CN103736855B - 副仪表板本体后安装支架多工位级进模具 - Google Patents

Abstract

一种副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其包括下模板、下模座、凹模板、导料板、卸料板、凸模固定板、上模座、冲孔凹模套、冲孔凸模、弯曲凹模镶块、弯曲凸模镶块、导柱导套合件、弯曲凸模镶块、翻孔凹模、导正销、导正孔镶套、成形凸模镶块、成形凹模镶块、压槽凸模、压槽凹模、限位柱、四对内导柱，凸模长度呈阶梯式设计，异形凸模材料均选用DC53。本发明通过采用阶梯冲裁，降低了冲载力，凸、凹模镶块材料选用DC53，提高模具寿命和减少加工工序。

Description

副仪表板本体后安装支架多工位级进模具

技术领域

本发明涉及一种汽车配件加工模具，尤其涉及一种副仪表板本体后安装支架多工位级进模具。

背景技术

目前，汽车副仪表板前安装支架的加工，是通过冲压模具加工成型的。但是，仅采用普通的冲压模具，冲压加工后，工件表面平整度较低。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种改良结构的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，以克服上述缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种模具运行情况良好且产品质量稳定的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其包括下模板、下垫块、下模座、下垫板、卸料板限位柱、凹模板、导料板、卸料板、卸料板垫板、等高卸料螺栓、凸模固定板、上垫板、上模座、卸料弹簧、带料浮顶器、修整凹模套、修整凸模、第一冲孔凹模套、第二冲孔凹模套、第三冲孔凹模套、第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模、第一外形冲切凹模、第二外形冲切凹模、第三外形冲切凹模、第四外形冲切凹模、第三弯曲凹模镶块、第四弯曲凹模镶块、第三弯曲凸模镶块、第四弯曲凸模镶块，所述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具还包括导柱导套合件、第一弯曲凹模镶块、第二弯曲凹模镶块、第一弯曲凸模镶块、第二弯曲凸模镶块、第一翻 孔凹模、翻孔凸模、带槽浮顶导料柱、导正销、导正孔镶套、成形凸模镶块、成形凹模镶块、压槽凸模、压槽凹模、限位柱。

优选的，在上述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具中，所述第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、翻孔凸模及压槽凸模长度呈阶梯式设计。

优选的，在上述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具中，所述第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、翻孔凸模及压槽凸模采用台阶式固定，与凸模固定板配合精度为H7/n6。

优选的，在上述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具中，除第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、翻孔凸模及压槽凸模之外，其余所述修整凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模无台阶，采用螺钉固定。

优选的，在上述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具中，所述修整凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模材料均选用DC53，热处理硬度为59-61HRC。

优选的，在上述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具中，所述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具还包括四对内导柱，内导柱与卸料板的配合间隙为凸模与卸料板之间配合间隙的1/2。

优选的，在上述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具中，所述凹模淬火硬度为60-62HRC。

优选的，在上述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具中，所述凹模板、第一冲孔凹模套、第二冲孔凹模套、第三冲孔凹模套的材料为Cr12MoV。

优选的，在上述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具中，所述第一弯曲凹模镶块、第二弯曲凹模镶块、第三弯曲凹模镶块、第四弯曲凹模镶块、成形凹模镶块的材料选用DC53。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例通过采用阶梯冲裁，降低了冲裁力，凸、凹模镶块材料选用DC53，提高模具寿命和减少加工工序。

附图说明

图1为本发明副仪表板本体后安装支架多工位级进模具涉及的副仪表板本体后安装支架的平面示意图；

图2为本发明副仪表板本体后安装支架多工位级进模具涉及的副仪表板本体后安装支架的立体示意图；

图3为本发明平板坯料翻孔尺寸计算的示意图；

图4为图2中Ⅰ、Ⅱ部位的两次弯曲工艺的示意图，其中，图4(a)为第一次弯曲的示意图，图4(b)为第二次弯曲的示意图；

图5为本发明副仪表板本体后安装支架多工位级进模具的排样图；

图6为本发明副仪表板本体后安装支架多工位级进模具的一部分结构的示意图；

图7为本发明副仪表板本体后安装支架多工位级进模具的另一部分结构的示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种模具运行情况良好且产品质量稳定的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具。

