多工位級進鑄造模在汽車內板衝壓件上的研究與應用論文
多工位級進模又稱連續模,其模腔中具有兩個或兩個以上的工位,且這些工位都在一條直線上,在壓力機一次行程中,可完成衝裁?彎曲?拉深?成形等多個工序。具有效率高,生產成本低的特點。在國內,多工位級進模一般在家電鋼板模領域使用比較普遍,但在汽車領域,特別是鑄造模領域應用還較少。本文以某汽車門檻加強板爲實例,將左右件合模並用級進模生產,從工序排布到模具設計、調試及實現給予簡析,供有關人員參考。
一、產品工藝分析
產 品 材 質 爲 B 2 5 0 P 1 ,厚 1 . 4 m m , 零 件 尺 寸 爲320mm×137mm×92mm,零件形面與孔均不左右對稱(見圖1)。該件如用單衝工藝,工藝路線爲OP10落料→衝孔→OP20成形→OP30翻邊→OP40衝孔側衝孔,共需開發7套模具。因單衝生產效率低,不滿足產能要求,經評議後採用左右件合模的多工位級進模生產,因模具尺寸較大,模具類型選用鑄造模。
二、料帶圖設計
在多工位級進模中,每衝壓一次條料就由送料機向前送一個步距,以到達不同工位,每個工位的工作內容都不相同,在完成所有工序前,工序件與料帶不分開。
料帶圖設計就是確定每個工位的加工內容。料帶圖設計是多工位級進模設計的關鍵,也是模具結構設計的.依據,料帶圖一經確定,也就確定了模具的工位數、步距及產品的材料利用率。在設計料帶圖時,需注意如下事項:①壓力機中心與模具中心需基本一致,保證受力平衡,如無法保證一致,偏心不得超過100mm,可適當設置空工位,以備後期產品設計變化或避讓干涉及保證受力平衡。②爲使料帶定位可靠,一般可在第一工位衝壓一些工藝孔作爲後工位定位孔,孔離形面較近時,可先衝小孔定位,後面衝到需要尺寸的大孔,或先成形後衝孔。③廢料及成品件應能順暢排落,送料需要順暢。④既有成形又有彎曲的工件,先成形後彎曲,以免因材料流動影響已定形形面。⑤需考慮模具製造及維修的方便性。⑥載體必須有足夠強度,能平穩地按工序送進。
三、零件的定位設計
多工位級進模中,爲保證凸凹模及工序件之間相對位置的準確,必須有可靠準確的定位裝置,定位主要定3個方向,即X向、Y向和Z向。通常採用導正銷和其他粗定位方式配合使用,導正銷導正就是用裝在上模的導正銷插入料帶上的導正孔,保證料帶在模具中每一次衝壓的位置一致。本文即在工位1衝出工藝導正孔,工位2~6中都用導正銷精定位X、Y向,全工位用浮頂銷粗定位Z向,用導料板輔助定位定Y向和Z向。再在工位7中導正孔位置處衝出產品孔。
四、結構圖設計
1. 模具結構
爲減小模具尺寸,本級進模具未採用常規模具的導腿導板結構,而是使用4個導柱導向,模具長度由此減短約750mm,然後使用嵌入式吊耳,寬度也由此減少約400mm,最終該級進模具尺寸爲2575mm×1020mm×800mm。模具主要由上模座、卸料板、下模座、託料板,各成形及修邊凸凹模,以及各類標準件等部件組成。
2. 卸料裝置
卸料裝置是多工位級進模中的重要部件,一方面在開始衝壓之前壓緊料帶,防止料帶竄動,另一方面保證平穩卸料並保護凸模。卸料板壓緊料帶的壓力一般爲衝裁力5%左右。
3. 託料裝置
多工位級進模是依靠送料裝置按設計步距自動送料,料帶經過修衝成形後,在料厚方向都會有不同程度的變形,爲使料帶順利送進,必須將已經成形的料帶頂起,使料帶稍高於下模工作部分。本文在修衝工位共使用三塊託料板,在成形工位使用1個託料芯(下方鐓死)和8個浮頂銷,所有託料裝置均使用導柱導套導向。
4. 級進模的加工與調試
級進模不僅要求成品衝壓件精度合格,爲保證模具高速運行精度,級進模對數控加工精度及模具各部件位置精度要求也很高。本級進模就將成形、衝孔凸模等位置精度要求高的部件裝配到模座上後,再與模座一起在高精度數控機牀上一次加工而成,壓料芯等活動部件加工出座標基準孔後建立座標系數控加工完成,各種鑲塊及刀塊是加工出裝配面後,再用裝配面建立座標系加工。
5. 多工位級進鑄造模實現
模具進場後經過一個月的壓力機與模具的匹配性調試整改,全面達到量產狀態,量產節拍爲40次/min,生產效率明顯提升,減少了生產人員及設備。本模具將汽車內板高強度板在級進鑄造模中得以自動、高速、安全的實現,並且左右件合模,克服了傳統模具手工送料、效率低、成本高的缺陷,具有良好的應用價值和推廣價值。
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