链条弯链板自动连续冲挤4孔成形新工艺设计.docx

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链条弯链板自动连续冲挤4孔成形新工艺设计

对垂直孔冲模成型工艺的新改进

惠州市高级技工学校张扬

摘要：

以弯链板为例，介绍垂直孔产品的结构特点及冲裁工艺要求，通过新旧工艺的分析，决定采用连续送料、斜（滑）楔结构、冲孔+挤孔的自动连续冲挤新工艺，以达到弯链板4孔加工的尺寸精度及粗糙度值的要求。

关键词：

垂直孔冲裁弯链板4孔加工连续冲挤

1、产品结构特点及原工艺分析

传统的垂直孔冲裁件生产工艺复杂落后，经济效益低，随着工业上上对垂直孔冲裁件的需求量与日俱增，迫切需要提高加工自动化程度以提高工作效率和产品精度。

本文以链条弯链板为例介绍垂直孔冲裁件的冲裁工艺及对模具的改进。

工件名称：

弯链板

生产批量：

大批量

材料：

40Mn钢

工件简图：

如图1

质量要求：

1）外观要求：

表面平整光洁，无毛刺，边缘整齐，无尖角和飞边。

2）配合要求：

弯曲后附件孔与节距孔垂直度不大于0.1，节距孔中心与附件孔表面的高度位置偏差不大于0.2，四孔表面粗糙度值为Ra1.6μm。

从产品来看，该件为典型的冲压弯曲件。

按常规生产方式，我们进行了试样加工，工序为落料（同冲减重孔）→冲节距孔1→折弯→冲附件孔（两面）→冲节距孔

5道工序。

但试样完工后检查发现：

弯曲后附件孔与节距孔垂直度偏差0.3～0.5，节距孔中心与附件孔表面的高度位置偏差0.4～0.6,4孔内表面粗糙度值为Ra3.2μm。

同时单工序转序作业，工作效率较低。

经工艺分析及实验研究，采用了一种新的工艺——自动连续冲剂4孔（节距孔、附件孔）工艺装置生产该零件，取得了明显的经济效益。

2、自动连续冲剂（挤）4孔工艺分析

新的成形工艺为自动连续冲压工艺，其连续成形工位如图2所示。

该工艺由于改进了原成形工艺中落料、冲节距孔和冲附件孔（两面）的4孔分开加工工序，合并为自动连续冲剂4孔成形工序，生产效益比原工艺有了大幅度的提高。

新的成形工位前工序的落料、弯曲工序与原工艺相似，下面只介绍自动连续冲剂4孔成形工艺及模具。

3、模具设计

“自动连续冲剂4孔”工艺为节距孔冲剂（挤）钉完成上下垂直运动、附件孔冲剂钉为斜（滑）楔，将冲床（或油压机）由上下垂直运动同步转化完成水平直线运动。

同时送料盒自动进料、活动导轨推动链板连续移位、弹性定位板精定位来实现弯链节自动循环移送、自动定位、连续冲剂，模具设计如图3所示。

3.1模具结构

本模具有上模和下模两大部分组成，上模和下模通过上导套26、下导柱29结合在一起，下模板1、上模板24、上导套、下导柱等共同组成本装置的模架。

为了使模具结构紧凑，上导套、下导柱除起导向作用外，还兼顾斜楔固定作用。

下模板1与下凹模固定板4、平行轨道5、上盖板21联接，平行轨道内的活动推料板8通过导轨定位板9与导轨7连接，导轨定位板9安装对称两只送料定位螺栓10，导轨7活动安装于导轨座3内。

导轨7上部联接导轨滚子座（滚子）37，在冲床压下位置上，与上模座上楔板38斜面接触，推动导轨7在导轨座3直线移动。

导轨弹簧2一端固定在导轨7上，另一端联接于冲床上，在弹性作用下，完成直线移动的连续循环工作。

自动进料的送料盒22与上盖板21联接，下方开设有与工件平行的通槽，将工件依次落下到活动推料板8的前端。

弹性精定位的固定套12安装在送料平行轨道5的对称两侧，两侧处开设与工件垂直的通槽，通槽内设置为定位板14，通过弹性定位螺栓11、弹性定位螺栓弹簧13与固定套联接。

节距孔冲钉18与钉座固定板17、钉座垫板16、上模垫板15、导套固定板25、上模座板24联为一体。

对应的下模节距孔凹模20固定在下凹模固定板4中间部位。

附件孔冲钉35与滑楔附件孔冲钉固定座34、滑楔33固定。

滑楔33安置于下凹模固定板4对称两侧开设的与工件垂直的通槽内，通槽内的滑楔弹簧导销一端固定在下凹模固定板上，一端穿入滑楔弹簧31内孔与滑楔33活动联接。

附件孔凹模19固定在上模钉座固定板17的中间部位，其对应的附件孔凹模两侧台阶位置的钉座固定板17，开设有空槽位置。

附件孔凹模19上部的上模垫板15、导套固定板25开设的中间孔位置，安装附件孔凹模内弹簧36。

斜面楔块32、导套推圈27与导套推圈固定螺母28固定于上导套26上在冲床（或油压机）的压下位置，斜面楔块32侧面接触并推进滑楔33作水平移动，回程位置时，滑楔33在滑楔弹簧31弹性下退回起点原位，完成一个工作循环。