本发明对副仪表板本体后安装支架进行了冲压工艺性分析，采用多工位级进模冲压生产。介绍了制件排样设计、模具结构设计及模具关键零部件设计。模具采用自动送料机构作粗定位、导正销精定位及两种浮料装置，保证了送料精度。采用阶梯冲裁，降低了冲裁力。凸、凹模镶块材料选用DC53,提高模具寿命和减少加工工序。模具运行情况良好，产品质量稳定。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1及图2所示，图1为副仪表板本体后安装支架简图，图2为零件的3D图。大批量生产，材质为QSTE500TM，料厚t＝2mm。该材料属冷成形热 轧酸洗汽车结构钢，屈服极限≥500MPa,抗拉强度550-700MPa，延伸率≥17％，具有良好的冷成形性，常用于要求良好的冷成形性能并有较高或高强度要求的汽车大梁、横梁等汽车结构件。该零件形状复杂，共有三个部位的弯曲、主型面的成形，一处翻孔，还有a处凸包，b、c两处凹槽，包含有冲切、成形、胀形、弯曲、冲孔、翻孔等工序，孔φ11.2、φ7.7及φ4.8有装配要求，未注尺寸公差为IT12级。

如采用单工序或复合模生产，不但模具套数多、设备占用率高，不易实现自动化生产，而且效率低下、产品质量难以保证。为解决上述问题，提高产品的市场竞争力，降低生产制造成本，确保生产安全性，决定采用多工位的自动送料级进模进行生产。

如图3所示，在平板坯料上翻孔前，需要在坯料上预先加工出待翻孔的底孔。根据零件体积不变原则及其几何关系，预制孔孔径可按如下公式计算：

d0＝D-2(H-0.43r-0.72t)

将D＝6.8mm,H＝4.5mm,r＝2mm,t＝2mm代入上式，得d0＝2.2mm。

排样设计是多工位级进模设计的重要依据。合理的排样是保证零件质量、降低制造成本、提高模具寿命和使用性能的有效措施，因此优化排样至关重要。根据零件的形状尺寸特点和小量试验结果，同时对各种排样方案进行分析，决定采用中间载体的双排直排样。除此之外，排样还考虑了以下因素：

(1)为了保证条料在后续工序中的可靠送进，导正销孔安排在第一工位冲出，同时考虑到成形工序后导正销孔有可能产生变形，故在成形工序后增设导正销孔的修整工序；

(2)φ11.2孔与φ7.7孔的位置精度要求较高，应安排在同一工步冲出。而且，由于这两个孔位于成形工序的变形区，为防止孔的变形，冲孔工序应安排在成形工序之后；

(3)零件形状复杂，非对称，前部分为成形，后部分有三处弯曲，为有效防止材料产生偏移，改善模具受力不均的状况，考虑采用成对成形方式。同时，为保证各成形质量互不干涉，弯曲工序应安排在成形工序之后进行；

(4)为保证模具成形零件的强度，便于装配和维修，将复杂的外形轮廓分解为简单形状分步冲出；

(5)零件有毛刺方向要求，前端需向下弯曲成形，为防止弯曲角部的开裂、断裂，裁料方式为直排，使弯曲线方向与板材纤维方向垂直；

(6)如图4所示，Ⅰ、Ⅱ部位的Z型弯曲，如一次同时成形，回弹较大，无法达到质量要求，故采用2次弯曲成形。此部位经小量单工序工艺成形试验，第一次先弯外侧至102°，内侧弯成135°，第二次对外侧102°整形，将内侧弯至102°，并取得了较好的质量效果，如图4(a)及图4(b)所示。

(7)由于Ⅲ部位的弯曲高度较低，为减少回弹、保证弯曲角度，该部位的弯曲分设在最后两个不同工位进行，先弯曲成45°，再进行90°弯曲；

(8)为保证模具强度，提高模具寿命，适当在大面积成形的下一工位增设空工位或进行小面积的局部成形、冲小尺寸的型孔；

如图5所示，最终的排样设计，其中空工位2个，有效工位14个，共有16个工位，条料宽度为250mm,每一工位间的步距为52mm。

排样图中，工位(1)为冲2-φ8、φ6导正销孔；工位(2)为局部冲切外形；工位(3)为成形(连同C处凹槽)；工位(4)为冲2-φ10导正销孔；工位(5)为Ⅰ、Ⅱ部位第一次弯曲(连同a处凸包)；工位(6)为空工步；工位(7)为Ⅰ、Ⅱ部位第二次弯曲；工位(8)为压b处的凹槽；工位(9)为冲φ11.2、φ7.7孔；工位(10)为冲φ2.2翻孔底孔；工位(11)为翻孔；工位(12)为冲切局部外形；工位(13)为部位Ⅲ的45°弯曲；工位(14)为部位Ⅲ的90°弯曲；工位(15)为局部外形切边；工位(16)为切断载体，零件与条料分离。

