圖1所示為發動機聯結器接觸件部分,在發動機中起著連線和訊號傳輸的作用。 零件材料為C5210磷青銅,材料厚度為030mm,硬度高,抗疲勞性好,耐腐蝕,彈性好。 零件的折彎焦點控制尺寸公差為 003mm,角度公差為1°,零件與發動機底座不能磨損、變形,需要滿足彈性要求,相對位置無偏差。 零件生產批量1000萬件,沖床速度200倍,模具使用壽命2000萬次,零件形狀複雜,精度要求高,生產批量大,要求凸凹模鑲件易於拆卸,在模具製造中具有良好的互換性。
零件的右端為“M”形卡槽,中間形成凸殼,便於夾緊銷釘,因此需要材料彈性。 零件可自由彈出嘴,組裝後口部貼合有彈性。 零件形狀複雜,關鍵控制尺寸公差要求高,表面需要清潔,不應有劃痕和磨損,彎曲處不應有裂紋和皺紋。 由於零件的彎曲高度較高,起公升高度也很高,並且衝模速度控制在200倍,為了保證零件的成型質量和生產效率,決定採用級進模進行生產。 (1)圖2為零件的區域性形狀,左右彎腳受到干擾,因此對折彎成型的順序有要求,需要提前成型“U”形,但“U”形是提前完全到位的,在進行最終折彎時會導致模具強度下降, 因此,在最終成型時,只能使用無衝頭刀片進行折彎。
2)圖3所示零件區域性形狀成型的難點在於支腳彎曲高度高,導致模具提公升高度高,模具彎曲和抽芯較多,抽芯行程較長。
為了提高材料利用率,首先選擇傾斜布置方式,將待成型的零件旋轉10°30°,在零件拉芯時考慮工位的布置。 載體的位置選擇在平坦區域不彎曲,需要保證載體有足夠的強度,以保證模具生產的穩定性,區域性套料方案如圖4所示。
零件的整體套料如圖5所示,待成型零件傾斜20°,成形工藝包括落料、下彎、抽芯向下彎曲、槓桿向上彎曲、成型、抽芯成型、側彎成型等。 為了保證載體的強度,使載體的連線面積最大化,還採用了“框架”結構,使載體形成乙個封閉的框架,以保證公升降、送料和成型的可靠性。 由於零件的成型步距較大,因此設定了成型工位,以校正釘子進行校正; 為了保證關鍵彎曲尺寸,在零件重要尺寸的成型工位處設定了微調機構。 零件的主要成型工藝如圖6和圖7所示。
1)向下彎曲:在中腿和中腿上形成“U”形彎曲。(2)擺式彎曲:採用擺動彎曲結構,通過兩個作用向下成型87°。 (3)抽芯彎曲:向下彎曲模具採用可動結構,由於成型後零件纏繞在模具外側,為了實現開模後的提公升和送料,模具設計為移動結構。 (4)槓桿彎曲:彎曲是向上彎曲,先壓緊剝離器,利用卸料行程傳遞到槓桿,實現向上彎曲。 (5)彎曲:向下形成“M”卡槽和腳的中間側。 (6)向下彎曲:在“M”卡槽中向下形成內腿。 (7)鐵芯彎曲:向下彎曲模具採用可動結構,便於提公升和送料。 模具結構如圖8所示,導柱採用滾珠導柱,為了實現凸凹模的快速更換,衝頭採用壓板結構,卸料彈簧安裝在上支撐板上,剝離板可直接拆卸更換衝頭,無需取卸料彈簧。 用側導軌向下壓壓模具嵌件,取下相應的側導軌後,從背面敲擊孔即可取下模具嵌件。 由於零件彎曲較多,公差要求高,因此零件在彎曲後具有微調結構,便於尺寸調整。 當模具合模時,將帶材校正並附著在凹形模板上後,楔塊隨上模向下移動,推動滑塊上的抽芯模將其放置到位,上模繼續向下驅動成型衝頭完成折彎。 之後,彎曲衝頭後退,楔塊後退,滑塊在復位彈簧的作用下帶動模具鑲件退出,物料被提公升並進料。 為了縮短出模行程,先用壓棒將帶材校正壓在模具表面,楔塊推動滑塊帶動拉芯模具嵌件就位,剝線板壓緊帶材開始彎曲。 鐵芯拉力和壓桿結構如圖9所示。 當彎曲處有短腿,彎曲角度小於90°時,常規結構無法一次形成,因此採用擺桿機構,如圖10所示。
成型步驟分解如下:第一步擺動衝頭在剝線機的引導下實現待成型零件的彎曲; 第二步衝頭繼續向下移動,在模具鑲件斜面接觸下實現擺動彎曲,結構簡單,調整方便可靠。 模具板材質為SKD11,固定板、剝離板和凹模板型孔採用慢線加工,導柱和導套孔採用坐標磨床加工,精度為0002mm。模具內的沖孔成型件採用進口粉末高速鋼,經慢走絲、成型磨削和光學曲線磨削加工而成,精度為0002mm。如圖11所示,折彎衝頭採用粉末冶金高速鋼,具有材料硬度高、顆粒細小等優點。 採用線切割、成型磨削和光學曲線磨削,成型場所的粗糙度值為Ra01m,經過研磨拋光後,由鉗工研磨拋光,再塗上DLC塗層(類金剛石塗層),可延長折彎衝頭的使用壽命,減少折彎磨損,提高零件的成型質量。
零件是聯結器的典型代表零件,模具結構得到了改進和優化,解決了彎腳高、揚程高、卸料行程大的問題。 經生產實踐驗證:模具生產穩定,動作可靠,對同類零件的成型有一定的參考作用。 原作者:尤健、朱勳、侯毅。
作者單位: Chengdu Hongming Shuangxin Technology Co., Ltd. ***