CN105436311A - 前保安装支架多工位级进模 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前保安装支架多工位级进模，包括上模组件、下模组件、卸料板、和误送料检测装置，所述的上模组件沿进料方向依次设置有相应的凸模和用于精准定位的定位销，所述的下模组件沿进料方向依次设置有与上模组件凸模配合的凹模镶套和与定位销配合的定位销镶套。利用本发明模具可实现采用连续成形的级进模生产方式制备前保安装支架，能确保安全生产，提高生产效率和零件质量，降低生产成本。本发明模具采用自动送料机构作粗定位、导正销精定位，保证了送料精度；凸、凹模镶块均采用镶拼式结构，镶套多为直通式结构，制造简单，便于维修和更换。

Description

前保安装支架多工位级进模

技术领域

本发明涉及一种模具，特别涉及一种前保安装支架多工位级进模。

背景技术

图1-图2所示为前保安装支架,材料为DC01，料厚3mm，批量生产。材料含碳量≤10%，抗拉强度≥270MPa，屈服强度130～260MPa，断后伸长率≧28%，冲压成形性能好。原成形工艺方案为：落料、冲孔（Φ22）→弯曲→整形→冲孔（Φ6、Φ11），共四副模具。此工艺主要存在工作效率低下，机床占用率高，零件质量不稳定、操作不够安全等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种前保安装支架多工位级进模，可实现采用连续成形的级进模生产方式制备前保安装支架，能确保安全生产，提高生产效率和零件质量，降低生产成本，解决了上述现有技术中存在的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种前保安装支架多工位级进模，包括上模组件、下模组件和卸料板，所述的上模组件沿进料方向依次设置有3个冲导正销孔凸模、2个局部冲切外形凸模Ⅰ、2个冲φ22孔凸模、2个局部冲切外形凸模Ⅱ、2个弯曲成形凸模、2个整形凸模、2组冲孔凸模和1个切断凸模，每组冲孔凸模包括1个冲φ11孔凸模和1个冲φ6孔凸模，所述的上模组件还设置有与冲出的导正销孔配合的导正销，

所述的下模组件沿进料方向依次设置有与上模组件凸模配合的3个冲导正销孔凹模镶套、2个局部冲切外形凹模镶套Ⅰ、1个冲φ22孔凹模镶套、2个局部冲切外形凹模镶套Ⅱ、2个弯曲成形凹模、1个整形凹模、2个冲孔组凹模镶套和1个切断凹模镶套，冲孔组凹模镶套上设置有1个冲φ11孔凹模孔和1个冲φ6孔凹模孔，冲φ22孔凹模镶套上设置有2个φ22孔凹模孔，所述的下模组件还设置有与导正销配合的导正销孔镶套，

所述的卸料板上对应位置开有可穿过上模组件上凸模和导正销的通孔，卸料板通过卸料弹簧和卸料螺栓安装在上模组件上。

所述的上模组件还包括有上模座、与上模座连接的上垫板和与上垫板连接的凸模固定板，上模组件的凸模均安装在凸模固定板上，所述的下模组件包括下模板、与下模板连接的下垫块、与下垫块连接的下模座、与下模座连接的下垫板和与下垫板连接的凹模板，所述的下模组件的凹模镶套和凹模安装在凹模板上。

所述的凹模板进料端还设置有导料板，导料板延伸出凹模板外侧并通过导料板垫板固定，导料板垫板与下垫板、凹模板连接。

该前保安装支架多工位级进模还包括有误送料检测装置，所述的误送料检测装置包括触杆、微动开关和相互配合的浮动检测导正销、浮动检测导正销孔镶套，所述的浮动检测导正销通过压簧安装在上模组件上，浮动检测导正销孔镶套镶嵌安装在下模组件上，微动开并安装在上模组件上，浮动检测导正销上开有斜面凹槽，触杆通过触杆弹簧和定位螺母安装在上模组件上，触杆一端位于浮动检测导正销的斜面凹槽内，触杆另一端位于微动开关的正前方。

所述的相邻2个导正销孔凹模镶套之间的凹模板上各设置有1个条料浮顶器Ⅰ，2个局部冲切外形凹模镶套Ⅱ之间设置有2个条料浮顶器Ⅱ，2个整形凹模之间设置有2个条料浮顶器Ⅲ。

