螺丝厂家阐述上绞螺丝的进模
发布日期：2014-08-30 09:25 来源：http://www.jinyils.cn 点击：
上铰链螺钉安装板，材料含碳量≤10%，抗拉 强度≥270 MPa，屈服强度130--260 MPa，断后伸长 率≥28%，料厚3 mm，年产量12万件。冲压成形性能好。鉴于原有成型方案存在操作有安全隐患，工作效率 低，机床占用率高，零件质量不稳定等问题。现将 原成形工艺进行优化，设计了一副三工位的级进 模，以确保安全生产，提高生产效率和零件质量，降 低生产成本。
1零件成形工艺分析
零件形状简单对称，含有落料、冲孔、弯曲3道 工序。2个φ9+0.15孔及2孔中心距（82+0.12）mm 的公差等级分别为ITIO和IT12，其余未注公差，用 普通冲压加工可以满足要求。由于零件材料偏厚， 塑性较好，两侧弯曲直边高度为9 mm，控制弯曲回 弹将成为该零件的主要成形难点。模具设计时必 需采取措施解决回弹问题，为保证零件质量，弯曲 时应使弯曲线与纤维方向垂直，毛刺面的一侧处于 弯曲受压的内缘。
2排样设计
零件展开尺寸如图2所示，外形尺寸为110 mmx48 mm，长度方向尺寸较大，采用单排方式可降 低模具制造难度，节约制造成本。排样时还需考虑 以下因素：
（1）为了给后续工序提供精确、可靠的定位，减 少累积误差，优先安排冲2个φ9+0.15mm孔，作为第 二、三位的定位和导正的工艺孔。
（2）为简化凸、凹模结构，便于模具制造，提高模 具使用寿命，将零件外形分两步冲出。
（3）为确保工序件在模具内送进的安全和平 稳，载体应有足够的强度和刚度，设计了双侧载体。
（4）为减少累积误差，提高冲压件精度，在保证 凹模强度的情况下，工位数应尽可能少，仅安排了 必要的冲孔、冲切、成形切断3个工位。
综合以上分析，为提高材料利用率，各工位间 应排列紧凑，采用单排排列、双侧载体的排样方式， 排样如图3所示，条料宽度为126 mm，搭边7mm，步 距55 mm。工序为：①冲2个φ9+0.15mm孔；②冲切外 形废料；③弯曲成形及冲切两侧载体。
3模具结构设计
模具结构如图4所示，模具具有如下特点：
（1）采用了滑动中间导柱精密模架，导柱、导套 的配合精度按H6/h5制造，材料选用45钢。在凸模 固定板上设计了2根为凸模固定板、卸料板和凹模 导向的内导柱，配合间隙控制在0.005 mm左右，使 模具在双重导向下工作，既提高了模具的导向精度 和相对位置精度，又便于模具的装配和维修，保证 模具重复装配时的精度。
（2）采用了2根限位柱，确保冲裁时上模在下止 点的位置始终保持一致，维持上、下模座的平稳性， 保证卸料板与上、下模座的平行度，保护模具和设 备不被损坏。
（3）条料的送进导向采用单侧导料板和导料块 限位，首次送进定距靠异形凹模孔的后直边定位， 冲切外形废料时靠两定位销25定位，弯曲成形采用 两浮动导正销13精确定位。为了保证零件的尺寸 和位置精度，模具装配后，每步的步距误差<0.005 mm，步距累积误差<0.01 mm。
（4）为了简化模具结构，节省模具材料，弯曲成 形与切断载体设计在同一工位。在此工位中，弯 曲一切断凸模11、凹模2的前后工作部位均倒圆角， 完成弯曲成形，左、右两侧工作部分为锋利的刃口 结构，完成载体分离。故凸、凹模四周的配合间隙 是不一样的，前后成形部位凸、凹模单边配合间隙 为3 mm，左右冲切部位的凸、凹模单边配合间隙为 0.23mm。在弯曲一切断凸模11上除安装有2个浮动 导正销13外，还安装有1个退料销20，起卸件作 用。在凹模孔内配有弹性顶件块17，既起到顶件的 作用又起到压料的作用，确保却料安全，降低弯曲 回弹，提高零件质量。
