的精度。(2)采用了2根限位柱，确保冲裁时上模在下止 点的位置始终保持一致，维持上、下模座的平稳性， 保证卸料板与上、下模座的平行度，保护模具和设 备不被损坏。(3)条料的送进导向采用单侧导料板和导料块 限位，首次送进定距靠异形凹模孔的后直边定位， 冲切外形废料时靠两定位销25定位，弯曲成形采用 两浮动导正销13精确定位。为了保证零件的尺寸 和位置精度，模具装配后，每步的步距误差0.005 mm，步距累积误差0.01 mm。(4)为了简化模具结构，节省模具材料，弯曲成 形与切断载体设计在同一工位。在此工位中，弯 曲一切断凸模11、凹模2的前后工作部位均倒圆角， 完成弯曲成形，左、右两侧工作部分为锋利的刃口 结构，完成载体分离。故凸、凹模四周的配合间隙 是不一样的，前后成形部位凸、凹模单边配合间隙 为3 mm，左右冲切部位的凸、凹模单边配合间隙为 0.23mm。在弯曲一切断凸模11上除安装有2个浮动 导正销13外，还安装有1个退料销20，起卸件作 用。在凹模孔内配有弹性顶件块17，既起到顶件的 作用又起到压料的作用，确保却料安全，降低弯曲 回弹，提高零件质量。(5)采用弹性卸料和弹性顶件装置，使条料在 压紧状态下被分离和成形，防止零件在冲裁和弯曲 成形时产生翘曲变形，有效地控制回弹，确保零件 质量。卸料板行程为17 mm，卸料弹簧的选用必须 满足冲裁和成形中最大卸料力和弹簧工作时总压 缩量的要求，经计算，选用10个三柱精密标准弹簧 SWM30-65，其中卸料装置7个，顶件装置3个。凸 模与卸料板之间双面间隙0.04 mm。5模具关键零件设计与制造(1)凹模结构如图5所示，为了简化模具结构， 便于制造，凹模采用整体式结构，材料选用 Cr12moV，热处理硬度60-64 HRC，刃口型孔采用慢 走丝线切割加工，工作部分的尺寸公差按IT5级制 造，各孔的位置误差0.005 mm。冲裁刃口与凸模的 双边配合间隙为0.12 mm。凹模的主要失效形式为 废料堵塞，从而导致凹模胀裂，凹模刃口设计成直 壁加台阶漏料孔的形式。(2)冲孔凸模采用常用的台阶固定形式，凸模 与固定板配合间隙为0.06 mm，为保证凸模有良好 的刚性，将凸模长度设计成60 mm，最终选用精密标 准凸模。(3)为了方便制造，外形冲切凸模采用直通式 结构，材料选用Cr12moV，热处理硬度58-62 HRC， 采用线切割加工，工作部分的尺寸公差按IT6级制 造。凸模采用螺钉加定位槽的固定形式。(4)弯曲一分离凸模结构采用直通式，材料选用 与热处理要求、加工方式与异形凸模相同。结构形 式及其固定方法如图6所示，导正销与导正孔的双 面间隙设计为0.04 mm。(5)其他模板也应具有较高的精度，凸模固定 板、卸料板材料采用Cr12，热处理硬度为53-55 HRC。凸模装配孔、与内导柱配合的相关部位采用 慢走丝线