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车门连接件级进模设计

图1所示为汽车车门连接件产品图，所用的材料为SAPH400-P，料厚3.0mm。该产品的特点是弯曲、成形结构复杂，料厚较大。产品为L形弯曲件，其小于90°的折弯给模具结构的设计带来了很大的困难，使产品上的孔位置精度发生不稳定的变化，所以要求合理设计加工工序以保证各面的位置精度。过去类似产品用几套单冲模单工序冲制而成，但在生产过程中，零件需多次定位，产品尺寸不稳定，冲压操作也不方便，生产效率低、废料多。为了解决这些问题，我们根据产品的特点及生产需求量要求，专门设计了一副级进模完成所有冲压工序，同时我们还采用了一模两件（双排）生产，与普通单冲模、复合冲模相比具有省工、省料、效率高等优点，适合大批量生产。

图1 车门连接件零件

先期策划

1．分析产品制件的工艺性，拟定工艺方案

在分析工艺性的基础上，确定冲压件的总体工艺方案，制定基本工序性质、工序数目以及工序的顺序。在分析方案时，考虑制件的精度、批量、工厂条件、模具加工水平和工人操作水平等方面的因素以及必要的工艺计算。

2．工艺计算及设计

进行排料及材料利用率的计算，选择合理的进料方式，定制出搭边值，并确定出条料的宽度，并力求取得最佳的材料利用率。在冲压件的成本中，材料费所占比例在60％以上，因此，合理排样对提高材料利用率、降低产品成本有着重要意义。

3．制定工艺方案

在工艺分析的基础上，拟定出可能的几套冲压工艺方案，然后根据生产批量和企业现有生产条件，通过对各种方案的综合分析和比较，确定一个技术经济性最佳的工艺方案。

4．可行性分析

保证材料消耗少、工序数目少、模具寿命长、产品质量稳定和操作安全方便，并使用软件进行模具运行过程的画面模拟，反复论证并对模具实际参数及工艺进行调整和修改，模拟连续生产的状况仿古家具。

5．模具材料的选用

按各个部分使用寿命的长短，选用模具钢材。一般刃口部分选用SKD11或STD11。

零件工艺和排样设计

设计多工位级进模首先要设计条料排样，这是模具设计的关键。合理的排样及适当的搭边值是降低成本和保证工件质量及模具寿命、使用性能的有效措施。

根据对产品的分析，我们最终决定采用11道工序，依次为：冲孔—冲裁—冲外形—冲外形—预折弯—折弯—成形—校正—侧冲—折弯—冲孔切断。分析方案时，因考虑产品中要求平面度为0.3mm、直角度为0.6°以下，故而模具工序中增加了校正、预弯工序，从而保证了各面的位置精度。排样的搭边值进口水果为6mm，送料的实际步距为182mm。为保证产品的顺产和连料的强度最终确定原材料的宽度为170mm，模具长度为2000mm。

由于排样中有成形、折弯和整形工序，模具结构较复杂，为保证能够实现最终产品要求，我们将成形、折弯和整形工序单独提出进行成形模拟分析，并制作简易模具试做产品的成形过程。试验发现成形工序在成形时，压料的力量对成形材料流动有很大影响，从而影2015年1月5日响了产品外形尺寸的稳定性。鉴于此，我们将各个成形工序上的压料防潮剂改为氮气弹簧以提供稳定的压料力量，从而保证级进模具的成形过程稳定。

为了保证产品折弯角度小于90°，模具中通过运用改变载体方向的方法，使产品处于一种方便变形的方向，轻松地实现了小于90°的折弯。此外，我们还巧妙地利用了带角度的侧冲模具结构，改变了原有的冲压方向，实现了同步完成成形面上的孔位置的冲裁，保证了孔位置的精度要求（图2）。

图2 最终确定的排样方案

模具结构

图3所示为模具结构，其成形模型如图4所示。其中图3中各序号表示意义如下：1为下模座；2为承料板；3为导料柱；4为导料板；5为导柱；6为上模座；7为衬套型卸料螺栓；8为矩形弹簧；9为丝堵；1饺子机0为打弯凸模；1198.07为压料板；12为氮气弹簧；13为上弯凸模；14为内藏式导柱；15为成形凸模；16为托料块；17为校正凸模；18为斜契基座；19为滑块；20为滑块卸料板；21为凹模镶块；22为侧冲压料块。

图3 模具结构示意

图4 成形模同时型

关键结构设计

该模具的设计中，有几个关键的部位需要特别注意：

1．该级进模具共有11个工位，步距为182mm，模具尺寸较大，故应采用典型的组合子模结构，以便于模具的加工制造、装配和调试，同时也解决了热处理变形对模具制造精度的影响。

2．为了便于模具的加工、更换和维修，部分零部件采用可卸式结构，凹模板采用独立镶件结构。

3．侧冲孔部分为镶块拼合成整体结构，保证了冲裁时的空间位置。

4．采用卸料板进行凸模卸料、凸模和导正钉导向、压料。

5．为使L型小于90°的直角折弯变数显式与微机控制式的机型之间的价格差异愈来愈小得简单并防止角度回弹，我们还采用了改变载体方向的工艺和模具结构，使产品处于方便成形的空间状态（图5），使折弯角度顺利的成形。

图5 成形结构

6．模具中运用了带角度的侧冲模具结构，使产品成形后，在不改变角度的情况下可直接完成成形面上的冲孔（图6），保证了孔间距的位置精度要求，也简化了模具的工位降低了成本。

图6 面托料装置

此外，该模具具有误送检测装置、防废料上浮的二度保护装置、侧冲复位检测装置和出件光电检测装置，可以很好的避免砸模，保证模具不受损伤，提高模具寿命。图7所示为模具成品。

图7 模具成品

结语

针对产品成形的角度，我们通过改变相应的模具结构，解决了折弯角于90°的产品，其负角回弹可能对成形质量造成的不良影响，保证了产品质量的稳定性。由于精密的加工和装配，该模具经过试模调整后，冲压出了合格的零件。产品质量稳定，模具运行平稳，达到了预期效果。同时，通过设计多工位级进模，我们将部分工序进行了合并，有利于进行大批量的生产，提高了企业生产效率，降低了运营成本。(end)

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