多工位冲压模具结构及调试方法

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非标结构设计介绍

(1)主要部件介绍图1、图2为该多工位模具的相关视图。

(2)结构布局介绍本多工位模具结构与普通模具机构相比,主要有以下特点:

第一,考虑到整体布局的平衡,模座上三个工序内容的工作部件安装彼此独立,中间工序内容处于模具中心,另外两个工序内容对称布置在两侧。

第二,考虑到人员操作方便、模具部件安装空间及模具废料下滑空间,把相邻两个工序之间设计为mm等间距布置。

第三,考虑模座加工可行性、模具部件装配方便性,模具压芯限位设计采用螺钉(部件22、23、27、28)代替侧销的方案,由于修边工位压芯(部件24)设计需要兼顾导向(部件20)安装、弹簧(部件21)安装及自身强度,其轮廓尺寸超过修边线轮廓,为避免拆压芯时拆修边刀块,设计了压芯盖板(见图2),使压芯可以从模座的背面拆装。

第四,考虑三个工序共同组成的冲压冲次,模具在一个完整的行程里,工作力(冲裁力)分布需要均衡,压料力分布尽量对称,模具整体导向充分考虑防侧和稳定性。以上这些特点正是为实现本模具结构核心功能而创新采取的措施。

3.该多工位模具的应用原理阐述

(1)模具工作原理图3为指导本模具结构设计的冲压工法图,图4为本多工位模具结构设计的行程原理图。

图1整体模具装配

1.下模座2.修边下模刀块3.模座导向组件4.修边工位定位挡销5.废料滑槽6.整形下模刀块7.废料刀8.冲孔工位定位板9.整形工位定位板10.冲孔下模镶块11.存放块组件12.缓冲块组件13.起吊棒组件14.废料盒15.上模座16.修边上模刀块17.整形上模刀块18.冲孔非标冲头及其安装板19.标准冲孔组件20.修边用导向组件21.修边压芯用弹簧组件22.修边用工作螺钉23.修边用安全螺钉24.修边工位压芯25.冲孔工位压芯26.冲孔用弹簧组件27.冲孔用工作螺钉28.冲孔用安全螺钉29.冲孔用导向组件

图2整体模具装配剖视图

(2)模具设计原理讲述一副模具的设计原理,原则上只要介绍这副模具在一个完整冲次内模具的行程原理。结合图3、图4及图1、图2具体结构介绍本模具的设计原理:

第一,当上模从上死点向下运动时,在闭合前mm,上下模导板最先接触导入,模具整体不受力,仅靠导板导向。

第二,上模继续下行,在闭合前90mm,上下模导套开始导入,模具整体不受力,靠导板和导柱综合导向。

第三,上模继续下行,在闭合前30mm,修边工位和冲孔工位的压芯同时接触下模板件,开始压料,其中修边工位13个弹簧,冲孔工位10个弹簧,型号均为SWM-50-,这段行程内修边工位受力比冲孔工位受力大30%,模具靠导板和导柱综合导向,通过模座传力,模具导板克服这部分偏载。

第四,上模继续下行,在闭合前7mm,修边工位上模刀块与板件开始接触,修边开始,闭合前3mm,冲孔工位冲头开始接触板件,冲孔开始,其中,修边工位修边线总长度为mm,理论压料力为30.4kN[1],冲孔工位孔边线总长度为mm,理论压料力为19.9kN,在修边开始的4mm内,冲孔工位没有开始工作,为减小偏载,修边工位的上下模刀口采取波浪刃口,以降低整体偏载力,在到底之前的3mm以内,修边工序完成剩余修边以及废料切断,同时冲孔工位完成冲孔,并在到底的最后行程内,整形工位完成制件的镦死。

第五,在到底前的最后7mm以内,模具行程设计尽量降低工作力的不均衡,依靠模具四角的冲裁缓冲块(部件12)降低冲击力,同时依靠模具导板克服剩余的少量偏载,并依靠导柱精确导向保证冲压精度,这种冲孔排在冲裁后段的行程分布,理论上使冲裁最后的行程内偏载消除,有利于提高模具冲头寿命和使用压力机的寿命[2]。

第六,在模具到底之后,一个冲次的冲压内容全部完成,接下来,随着上模的向上运动,修边工位压芯和冲孔工位压芯分别依靠各自弹簧卸料,完成卸料后,模具反向向上运动到压力机上死点停止,操作人员将工序件分别移位到下一工位之后,重复进行下一冲次操作。

