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1排樣設計

制件各個彎曲部分展開后，具體形狀如圖2所示。制件的排樣（見圖3）設有15個工步，考慮到制件的特點，采用1模1件成形排列、側刃加定位塊粗定位，多個導正銷精定位。各工位安排及說明如下：工步①：側刃、雙L形孔沖裁和小長方形切邊（作初定位，步距為22.04mm）；工步②：沖導正銷孔；工步③：第二次沖裁成形、導正銷精定位；工步④：制件變薄工步（為成形難點）和導正銷重復定位；工步⑤：沖焊線圓孔；工步⑥：導正銷導正定位、成形倒T型孔和制件端部切邊；工步⑦：接線端子部分打扁、制件半圓孔成形；工步⑧：導正銷導正定位、制件接線子部分切邊成形；工步⑨：制件U型彎彎曲成形；工步⑩：制件第一個90°彎彎曲成形；工步：導正銷導正定位、制件第一個90°彎校正成形；工步：導正銷導正定位、空步（目的是保證凹模強度）；工步制件第二個90°彎彎曲成形（制件彎曲成形完畢，工藝難點是90°如何保證）；工步制件切斷成形（到此制件完全成形完畢）；工步導正銷導正定位（保證切斷時料帶不扭曲）

2模具結構設計

2.1模具結構及工作工程

根據制件排樣圖，模具具體結構如圖4所示。為保證模具中各個工位的位置精度要求，整個模具采用聯合導向結構，即模架和卸料板導向。模架采用4滾珠導柱模架，模架通過大導柱和導套導向，導向精度為0.01mm；彈壓卸料板17通過固定在固定板14上的6個小導柱15和凹模板20的導柱孔進行精導向，保證模具的導向精度，實現全部凸模及導正銷8均以彈壓卸料板17進行導向，保證沖壓平穩。模具工作時，上模座11上的導套首先和下模座23上的導柱首先接觸進行初導向，然后固定于固定板的6個小導柱15進入凹模板20的導柱孔中進行精導向。當上模繼續下行至彈壓卸料板17和料帶剛好接觸時，模具處于閉合狀態，此時固定板14和彈壓卸料板17一起壓縮放置于兩板間的聚氨酯橡膠16，模具內的凸模下行，當固定板14正好接觸到設置于彈壓卸料板17上的限位柱36時，凸模件1、3、4、5、6、8、9、10、30、32、34、38、52、53、55、57正好達到設計深度，各工位完成導正、沖切、成形、彎曲動作，廢料從落料孔落出，與此同時滑塊47在斜楔48的作用下，動作到位，完成制件校準。當制件加工完成后，上模開始向上運動，設置于下模的彈芯28在彈簧A（件25）的作用下和擋料銷24在彈簧25的共同作用下將條料頂離凹模板20，同時設置于上模的卸料彈芯39在卸料彈簧B（件40）的作用下伸出彈壓卸料板17將制件頂出模具，上模繼續向上運動，斜楔48脫離滑塊47，滑塊47在彈簧C（件45）和圓柱銷46的共同作用下復位，同時條料向前前進一個步距，準備下一個循環動作。

2.2模具選材與結構特點

2.2.1模具選材（1）模柄采用雙定位銷定位止轉，保證模具在高速沖裁下不會發生偏移，從而保證模具使用安全。（2）固定板、卸料板采用40Cr鋼鍛打料，固定板調質處理，硬度為35~40HRC；卸料板淬火后中溫回火，硬度為35~40HRC。凹模板采用D2模具鋼制造，經真空淬火處理，硬度為60~62HRC；非圓凸模采用W18Cr4V，真空淬火或經三次回火處理，硬度為60~64HRC。為了分散沖切過程中的應力分布，在固定板14上面設置了上墊板7，凹模板20下設置了加厚的下墊板21，上、下墊板采用40Cr鋼制造并經調質處理，其硬度為28~32HRC。由于模具尺寸較大（凹模板尺寸達到160mm×400mm），而凹模板又是模具中容易損壞的部件，為了方便加工和維修，將凹模板分成如圖所示的三部分來加工（參看圖3中的俯視圖），同時也設置了若干凹模鑲件。

2.2.2模具結構特點送料機構為手動送料，也可利用導正銷孔采用自動送料機構。步距由模具上側刃與定位塊作初定位，多個導正銷作精定位，保證最終的定位精度，導正銷間中心距為22±0.005mm。考慮到制件和載體連載一起的成形部分連同帶料的正常送進，必須將帶料浮離凹模表面，本模具采用了12個回帶式擋料銷和3個浮動彈芯來加以保證。其頂出力的大小可通過調節模座上的螺塞來加以調節，以滿足生產需要（其具體結構參見圖3彈芯部分）。同時采用回帶式擋料銷也可以解決在送料過程中料帶會在側向出現偏移（特別在剛開始送料時，此時導正銷尚未全部起作用）的問題，以免影響送料通暢及精度，同時也起脫料作用，回帶式擋料銷要求在裝配時能過在模具孔內自由轉動，以減小送料阻力。模具小孔及異形孔均采用鑲拼結構，當刃口需要刃磨或損壞時，整塊凹模板可不必報廢，只須更換鑲件即可。在成形90°彎時，為了保證成形精度，我們在預彎后采用斜楔、滑塊機構來保證精度要求。

2.3制件變薄成形時的尺寸計算

由于制件在成形時有將料厚從t=1.2mm變薄為t=0.8mm的實際需求，如何確定變薄前的原料尺寸成了此模具設計的難點，經過查找資料，決定采用等體積近似方法進行計算。按制件成形后的尺寸寬L=6.3mm，B=8.7mm，厚度t1=0.8mm作為計算依據，其計算過程如下：首先要考慮到制件變薄后需要進行切邊，在L=6.3mm方向加單邊1.2mm的切邊量，則計算時實際尺寸為L1=6.3mm+2×1.2mm=8.7mm；在B=8.7mm方向加單邊1.2mm的切邊量，則計算時實際尺寸為B1=8.7mm+1.2mm=9.9mm。先預定變薄前制件寬度L2=5.8mm，厚度t2=1.2mm，則按下列公式進行計算預留的寬度L2為：L2=（L1×B1×t）÷（t2×L2）=（8.7×9.9×0.8）÷（1.2×5.8）=9.9mm模具制造后，經過試制，發現此計算基本符合要求，經過修正后能夠滿足生產需要。

2.4主要模具零件及熱處理

（1）凹模板采用3部分分開加工，降低了模具加工難度，同時便于更換維護。模板采用日本進口的D2冷作工具鋼，采用淬火980℃，油冷，180℃回火2h進行熱處理，經處理后硬度為62~64HRC，采用蘇州三光的中走絲修3刀切割而成，凹模型腔經研磨處理，模具壽命能夠達到預期的100萬沖次。（2）模具上的圓凸模和導正銷均采用Cr12材料制作，經950～1,000℃油淬，二次回火550℃，處理后硬度為58~62HRC，處理后經磨削加工；非圓凸模采用W18Cr4V，采用1,245℃～1,255℃真空淬火、560℃～580℃3次回火料，硬度為60~64HRC，采用蘇州三光的中走絲修3刀切割而成。

3結束語

模具設計制造后，進行了試模，經調整后加工制件的尺寸精度及外觀質量滿足設計要求，生產效率比較高，能夠滿足生產的實際需求，經生產驗證，模具結構合理，適應批量生產，制件質量穩定。

作者：姚明超封新高單位：三門峽儀電有限責任公司三門峽中等專業學校