为了保证模具精度，采用了四导柱滚珠导向钢板模架。

模具由上、下两部分组成：

(1)上模部分

1)凸模。凸模高度符合工艺要求，为降低冲裁力，凸模长度呈阶梯式设计。工位12的外形冲切凸模(件25)和工位5、7的两个凸模(件20和38)尺寸较大，应先进入冲压工作状态，其余凸模根据其形状和尺寸的大小，相 应短一个弯曲深度(12.5mm)左右，当大凸模完成冲压后，再使小凸模完成冲压，这样，既可以降低冲压总力，又可以防止小凸模折断，部分凸模结构如图7所示。

冲孔、翻孔及工位8的压槽凸模尺寸较小，采用台阶式固定，与凸模固定板配合精度为H7/n6,其余所述修整凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模无台阶，采用螺钉紧固。

由于异形凸模的形状复杂，部分有细小的突起和凹槽，故所述修整凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模材料均选用DC53，热处理硬度为59-61HRC。DC53是对SKD11进行改良的新型冷作模具钢，它克服了SKD11高温回火硬度和韧性不足的弱点。强度和耐磨性方面超过SKD11，韧性是SKD11的2倍。线切割加工后的残余应力较小，经高温回火减少了残余应力，用DC53制造的工具很少出现裂纹和开裂，线切割加工后的裂纹和变形得到抑制。DC53的切削性和研磨性同样优于SKD11，使用DC53可提高模具寿命和减少加工工序。

2)弹性卸料装置。由于模具中有细小凸模，为保证弹压卸料板对凸模的导向精度与对凸模的保护，防止细小凸模折断，需采用带辅助导向，共布置了4对内导柱(件28)的弹性卸料装置。同时，该内导柱亦可抵消一部分弯曲成形时产生的侧向力。内导柱与卸料板的配合间隙一般为凸模与卸料板之间配合的1/2，约为0.02mm。

为了便于加工并确保卸料板有良好的刚性和耐磨性，将卸料分为两块制造，每块厚度为30mm,材料选用CrWMn，淬火硬度为56-58HRC。弹压卸料板通过等高卸料螺栓(件10)卸料弹簧(件15)安装在上模部分。卸料板行程为12.5mm,根据卸料力的大小，一共选用52个中型矩形弹簧SWM30×100,为保持卸料力的平衡，卸料弹簧需对称、均衡设置。

定位装置。模具的进距精度为±0.01mm,采用的自动送料装置装置精度为±0.05mm,为此，分别在模具的2、6、8、10等工位上设置了6组共12个呈对称布置的导正销(件33)，以实现对带料的精确定位。导正销与卸料板的 配合选用H7/h6。在工位15，带料两侧上的φ10导正销孔已被切除，改用中间载体上的φ6导正销孔定位，以保证最后切除时的定位精度。

(2)下模部分

1)凹模。凹模由凹模板6和凹模镶块、凹模镶套等组成，淬火硬度为60-62HRC。共有凹模镶块23块，凹模镶套12个。凹模板、凹模镶套的材料为Cr12MoV,凹模镶块材料选用DC53。

2)导料装置。由于零件为立体冲压加工，因此导料装置采用导料板、局部条料浮顶器及带槽浮顶导料柱的组合形式。导料板7装在工位1的前端，在中间各工位设置有5组10个带料浮顶器16，在工位2之前及工位13之后分别设置有4组8个槽式浮顶导料柱27，槽式浮顶导料柱在导向的同时具有向上浮料的作用，浮起高度为15mm,其结构如图6所示。为保证带料一定的导向精度和在冲压过程的顺畅送进，带料宽度与槽式浮顶导料柱间应有0.05-0.25mm的单面间隙，所有导料柱、浮顶器托起带料浮离凹模平面的高度必须完全一致。

