2.10 鉸鏈多工位級進模

圖2-39 負角度彎曲成形前后工序件比較

1—前一工序“U”形彎曲工序件 2—后一工序60°及70°彎曲工序件

1.工藝分析

圖2-40所示的鉸鏈卷圓件，材料為SUS-430不銹鋼，板料厚為1.2mm。由于需求量龐大，年產量為230多萬件，故采用多工位級進模來沖壓。該制件有毛刺方向的要求，須向上卷圓成形。計算出毛坯總長度L=40.63mm。制件展開圖見圖2-41。

圖2-40 鉸鏈卷圓件

圖2-41 制件展開圖

從圖2-40可以看出，制件內孔精度要求較高（內孔為φ4.8±0.04mm）。為此，在多工位級進模設計時，要重點考慮卷圓彎曲成形問題。經分析，材料在垂直于纖維方向和平行于纖維方向，均滿足卷圓件的要求。該制件卷圓成形要經過頭部弧形彎曲、90°弧形彎曲及卷圓彎曲來完成。

2.載體設計

載體設計必須有足夠的強度和剛性，不變形，能夠運載帶料上沖出的制件，并且使送進平穩。一般有三種形式：雙側載體、單側載體和中間載體。單側載體、中間載體省料，但穩定性不好；雙側載體送料穩定性可靠，是使用最廣泛的形式，但材料利用率低。本模具由于材料厚度為1.2mm，因此采用了單側載體結構。

3.排樣設計

為了簡化級進模結構，降低制造成本，保證帶料送進剛性和穩定性，在對該制件排樣時，主要考慮以下因素：①生產能力與生產批量；②送料方式；③沖壓力的平衡（壓力中心）；④材料利用率；⑤正確安排導正銷孔；⑥凹模要有足夠的強度；⑦載體形式；⑧空工位的確定；⑨制件從載體上切下的方式等。在充分分析圖2-40鉸鏈卷圓特點的基礎上，決定采用單排排列較為合理。排樣圖見圖2-42。

為了彎曲、卷圓等成形不發生干涉，以及簡化模具的結構，該模具共分為10個工位來沖壓成形。具體工位如下：

圖2-42 排樣圖

工位①：沖側刃，沖孔。

工位②：沖切外形廢料。

工位③：沖切長方槽。

工位④：空工位。

工位⑤：弧形彎曲。

工位⑥：圓弧彎曲（90°圓弧彎曲）。

工位⑦：空工位。

工位⑧：卷圓。

工位⑨：空工位。

工位⑩：切斷。

4.模具結構設計

鉸鏈卷圓件多工位級進模結構如圖2-43所示。

（1）模具結構

該模具結構緊湊，設計巧妙。為了保證模具的沖壓精度，采用四導柱滾珠導向通用模架。除采用側刃定距外，在每隔2～3個工位還設置導正銷定位。這樣可以保證帶料上的工件，在經過多個工位沖壓及彎曲后，仍有很高的成形精度。在模具內部設置有3個空工位，以確保各模板的強度。

由于該模具存在彎曲及卷圓等工序，當彎曲結束后，彎曲部分留在模腔內將阻止帶料的送進。需采用浮料裝置，在沖壓回程時，將帶料從彎曲凹模內頂出，使送料能夠順利地進行。

（2）設計要點

1）凸模設計。由于板料厚度為1.2mm，沖孔凸模結構設計成臺階式，可以改善凸模強度，且經過校核，該凸模在沖裁力作用下不會發生抗壓失穩；沖切廢料凸模、彎曲及卷圓凸模等，均采用直通式，并用螺釘固定在上模，方便制造和快速更換。

2）凹模設計。為了方便維修，沖切、彎曲及卷圓等，凹模全部采用鑲拼式結構，并用螺釘固定在凹模板墊板上，方便拆裝。對于形狀比較規則的鑲件（如方形鑲件），需要采用一些防錯措施，防止鑲件裝錯方向而造成模具損壞。例如，將方形鑲件的其中一個角，設計成過渡圓角或C角等。

3）卸料方式。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，可保證較高的送料精度。

4）為了很好地克服鉸鏈卷圓件的頭部回彈問題，在工位⑤設計了頭部圓弧預彎工序，

圖2-43 鉸鏈多工位級進模結構

1—上模座 2—固定板墊板 3、31—小導套 4—小導柱 5—沖孔凸模 6—導正銷 7、11、16—彈簧 8—彈頂器 9、1O—異形凸模 12、38—成弧形凸模 13、15—斜滑塊頂桿 14、41—斜滑塊 17、45—卷圓凸模 18—固定板 19—切斷凸模 2O—卸料板墊板 21—卸料板 22—凹模板 23—切斷凹模 24—卷圓凹模 25—凹模板墊板 26、42—9O°圓弧彎曲凹模 27、39—成弧形凹模 28、29—異形凹模 3O—沖孔凹模 32—螺釘 33—下模座 34—墊塊 35—承料板 36—外導料板 37—帶料 4O、43—凹模頂塊 44—上限位柱 46—導套 47—保持圈 48—導柱 49—卷圓凹模 5O、51—圓柱銷 52—下限位柱

其結構較為簡單（見圖2-43的D—D視圖）。

5）工位⑥為90°圓弧彎曲（見圖2-43的E—E視圖）。此結構給卷圓件提供了可靠的卷圓基礎。其工作過程：上模下行，斜滑塊41將工件壓入凹模頂塊43，上模繼續下行，工件隨著凹模頂塊43進入彎曲凹模42成形工作。上模回程時，由凹模頂塊43將工件抬起，斜滑塊41隨著卸料板斜度導軌滑下，工件能很好地進行卸料。

6）卷圓設計（見圖2-43的F—F視圖）。為了確保卷圓件內孔φ4.8±0.04mm的精度，其凹模工作區尖角部分的圓弧，與卷圓件的圓弧相等，能很好地控制內孔的圓度。其工作過程：上模下行，卸料板在彈簧力的作用下首先壓住工件；上模繼續下行，卷圓凸模45的導向部分先進入凹模，再進行卷圓工作。

（3）模具零件的制造與裝配

1）模板材料的選用及熱處理。此模具結構中的固定板墊板、卸料板墊板及凹模板墊板選用Cr12，熱處理硬度為50～53HRC；固定板選用45鋼，調質硬度達320～360HW；卸料板及凹模板選用高鉻合金鋼Cr12MoV，熱處理硬度為55～58HRC；凸模及凹模選用SKDII，熱處理硬度為60～62HRC。為了保證模具的使用壽命，各模板的加工精度尤為重要。各墊板采用快走絲切割加工，主要模板采用慢走絲切割加工。

2）模具的裝配

①上模部分裝配。首先把各凸模、小導柱等安裝在固定板上；再把固定板墊板與已裝有凸模的固定板一起安裝在上模座；用螺釘初步把固定板通過固定板墊板固定在上模座；再把卸料板的小導套孔對入固定板的小導柱上，擰緊卸料螺釘即可。

②下模部分裝配。首先把凹模板與凹模板墊板安裝在下模座，打入定位銷，用螺釘固定在下模座上；再把凹模固定在凹模板上，擰緊固定螺釘即可。

③上、下模的裝配。把已裝配的上模配入在已裝配的下模上；將上模部分進行上下滑動，并帶動凸模反復進入凹模，直到凸模順利進入凹模為止；再擰緊上模螺釘，拆下卸料板，把上模部分的銷釘配絞后，打入定位銷，放入彈簧等零件；最后安裝卸料板及卸料螺釘即可。