安裝支架成形工藝與模具設計

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摘要：介紹了帶加強筋的Z形彎曲件的結構，采用1副彎曲模完成了零件2個方向的彎曲和中間壓筋的成形。設計的模具結構簡單、緊湊，滿足了零件成形尺寸、形狀精度的要求，提高了生產效率，降低了生產成本。

關鍵詞：Z形彎曲；加強筋；彎曲模；尺寸精度；安裝支架

Z形雙向彎曲件應用廣泛，傳統生產方法是采用單工序模成形，工序分散，所需設備和人員多、勞動強度大，生產周期長、制造成本高，生產效率低。現介紹1種Z形雙向彎曲件采用1副彎曲模成形，成形的零件質量好、生產效率高，可滿足大批量生產的需求。

1零件結構分析

所示為某車型高度閥安裝支架，屬于典型的Z形彎曲件，零件的主要成形工序是彎曲和壓筋，有向上和向下2個方向的彎曲，Z形中間局部有高7.5mm、寬48.8mm、與彎曲線成76°夾角的加強筋。零件材料為Q235，厚度為2.5mm，抗拉強度σb為370~500MPa,屈服強度σs為235MPa，含碳量適中，綜合性能較好，用途廣泛。Q235屬于低碳鋼，沖壓性能接近于20#鋼，塑性較好，所需沖壓力較大，零件未注公差要求一般為GB/T13914-2002，精度中等。零件2處彎曲均為110°，實際彎曲變形角為70°，零件成形回彈可控。2模具結構設計

2.1模具結構方案

方案1的模具結構如圖4所示，待成形零件Z形部分面積大的一端放置在模具的托料板上，托料板上設置2個定位銷，利用零件上的孔對其進行定位。零件成形過程：上模下行，Z形凸模與定位在托料板上的毛坯接觸并將其壓緊，上模繼續下行，毛坯開始彎曲成形，隨著凸模與凹模之間間隙的縮小，毛坯一邊向下運動一邊向左運動，上、下模合模后，凸模與凹模之間間隙為一個料厚，零件成形結束。（1）由于毛坯開始變形時待成形零件上不需要彎曲變形的部位已經發生了彎曲變形，毛坯在成形過程中向下運動的阻力較大，毛坯沿運動方向被拉長，隨著材料狀態的變化，成形的零件尺寸一致性較差。（2）毛坯在模具中的放置應保證模具合模方向（上下方向）與待成形零件中部的筋的方向平行，這導致彎曲線與水平面形成一定的夾角，所以凸模和凹模的成形面應與水平面形成一定的夾角，增加加工成本。方案2的模具結構如圖5所示，待成形零件在模具中的位置是Z形彎曲角度(120°)的分中線沿合模方向放置。下模設置定位板對毛坯進行定位。零件成形過程：模具合模Z形凸模與定位在下模上的毛坯接觸，繼續合模，毛坯開始彎曲成形，隨著凸模與凹模之間間隙的縮小，毛坯一邊向下運動一邊向左或右運動，完全合模后零件成形結束。方案2存在的問題與方案1類似。圖4模具結構方案1圖5模具結構方案2方案3的模具結構如圖6所示，待成形零件在模具中的位置是Z形彎曲的中間部分與水平面平行放置。毛坯沿上110°和下110°兩個方向彎曲，下凹2020年第46卷第11期模上設置定位板對毛坯進行定位。零件成形過程：模具合模，上凸模向下運動與定位在下活動凸模上的毛坯接觸，毛坯被壓緊，上模繼續向下運動，毛坯沿110°方向向上彎曲。彎曲后上模繼續向下運動，上凹模與毛坯相接觸沿110°方向向下彎曲，向下運動一定距離后2個110°方向彎曲成形，下固定凸模與毛坯接觸，繼續向下運動，模具合模到位，零件Z形中部寬48.8mm、高7.5mm的筋成形，整個零件成形結束。1.上模座2.矩形彈簧3.限位釘4.螺釘5.圓柱銷6.固定板7.導柱8.螺釘9.凹模10.壓板11.螺釘12.凸模13.螺釘14.定位板15.凹模16.右限位板17.下模座18.螺釘19.后限位板20.圓柱銷21.活動凸模22.圓柱銷23.螺釘24.固定凸模25.活動凸模26.限位釘27.前限位板針對上述3種成形方案的比較，對于高度閥安裝支架采用方案3成形最合理。2.2模具結構特點固定板6與上模座1通過螺釘與圓柱銷固定連接，導柱7緊固在固定板6上，固定板加工有長方形孔將凹模9定位，通過螺釘將凹模9緊固在上模座上。壓板10通過限位螺釘3和矩形彈簧2與上模座1彈性定距連接。活動凸模21、25與下模座17通過限位釘26連接在下模座上，活動凸模21由凹模15、右限位板16、后限位板19和固定凸模24構成四周封閉的空間對其進行定位；活動凸模25由凹模15、右限位板16、前限位板27和固定凸模24構成四周封閉的空間對其進行定位。凸模的結構如圖7所示，在未受外力時其下端面比凹模9高約5mm，當凸模12受到大于矩形彈簧2的彈力時，凹模9高于凸模12，直到壓板10與固定板6相接觸，凸模12與凹模9形成設定的高度差。在壓力機頂出器的作用下推動限位釘26向上運動，繼而推動活動凸模21（見圖8）和25向上運動，限位釘26的長度為有頂出力作用時頂起活動凸模21、25上端面高出凹模15約0.5~1.0mm。當施加在活動凸模21、25上端面外力大于頂出力時，活動凸模21、25向下運動直至其下端面與下模座上表面接觸；活動凸模21、25的上端面與凹模15的上端面形成成形零件要求的高度差。21結構將毛坯放置在活動凸模21、25與凹模15的上端面，左端緊靠在定位板14的定位面上。在壓力機滑塊驅動下模具合模，當凸模12下端面與毛坯上表面接觸，這時活動凸模21、25與凸模12同時對毛坯產生作用力，將其壓緊，使毛坯不能在模具內移動。模具繼續合模，順序進行向上110°和向下110°兩個方向彎曲，Z形中部寬48.8mm、高7.5mm的筋成形，整個零件成形結束。該模具成形的特點是不需要彎曲塑性變形的部位發生塑性變形，成形過程合理，成形零件尺寸穩定。

3結束語

設計的模具一次試模成功，模具成形的零件尺寸符合圖紙要求，批量生產后，零件成形質量穩定，生產效率高，取得了良好的經濟效益。

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作者:郭喜祿 單位:陜西烽火通信集團有限公司