所述的卸料板上还连接有卸料板垫板。

所述的凹模板上还设置有卸料板限位柱。

所述的上模座上设置有上限位柱，所述的下模座上设置有与上限位柱配合的下限位柱。

所述的上模组件上设置有导套，所述的下模组件上设置有与导套配合的导柱。

所述的上模组件上设置有内导柱，所述的下模组件上设置有与内导柱配合的内导柱孔。

本发明是将原成形工艺进行优化，设计了一副多工位级进模，以确保安全生产，提高生产效率和零件质量，降低生产成本。本发明模具采用自动送料机构作粗定位、导正销精定位，保证了送料精度；凸、凹模镶块均采用镶拼式结构，镶套多为直通式结构，制造简单，便于维修和更换。材料全部采用了高硬度、高韧性、高耐磨的DC53冷作模具钢。由于加工精良，装配质量高，该模具经试模修配后冲出了合格零件，经过试用证明：模具运行情况良好，产品质量稳定，满足了企业对产品尺寸精度、生产效率和模具寿命的要求，达到了预期效果。

下面，结合附图和实施例对本发明之前保安装支架多工位级进模的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：前保安装支架结构示意图。

图2：前保安装支架主视剖视图。

图3：图4的A-A剖视图。

图4：本发明之前保安装支架多工位级进模结构示意图（闭模状态，省略了上模座、上垫板、凸模固定板等零部件）。

图5：图4的S-S剖视图。

图6：图4的P-P剖视图。

图7：图4的R-R剖视图。

图8：本发明之前保安装支架多工位级进模立体图（闭模状态，省略了上模座、上垫板、凸模固定板等零部件）。

图9：本发明之下模组件结构示意图。

图10：排样图。

图11：排样轴测图。

图中：1-下模板，2-下垫块，3-下模座，4-导料板垫板，5-下垫板，6-凹模板，7-卸料板，8-卸料板垫板，9-卸料螺栓，10-凸模固定板，11-上垫板，12-上模座，13-冲导正销孔凸模，14-冲导正销孔凹模镶套，15-导正销，16-导正销孔镶套，161-镶套弹簧，17-切断凸模，18-切断凹模镶套，19-弹顶销，20-条料浮顶器Ⅲ，21-条料浮顶器Ⅱ，22-局部冲切外形凸模Ⅱ，23-局部冲切外形凹模镶套Ⅱ，24-导柱导套合件，25-条料浮顶器Ⅰ，26-导料板，27-冲φ22孔凸模，28-冲φ22孔凹模镶套，29-局部冲切外形凸模Ⅰ，30-局部冲切外形凹模镶套Ⅰ，31-冲φ11孔凸模，32-冲φ6孔凸模，33-冲孔组凹模镶套，34-卸料弹簧，35-浮动检测导正销，351-浮动检测导正销孔镶套，36-压簧，37-触杆，38-触杆弹簧，39-定位螺母，40-微动开关，41-内导柱，411-内导柱孔，42-弯曲成形凸模，43-弯曲成形凹模，44-卸料板限位柱，45-整形凸模，46-整形凹模，47-上限位柱，48-下限位柱。

图10中的数字表示相应的工位。

具体实施方式

实施例1：一种前保安装支架多工位级进模，包括上模组件、下模组件和卸料板7，所述的上模组件还包括有上模座12、与上模座连接的上垫板11和与上垫板连接的凸模固定板10，上模组件的凸模固定板10上沿进料方向依次设置有3个冲导正销孔凸模13、2个局部冲切外形凸模Ⅰ29、2个冲φ22孔凸模27、2个局部冲切外形凸模Ⅱ22、2个弯曲成形凸模42、2个整形凸模45、2组冲孔凸模和1个切断凸模17，每组冲孔凸模包括1个冲φ11孔凸模31和1个冲φ6孔凸模32，所述的上模组件还设置有与冲出的导正销孔配合的数个导正销15，用于精准定位。

所述的下模组件包括下模板1、与下模板连接的下垫块2、与下垫块连接的下模座3、与下模座连接的下垫板5和与下垫板连接的凹模板6，所述的凹模板上沿进料方向依次安装设置有与上模组件凸模配合的3个冲导正销孔凹模镶套14、2个局部冲切外形凹模镶套Ⅰ30、1个冲φ22孔凹模镶套28、2个局部冲切外形凹模镶套Ⅱ23、2个弯曲成形凹模43、1个整形凹模46、2个冲孔组凹模镶套33和1个切断凹模镶套18，冲孔组凹模镶套33上设置有1个冲φ11孔凹模孔和1个冲φ6孔凹模孔，冲φ22孔凹模镶套28上设置有2个φ22孔凹模孔，所述的下模组件还设置有与导正销配合的数个导正销孔镶套16，导正销孔镶套16通过镶套弹簧161安装在下模组件上，镶套弹簧161起浮料的作用。

