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成组技术在冲压件工艺及模具设计中的应用
发布时间：2013-10-21 09:47 来源：未知
某企业生产的不同规格的矿用带式输送机上有50%以上的冲压件，这些冲压件不仅在一台机器上所需的数量相差悬殊，而且对不同规格的输送机来说冲压件尺寸上也有较大的差异。按照常规的做法，根据冲压件数量的多少设计通用模具和专用模具。一般来说通用模具通用性好但难以保证多品种冲压件的质量；而专用模具虽然可以满足不同种零件的要求，但需“一模一件”，其生产准备周期长、模具成本高，当生产批量不大时，将导致输送机整机成本上升。针对上述问题，采用成组技术的基本原理进行工艺工装设计，既降低了生产成本，又保证了产品质量。本文介绍应用成组技术在带式输送机冲压件工艺及工装设计中的具体做法。
1、应用成组技术编制冲压工艺
按照成组技术的原理，将皮带输送机上的所有冲压件根据其结构及工艺过程的相似性分类成组，编制冲压工艺。其基本思路是：以相似件为主，局部不同的结构要素再分别归入其他相似组处理，可以实现不仅在形式上而且在内容上的“标准化”，这样既可以减少重复劳动，同时由于实现了工艺“标准化”，对于产品质量有了技术保障。
由于输送机冲压件精度在IT14或IT15，因此其外形大部分均可采用剪板机下料．使尺寸精度控制在下料允许的误差范围内，这样既可以省却落料模，同时可大幅度节约材料，降低生产成本。
图l为带式输送机的支柱类零件组的几个例子，除L差别较大外，主要工作部分(B、C、G、R、r)的几何形状具有很好的相似性，这是一类规格最多，在一台输送机上每种规格数量相差比较悬殊的冲压件。此类零件组的成组冲压工艺为：由剪板机直接剪成展开尺寸所需要的长度；以长边和任一端头定位冲900缺口，向右送料，以已冲缺口和原定位边定位，冲另一端头900缺口，两缺口间的尺寸由预设的定位装置控制；按其尺寸B、R、G不同分组冲异形孔，由模具的定位装置控制90°缺口至R底部的尺寸l，以确定异形孔的位置，两缺口与异形孔的中心线务必重合；分组弯曲，此类冲压件由于弯曲的形状和尺寸差别甚大，大部分需分别弯曲。标有350的零件为不对称形状，在弯曲时容易出现偏移，须采取相应的模具结构，以保证避免弯曲时偏移。
图2为托辊架类冲压件，此类零件其外形和长度方向的尺寸L差别较大，还有数种零件几何形状和尺寸相同而料厚不同，但其工作部分的形状仍具有很好的相似性。此类零件组的成组加工艺为：剪板机下料；以左端和长度方向的侧边定位冲支承口；右边的安装部分按各零件不同要求冲园孔、长条孔或成形圆弧。
图3为管座类冲压件，此类零件组其工作部分形状和尺寸完全相似，但尺寸B和尺寸C差异较大，其成组工艺为：剪板机下料，展开尺寸C按最大上偏差确定；分别冲孔切口；以有孔一边定位弯曲U型。
2、模具设计的基本思路与措施
按照上述思路，将零件的几何形状、尺寸、加工特征在一定范围内将相似的加工零件编成组，根据这一原理为这一组零件加工而设计制造的模具，称为成组模具。
支柱类模具设计中，采用通用模架，凸模座和凹模座分别用螺钉销钉固定在上下模板上。凸模和凹模安装部分为圆形，凸模座孔和凹模座窝均为基准件，所有在此模具更换的凸、凹模安装部分的尺寸以H6/h5配合关系制造。在所有凸模刃口长度方向中心线两侧的垂直面上按同一尺寸和角度铣成斜面，在凸模座的两侧横向制螺纹孔以固定凸模。凹模的固定方式采用制有螺纹的压圈和下模座连接，凹模的台阶高出凹模座窝0,5—1 mm，其方位由设置于凹模座上的平键确定。所有装于此模座的凹模使用同一平键确定方位。平键贴凹模的面与凹模中心线垂直。采用单边固定卸料方式，卸料板固定于凹模座两侧，两者之间呈开口状态，这将有利于操作观察和凸、凹模的间隙调整。卸料板也为可更换式，为了减少卸料板的数量，按凸模通过孔的最大尺寸设计了三种形状。为适应此类零件组的定位装置的布置，设置了具有定位基准线的承料板，承料板下加垫块，用沉头螺钉固定在下模板上，承料板的上平面低于凹模上平面1~1.5 mm，以防冲压时力作用在承料板上使其变形。要在卸料板和凹模座的相应位置把承料板制出略大于其外形尺寸的孔。定位基准线在模具装配时即与模座中心线调整至完全重合，利用此基准线，使工件快速准确定位，定位装置置于承料板上。为了使切口凸模尖角部位不致过早磨损或崩刃，同时使俩切口中心在同一中心线上，故做成图4所示的结构。
托辊板类冲压件的特点是工作部分三个支承口间具有相同的中心距l，而尺寸B和R差别较大。在模具上作了如下处理：切三口的凸模做成整体式，安装部分的外形为圆形，安装部分插入上面的凸模座孔内，凸模座是通用件，并以平键确定方位，用带有螺纹的压圈与凸模座紧固，从而达到紧固和快速更换凸模的目的；凹模也为快换式，安装部分为矩形，所有在此模座上安装的凹模均以凹模座窝为基准制造；凹模座以螺钉销钉固定于下模板上，固定凹模的压圈压在凹模的台阶面上，压圈与凹模座用内六角螺钉紧固，即可压紧凹模；采用单侧刚性卸料板，固定于下模板上，通过孔按所有凸模中横截面最大尺寸制造；定位装置采用台阶式销钉定位，按切口最大深度为基准，更换台阶直径不同的定位销，以达到控制不同切口深度的目的，定位装置置于承料板上；对于尺寸相同而料厚不同的件，另备与料厚相适应的凹模。
管座类冲压件的特点是，孔中心距、长度方向的外形尺寸、孔径、切口宽度和深度均相同。根据此类零件的特点，为满足不同的B、C尺寸的管座在同一套模具上完成冲孔和切口，在冲孔和切口间留有恰当的距离，而且在同一套模具上需分步进行，先以前端和侧边定位冲孔，然后仍以孔和前次定位点再定位切口。凸、凹模以及安装固定无需采用可更换的结构，冲孔和切口凸模用固定板与上模座固定，切口凸模刃口做成6。的斜刃，以减轻侧向力对模具的不良影响。凹模直接用螺钉销钉固定于下模座上。采用刚性卸料板，用螺钉与凹模固定。卸料板的一面为定位面，为了保证定位可靠，装配时尺寸调准后打销钉固定。为了送料方便，首次定位采用弹性挡销，而且要以现有B、C尺寸一次把挡销孔做好，挡销孔全部为通孔，底部堵以螺堵，这样可以很方便地改变挡销的位置。再次定位仍用圆柱销，销孔仍按C尺寸一次做好。销钉与孔的配合H8/h7，为了防止操作时插错销孔的位置，要在销孔旁一一对应打好标记。
3、结束语
上述模具均可在零件组的范围内适应若干种形状、尺寸稍有差异的零件。模具结构的共同特点是：模具由基本部分和可调部分组成�；静糠质橇慵墓不〔糠�，可调部分是针对零件组中某一种零件设计的专用部分。这些模具既有通用模具的可调性、适应性，又具有专用模具的高精度、高效率。因此比较合理的解决了多品种、中小批量冲压件生产的模具问题，使模具数量减少，工装费用有比较大的降幅。
