固定座冲压工艺及模具设计

1 零件工艺分析

固定座 ( 见图 1) 是用来固定 AFSO 型摩 托车方向把的支座, 要求强度和刚性较好, 所 用材料为 Q215_B, 壁厚 2. 5mm。经分析需经多道工序加工成形, 其工艺特点为: 该零件有两 个侧耳, 分别连接在筒形的圆周壁上, 两个侧 耳可浅拉伸成形, 而圆筒部分可先弯曲成两 个 1/ 4 圆, 然后再采用 U 型弯曲完成。由于两 个侧耳浅拉伸处没有受到弯曲, 故浅拉伸要 在弯曲两个 1/ 4 圆弧及 U 形弯曲之前完成。

至于侧耳上的 10. 5mm孔是穿螺栓用的, 精 度要求不高, 可同圆筒上的长圆孔一起在双 耳浅拉伸弯曲后冲出, 因此该零件冲压工艺 包括冲裁、拉伸、冲孔、弯曲及整形。

图 1 固定座

2 工艺方案及模具设计

按中性层不变原理计算图 1 零件展开尺 寸( 计算过程略) 得图 2 所示的固定座毛坯展 开图, 根据零件形状的特点及尺寸要求, 该零 件的冲压工艺方案为: 落料→ 拉伸 → 弯曲 →冲孔→U 形弯曲→ 整形。

图 2 展开图

（1） 落 料

按毛坯展开图设计了 1 副落料模, 为了 保证冲裁精度及工作可靠, 模具采用刚度较 好的滑动导向装置。由于落料件较厚, 卸料力 大, 采用固定卸料板卸料, 将卸料板同侧面导 板做成一个整体, 刚度较好, 从而保证了卸料 的顺利进行。

（2） 拉伸、弯曲

根据零件的成形要求, 设计了图 3 所示 的浅拉伸弯曲模, 用于两个侧耳两侧 1/ 4 圆 弧( 33 0 + 0. 3mm) 的同时成形。

用上道工序落料件外形定位, 当上模随 压力机滑块上行时, 模具打开, 顶杆 10 顶起成形顶板 2, 同凹模 9 平齐, 这时将落料件放 在成形顶板 2 上并定好位。

工作时, 上模随压力机滑块下行, 带动凸 模 3 压住落料件, 上模继续下行, 在成形顶板 2 及凹模 9 的共同作用下, 完成零件的拉伸、 弯曲成形。

图 3 拉伸、弯曲模 图 3 拉伸、弯曲模

（3） 冲孔

为了保证工件在冲孔过程中不发生变 形, 冲孔时, 以第 2 道工序所成形的零件的外 形定位, 因此卸料板 8 下表面应按第 2 道工 序的凸模( 见图 3 件 3) 的外表面制作, 冲孔模 结构如图 4 所示。

图 4 冲孔模

模具打开后, 将工序件放入定位板 2 内 定位, 工作时, 卸料板 8 随上模下行压紧工件 内部表面, 凸模 3、4、9 同上模继续下行将两 侧耳上 10. 5mm 孔及长圆孔一并冲出。

（4） U形弯曲

为了保证工件28 0 + 0. 3 mm尺寸, 设计了 1 副 U 形弯曲模, 如图 5 所示。本工序关键是: 弯曲时保证28 0 + 0. 3mm 尺寸, 并使两侧耳在弯 曲后的回弹尽可能小, 同时保证两侧耳上 10. 5mm 孔有尽可能高的同轴度。

设计时, 根据以往经验, 使凸模 3 成形部 分的尺寸略小于28 0 + 0. 3mm, 同时将成形顶板上部按零件外形尺寸设计成半圆形, 从而提 高了零件尺寸的精度。

图 5 弯曲模

（5） 整形

经过以上 4 道工序加工后, 两侧耳处开 档大于零件图所给尺寸 21. 8mm,斜导柱滑块侧向抽芯机构就会与正在复位中 的推板发生干涉。另外, 制品上还有 4 个带内 螺纹的型孔, 成型螺纹孔用的螺纹型芯需要 在合模之前预先装入, 这就要求螺纹顶杆在 顶出螺纹型芯之后, 必须先复位, 让出空间以 便安装螺纹型芯。考虑以上因素, 设计中采用 了先复位机构。先复位机构的结构见图 3, 其 动作过程如下: 2 次分型结束后, 注射机顶杆 开始顶出, 在注射机顶杆推动下, 顶板 11 顶 出支撑杆 9 及挡板 7 和推板 6, 使螺纹顶杆 1 推出螺纹型芯。在楔块 8 的斜面作用下, 支撑 杆 9 一边前进一边向两侧分开, 直到进入件 6 和件 7 四角上的 4 个豁口中, 这时制品已脱 模, 在弹簧 4 作用下, 推板 6 带着螺纹顶杆 等先复位, 此时可将螺纹型芯装入。

合模时, 复位杆 3 带着顶板 11 复位, 支 撑杆在弹簧 10 的作用下也复位。

这套先复位机构, 结构简单、工作可靠, 加工制造方便。

改进后的模具结构如图 4 所示。