2.6 方形墊片多工位級進模

1.工藝分析

方形墊片見圖2-19。它是某電器零部件，材料為SUS-304不銹鋼，厚度為0.8mm。原沖壓工藝采用單工序模來生產，不僅工藝繁瑣、效率低，質量也難保證，而且不能實現自動化生產。為了提高生產效率，現采用多工位級進模。

制件展開圖見圖2-20。其外形雖較簡單，但成形工藝復雜，完成此制件需經過沖孔、彎曲、拍平、切斷等成形工序，經合理分解后，按一定的成形順序設置在不同的沖壓工位上。

圖2-19 方形墊片

從圖2-19可以看出，該制件對板料的纖維方向要求特別嚴格。因為此制件在多工位級進模中進行多次彎曲后，還要拍平工藝，如纖維方向同彎曲線平行，在生產中引起拍平之后造成制件開裂、斷裂現象，導致在使用中對墊片質量有較大的影響。

圖2-20 制件展開圖

2.排樣設計

根據圖2-19所示，該制件有毛刺方向的要求，需向下彎曲成形。為了增強兩側沖裁凸模的強度，經計算步距定為40mm。由于制件兩端有彎曲、拍平等工藝，該模具采用雙側刃作為帶料的初始定距，以中間載體運送各工位的沖裁、彎曲、拍平等工作。為了提高沖裁、彎曲、拍平的精度，制件的中間有一個φ6mm的圓孔在工位①沖出，作為帶料的導正銷孔，在沖壓時對帶料進行校正定位。該模具利用對稱彎曲成形工藝，從而很好的抵消了彎曲而產生的側向力，使彎曲時受力均勻、合理。

為了彎曲不發生干涉及簡化模具的結構，該模具共分為8個工位沖壓，排樣圖見圖2-21。具體工位如下：

工位①：沖切側刃，沖導正銷孔。

工位②：空工位。

工位③：彎曲90°。

工位④：空工位。

工位⑤：彎曲45°。

工位⑥：空工位。

工位⑦：拍平。

工位⑧：切斷。

圖2-21 排樣圖

3.模具結構設計

圖2-22所示為方形墊片多工位級進模結構。該模具是由8塊模板組成的標準模具結構：上模座1（材料為45鋼；料厚為35mm）；固定板墊板5（材料為Cr12；熱處理為52～55HRC；料厚為15mm）；固定板6（材料為Cr12Mov；熱處理為52～55HRC；料厚為20mm）；卸料板墊板7（材料為Cr12；熱處理為52～55HRC；料厚為15mm）；卸料板10（材料為SKDII；熱處理為55～58HRC；料厚為22mm）；凹模固定板18（材料為SKDII；熱處理為58～60HRC；料厚為25mm）；凹模固定板墊板21（材料為Cr12；熱處理為52～55HRC；料厚為15mm）；下模座22（材料為45#；料厚為40mm）。

（1）模具結構特點

為了確保上、下模對準精度，該模座采用4個精密滾珠鋼球外導柱；為了保證卸料板上彎曲上模的位置精度，同時保證卸料板與各凸模之間的間隙，在卸料板及凹模固定板上設計了小導套，以增加模具的使用壽命。該模具結構特點如下：

1）采用滾動式自動送料機構，傳送各工位之間的沖裁及成形工作；用導料板導料、頂桿抬料；利用工位⑧將已成形好的制件從載體上切斷，使分離后的制件從右側尾部沿著下模板的斜坡滑出。

2）卸料板采用彈壓卸料裝置，可在沖裁前將板料壓平，防止沖裁件翹曲。

3）空工位設計。考慮到模板強度及凸模的布置，該結構在沖孔和彎曲等工位之間設置了空工位結構。

（2）模具工作過程

帶料由自動送料機構送入工位①，沖切出工位①的側刃及導正銷孔后，帶料再送入工位②；工位②為帶料導正，繼續送入工位③進行彎曲90°；完成90°彎曲后，由頂料桿25將彎曲件托起，帶料繼續送入工位④；工位④為帶料導正，繼續送入工位⑤彎曲45°；完成此工位后再送入工位⑥導正，繼續送入工位⑦拍平；完成拍平工序后，帶料繼續送入工位⑧進行制件切斷工作，將已切斷的制件從模具右邊的凹模板斜面滑下，依次進入成品框內。這時可以進入自動送料沖壓。

圖2-22 方形墊片多工位級進模結構

1—上模座 2、33—小導柱 3、20、34、37—小導套 4、19—圓柱銷 5—固定板墊板 6—固定板 7—卸料板墊板 8—螺釘 9—導正銷 10—卸料板 11—彈簧 12—卸料板鑲件 13—切斷凸模 14—切斷凹模 15—套式頂料桿 16—螺塞 17—彈簧 18—凹模固定板 21—凹模固定板墊板 22—下模座 23、24—彎曲凸模 25—頂料桿 26—彎曲凹模 27—45°彎曲凸模 28、30—45°彎曲凹模 29、39—頂塊 31—上限位柱 32—拍平凸模 35—導套 36—導柱 38、40—拍平凹模 41—下限位塊

（3）主要零部件設計

1）側刃及導正銷設計。側刃在帶料上沖出缺口，使被沖的帶料能向前送進而不被阻擋，而未被沖出的部分則被側刃擋塊擋住，從而達到級進送料的作用。在模具中，綜合考慮制件的輪廓尺寸及搭邊寬度，送料步距定為40mm，而側刃長度定為40.08mm。這樣導正銷就能準確伸入導正孔，調整在送料過程中產生的誤差，起到精確定位的作用。導正銷和導正孔的單邊間隙為0.02mm。

該模具共設置了4個導正銷定位。特別注意的是在彎曲、切斷工位附近要設導正銷，以保證彎曲及切斷位置準確。為了保證導正銷精確定位的效果，必須在凸模沖裁及彎曲之前，就將帶料先準確定位。導正銷的有效工作部分應高出卸料板平面0.5～2倍料厚。

2）90°彎曲設計。工位③為90°彎曲。為了保證90°彎曲的角度，其彎曲凸模的頭部設計為導向裝置（見圖2-22的D—D視圖）。工作過程：當上模下行時，彎曲凸模23、24的導向部份先進入彎曲凹模26，上模繼續下行時，再進行90°彎曲工作；模具回程時，利用頂料桿25將帶料托起，送入下一工位成形。

3）45°彎曲設計。工位⑤為45°彎曲。凸模為方形，結構簡單，加工方便；彎曲凹模頭部為直線，作彎曲時導向用，導向部分下面斜度為45°彎曲的工作部分（見圖2-22的E—E視圖）。工作過程：當上模下行時，45°彎曲凸模27將前工序90°彎曲的制件壓到頂塊29，使45°彎曲凸模27同帶料及頂塊29壓緊時，上模繼續下行；隨著頂塊下降再進入45°彎曲凹模28、30，進行制件的45°彎曲工作；模具回程時，利用頂塊29，將已成形完畢帶料托起，送入下一工位成形。