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2024年12月03日，连续模模内铆接的工艺工装设计2021-03-20 20:40·ug模具设计浩然如图1a为粗纱摇架加压座每套4件，批量很大。如今采用了件1与2，件3与4，件5与6在冲制车间模内铆接成型。以图1b为弹簧定位座为例详细剖析将结合件的铆接有机植入连续模。件1弹簧定位块、件2垫块分别厚1.5mm、4mm的SPCC钢。弹簧压缩高度一致性要求件1直角弯要求稳定在90±1°，件1、2底面须铆平铆牢不得脱落。原件1单机生产工艺:剪板机下料→落料冲孔→滚毛刺→压弯冲凸→发黑→甩油, 件2: 其他零件的同尺寸冲孔废料→发黑→甩油，件1、2通过压铆为弹簧定位座结合件。该产物靠单机冲压和铆接难以满足近年产量激增，手工操作时安全性也难以保证。为此制定了新工艺路线：连续模带料生产弹簧定位块→垫块铆接→成形→发黑→甩油。新工艺的关键在于件1的料带步进与件2的二次送料必须动作协调，位置精准，确保叠铆严丝合缝。2.2 排样方案设计参考件1的纤维方向及材料利用率，优化选择了纤维方向与展开长向中心线呈15°夹角的图2排样方案。料带前4道工位是对件1冲孔、拉深、分切外形。注意工位6将件2从垂直于料带方送进到件1拉深处正下方，进行预铆，便于条料夹带件2步进到工位7铆压平整。8-11为结合件的压直角弯、角度整形、落料、切边。考虑步距较小，增加空工位5。3 模具结构如图3所示，模具采用滚珠模架及三板式内导柱导套的Z轴双导向结构，料带X向步进和垫块Y向送进，定位检测及光电感应、触点开关并与冲床控制系统有机连接，实现全程自动化生产。为方便制模、快换快修的要求，凹模均设计为镶件式与镶套式。1.上模座2.上垫板 3.上固定板 4.脱料垫板 5.脱料板 6.下模板7.下垫板8.下模座 9.浮升销10.预冲孔凹模 11、14、15.外形凹模 12.顶杆 13.翻孔冲头镶件 16.杠杆支架 17.杠杆支销 18.杠杆 19.下铆头 20.整平下模 21.打弯下模镶件 22.顶件块 23.落料凹模 24、25.下、上模切断刀口 26.落料冲头 27.打弯上模 28.打弯下模 29.下铆头 30.定位钉 31、32.外形冲头 33.翻孔凹模镶件 34.顶杆 35. 预冲孔冲头3.1 定位方式考虑料带步进累计定位误差会影响工件的精度，预冲孔与导正销采取小间隙配合。料带进入工作区第一步冲定位孔，后道各工位导正钉依次导正料带定位孔，使得每次步进均能准确无误。3.2送料方式X向卷料经料架矫正机KCL-300A校直，再由气动送料器AF-400-10C的辊子摩擦夹持条料送进。间距测量由与脉冲发生器连接的记数辊子回传的尺寸产生信号，得到送入实际长度，根据这个数字控制直流电机运转，配合微动开关控制的汽缸抬辊将料带送进工作区。浮升销沉割槽夹持料带，开模时弹簧顶起浮升销抬起料带，借助机床浮动送料机构的回程作用使料带按步距递进，渐次完成每工步至切断落下。Y向为垫块送料方向，先后采用了两种方式都缩略在图4：Ⅰ型为移动凸轮滚子送料：采用电震动料斗送料，车间已有不需购置。工作时先将件2装入，震动作用下零件沿螺旋轨道上移进入模具料道如图3中A点处，上模下行使移动凸轮对滚子施压驱动滑板前进送件，上模上升使滑板在压簧作用下复位，可避免由于推杆弹性变形导致的推杆与凸轮脱离接触。进退行程由弹簧钢球5定位。送料中断检测靠电检开关，料道故障或料斗垫块耗尽则A处送料中断，常闭触点4在弹簧作用下上跳，B处断电，冲床停止工作。Ⅱ型为PLC控制电磁阀驱动汽缸活塞送料：采用漏斗式料斗需特制，料斗装在上模随机床滑块上下移动，垫块陆续进入固定在下模的管状滑道，实现供料。通过光纤检测C处无垫块，反馈给冲床控制板停机。推杆往复运动的起停时间由PLC根据设定的参数按程序顺序执行到对应步骤时，触发电磁阀进气开关驱动汽缸活塞来实现。I型漏斗和汽缸需增加制造购置成本，但不占场地，整体结构相对紧凑。送料推杆接触端如磨损，可调活塞行程来补偿。3.3 铆接方式当推杆将垫块送到预铆工位6，上下模合模同时推杆3压下压杆4传递给杠杆6反作用力将顶杆5顶起，将垫块预铆入弹簧定位块，随条料到工位7压铆平整。预铆深度不足可能导致垫块在送进中脱落，用螺丝调节斜楔2，可以随时修整预铆深度。3.4 凸轮轮廓汽缸活塞在进气瞬间的速度突变，致使推杆产生很大的惯性力，对机构有较大的刚性冲击，推杆易断。而采用滚子凸轮将移动凸轮轮廓设计为正弦加速度曲线，则进退加速度无突变，推杆在运动途中无柔性冲击，适合在高速下应用。在新版cad也自带工具集中，可自动完成从选型到绘制轮廓的全部功能，部分步骤见下图5， DXF后处理数据输出到线切割进行加工。如cad无此菜单，亦可用Excal输入凸轮曲线公式：s=h[δ/δ0—1/2∏sin(2∏δ/δ0) ]，计算出对应等份点升程数据，复制粘贴到cad绘制样条曲线处。4 结束语此模具调试后使用正常、灵活、可靠、打出产物质量高、一致性好，生产效率显著提高。件1原单机两道工序两人每天8小时1.8-2万个，连续模10小时（午休机床长开）可打3.2-3.6万个，无须专门铆接时间，无须对件2单独发黑，不记物流能耗人工等其他因素，结合件整体效率提高到250%以上。模具制造后长期使用可收回成本，效益可观。如下图6对摇架系列中最大量使用的锁紧片类结合件、支架类结合件、压力板类结合件的工艺改进提供了宝贵经验与参考价值！
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