2.15 管子卡箍多工位級進模

1.工藝分析

圖2-65 管子卡箍

圖2-65所示為國外某汽車管子卡箍，材料為ST14鋼，板厚為1.2mm，年產量為50多萬件。該制件舊工藝采用單工序模來生產，后改為多工位級進模生產。該制件形狀復雜，尺寸精度要求高，在生產中需經過沖裁、切舌、多次彎曲及翻邊等多道工序完成。計算出彎曲展開長為183.6mm，寬為58.9mm。該制件頭部彎曲工藝比較復雜。頭部彎曲部分有2個R10.35mm、1個R8mm和1個R0.8mm等組合而成。從制件的結構分析，該制件的關鍵部位為頭部2個R10.35mm和1個R8mm組合尺寸回彈較大，導致制件的質量不穩定。為了克服此回彈，經分析，該制件頭部需經過4次彎曲成形，具體詳見圖2-67排樣圖中A—A、B—B、C—C、F—F剖視圖所示，具體形狀如圖2-66所示。從圖2-65可以看出其彎曲數量無論多少，均可經合理分解后，按一定的成形順序要求設置在不同的沖壓工位上。

圖2-66 制件展開圖

2.排樣設計

圖2-67所示為排樣圖。為了提高材料利用率和彎曲成形質量，該制件采用20°斜排排列，計算出帶料寬度195mm，步距45mm。各工位如下：

工位①：沖導正銷孔及沖切側刃。

工位②：沖切外形廢料。

工位③：沖1個腰形孔。

工位④：沖切外形廢料及沖切1個腰形孔。

工位⑤：空工位。

工位⑥：空工位。

工位⑦：頭部首次彎曲（見圖2-67A—A剖視圖）。

工位⑧：頭部二次彎曲（見圖2-67B—B剖視圖）。

工位⑨：空工位。

工位⑩：頭部三次彎曲（見圖2-67C—C剖視圖）。

工位（11）：切舌（見圖2-67D—D剖視圖）。

工位（12）：80°彎曲（見圖2-67E—E剖視圖）。

工位（13）：頭部四次彎曲（見圖2-67F—F剖視圖）。

工位（14）：空工位。

工位（15）、（16）：沖切外形廢料。

工位（17）：空工位。

工位（18）：翻邊（見圖2-67G視圖）。

工位（19）：空工位。

工位（20）：彎曲（見圖2-67H向視圖）。

工位（21）：沖切載體（載體與制件分離）。

3.模具結構圖設計

圖2-68示出管子卡箍多工位級進模結構。為了確保上、下模對準精度，該模座采用4

圖2-67 排樣圖

套φ38mm的精密滾珠鋼球導柱、導套；而模板內各設計了12套φ20mm的精密小導柱、小導套導向。其結構特點如下：

1）采用滾動式自動送料機構送料，用導料板導料，導正銷精定位，頂桿及頂塊抬料。

2）為了使模具結構簡單化，方便調試、維修，該模具采用三大組獨立模板組合而成的一副多工位級進模。第一組為純沖裁；第二組主要為彎曲；第三組主要為沖裁、彎曲及翻邊成形和落料。

3）凸模固定板、卸料板和凹模固定板之間，另外采用滑動小導柱進行導向，小導柱和小導套采用標準件。有了小導柱，不但進一步提高了模具的導向精度，同時也方便模具的裝配。

4）為了保證精度，凸模、凹模等各零件采用SKD11（其熱處理硬度為60～62HRC）；卸料板及凹模固定板材料均采用Cr12MoV，其硬度值根據各板功能不同有所區別。凸模固定板墊板、凹模墊板采用Cr12，其硬度為53～55HRC。特別是凸模固定板墊板及凹模墊板硬度必須達到要求，因為凸模固定板墊板承受凸模的壓力，凹模墊板承受沖裁凹模及彎曲凹模的壓力，如硬度不高，凸模或凹模鑲塊將在墊板上壓出塌陷，從而影響模具精度。

5）沖裁凹模和彎曲凹模設計成鑲塊，鑲入凹模固定板內。修磨刃口及調整彎曲回彈時，只修凹模鑲塊即可，這樣可提高模具使用壽命。

6）卸料板采用彈壓卸料。由于卸料板還擔當凸模的導向，為了保證卸料板與其他模板的平行度，卸料的連接采用卸料螺釘組件，套管用夾具在磨床上一次磨出兩端面，所有的套管高度一致，從而保證卸料板與其他板的平行度≤0.02mm，也保證了凸模和凹模間的相對位置準確。

