卡簧冲压成形工艺及模具

摘要：根据卡簧零件图，生产规模及其材料特征，选取最佳的制造方案，并确定基本工序的主要工艺参数、确定设备类型及吨位,设计模具结构，解决弹簧钢反弹问题。

Abstract: The optimal producing plan is selected according to the shape and materials and the production scale of snap clips, the main processing parameters for the basic procedure of snap clips is determined, the type and capacity of equipment for producing snap clips is determined also, the structure of mold is designed, the problem of the rebound of spring steel is resolved.

1 工艺制定

1.1 工艺分析

零件卡簧是弹簧的一种，也是一种连接件，在日常生活中有广泛的应用。它采用厚为05mm的65Mn弹簧钢带，如图1,卡簧尺寸精度要求高，并具有较好的弹性，中批量生产，其制造质量的好坏直接影响紧固性能和使用效果。其零件图如图1下所示。

图1　卡簧

1.2 工艺方案的确定

考虑到为了提高生产效率采用复合模生产，其工序如图2所示：下料→弯圆弧弯外角→弯R1内角，采用三套模具完成，其优势在于三点：①在预弯工序中的圆弧，为终弯留出了可靠的定位;②易保证预弯的形状，从而保证了零件的精度;③在后道弯曲中采用楔块式弯曲，把校正和弯曲复合在一起，精简了工序;④因为采用了复合模，易保证精度，提高了生产率，对于中批量生产的卡簧生产，此方案集合其他方案的优点，故采用此方案。

图2 零件工序图

2 工序设计与计算

2.1毛坯计算

根据弯曲件应变中性层在弯曲前后长度不变的特点，先确定应变中性层位置，再计算应变中性层长度，最后得出毛坯的长度。在板料塑性弯曲时，应变中性层会内移，在冲压生产中常采用经验公式来确定应变中性层的曲率半径：

　　式中 r——零件的内弯曲半径;

　　t——材料的厚度;

　　k——应变中性层位移系数，查《实用冲压技术手册》表3-2得

　　卡簧展开图如图3所示。

图3

　　根据零件的几何尺寸结构和其展开图易得 ;

　　根据实践经验，按理论应变中性层计算公式，所得结果，其展开料长度往往稍为偏大，

2.2弯曲力的计算

2.2.1自由弯曲力

　　弯曲力是模具设计和选择压力机的重要依据。在该零件中有两处的弯曲，则弯曲力，由公式

　　2.2.2校正弯曲力的计算

　　弯曲件在冲压行程结束时受到模具的校正，则校正力为对于校正弯曲，其弯曲力要比自由弯曲大得多，而且在弯曲过程中，两者不重叠。因此，选择压力机时，以校正弯曲为依据即可：

3 模具设计

由工序分析，本产品需要三套模具才能完成，由于前两套模具比较常见。故不作叙述，仅对第三套有特点的模具进行介绍，根据工艺参数计算，以及考虑到弯曲件精度和减少回弹，故选择公称压力为160KN的开式双柱可倾压力机。模具结构如图4、图5所示。

3.1下模部分结构

在该模具中凸模与凹模均安装在下模上，并通过弹簧的作用弯曲R1出弯角，利用斜面推动成型斜块使R0.3弯曲。其凸模通过销定位，螺钉连接的方式定位。弯曲凸模如图4所示。

图4

3.2 卸料装置

在卡簧弯曲模具中，由于卡簧箍在弯曲凸模上，无法上下卸料，只能从前后卸料。在本设计中，采用四根卸料杆4将成形零件从前方推出。卸料杆的运动形式采用斜块的运动方式实现。

3.3导向装置

模具工作部分的准确导向，可使凸模在工作时对准中心，减少由于偏心负荷时产生的弯曲力矩损坏凸模的危险。并提高弯曲件的精度。

在模架的导向配合关系上，导柱与下模座采用过盈配合，导套与上模座也采用过盈配合，导柱与导套则采用间隙配合。

结合上述设计，可得出整套模具的结构，如图5所示。

1 斜块 2 弹顶板 3 弯曲凸模 4 卸料杆 5 盖板 6 小导柱 7 卸料固定板

8 卸料斜楔 9上模座 10 整形凸模 11 压板 12 定位板 13 压弯斜楔

14 成型滑块 15 镶块 16 成型顶板 17 固定座

图5模具结构

3.4模具的运动方式

本模具具有结构紧凑，凸模、凹模均装在下模。上模传达动力并附有整形凸模10，能提高弯件的质量。本模具有自动卸料装置，操作简便。

本模具上模座的弹压力要大于下模座的弹压力。毛坯件用12定位，上模下行时，件11压住件3向下运动，由件6压件14到下极点时，将毛坯件的R1处弯曲成形，件7由于件1斜面的作用带动件4向后运动，上模继续下行时，件11压缩上模弹簧，两侧件13推动件16向中心运动，将工件R0.3预弯。上模继续下行时，件10冲击件14使工件整形。

上模回升时，件8的斜面，作用于件5、7的斜面，而件7带动件4复位，将工件脱出。

4 小结#p#分页标题#e#

生产实践中，采用复合模来生产卡簧，不仅可以提高生产效率，更重要的是保证零件的精度。在本模具中，解决了弹簧钢的反弹问题，使零件的弯曲质量大大提高。并带有自动卸料装置，操作简便。

参考文献

　　[1] 王孝培.实用冲压技术手册.机械工业出版社，2001.3.

　　[2] 郑家贤.冲压工艺与模具设计实用技术.机械工业出版社，2005.1.

　　[3] 王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社，1999.10.