（5）采用弹性卸料和弹性顶件装置，使条料在 压紧状态下被分离和成形，防止零件在冲裁和弯曲 成形时产生翘曲变形，有效地控制回弹，确保零件 质量。卸料板行程为17 mm，卸料弹簧的选用必须 满足冲裁和成形中最大卸料力和弹簧工作时总压 缩量的要求，经计算，选用10个三柱精密标准弹簧 SWM30-65，其中卸料装置7个，顶件装置3个。凸 模与卸料板之间双面间隙0.04 mm。
4模具关键零件设计与制造
（1）凹模结构如所示，为了简化模具结构， 便于制造，凹模采用整体式结构，材料选用 Cr12moV，热处理硬度60-64 HRC，刃口型孔采用慢 走丝线切割加工，工作部分的尺寸公差按IT5级制 造，各孔的位置误差<0.005 mm。冲裁刃口与凸模的 双边配合间隙为0.12 mm。凹模的主要失效形式为 废料堵塞，从而导致凹模胀裂，凹模刃口设计成直 壁加台阶漏料孔的形式。
（2）冲孔凸模采用常用的台阶固定形式，凸模 与固定板配合间隙为0.06 mm，为保证凸模有良好 的刚性，将凸模长度设计成60 mm，最终选用精密标 准凸模。
（3）为了方便制造，外形冲切凸模采用直通式 结构，材料选用Cr12moV，热处理硬度58-62 HRC， 采用线切割加工，工作部分的尺寸公差按IT6级制 造。凸模采用螺钉加定位槽的固定形式。
（4）弯曲一分离凸模结构采用直通式，材料选用 与热处理要求、加工方式与异形凸模相同。结构形 式及其固定方法如图6所示，导正销与导正孔的双 面间隙设计为0.04 mm。
（5）其他模板也应具有较高的精度，凸模固定 板、卸料板材料采用Cr12，热处理硬度为53-55 HRC。凸模装配孔、与内导柱配合的相关部位采用 慢走丝线切割加工，加工误差控制在0.005 mm以内。
上铰链螺钉安装板级进模经过一年多的实践 证明，生产的零件质量稳定，模具操作简单、安全， 生产效率高，模具结构合理，重复装配精度高，维护 方便，能满足零件精度和大批量生产的要求。
1零件成形工艺分析
零件形状简单对称，含有落料、冲孔、弯曲3道 工序。2个φ9+0.15孔及2孔中心距（82+0.12）mm 的公差等级分别为ITIO和IT12，其余未注公差，用 普通冲压加工可以满足要求。由于零件材料偏厚， 塑性较好，两侧弯曲直边高度为9 mm，控制弯曲回 弹将成为该零件的主要成形难点。模具设计时必 需采取措施解决回弹问题，为保证零件质量，弯曲 时应使弯曲线与纤维方向垂直，毛刺面的一侧处于 弯曲受压的内缘。
2排样设计
零件展开尺寸如图2所示，外形尺寸为110 mmx48 mm，长度方向尺寸较大，采用单排方式可降 低模具制造难度，节约制造成本。排样时还需考虑 以下因素：
（1）为了给后续工序提供精确、可靠的定位，减 少累积误差，优先安排冲2个φ9+0.15mm孔，作为第 二、三位的定位和导正的工艺孔。
（2）为简化凸、凹模结构，便于模具制造，提高模 具使用寿命，将零件外形分两步冲出。
（3）为确保工序件在模具内送进的安全和平 稳，载体应有足够的强度和刚度，设计了双侧载体。
（4）为减少累积误差，提高冲压件精度，在保证 凹模强度的情况下，工位数应尽可能少，仅安排了 必要的冲孔、冲切、成形切断3个工位。
综合以上分析，为提高材料利用率，各工位间 应排列紧凑，采用单排排列、双侧载体的排样方式， 排样如图3所示，条料宽度为126 mm，搭边7mm，步 距55 mm。工序为：①冲2个φ9+0.15mm孔；②冲切外 形废料；③弯曲成形及冲切两侧载体。