7）該制件頭部由多個R組合而成。特別R10.35mm和R8mm的回彈較大，因此該制件的頭部采用四次彎曲成形的工藝，能很好地克服彎曲回彈的難題。

8）快速更換凸模。該模具除個別凸模較單薄，進行階梯式補強并用掛臺進行固定外，其余統一用螺釘固定，使更換凸模速度快，而且不會影響固定板的裝配精度，從而保證模具重復裝配精度，延長模具的使用壽命。

4.沖壓動作原理

將原材料寬195mm、料厚1.2mm的卷料吊裝在料架上，通過整平機將送進的帶料整平后，再進入滾動式自動送料機構內（在此之前，將滾動式自動送料機構的步距調至45.05mm）。開始用手工將帶料送至模具的導料板，直到帶料的頭部頂到內部的導料板帶檔料裝置的側面處，這時進行第一次沖切側刃及導正銷孔；依次進入第二次為沖切外形廢料；進入第三次為沖一個腰形孔；進入第四次為沖切外形廢料及沖切另一處腰形孔；進入第五次、第六次為空工位；進入第七次為頭部首次彎曲（見圖2-67的A—A剖視圖）；進入第八次為頭部二次彎曲（見圖2-67的B—B剖視圖）；第九次為空工位；進入第十次為頭部三次彎曲（見圖2-67的C—C剖視圖）；進入第十一次為切舌（見圖2-67D—D剖視圖）；進入第十二次為80°彎曲（見圖2-67的E—E剖視圖）；進入第十三次為頭部四次彎曲（見圖2-67F—F剖視圖）；第十四次為空工位；進入第十五次為沖切外形廢料；進入第十六次為沖切外形廢料；第十七次為空工位；進入第十八次為翻邊（見圖2-67的G視圖）；第十九次為空工位；進入第二十次為彎曲（見圖2-67的H視圖），這時整個制件的彎曲成形已經結束；最后（第二十一次）將載體與制件分離。此時將自動送料器調至自動的狀況可進入連續沖壓。

圖2-68 管子卡箍多工位級進模結構

圖2-68 管子卡箍多工位級進模結構（續）

1—上模座 2—導套 3—彎曲凸模1 4—螺釘 5—墊圈3 6—翻邊凸模 7—等高套筒1 8—小導柱 9—小導套 10—凸模固定板墊板2 11—彎曲凸模5 12—凸模固定板2 13—定位銷1 14—切舌彎曲凸模 15—彎曲凸模4 16—等高套筒2 17—卸料板墊板2 18—彎曲凸模3 19—彎曲凸模2 20—卸料板2 21—墊圈1 22—墊圈2 23—上限位柱 24—長圓形凸模2 25—柱銷1 26—螺塞1 27—彈簧 28—頂桿1 29—柱銷2 30—導正銷孔凸模 31—凸模固定板墊板1 32—凸模固定板1 33—卸料板墊板1 34—卸料板1 35—外導料板1 36—外導料板2 37—承料板 38—承料板墊塊 39—凹模固定板1 40—凹模墊板1 41—定位銷2 42—內導料板1 43—導正銷孔凹模 44—導正銷 45—套式頂料桿 46—彈簧 47—內導料板2 48—長圓形凹模2 49—下限位柱 50—內導料板3 51—模具存放保護塊 52—凹模墊板2 53—彎曲凹模7 54—內導料板4 55—彎曲凹模8 56—凹模固定板2 57—彎曲凹模9 58—內導料板5 59—螺塞2 60—彎曲凹模3 61—內導料板6 62—頂桿2 63—內導料板7 64—翻邊凹模1 65—卸料螺釘 66—翻邊凹模2 67—內導料板8 68—彎曲凹模1 69—下墊腳 70—下托板 71—下模座 72—導柱 73—凹模墊板3 74—凹模固定板3 75—卸料板3 76—卸料板墊板3 77—凸模固定板3 78—凸模固定板墊板3 79—異形凸模1 80—異形凹模1 81—凹模輔助板1 82—凹模輔助板2 83—下模浮料塊 84—異形凸模2 85—異形凹模2 86—凹模輔助板3 87—異形凸模6 88—異形凹模3 89—異形凸模3 90—異形凹模4 91—內導料板9 92—內導料板10 93—異形凸模5 94—異形凹模5 95—異形凸模4 96—異形凹模6 97—長圓形凸模1 98—長圓形凹模1 99—卸料板鑲件5 100—彎曲凹模6 101—彎曲凹模5 102—彎曲凹模4 103—卸料板鑲件4 104—卸料板鑲件3 105—彎曲凹模13 106—彎曲凹模12 107—彎曲凹模10 108—彎曲凹模11 109—卸料板鑲件2 110—彎曲凹模2 111—卸料板鑲件1 112—彎曲凹模14