多工位级进模优化：阶梯圆筒形件制作技巧

1.工艺分析

图3-44所示的阶梯圆筒形件是某电子产品的重要部件，材料为SPCE，板料厚度为0.2mm。该制件结构较复杂，是一个无凸缘阶梯圆筒形拉深件。该产品特点如下：①小内径与大内径尺寸有一定的严格要求；②各部位的同轴度在0.1mm范围以内，虽然同轴度要求不是很高，但对于冲压件来说，要保证这样的尺寸要求有一定的难度；③特别是制件的R角较小，要符合要求，必须在拉深之后加整形工位才能很好的保证其质量。

2.拉深工艺的计算

1）毛坯计算。当无凸缘阶梯圆筒形拉深件直径≤25mm时，查得连续拉深的修边余量δ=1.5mm。结合实际经验，把修边余量调整为δ=2mm，得凸缘直径=（2×2+12.2）mm=16.2mm。

代入以下公式求展开：

图3-44 阶梯圆筒形件

上式求得制件坯料直径为φ30mm

2）拉深系数及直径的确定。通过计算及结合经验值，求得各工序的拉深系数如下：m₁=0.53；m₂=0.75；m₃=0.758；m₄=0.879。

计算各工序的拉深直径如下：①首次拉深d₁≈φ16mm；②二次拉深d₂≈φ12mm；③三次拉深（阶梯部位）d₃≈φ9.1mm；④四次拉深（阶梯部位）d₄≈φ8mm。

3.排样设计

该制件采用单排排样。因制件坯料直径为φ30mm，计算出料带宽度35mm，步距34.5mm。排样图见图3-45。具体工位如下：

工位①：冲导正销孔。

工位②：内圈切口。

工位③：空工位。

工位④：外圈切口。

工位⑤：空工位。

工位⑥：首次拉深。

工位⑦：空工位。

工位⑧：二次拉深。

工位⑨：空工位。

工位⑩：三次拉深。(www.xing528.com)

工位（11）：四次拉深。

工位（12）：整形。

工位（13）：整形。

工位（14）：空工位。

工位（15）：冲底孔。

工位（16）：落料。

图3-45 排样图

4.模具结构设计

图3-46所示为阶梯圆筒形件多工位级进模结构。该模具结构为多组模板组合而成的一付较精密的连续拉深模。各工序的结构较为复杂，有拉深、阶梯拉深、冲底孔等。为了确保制件的精度，该模具采用4个精密滚珠钢球外导柱、导套导向。该模具有如下特点：

1）为了提高拉深凹模的耐磨性能，延长模具使用寿命，各工位拉深凹模采用硬质合金YG8制造。

图3-46 阶梯圆筒形级进模结构图

1—上模座 2—冲导正销孔凸模 3—凸模顶杆 4、18、22、23、26、30—卸料板镶件 5—切口凸模 6、12、35、71—卸料板 7—压边圈 8—弹簧顶杆 9、14、17、19—拉深凸模 10—导正销 11、13、33、72—卸料板垫板 15、31—滑块固定板 16、32、73—固定板 20、66—弹簧 21—整形凸模 24、28—螺钉 25—冲底孔凸模 27—落产品凸模29、74—固定板垫板 34—下模座 36、54、68—下模板 37、51、67—下模垫板 38、41、42、43、46、59、62—下模镶件 39—下托板 40—气缸 44、45—整形凹模 47—限位柱 48、49、53、56—拉深凹模 50—弹簧垫板 52、55、58、60—顶杆 57—浮动导料销 61—微动开关连接线 63—微动开关 64—导柱 65—下垫脚69—料带 70—外导料板 75—上背板

2）从制件图3-44可以看出，此制件的各部位R部较小（R为0.2mm）。因此在工位（12）、（13）设置了整形结构。此结构的凸模尾部加装有微调装置，能使调整及维修更方便。

3）工位（15）是冲底孔，制件对毛刺要求较高，为了提高模具的使用寿命，此工位凸、凹模均为硬质合金（YG15）镶拼而成。因此该结构对凸、凹模能起到很好的保护作用。

图3-47所示为冲底孔结构。当模具在正常冲压时，凸模固定块1始终顶在滑块10上面。反之，模具碰到异常时，滑块10在气缸11受拉下自动退出，凸模9在弹簧2的拉力之下往上退，这样凸模刃口始终碰不到凹模或错位的料带，有效地保证了凸、凹模的使用寿命。

4）该模具内、外安装了三个不同的误送检测装置（部分检测装置图中未绘出），能对模具在冲压中起到很好的保护作用。

图3-47 冲底孔结构

1—凸模固定块 2—弹簧 3—上模座 4—上背板 5—固定板垫板 6—固定板 7—卸料板垫板 8—卸料板 9—凸模 10—滑块 11—气缸