3模具结构设计
模具结构如图4所示，模具具有如下特点：
（1）采用了滑动中间导柱精密模架，导柱、导套 的配合精度按H6/h5制造，材料选用45钢。在凸模 固定板上设计了2根为凸模固定板、卸料板和凹模 导向的内导柱，配合间隙控制在0.005 mm左右，使 模具在双重导向下工作，既提高了模具的导向精度 和相对位置精度，又便于模具的装配和维修，保证 模具重复装配时的精度。
（2）采用了2根限位柱，确保冲裁时上模在下止 点的位置始终保持一致，维持上、下模座的平稳性， 保证卸料板与上、下模座的平行度，保护模具和设 备不被损坏。
（3）条料的送进导向采用单侧导料板和导料块 限位，首次送进定距靠异形凹模孔的后直边定位， 冲切外形废料时靠两定位销25定位，弯曲成形采用 两浮动导正销13精确定位。为了保证零件的尺寸 和位置精度，模具装配后，每步的步距误差<0.005 mm，步距累积误差<0.01 mm。
（4）为了简化模具结构，节省模具材料，弯曲成 形与切断载体设计在同一工位。在此工位中，弯 曲一切断凸模11、凹模2的前后工作部位均倒圆角， 完成弯曲成形，左、右两侧工作部分为锋利的刃口 结构，完成载体分离。故凸、凹模四周的配合间隙 是不一样的，前后成形部位凸、凹模单边配合间隙 为3 mm，左右冲切部位的凸、凹模单边配合间隙为 0.23mm。在弯曲一切断凸模11上除安装有2个浮动 导正销13外，还安装有1个退料销20，起卸件作 用。在凹模孔内配有弹性顶件块17，既起到顶件的 作用又起到压料的作用，确保却料安全，降低弯曲 回弹，提高零件质量。
（5）采用弹性卸料和弹性顶件装置，使条料在 压紧状态下被分离和成形，防止零件在冲裁和弯曲 成形时产生翘曲变形，有效地控制回弹，确保零件 质量。卸料板行程为17 mm，卸料弹簧的选用必须 满足冲裁和成形中最大卸料力和弹簧工作时总压 缩量的要求，经计算，选用10个三柱精密标准弹簧 SWM30-65，其中卸料装置7个，顶件装置3个。凸 模与卸料板之间双面间隙0.04 mm。
4模具关键零件设计与制造
（1）凹模结构如所示，为了简化模具结构， 便于制造，凹模采用整体式结构，材料选用 Cr12moV，热处理硬度60-64 HRC，刃口型孔采用慢 走丝线切割加工，工作部分的尺寸公差按IT5级制 造，各孔的位置误差<0.005 mm。冲裁刃口与凸模的 双边配合间隙为0.12 mm。凹模的主要失效形式为 废料堵塞，从而导致凹模胀裂，凹模刃口设计成直 壁加台阶漏料孔的形式。
（2）冲孔凸模采用常用的台阶固定形式，凸模 与固定板配合间隙为0.06 mm，为保证凸模有良好 的刚性，将凸模长度设计成60 mm，最终选用精密标 准凸模。
（3）为了方便制造，外形冲切凸模采用直通式 结构，材料选用Cr12moV，热处理硬度58-62 HRC， 采用线切割加工，工作部分的尺寸公差按IT6级制 造。凸模采用螺钉加定位槽的固定形式。
（4）弯曲一分离凸模结构采用直通式，材料选用 与热处理要求、加工方式与异形凸模相同。结构形 式及其固定方法如图6所示，导正销与导正孔的双 面间隙设计为0.04 mm。
（5）其他模板也应具有较高的精度，凸模固定 板、卸料板材料采用Cr12，热处理硬度为53-55 HRC。凸模装配孔、与内导柱配合的相关部位采用 慢走丝线切割加工，加工误差控制在0.005 mm以内。
上铰链螺钉安装板级进模经过一年多的实践 证明，生产的零件质量稳定，模具操作简单、安全， 生产效率高，模具结构合理，重复装配精度高，维护 方便，能满足零件精度和大批量生产的要求。
