开关座Z形弯曲、冲孔的工艺分析及模具设计

摘要：通过对开关座零件的结构和工艺性分析，介绍了模具结构特点及关键模具零件的设计思想，解决“Z”形弯曲的弯曲边的垂直度问题，对类似冲压零件的模具设计具有一定的参考作用。

图1为我公司生产的开关座，是彩色复印机上的一个冲压零件，材料为SPCC，是一种专用的环保材料，料厚为t=0.8mm，零件表面要求无划伤、油污等外观不良现象，而且指定了长方孔的毛刺面。冲件产量不少于20万件/年，所制造的模具为公司内部自用模具，费用分摊于产品中，故要求模具尽量结构简单、维修方便、装配可靠，尽可能降低模具的制造费用。

1 冲压工艺分析

该零件形状比较简单，可以断定工序步骤为①落料、②弯曲成形、③冲孔(长方孔、圆孔、凸台)。该制件展开为一长方形，形状非常简单;第2步弯曲成形，属于“Z”形弯曲，在一般的弯曲件中，为了达到弯曲边的垂直度，特别是“Z”形一次弯曲成形，用常规的弯曲方法难于达到制件的垂直度要求，可以采用将弯曲凸模和凹模(视情况定)设计成带有弯曲筋的形式来破坏弯曲处制件材料的变形，就是在弯曲行程终点时造成弯曲圆角处材料局部塑性变形，使材料屈服，以此来达到弯曲内角小于料厚，或弯曲内角R=0，来达到弯曲边的垂直度要求。第3步，冲孔、冲凸台也是关键的一步，考虑到长方孔毛刺方向和制件的结构特点，冲孔模凹模在结构上要求有所突破，打破常规，使模具结构简单，刃口磨削方便。

2 模具结构设计

(1)落料模结构为常见结构，没有什么特别之处，条料送进，根据制件使用要求，规定落料模使用上出料形式，防止落料件因叠压而表面划伤。尽量保持该模具结构简洁，维修保养方便，减小模架尺寸，降低费用，图略。

(2)弯曲模如图2所示，自用模具，因此取消模架导向机构，节省费用，减小模具尺寸。该模具弯曲基本上属于对称弯曲，受力情况良好，故采用2根小导柱作为模具导向装置，安装于下固板12上，对顶板11、凸模6进行导向，同时也是模具装配基准;凸模6安装于上固板4的槽内，这样的结构，对模具进行调整和维修之拆卸非常方便。凹模采用镶件形式，镶于模框中，便于调整弯曲凹模和凸模之间的间隙，并且为了防止弯曲回弹，分别在凸模和凹模上加工了弯曲筋(见图2放大图)，弯曲内角R≈0，确保制件的弯曲要求。制件采用定位板定位，可以非常方便地调节弯曲件的尺寸，模具最终调试完毕合格后，用限位柱对模具闭模高度进行限制。

1.模柄 2.上模板 3.螺塞 4.上固板 5.弹簧 6.凸模 7.顶料钉 8.小导柱 9.凹模镶件 10.凹模 11.顶板 12.下固板 13.限位螺钉 14.下模板 15.定位板 16.限位柱

图2 弯曲模简图

(3)冲孔、冲凸台模如图3所示，自用模具，因此取消模架导向机构，节省费用，减小模具尺寸。只使用小导柱进行导向已足够了。该模具关键在于凹模的设计，根据前面对制件的分析、毛刺方向的要求，凹模设计成镶拼结构，冲长方孔凹模使用四块镶件，镶于凹模11中，形成一个长方形，刃口较凹模有一个落差，该落差既是产品要求所至，也是制件定位之用，同时凹模11及其镶件刃口的刃磨也非常方便。在长方形位置，相应的卸料板也设计成镶拼形式，与卸料板8同样形成一个落差，便于调整其落差值，使压料情况达到两者兼顾的目的。冲制圆凸台，在其凹模孔内设置了顶了钉，用来顶出嵌于孔中的圆凸台，顶料钉弹力的大小可以用螺塞来进行调节。

1.模柄 2.上模板 3.上垫板 4.凸模 5.上固板 6.圆冲头 7.冲凸圆冲头 8.卸料板 9.卸料板镶件 10.顶料钉 11.凹模 12.下固板 13.弹簧 14.螺塞 15.下模板 16.小导柱 17.凹模镶件 18.限位柱 19凹模镶件

图3 冲孔、冲凸台模简图

3 小结

该套模具经试模后，除弯曲模稍作调整外，达到了设计要求，冲出完全合格的制件。模具结构简单、装配方法可靠、模架尺寸小，虽然取消了模架导向机构，并没有影响模具精度，冲出的制件完全符合图纸要求，因而大大降低了模具制造费用。

参考文献

　　[1] 冷压冲模设计.第四机械工业部标准化研究所.1981.

　　[2] 冲模设计手册. 冲模设计手册编写组.北京.机械工业出版社.2004.