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冲压加工卡簧的成形工艺及模具设计思路

作者: admin 时间: 2017-04-25 10:01 来源:五金冲压件

 1 工艺制定

1.1 工艺分析

零件卡簧是弹簧的一种,也是一种连接件,在日常生活中有广泛的应用。它采用厚为05mm的65Mn弹簧钢带,如图1,卡簧尺寸精度要求高,并具有较好的弹性,中批量生产,其制造质量的好坏直接影响紧固性能和使用效果。其零件图如图1下所示。

图1 卡簧
冲压加工卡簧的成形工艺及模具设计思路

1.2 工艺方案的确定

考虑到为了提高五金冲压件生产效率采用复合模生产,其工序如图2所示:下料→弯圆弧弯外角→弯R1内角,采用三套模具完成,其优势在于三点:①在预弯工序中的圆弧,为终弯留出了可靠的定位;②易保证预弯的形状,从而保证了零件的精度;③在后道弯曲中采用楔块式弯曲,把校正和弯曲复合在一起,精简了工序;④因为采用了复合模,易保证精度,提高了生产率,对于中批量生产的卡簧生产,此方案集合其他方案的优点,故采用此方案。

图2 零件工序图

2 工序设计与计算

2.1毛坯计算

根据弯曲件应变中性层在弯曲前后长度不变的特点,先确定应变中性层位置,再计算应变中性层长度,最后得出毛坯的长度。在板料塑性弯曲时,应变中性层会内移,在冲压生产中常采用经验公式来确定应变中性层的曲率半径:


式中 r——零件的内弯曲半径;
t——材料的厚度;
k——应变中性层位移系数,查《实用冲压技术手册》表3-2得

卡簧展开图如图3所示。

图3

根据零件的几何尺寸结构和其展开图易得


根据实践经验,按理论应变中性层计算公式,所得结果,其展开料长度往往稍为偏大,


2.2弯曲力的计算

2.2.1自由弯曲力

弯曲力是模具设计和选择压力机的重要依据。在该零件中有两处的弯曲,则弯曲力,由公式


2.2.2校正弯曲力的计算

弯曲件在冲压行程结束时受到模具的校正,则校正力为F校=pA=36.12KN,对于校正弯曲,其弯曲力要比自由弯曲大得多,而且在弯曲过程中,两者不重叠。因此,选择压力机时,以校正弯曲为依据即可:


3 模具设计

由工序分析,本产品需要三套模具才能完成,由于前两套模具比较常见。故不作叙述,仅对第三套有特点的模具进行介绍,根据工艺参数计算,以及考虑到弯曲件精度和减少回弹,故选择公称压力为160KN的开式双柱可倾压力机。模具结构如图4、图5所示。

3.1下模部分结构

在该模具中凸模与凹模均安装在下模上,并通过弹簧的作用弯曲R1出弯角,利用斜面推动成型斜块使R0.3弯曲。其凸模通过销定位,螺钉连接的方式定位。弯曲凸模如图4所示。

图4

3.2 卸料装置

在卡簧弯曲模具中,由于卡簧箍在弯曲凸模上,无法上下卸料,只能从前后卸料。在本设计中,采用四根卸料杆4将成形零件从前方推出。卸料杆的运动形式采用斜块的运动方式实现。

3.3导向装置

五金冲压件模具工作部分的准确导向,可使凸模在工作时对准中心,减少由于偏心负荷时产生的弯曲力矩损坏凸模的危险。并提高弯曲件的精度。

在模架的导向配合关系上,导柱与下模座采用过盈配合,导套与上模座也采用过盈配合,导柱与导套则采用间隙配合。

结合上述设计,可得出整套模具的结构,如图5所示。

1 斜块 2 弹顶板 3 弯曲凸模 4 卸料杆 5 盖板 6 小导柱 7 卸料固定板
8 卸料斜楔 9上模座 10 整形凸模 11 压板 12 定位板 13 压弯斜楔
14 成型滑块 15 镶块 16 成型顶板 17 固定座
图5模具结构

3.4模具的运动方式

本模具具有结构紧凑,凸模、凹模均装在下模。上模传达动力并附有整形凸模10,能提高弯件的质量。本模具有自动卸料装置,操作简便。

本模具上模座的弹压力要大于下模座的弹压力。毛坯件用12定位,上模下行时,件11压住件3向下运动,由件6压件14到下极点时,将毛坯件的R1处弯曲成形,件7由于件1斜面的作用带动件4向后运动,上模继续下行时,件11压缩上模弹簧,两侧件13推动件16向中心运动,将工件R0.3预弯。上模继续下行时,件10冲击件14使工件整形。

上模回升时,件8的斜面,作用于件5、7的斜面,而件7带动件4复位,将工件脱出。

生产实践中,采用复合模来生产卡簧,不仅可以提高生产效率,更重要的是保证零件的精度。在本模具中,解决了弹簧钢的反弹问题,使零件的弯曲质量大大提高。并带有自动卸料装置,操作简便。 

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