所述的卸料板7上对应位置开有可穿过上模组件上凸模和导正销的通孔，所述的卸料板7上连接有卸料板垫板8，卸料板通过卸料弹簧34和卸料螺栓9安装在上模组件上。所述的卸料螺栓是等高卸料螺栓。

该前保安装支架多工位级进模还包括有误送料检测装置，所述的误送料检测装置包括触杆37、微动开关40和相互配合的浮动检测导正销35、浮动检测导正销孔镶套351，所述的浮动检测导正销通过压簧36安装在上模组件上，浮动检测导正销孔镶套镶嵌安装在下模组件上，微动开并安装在上模组件上，浮动检测导正销上开有斜面凹槽，触杆通过触杆弹簧38和定位螺母39安装在上模组件上，触杆一端位于浮动检测导正销的斜面凹槽内，触杆另一端位于微动开关的正前方。

所述的凹模板6进料端还设置有导料板26，导料板延伸出凹模板外侧并通过导料板垫板4固定，导料板垫板与下垫板和凹模板连接。所述的相邻2个导正销孔凹模镶套14之间的凹模板上各设置有1个条料浮顶器Ⅰ25，2个局部冲切外形凹模镶套Ⅱ23之间设置有2个条料浮顶器Ⅱ21，2个整形凹模46之间设置有2个条料浮顶器Ⅲ20。所述的凹模板上还设置有卸料板限位柱44。所述的上模座上设置有上限位柱47，所述的下模座上设置有与上限位柱配合的下限位柱48。所述的上模组件上设置有导套，所述的下模组件上设置有与导套配合的导柱。所述的上模组件上设置有内导柱41，所述的下模组件上设置有与内导柱配合的内导柱孔411。所述的下模组件上还设置有弹顶销19，主要是起顶起零件的作用。

闭模状态时，上模组件的凸模位于下模组件对应的凹模内，上模组件的导正销位于下模组件的导正销孔镶套内。

本发明模具的主要特点如下：

模具采用刚性好、导向精度高的3板四导柱式导向结构。模具的闭合高度为460mm，根据模具的外形尺寸和冲压总力，选用JD31-630闭式单点压力机，该模具的结构特点如下：

（1）为保证各工位间距之间的精度要求，减小积累误差对进距精度的影响，采用辊式自动送料机构作粗定距，模具内设置的导正销作精定距，实现连续、自动冲压的精确定距，送料精度可达±0.05mm。第二至第四工位分别设置有3个导正销，第五工位以后由于切除了两侧外形废料，导正销单排设置在中间载体上，导正销直径的大小可按材料厚度选取，本模具的导正销孔设计为φ7mm。导正销安装在凸模固定板上，与凸模固定板配合为H7/n6，与卸料板的配合选用H7/h6，材料与冲孔凸模相同，淬火硬度为58-62HRC。

（2）由于零件成形包含有弯曲工艺，因此导料装置采用导料板、局部条料浮顶器的组合形式。导料板装在模具的前部，导料板长度为380mm,在中间各工位设置有3组条料浮顶器，浮顶器浮起高度为9mm。为保证带料一定的导向精度和在冲压过程的顺畅送进，带料宽度与导料板间应有0.05-0.25mm的单面间隙，所有浮顶器托起带料浮离凹模平面的高度必须完全一致。

（3）采用由卸料板、等高卸料螺栓和卸料弹簧等组成的弹性卸料装置。卸料板行程为8mm,根据卸料力的大小，一共选用36个中型矩形弹簧SWM30×55。为保持卸料力的平衡，卸料弹簧需对称、均衡设置。为使弹性卸料板工作时稳定可靠，不发生偏移和倾斜，对凸模起到导向和保护作用，在凸模固定板、卸料板与凹模之间，共布置了3对内导柱。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。

（4）为确保模具的冲压深度始终保持不变，采用了4个φ58mm上、下限位柱装置。这样设计可以保证卸料板与上、下模座的平行度，保护模具与设备不被损坏。

（5）为保持成形过程中压料力的恒定和防止将坯料夹得过紧，使卸料板与凹模之间始终保证一定的距离，在凹模板左右两侧分别设置有6个卸料板限位柱，限位柱高出凹模3mm，同时还起到承接卸料板载荷，限位保护模具的作用。

