汽车座椅滑槽前支架成形模设计
1 前支架零件的工艺性分析
图1为该产品图, 材料为SAPH540, t料厚2.5mm。图2为该件的展开图。从零件的结构特点分析, 采用两件相连, 由下料、成形、3次折弯及冲孔切断等工序组成。
该零件的设计要点主要在3 次折弯成形, 因折弯垂直度要求较高, 在模具成形部位的结构设计时, 必须充分考虑采取减小回弹的工艺措施; 从产品的结构来看, 在第2 次折弯时产品的脱料比较困难, 因此模具的结构会相对复杂些。
2 工艺步骤确定
综合上述分析, 将该产品的工艺确定如图3 所示。分别为下料、成形、第1 次折弯、第2 次折弯、冲孔切断、最终折弯共6 副模具, 采用两件连料加工是为了使产品成型时模具受力稳定, 还能提高效率。
3 模具结构分析
( 1) 下料模。
下料模结构比较简单, 但在连料处应设计镶拼式, 因为该产品料厚为2.5mm, 在连料处刃口强度较弱, 采用镶拼式结构便于更换。如图4 所示, 镶块螺丝须正锁并在孔内攻牙, 这样更换镶块会更快更方便。
另外, 下料模的凸模、凹模不易先切割, 通常会采用线切割料片在后续各工序上试成形后来修定, 这样可确保凸、凹模尺寸的准确性, 减少不必要的浪费。
( 2) 成形模。
成形模是成形产品中间部位高低形状的模具, 具体结构如图5 所示; 图5 中成形上模7、成形下模8 采用3D 造型CNC 加工中心加工, 如图6 所示。
( 3) 第1 次折弯模。
第1 次折弯模结构如图7 所示, 折弯时考虑到产品折弯处直边只有2.5mm, 为保证折弯后的垂直度,在折弯处需采用包角成形, 上模折弯面需研磨加工防止产品回弹的角( 86°) , 详见图8, 产品图折弯处外圆角为R5mm, 在模具中折弯镶块11 做包角R5.8mm,目的是让材料在折弯处产生塑性变形, 减小回弹, 确保垂直度。另外, 通常情况下挡块10 和折弯镶块11会用以整体结构, 但在这里折弯镶块11 采用镶块式用螺丝侧锁在挡块10 上, 挡块10 螺丝正锁在模板上, 在模板上需铣深8mm 镶入, 这样即省材料, 又方便间隙调整, 还能保证模具强度。
( 4) 第2 次折弯模。
结构如图9 所示, 该模具设计重点主要在折弯后的脱料, 图9 所示结构可完全解决该产品脱料问题。考虑到该产品在折弯时压料力较大, 所以采用氮气弹簧18 来压料; 开模状态下, 下顶出块16 受弹簧21 作用延件17、14 斜面轨迹上移, 下顶出块16 左右两件开挡宽缩小, 保证了折弯后产品的取出; 另外, 上模采用镶拼式, 上固定板9 的设计也采用图8 原理包角成形, 确保折弯后产品的垂直度。
( 5) 冲孔切断模。
结构如图10 所示, 该模具结构较简单, 考虑先切断再折产品的最后一道弯, 是因为如果反之, 产品的脱料将无法实现, 产品中间开挡较小无法采用如图9的结构形式, 因此, 先将连在一起的两个产品切开, 再来完成最后的成形; 在设计中需注意的是在下模刃口处的设计, 无论是冲孔还是切断均要做镶拼式, 这样做不仅可以让开前面工序的折弯, 同时还节省了刃口材料、确保刃口磨损后的更换简易快捷。
( 6) 最终折弯模。
结构如图11 所示, 在前一道工序虽然已经将连在一起的两工件切开, 但在这副模具设计时仍然要考虑1 模2 件, 这样才能保证前面生产效率。模具在设计时下成形镶件15 为成形镶块固定在下挡块13 上,而件13 固定于模板的铣深槽内, 这样既节省好材料又便于调整; 同样考虑到压料力较大, 上模压料板仍需采用氮气弹簧压料; 折弯下模14 在设计时应考虑到产品折弯后的回弹, 在成形处加工斜度, 图11 为最终折弯模的结构图, 这样就能保证产品的垂直度, 在试模时, 该斜度是可调节的, 因产品的材质、料厚等因素自行调整; 另外, 在设计成形下模14 时保证下顶杆顶出( 图示行程为5mm) 时产品的顺利脱出, 图12 所示R 值的设定要尽可能大一些才能确保该件的强度。
4 结束语
该产品模具的工艺排定在模具的整个设计过程中起到决定性作用。考虑到产品结构特点, 进行以上模具结构设计, 并更多地考虑了模具的可调整性、易更换性及模具成本。在本公司试模过程中体现了较好的效果, 现已调试结束, 投入生产。 |
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发表于 7-8-2007 09:16:15
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