3.2工作过程

首先，模具安装在冲床上，并调节好滑块行程，将图2所示的折弯工序后弯链板工件依次放入送料盒内。

当上模随冲床滑块下行时，上导套26进入下导柱29中。

上模上楔板38斜面接触导轨滚子座（滚子）37，推动导轨7在导轨座3直线移动，活动推料板8回位，平行轨道5内空出一个工件位置，送料盒内的工件自动下落到落料位置。

本装置为平行轨道内设有5个工位，第一工位为落料位置，第五工位为冲挤位置，第二、三、四工位为送料位置，冲床须连续5个工作循环后，将工件依次送料到第五冲挤工位。

平行轨道5两侧的定位板14对送料到位的工件自动挡料，达到定位作用。

随着上模的继续下行，上模中间的附件孔凹模19在内弹簧36弹性下压紧工件。

联接于上导套上的斜面楔块32侧面接触滑楔33，并随着上模的下行，压缩滑楔弹簧导销30上的滑楔弹簧31，推动滑楔上的附件孔冲钉35压入工件，完成冲挤附件孔的工序作业。

连接于上模的节距孔冲钉18压入工件，完成冲挤节距孔的工序作业。

冲床滑块到达下死点后，紧接着带动上模回程上升，此时的附件孔凹模19在内弹簧36的作用下，仍保持静止不动。

随着斜面楔块32的上升，滑楔上的附件孔冲钉35在滑楔弹簧31的弹力作用下，沿着水平方向向外运动，脱离工件。

冲挤的边料通过附件孔凹模19的中间孔位置落下。

随着上模的回程，弹性附件孔凹模19、节距孔冲钉18脱离工件，冲下的边料从节距孔凹模20孔中分离落下。

上模上楔板38斜面脱开导轨滚子座（滚子）37，导轨7在导轨弹簧2的弹力作用下，复位活动推料板8，平行轨道5两侧的定位板14在工件推力的作用下回程，将冲挤工序完毕的工件推出平行轨道5。

当冲床回程到上死点时，活动推料板8将待冲挤的工件推进到定位板14的定位上，完成一个工作循环。

随着冲床的连续工作，上下模继续完成上述的推进、复位的循环动作，实现工件的连续自动移送，4孔冲挤顺利完成。

4关键零部件的设计

4.1斜（滑）楔板设计

考虑到此零件是将冲床上下运动转化为附件孔冲钉的水平运动，耐磨性要求高。

斜（滑）楔板材料为Cr12MoV钢，热处理硬度为58～62HRC，质量较高，能保证耐磨性要求。

另外，斜（滑）楔板的斜度角是直接影响水平推进距离的因素，斜度角越大，则水平推进距离越长。

为此通过工艺试验测试：

当斜（滑）楔板斜度角为40°；上模上楔板斜度角为55°时，其斜（滑）楔板推进距离为最佳。

4.2冲挤钉及凹模设计

由冲压原理可知：

孔的冲裁方式对工件剪切断面有很大的影响。

用普通冲裁所得到的工件，剪切断面有塌角、断裂面和毛刺，还带有明显锥角，表面粗糙度值为Ra12.5μm～Ra6.3μm，加工精度低。

为达到弯链板孔加工技术要求，本文通过工艺试验，分析普通冲裁后的剪切断面质量，可以通过后序较小余量的挤孔工序来提高。

为此设计了冲孔+挤孔两道工序合二为一的“冲挤工艺”试制，得出了一种提高冲裁孔质量和精度的精密冲挤钉及凹模结构（见图4），其工艺特点为：

（1）冲挤过程中，前道的冲孔已完成了粗制孔的加工任务，后序的挤孔工序则为较小加工余量的精制光整加工。

由于挤孔钉间隙很小而凹模刃口圆角的结构，增加了冲挤过程中的静水平压力作用，从而使链板孔的加工处于一种精密配合下的表面整形加工状态，使得链板孔的表面质量和尺寸精度均有提高。

（2）冲挤钉材料选用了W18Cr4V钢，热处理硬度为60～64HRC，凹模材料为Cr12MoV钢，热处理硬度为58～62HRC。

此类模具钢材料的耐磨性、淬透性及热处理变形小，利于冲挤工序的作业。

通过挤孔后的工件，表面粗糙度值达到Ra1.6μm，同时尺寸精度符合了产品要求。

5制造工艺要点

模具设计制造时，首要保证的是各模板间的平行、孔与板的垂直、各尺寸的配合合理。

应平磨送料平行轨道二端面及下凹模固定板的配合面以保证平行度。

在加工对称分布的斜（滑）楔板接触斜面时，最好将上述两组合并一起同时加工，以保证斜度一致。

6实际生产使用效果

使用本文中介绍的连续冲剂四孔成形工艺装置在实际生产中，将原来的分道转序加工，合并为一道自动连续成形工序，以自动送料替代了人工填料，杜绝了人工操作的不安全隐患，生产效率明显提高，实现了垂直孔的自动化冲剂生产。

7参考文献

【1】王孝培.冲压手册【M】.北京：

中国机械工业出版社，1990

【2】洪深泽.挤压工艺及模具设计【M】.北京：

中国机械工业出版社，1996