（6）为保证模具的正常工作，提高模具寿命，避免造成砸模，在工位4设置有误送料检测装置（详见图5）。检测浮动导正销的上端设置一可用螺塞调整压力的压簧，当条料在送进过程中有送过头或送进不到位等误差时，导正销被压上移，导正销尾部的小斜面水平推动触杆右移，触杆触动微动开关，发出故障信号，迫使压力机紧急停止工作。

本发明模具关键零件设计与制造：

（1）凸、凹模设计。多工位级进模的凸、凹模工作条件恶劣，由于高速连续作业，振动大，加上受力状态也是不均匀、不对称、不垂直的，所以，磨损也特别快，损坏的可能性也较大。因此，在级进模设计中，对凸、凹模的材料、热处理及制造精度要求较高，工作零件应选用硬度高、耐磨、热稳定性好的材料。该级进模的凸模材料选用DC53,热处理硬度为58-60HRC。圆形凸模采用高精度外圆磨床加工，异形凸模为直通式结构。凹模全部采用镶套（或镶块）结构，以降低加工难度，提高制造精度，方便更换维修。凹模材料与凸模相同，热处理硬度60-64HRC。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,线切割性能优越。所有直通式的凸模、凹模镶块（镶套）均采用采用慢走丝线切割加工，工作部分尺寸加工精度要求不低于IT5级。为方便安装和拆卸，异形凸模、凹模全部采用螺钉与定位槽固定的方式，凸模与凸模固定板的配合、凹模镶套与凹模板的配合精度均为H7/m6。

（2）卸料板设计。卸料板在级进模中除了起到压料和卸料的作用外，还对凸模和导正销起到导向作用，因此采用了6个固定在凸模固定板上的内导柱导向，以保证各凸模的运动精度。由于模具尺寸纵向尺寸较大，凹模板、凸模固定板和卸料板采用均采用分块结构，材料选用CrWMn，淬火硬度为56-58HRC，采用慢走丝线切割加工。凸模与卸料板之间的双面间隙为0.04mm,内导柱与卸料板、凹模板的配合间隙为0.02mm。

本发明模具排样设计：

前保安装支架多工位级进模零件形状简单，含有落料、冲孔、弯曲等工序，除Φ6孔与Φ11孔的位置尺寸有±0.01mm的公差要求外，其余尺寸公差等级均为未注公差，用普通冲压加工可以满足要求。由于零件结构为非对称，且材料偏厚，塑性较好，中部Z形弯曲高度仅为8mm，因此，弯曲时材料的偏移和回弹将成为该零件的主要成形缺陷，模具设计时必需采取相应的措施解决这两个质量问题。同时，为保证零件质量，弯曲时应使弯曲线与纤维方向垂直，毛刺面的一侧处于弯曲受压的内缘。

排样设计是多工位级进模设计的关键之一，它具体反映了零件在整个冲压成形过程中，毛坯外形在条料上的截取方位与相邻毛坯的关系。排样图的设计是否合理，不仅关系到材料的利用率、工件的精度、模具制造的难易程度和使用寿命等，而且关系到模具各工位的协调与稳定。由于零件形状简单，为提高材料利用率，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，同时导正销导正孔的配合，在弯曲成形时还起到防止材料偏移的作用。

（2）为φ11孔与φ6孔的位置精度要求较高，应安排在同一工步冲出。而且，由于这两个孔靠近成形工序的变形区，为防止孔的变形，冲孔工序应安排在成形工序之后。

（3）零件形状简单，非对称，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。

（4）为降低回弹，确保零件质量，在弯曲工序后，在相应的弯曲部位增加一道整形工序。

最终的排样设计如图10-图11所示，其中空工位3个，有效工位8个，共有11个工位，条料宽度为167mm,每一工位间的步距为25mm。

本发明的成形过程如图10-图11所示，工位（1）为冲3×φ7导正销孔（通过冲导正销孔凸模13和冲导正销孔凹模镶套14）；工位（2）为局部冲切外形（通过局部冲切外形凸模Ⅰ29和局部冲切外形凹模镶套Ⅰ30）；工位（3）为空工步；工位（4）为冲φ22孔（通过冲φ22孔凸模27和冲φ22孔凹模镶套28）；工位（5）为局部冲切外形（通过局部冲切外形凸模Ⅱ22和局部冲切外形凹模镶套Ⅱ23）；工位（6）为弯曲成形（通过弯曲成形凸模42和弯曲成形凹模43）；工位（7）为空步；工位（8）为整形（通过整形凸模45和整形凹模46），整形的目的：提高零件的形状和尺寸精度，由于回弹的影响，前面弯曲成形质量局部有可能达不到图纸要求，只有通过整形的办法来实现；工位（9）为冲φ11、φ6孔（通过冲φ11孔凸模31、冲φ6孔凸模32和冲孔组凹模镶套33）；工位（10）为空步；工位（11）为切断载体（通过切断凸模17和切断凹模镶套18），零件与条料分离。

