2.16 不銹鋼鐵鏈U形鉤多工位級進模

1.工藝分析

圖2-69所示為日光燈上的掛件鐵鏈U形鉤。其材料為SUS301不銹鋼，板厚為0.8mm，年產量為4000多萬件。制件外形簡單，形狀對稱、規則，尺寸要求不高，但毛刺應向內。制件的U形彎曲半徑處（R=2.6mm）在彎曲成形后回彈較大，但對使用性能無影響。制件中有2個梯形孔，其作用是將另一個制件的頭部穿過梯形孔，把U形彎曲的圓弧形吊裝在梯形孔上，依次一個制件接另一個制件穿過，這樣就形成了一個完整的鏈條。

該制件原工藝采用2副單工序模生產：第1工序為復合落料；第2工序為U形彎曲，所需模具多。該工藝主要問題在于制件外形尺寸小，U形彎曲工序手工放置制件，導致沖壓速度慢、廢品率高、生產安全系數低，遠不能滿足大批量生產的需求。因此設計了一副多工位級進模進行沖壓生產，取得了良好的經濟效益。

2.排樣設計

該制件的排樣設計主要考慮如下：

1）將復雜的型孔分解成若干個簡單的孔形，并分成幾個工位進行沖裁，使模具制造簡單化。

2）在排樣設計時，盡可能考慮材料的利用率，盡量按少、無廢料的排樣，以便降低生產成本，提高經濟效益。

3）為了保證帶料送進步距的精度，在排樣設計時應設置側刃及導正銷孔。導正銷孔盡可能設置在廢料上。

4）制件與載體的連接應有足夠的強度和剛度，以保證帶料在沖壓過程中連續送進的穩定性。

綜合以上分析及結合制件的展開尺寸（見圖2-70），制件排樣采用單排排列方式。前部分采用雙側載體連接方式，待制件外形大部分沖裁之后，再逐步利用中間載體的連接方式，使帶料送進更穩定。

圖2-69 U形鉤

圖2-70 制件展開圖

制件排樣圖見圖2-71。主要沖壓工位為：沖導正銷孔→沖切側刃→沖切梯形廢料→沖切外形廢料→彎曲→沖切中間載體。制件共由22個工位組成，具體工位如下：

工位①：沖3個φ1.8mm的導正銷孔。

工位②：導正（空工位）。

工位③：空工位。

工位④：沖切側刃。

工位⑤：空工位。

工位⑥：沖切2個梯形廢料。

工位⑦～⑨：空工位。

工位⑩：沖切外形廢料。

工位（11）：空工位。

工位（12）：沖切另一端外形廢料。

工位（13）：沖切頭部廢料。

工位（14）：空工位。

工位（15）：沖切另一端頭部廢料。

工位（16）～（18）：空工位。

工位（19）：U形彎曲。

工位（20）、（21）：空工位。

工位（22）：沖切中部載體（制件與載體分離）。

圖2-71 排樣圖

3.模具結構設計

圖2-72所示為不銹鋼鐵鏈U形鉤多工位級進模結構。該模具特點如下：

1）模具是由鋼板模座組成鑲拼結構的沖載、彎曲多工位級進模。

2）U形鉤生產批量大，沖裁及彎曲凹模全部采用鑲拼式結構。對于該模具中相類似形狀的凹模外形，應采取防錯措施，設計成大小不一的尺寸，便于裝配。

3）帶料利用外導料板25、26及內導料板22、27、30導料，并用導正銷3對帶料精定位。

4）凸模固定板5、卸料板9及凹模固定板10之間，設有小導柱、小導套輔助導向，提高了模具的導向精度。同時導正銷孔凸模2也得到了很好的保護。

5）該模具外形尺寸小，卸料板滑動行程低，可采用高速壓力機沖壓。沖壓速度可達到200～300次/min。

4.沖壓動作原理

將原材料寬46mm、料厚0.8mm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8.25mm）。開始用手工將帶料送至模具的導料板，直到帶料的頭部覆蓋三個φ1.8mm的導正銷孔凹模刃口，這時進行第一次沖三個φ1.8mm的導正銷孔；然后進入第二次，將帶料進入導正（空工位）；第三次為空工位；進入第四次為沖切側刃，接著利用內導料板30的側面

圖2-72 不銹鋼鐵鏈U形鉤多工位級進模結構

1—上模座 2—導正銷孔凸模 3—導正銷 4—凸模固定板墊板 5—凸模固定板 6—三角形凸模 7—卸料板墊板 8—切斷凸模 9—卸料板 10—凹模固定板 11—凹模墊板 12—下模座 13—落料凹模2 14—落料凹模1 15—異形凸模1 16—落料凹模1 17—梯形凸模 18—梯形凹模 19—三角形凹模 20—套式頂料桿 21—導正銷孔凹模 22—內導料板1 23—承料板墊板 24—承料板 25—外導料板1 26—外導料板2 27—內導料板2 28—側刃凸模 29—側刃凹模 30—內導料板3 31—上限位柱 32—下限位柱 33—異形凸模2 34—異形凹模2 35—彎曲凸模 36—彎曲凹模

處作側刃的擋料；第五次為空工位；進入第六次為沖切2個梯形廢料；第七至九次為空工位；進入第十次為沖切外形廢料；第十一次為空工位；進入第十二次為沖切另一端外形廢料；進入第十三次沖切頭部廢料：第十四次為空工位；進入第十五次沖切另一端頭部廢料；第十六至十八次為空工位；進入第十九次為U形彎曲，這時整個制件的彎曲成形已經結束；第二十、二十一次為空工位；最后（第二十二次）為沖切中間載體，也就是說載體與制件分離，使分離后的制件從右邊滑下。此時將自動送料器調至自動的狀況，可進入連續沖壓。