管子卡箍多工位级进模介绍

1.工艺分析

图2-65 管子卡箍

图2-65所示为国外某汽车管子卡箍，材料为ST14钢，板厚为1.2mm，年产量为50多万件。该制件旧工艺采用单工序模来生产，后改为多工位级进模生产。该制件形状复杂，尺寸精度要求高，在生产中需经过冲裁、切舌、多次弯曲及翻边等多道工序完成。计算出弯曲展开长为183.6mm，宽为58.9mm。该制件头部弯曲工艺比较复杂。头部弯曲部分有2个R10.35mm、1个R8mm和1个R0.8mm等组合而成。从制件的结构分析，该制件的关键部位为头部2个R10.35mm和1个R8mm组合尺寸回弹较大，导致制件的质量不稳定。为了克服此回弹，经分析，该制件头部需经过4次弯曲成形，具体详见图2-67排样图中A—A、B—B、C—C、F—F剖视图所示，具体形状如图2-66所示。从图2-65可以看出其弯曲数量无论多少，均可经合理分解后，按一定的成形顺序要求设置在不同的冲压工位上。

图2-66 制件展开图

2.排样设计

图2-67所示为排样图。为了提高材料利用率和弯曲成形质量，该制件采用20°斜排排列，计算出带料宽度195mm，步距45mm。各工位如下：

工位①：冲导正销孔及冲切侧刃。

工位②：冲切外形废料。

工位③：冲1个腰形孔。

工位④：冲切外形废料及冲切1个腰形孔。

工位⑤：空工位。

工位⑥：空工位。

工位⑦：头部首次弯曲（见图2-67A—A剖视图）。

工位⑧：头部二次弯曲（见图2-67B—B剖视图）。

工位⑨：空工位。

工位⑩：头部三次弯曲（见图2-67C—C剖视图）。

工位（11）：切舌（见图2-67D—D剖视图）。

工位（12）：80°弯曲（见图2-67E—E剖视图）。

工位（13）：头部四次弯曲（见图2-67F—F剖视图）。

工位（14）：空工位。

工位（15）、（16）：冲切外形废料。

工位（17）：空工位。

工位（18）：翻边（见图2-67G视图）。(www.xing528.com)

工位（19）：空工位。

工位（20）：弯曲（见图2-67H向视图）。

工位（21）：冲切载体（载体与制件分离）。

3.模具结构图设计

图2-68示出管子卡箍多工位级进模结构。为了确保上、下模对准精度，该模座采用4

图2-67 排样图

套φ38mm的精密滚珠钢球导柱、导套；而模板内各设计了12套φ20mm的精密小导柱、小导套导向。其结构特点如下：

1）采用滚动式自动送料机构送料，用导料板导料，导正销精定位，顶杆及顶块抬料。

2）为了使模具结构简单化，方便调试、维修，该模具采用三大组独立模板组合而成的一副多工位级进模。第一组为纯冲裁；第二组主要为弯曲；第三组主要为冲裁、弯曲及翻边成形和落料。

3）凸模固定板、卸料板和凹模固定板之间，另外采用滑动小导柱进行导向，小导柱和小导套采用标准件。有了小导柱，不但进一步提高了模具的导向精度，同时也方便模具的装配。

4）为了保证精度，凸模、凹模等各零件采用SKD11（其热处理硬度为60～62HRC）；卸料板及凹模固定板材料均采用Cr12MoV，其硬度值根据各板功能不同有所区别。凸模固定板垫板、凹模垫板采用Cr12，其硬度为53～55HRC。特别是凸模固定板垫板及凹模垫板硬度必须达到要求，因为凸模固定板垫板承受凸模的压力，凹模垫板承受冲裁凹模及弯曲凹模的压力，如硬度不高，凸模或凹模镶块将在垫板上压出塌陷，从而影响模具精度。

5）冲裁凹模和弯曲凹模设计成镶块，镶入凹模固定板内。修磨刃口及调整弯曲回弹时，只修凹模镶块即可，这样可提高模具使用寿命。

6）卸料板采用弹压卸料。由于卸料板还担当凸模的导向，为了保证卸料板与其他模板的平行度，卸料的连接采用卸料螺钉组件，套管用夹具在磨床上一次磨出两端面，所有的套管高度一致，从而保证卸料板与其他板的平行度≤0.02mm，也保证了凸模和凹模间的相对位置准确。