Claims (10)

1.一种前保安装支架多工位级进模，其特征在于：包括上模组件、下模组件和卸料板（7），所述的上模组件沿进料方向依次设置有3个冲导正销孔凸模（13）、2个局部冲切外形凸模Ⅰ（29）、2个冲φ22孔凸模（27）、2个局部冲切外形凸模Ⅱ（22）、2个弯曲成形凸模（42）、2个整形凸模（45）、2组冲孔凸模和1个切断凸模（17），每组冲孔凸模包括1个冲φ11孔凸模（31）和1个冲φ6孔凸模（32），所述的上模组件还设置有与冲出的导正销孔配合的导正销（15），

所述的下模组件沿进料方向依次设置有与上模组件凸模配合的3个冲导正销孔凹模镶套（14）、2个局部冲切外形凹模镶套Ⅰ（30）、1个冲φ22孔凹模镶套（28）、2个局部冲切外形凹模镶套Ⅱ（23）、2个弯曲成形凹模（43）、1个整形凹模（46）、2个冲孔组凹模镶套（33）和1个切断凹模镶套（18），冲孔组凹模镶套（33）上设置有1个冲φ11孔凹模孔和1个冲φ6孔凹模孔，冲φ22孔凹模镶套（28）上设置有2个φ22孔凹模孔，所述的下模组件还设置有与导正销配合的导正销孔镶套（16），

所述的卸料板（7）上对应位置开有可穿过上模组件上凸模和导正销的通孔，卸料板通过卸料弹簧（34）和卸料螺栓（9）安装在上模组件上。

2.根据权利要求1所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：所述的上模组件还包括有上模座（12）、与上模座连接的上垫板（11）和与上垫板连接的凸模固定板（10），上模组件的凸模均安装在凸模固定板上，所述的下模组件包括下模板（1）、与下模板连接的下垫块（2）、与下垫块连接的下模座（3）、与下模座连接的下垫板（5）和与下垫板连接的凹模板（6），所述的下模组件的凹模镶套和凹模安装在凹模板上。

3.根据权利要求2所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：所述的凹模板（6）进料端还设置有导料板（26），导料板延伸出凹模板外侧并通过导料板垫板（4）固定，导料板垫板与下垫板、凹模板连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：该前保安装支架多工位级进模还包括有误送料检测装置，所述的误送料检测装置包括触杆（37）、微动开关（40）和相互配合的浮动检测导正销（35）、浮动检测导正销孔镶套（351），所述的浮动检测导正销通过压簧（36）安装在上模组件上，浮动检测导正销孔镶套镶嵌安装在下模组件上，微动开并安装在上模组件上，浮动检测导正销上开有斜面凹槽，触杆通过触杆弹簧（38）和定位螺母（39）安装在上模组件上，触杆一端位于浮动检测导正销的斜面凹槽内，触杆另一端位于微动开关的正前方。

5.根据权利要求1-3任一项所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：所述的相邻2个导正销孔凹模镶套（14）之间的凹模板上各设置有1个条料浮顶器Ⅰ（25），2个局部冲切外形凹模镶套Ⅱ（23）之间设置有2个条料浮顶器Ⅱ（21），2个整形凹模（46）之间设置有2个条料浮顶器Ⅲ（20）。

6.根据权利要求1-3任一项所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：所述的卸料板（7）上还连接有卸料板垫板（8）。

7.根据权利要求1-3任一项所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：所述的凹模板上还设置有卸料板限位柱（44）。

8.根据权利要求1-3任一项所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：所述的上模座上设置有上限位柱（47），所述的下模座上设置有与上限位柱配合的下限位柱（48）。

9.根据权利要求1-3任一项所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：所述的上模组件上设置有导套，所述的下模组件上设置有与导套配合的导柱。

10.根据权利要求1-3任一项所述的前保安装支架多工位级进模，其特征在于：所述的上模组件上设置有内导柱（41），所述的下模组件上设置有与内导柱配合的内导柱孔（411）。