图3冲压工法

图4行程原理

4.结果分析

(1)此类多工位模具结构应用优势分析通过阐述的一副汽车中型件的冲压多工位模具的具体结构和原理,不难发现,此类非标结构有如下优势:①本结构是将几个单工位模具合并在一副模具的上、下模座上,使模具可以最大程度地发挥有限的冲压机床资源。②使单个冲压件模具总体吨位减少,节省了模具费用的投入,减少了模具的存放空间需求。③低了冲压件的工序比,成倍提高了冲压节拍,显著节约了中型件的冲次费。④减少了操作人员的数量,减少了半成品的存放和流转,总体上降低了劳动强度,有效释放了空间资源和人力资源。⑤间接地减少了冲压机床的使用,解决了中型件冲压机床的瓶颈问题,较大程度的减少了冲压机床的不合理投入。

(2)此类多工位模具结构应用制约分析通过以上分析,可以看出此类中型件冲压多工位结构应用的优势所在。然而凡事都具有两面性,此类结构同样具有其局限性。主要表现在:①该结构需要考虑受力的均衡性,因此主要应用于对称部件,对于形状落差大的部件往往无法设计均衡。②此类结构受到现有机床尺寸的限制,无法应用到较大的冲压件上。

  模具生产的最终目的是能制造出尽可能多的合格产品。由于模具设计和制造中各种不确定因素的存在,模具的综合质量与性能不能单纯由零件精度所决定,必须通过在实际应用条件下的试模,对模具和部件进行综合考查与检测,根据出现的问题及产生的缺陷认真进行质量分析,找出产生的原因,并进行适当调整和修理。

  (1)调试内容①确认加工产品的质量(形状,尺寸等)。②确认模具机能(定位,送料,取出产品)。③调整夹爪部的动作。④调整自动搬送装置的送料位置及动作。

  (2)调试前检查①检查螺栓类有无松动。②确认滑动部位的给油。③检查切刃部的状态。④检查误送误夹检出装置。

  (3)调试时注意事项①拆下最初调试时容易破损的部件。②将下死点位置的设定提高数毫米。③最初用空运转,手动或寸动模式逐个工位进行调试。④注意加工中的异常音响。⑤确认加工状态有无异常,逐渐调整至正确的下死点位置。

  (4)调试时检查内容①上模、下模有无干涉(规避动作有无遗漏)。②调整夹爪等,使坯材、半成品能准确送入次工位的定位置(原点)。③调整并记录模具反顶装置压力,坯料装置压力。④产品取出,废料排出是否顺畅。⑤连续加工时的安定性。⑥调整空气喷射器、自动化装置的时序。⑦加工油的量。⑧安全确认。

  (5)流动状态的调整①送料装置(气动供料机、矫平送料机等)的送料长度。②送料途中材料的弯曲。③送料机与材料的接触面上的划伤。

  (6)冲裁状态的调整①间隙的偏移和毛刺。切口面状态的确认和修正。②翘曲,扭曲:材料压板状态的确认和修正。③凹模,脱料板面的凹凸确认和修正。④冲裁后状态的确认和修正。

  (7)折弯状态的调整①折弯角度:折弯条件的点检和修正。②反弹对策内容的调整。③折弯伤痕:折弯部的状态确认和修正。

  (8)拉深,成形状态的调整①起皱,开裂:防皱压板,防皱压板压力的点检和修正。②冲头、凹模端部圆角的点检和修正。③润滑油的种类及量的点检和修正。④拉深高度的平衡的点检和修正。

  (9)调试后的模具检查①打开模具,检查凹模、卸料板面的状态(有无破损、变形、金属粉末附着、粘连等)。②检查螺栓,键的松动情况。③检查弹簧是否有破损,弹性减弱。④再次确认闭模高度、模具反顶装置压力、顶料装置压力、送料间距及夹紧送料装置的夹紧送料时机等,并作记录。

  (10)加工产品的检查(尺寸、外观)多工位自动加工模具的调试,包括逐个工位进行试模和全工位同时加工的调试。由于前后工位的相互影响,某些产品在单工位试模时的精度,与全工位同时作业产品的精度不同,因此需要对全部工位在所定闭模高度下加工的产品进行精度检查。试运转确认无异常后,切换成连续运转模式。连续运转时,最初应该从低速开始,逐渐提高到所定的速度(SPM)。

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