浮動(dòng)凹模的設(shè)計(jì)和沖壓

對(duì)于開口較小的“U”型零件（如圖1所示）的下擺臂左右后支架，它位于車架前部下側(cè)前車輪位置，連接第二橫梁和前懸支架。該零件選用材料B510L/熱板，料厚4.0mm。我們根據(jù)該零件板材較厚、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且孔位孔徑要求嚴(yán)格的特點(diǎn)制定了如下沖壓工藝方案：落料沖孔、預(yù)彎、成形、整形、沖孔切邊和沖孔。其中的難點(diǎn)是第6序的沖孔模設(shè)計(jì)，該工序需沖“U”型面6個(gè)孔，孔同軸度要求高，由于該“U”型翼面距離僅40mm，采用正沖無(wú)法取放工件，而側(cè)沖則凹模強(qiáng)度弱且不易排廢料，使用鉆模效率低且不易保證制件精度。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無(wú)法滿足該零件工藝要求。根據(jù)這種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了采用浮動(dòng)凹模解決制件凹模強(qiáng)度薄弱的模具。

圖1  下擺臂左右后支架

模具結(jié)構(gòu)及沖壓工藝

圖2所示的模具結(jié)構(gòu)中，浮動(dòng)凹模組件5（本模具設(shè)計(jì)時(shí)采用四工位，浮動(dòng)凹模共4件，由于孔距零件底面太近，為保證強(qiáng)度沒(méi)有鑲凹模套，而采用Cr12MoV整體鑲塊）固定在凹模固定板4上，下面是凹模墊板3，兩者之間（制件放入浮動(dòng)凹模時(shí)）保留1mm間隙，用導(dǎo)柱14導(dǎo)套13導(dǎo)向，中間設(shè)置彈簧2，用蓋板3給凹模固定板4限位；凹模墊板3固定在下模座上。上模是沖孔類常規(guī)結(jié)構(gòu)，采用鋼件壓件器和厚板料沖孔凸模。

圖2   模具結(jié)構(gòu)

模具裝在沖壓機(jī)床上工作時(shí)，制件從側(cè)面放入浮動(dòng)凹模組件5，并把前次沖裁廢料推入漏料孔，用廢料盒收集。制件用孔（定位銷）和型面定位。機(jī)床滑塊落下時(shí)，壓件器6先接觸到制件（上翼面），在彈簧力作用下驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)凹模組件5和浮動(dòng)凹模固定板4一起向下運(yùn)動(dòng)，至制件（下翼面）接觸凹模墊板3；此時(shí)制件、浮動(dòng)凹模組件5、浮動(dòng)凹模固定板4和浮動(dòng)凹模墊板3已上下沒(méi)有間隙，好似一個(gè)整體；接著厚料圓凸模7切入浮動(dòng)凹模組件5。在壓床至下死點(diǎn)反向向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，厚料圓凸模7在壓件器6作用下先脫離浮動(dòng)凹模組件5，接著壓件器6也脫離浮動(dòng)凹模組件5，浮動(dòng)凹模組件5和浮動(dòng)凹模固定板4在彈簧2的作用下向上運(yùn)動(dòng)，脫離浮動(dòng)凹模墊板3，即制件下表面脫離浮動(dòng)凹模墊板3。這樣制件從浮動(dòng)凹模組件5取出，完成一次沖裁過(guò)程。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

該模具在沖裁時(shí)，制件要包在浮動(dòng)凹模上并緊貼浮動(dòng)凹模墊板，各件不能有間隙，以防止浮動(dòng)凹模被壓碎或壓裂，因此設(shè)計(jì)和制造時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

1.浮動(dòng)凹模墊板、壓件器以及浮動(dòng)凹模都必須與制件數(shù)模符型，各件之間不能有懸空間隙，制造時(shí)提高各零件研合率。

2.浮動(dòng)凹模和浮動(dòng)凹模固定板在彈簧2作用下托起時(shí)，托起高度不能大于兩倍料厚（含制件），即制件放入浮動(dòng)凹模內(nèi)，下面不能有廢料未排入廢料盒。

3.壓件器彈簧12壓力和行程要大于浮動(dòng)凹模固定板彈簧2，工作時(shí)壓件器要能先壓住浮動(dòng)凹模和其固定板，以防沖壓機(jī)工作時(shí)，浮動(dòng)凹模懸在空間。

4.浮動(dòng)凹模墊板和下模座漏廢料空間足夠大，不能有廢料卡在浮動(dòng)凹模和浮動(dòng)凹模墊板之間，只需制件放入浮動(dòng)凹模時(shí)，便可推到漏料孔中。

此外，因制件為左右件，且左右件雙面均需沖孔，模具設(shè)計(jì)時(shí)采用一模四工位，前側(cè)是左件，后側(cè)是右件，沖裁完一面后，翻轉(zhuǎn)沖裁另一面。這樣機(jī)床上下運(yùn)動(dòng)一次，可同時(shí)沖裁完左右兩件，比單件單面沖裁節(jié)省了機(jī)床和人力，縮短了沖壓周期，提高了沖裁效率?？紤]到制件料厚4.0mm，此方案中所用沖孔凸模采用沖裁端帶有斜刃的厚板料專用沖頭，這樣不僅可有效降低沖裁力，保護(hù)沖頭，還可有效減小沖裁時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于開口較小的“U”型零件，兩翼面沖孔存在一定困難，如凹模強(qiáng)度不足和廢料排出不暢等。浮動(dòng)凹模結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)凹模固定在模座上的方法，使其可在沖裁方向滑動(dòng)，有效地解決了這類難題。該模具自制造調(diào)試完成后，經(jīng)過(guò)半年的生產(chǎn)運(yùn)行，制件質(zhì)量穩(wěn)定可靠，模具操作方便，生產(chǎn)效率高，贏得了客戶的廣泛贊譽(yù)。