7）该制件头部由多个R组合而成。特别R10.35mm和R8mm的回弹较大，因此该制件的头部采用四次弯曲成形的工艺，能很好地克服弯曲回弹的难题。

8）快速更换凸模。该模具除个别凸模较单薄，进行阶梯式补强并用挂台进行固定外，其余统一用螺钉固定，使更换凸模速度快，而且不会影响固定板的装配精度，从而保证模具重复装配精度，延长模具的使用寿命。

4.冲压动作原理

将原材料宽195mm、料厚1.2mm的卷料吊装在料架上，通过整平机将送进的带料整平后，再进入滚动式自动送料机构内（在此之前，将滚动式自动送料机构的步距调至45.05mm）。开始用手工将带料送至模具的导料板，直到带料的头部顶到内部的导料板带档料装置的侧面处，这时进行第一次冲切侧刃及导正销孔；依次进入第二次为冲切外形废料；进入第三次为冲一个腰形孔；进入第四次为冲切外形废料及冲切另一处腰形孔；进入第五次、第六次为空工位；进入第七次为头部首次弯曲（见图2-67的A—A剖视图）；进入第八次为头部二次弯曲（见图2-67的B—B剖视图）；第九次为空工位；进入第十次为头部三次弯曲（见图2-67的C—C剖视图）；进入第十一次为切舌（见图2-67D—D剖视图）；进入第十二次为80°弯曲（见图2-67的E—E剖视图）；进入第十三次为头部四次弯曲（见图2-67F—F剖视图）；第十四次为空工位；进入第十五次为冲切外形废料；进入第十六次为冲切外形废料；第十七次为空工位；进入第十八次为翻边（见图2-67的G视图）；第十九次为空工位；进入第二十次为弯曲（见图2-67的H视图），这时整个制件的弯曲成形已经结束；最后（第二十一次）将载体与制件分离。此时将自动送料器调至自动的状况可进入连续冲压。

图2-68 管子卡箍多工位级进模结构

图2-68 管子卡箍多工位级进模结构（续）

1—上模座 2—导套 3—弯曲凸模1 4—螺钉 5—垫圈3 6—翻边凸模 7—等高套筒1 8—小导柱 9—小导套 10—凸模固定板垫板2 11—弯曲凸模5 12—凸模固定板2 13—定位销1 14—切舌弯曲凸模 15—弯曲凸模4 16—等高套筒2 17—卸料板垫板2 18—弯曲凸模3 19—弯曲凸模2 20—卸料板2 21—垫圈1 22—垫圈2 23—上限位柱 24—长圆形凸模2 25—柱销1 26—螺塞1 27—弹簧 28—顶杆1 29—柱销2 30—导正销孔凸模 31—凸模固定板垫板1 32—凸模固定板1 33—卸料板垫板1 34—卸料板1 35—外导料板1 36—外导料板2 37—承料板 38—承料板垫块 39—凹模固定板1 40—凹模垫板1 41—定位销2 42—内导料板1 43—导正销孔凹模 44—导正销 45—套式顶料杆 46—弹簧 47—内导料板2 48—长圆形凹模2 49—下限位柱 50—内导料板3 51—模具存放保护块 52—凹模垫板2 53—弯曲凹模7 54—内导料板4 55—弯曲凹模8 56—凹模固定板2 57—弯曲凹模9 58—内导料板5 59—螺塞2 60—弯曲凹模3 61—内导料板6 62—顶杆2 63—内导料板7 64—翻边凹模1 65—卸料螺钉 66—翻边凹模2 67—内导料板8 68—弯曲凹模1 69—下垫脚 70—下托板 71—下模座 72—导柱 73—凹模垫板3 74—凹模固定板3 75—卸料板3 76—卸料板垫板3 77—凸模固定板3 78—凸模固定板垫板3 79—异形凸模1 80—异形凹模1 81—凹模辅助板1 82—凹模辅助板2 83—下模浮料块 84—异形凸模2 85—异形凹模2 86—凹模辅助板3 87—异形凸模6 88—异形凹模3 89—异形凸模3 90—异形凹模4 91—内导料板9 92—内导料板10 93—异形凸模5 94—异形凹模5 95—异形凸模4 96—异形凹模6 97—长圆形凸模1 98—长圆形凹模1 99—卸料板镶件5 100—弯曲凹模6 101—弯曲凹模5 102—弯曲凹模4 103—卸料板镶件4 104—卸料板镶件3 105—弯曲凹模13 106—弯曲凹模12 107—弯曲凹模10 108—弯曲凹模11 109—卸料板镶件2 110—弯曲凹模2 111—卸料板镶件1 112—弯曲凹模14