如图6及图7所示，本发明副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其包括下模板1、下垫块2、下模座3、下垫板4、卸料板限位柱5、凹模板6、导料板7、卸料板8、卸料板垫板9、等高卸料螺栓10、凸模固定板11、上垫板12、上模座13、卸料弹簧15、带料浮顶器16、修整凹模套17、修整凸模18、第一冲孔凹模套21、第二冲孔凹模套29、第三冲孔凹模套42、第一冲孔凸模22、第二冲孔凸模30、第三冲孔凸模43、第一外形冲切凸模25、第二外形冲切凸模31、第三外形冲切凸模48、第四外形冲切凸模50、第一外形冲切凹模26、第二外形冲切凹模32、第三外形冲切凹模49、第四外形冲切凹模51、第三弯曲凹模镶块44、第四弯曲凹模镶块46、第三弯曲凸模镶块45、第四弯曲凸模镶块47，其特征在于：所述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具还包括导柱导套合件14、第一弯曲凹模镶块19、第二弯曲凹模镶块37、第一弯曲凸模镶块20、第二弯曲凸模镶块38、第一翻孔凹模23、翻孔凸模24、带槽浮顶导料柱27、导正销33、导正孔镶套34、成形凸模镶块35、成形凹模镶块36、压槽凸模39、压槽凹模40、限位柱41。第一冲孔凸模22、 第二冲孔凸模30、第三冲孔凸模43、翻孔凸模24及压槽凸模39长度呈阶梯式设计。

第一冲孔凸模22、第二冲孔凸模30、第三冲孔凸模43、翻孔凸模24及压槽凸模39采用台阶式固定，与凸模固定板配合精度为H7/n6，除第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、翻孔凸模及压槽之外，其余所述修整凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模无台阶，采用螺钉固定。所述修整凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模材料均选用DC53，热处理硬度为59-61HRC。四对内导柱28与卸料板8的配合间隙为凸模与卸料板8之间配合间隙的1/2。

所述凹模淬火硬度为60-62HRC。所述凹模板6、第一冲孔凹模套21、第二冲孔凹模套29、第三冲孔凹模套42的材料为Cr12MoV。所述第一弯曲凹模镶块19、第二弯曲凹模镶块37、第三弯曲凹模镶块44、第四弯曲凹模镶块46、成形凹模镶块36的材料选用DC53。

该模具工作零件镶块材料全部采用了高硬度、高韧性、高耐磨，线切割加工性能优越的DC53冷作模具钢。由于加工精良，装配质量高，通过多工位级进模生产，提高了产品质量，降低了产品运营成本，从而增强了产品的市场竞争力。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (9)

1.一种副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其包括下模板、下垫块、下模座、下垫板、卸料板限位柱、凹模板、导料板、卸料板、卸料板垫板、等高卸料螺栓、凸模固定板、上垫板、上模座、卸料弹簧、带料浮顶器、修整凹模套、修整凸模、第一冲孔凹模套、第二冲孔凹模套、第三冲孔凹模套 、第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模、第一外形冲切凹模、第二外形冲切凹模、第三外形冲切凹模、第四外形冲切凹模、第三弯曲凹模镶块、第四弯曲凹模镶块、第三弯曲凸模镶块、第四弯曲凸模镶块，其特征在于：所述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具还包括导柱导套合件、第一弯曲凹模镶块、第二弯曲凹模镶块、第一弯曲凸模镶块、第二弯曲凸模镶块、第一翻孔凹模、翻孔凸模、带槽浮顶导料柱、导正销、导正孔镶套、成形凸模镶块、成形凹模镶块、压槽凸模、压槽凹模、限位柱。

2.根据权利要求1所述的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其特征在于：所述第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、翻孔凸模及压槽凸模长度呈阶梯式设计。

3.根据权利要求1所述的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其特征在于：所述第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、翻孔凸模及压槽凸模采用台阶式固定，与凸模固定板配合精度为H7/n6。

4.根据权利要求3所述的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其特征在于：除第一冲孔凸模、第二冲孔凸模、第三冲孔凸模、翻孔凸模及压槽凸模之外，其余所述修整凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模无台阶，采用螺钉固定。

5.根据权利要求4所述的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其特征在于：所述修整凸模、第一外形冲切凸模、第二外形冲切凸模、第三外形冲切凸模、第四外形冲切凸模材料均选用DC53，热处理硬度为59-61HRC。

6.根据权利要求1所述的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其特征在于：所述副仪表板本体后安装支架多工位级进模具还包括四对内导柱，内导柱与卸料板的配合间隙为凸模与卸料板之间配合间隙的1/2。

7.根据权利要求1所述的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其特征在于：所述凹模淬火硬度为60-62HRC。

8.根据权利要求1所述的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其特征在于：所述凹模板、第一冲孔凹模套、第二冲孔凹模套、第三冲孔凹模套的材料为Cr12MoV。

9.根据权利要求1所述的副仪表板本体后安装支架多工位级进模具，其特征在于：所述第一弯曲凹模镶块、第二弯曲凹模镶块、第三弯曲凹模镶块、第四弯曲凹模镶块、成形凹模镶块的材料选用DC53。