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1、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
2、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 机械制造论坛 htt
3、p:/ 机械贸易网 http:/ CAD UG Solidworks MasterCAM 资 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。机4可行性分析 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网 http:/ CAD UG Solidworks MasterCAM 资料 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。 5模具材料的选用 按各个部分使用寿命的长短
4、，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 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网 http:/ CAD UG Solidworks 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。排样的搭边值为 6mm，送料的实际
5、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。 机械制造论坛由于排样中有成形、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。 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网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
6、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；10 为打弯凸模；11 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
7、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。 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网 h机械制造论坛 http:/图 3 模具结构示意 机械制造论坛 http:/ 图 4 成形模型 关键结构设计 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网 http:/ CAD UG 该模具的设计中，有几个关键的部位需要特别注意： 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网 h 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
8、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。 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网 http:/ CAD UG Solidworks MasterCAM 资料分享 免费 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。 机械制造论坛 4采用卸料板进行凸模卸料、凸模和导正钉导向、压料。 机械制造论坛 http:/ 机械贸易 5为使 L 型小于 90的直角折弯变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。 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网图 5 成形结构 6模具中运
9、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 机械制造论坛 http:/ 机械贸易网 http:/ CAD UG Solidworks 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。
