联合安装模-多工位模具设计

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'联合安装模-多工位模具设计'
MEMBER FR FLOOR CROSS SIDE RH/LH 联合安装模联合安装模1 引言引言 MEMBER FR FLOOR CROSS SIDE RH/LH 为丰田轿车内加强件如图 1 所示,材质为 SPC440,料厚 1.4 mm,此零件形状复杂,成形性能差。我公司通过合理冲压工艺安排及模具结构设计,达到了在合理工序内完成该产品的冲压成形过程,生产出合格的产品。 2 零件冲压工艺性分析及工序过程图零件冲压工艺性分析及工序过程图如图 1 所示,MEMBER FR FLOOR CROSS SIDE RH/LH 形状复杂,冲孔多且要求精度高,制件深度大,厚度变化要求均匀,须考虑制件的回弹影响。因此该产品冲压工序较长,模具结构复杂,制造困难。我公司根据多年的汽车覆盖件模具制造经验,以及先进的 CAE 分析(分析结果如图 2.1)相结合,对此零件进行了详细分析,在充分考虑成形性能、模具结构、加工制造、调试装配、生产使用、维修保养等方面因素,确定了如下工艺方案:①OP10 拉延;②OP20 拉延;③OP30 修边冲孔;④OP40 弯曲;⑤OP50 斜楔整形;⑥OP60 剖切冲孔。图图 2.1 CAE 分析结果示意根据已确定的冲压工艺方案,我们完成了该产品的冲压工序过程图的设计。冲压工序过程图包括了制件材质、各工序冲压方向、工序内容、使用设备、进出料方向、各工序数学模形及基准点、各工序分模口线、冲孔位置大小及斜楔角度等相关技术要求,为模具结构设计提供了正确的设计思路。MEMBER FR FLOOR CROSS SIDE RH/LH 冲压工序过程图如图 2.2 所示。 图图 1 图图 2.2 冲压工艺过程图通过以上冲压工序过程图,明确了各工序的工序内容及加工范围,避免了设计失误及加工漏项,制定了各工序加工及制造基准,指示了局部特殊机构的处理方式等,为结构设计、加工制造、装配调试打好了坚实的基础。3三维实体模具结构设计三维实体模具结构设计三维实体设计具有形象直观,数字化程度高,易检测结构合理性,节省加工制造周期,是模具设计制造的发展方向。根据冲压工序过程图及厂家技术要求等相关技术资料,利用先进的三维设计软件,我们完成了各工序的模具结构三维实体设计,为加工制造提供提供直观可靠的数字依据,提高了设计质量和制造效率,缩短了模具制造周期,从而提高了企业效益。各工序模具三维实体如图 3.1——3.6 所示。 图图 3.1 OP10 拉延模 图图 3.2 OP20 拉延模 图图 3.3 OP30 修边冲孔下模 图图 3.4 OP40 弯曲下模 图图 3.5 OP50 斜楔整形上模 图图 3.6 OP60 剖切冲孔下模4 OP50 斜楔整形模简介斜楔整形模简介本套模具为丰田轿车部件 MEMBER FR FLOOR CROSS SIDE RH/LH OP50 斜楔整形模,模具本体即上下模座采用 FC250 浇铸,采用 CAM 机构设计制造,通过斜楔整形机构做功原理,实现了产品件的最终成型,很好的解决了此类零件拉伸不足、质量不稳定及制件回弹等问题,获得了高品质的模具零件。 图图 4 OP50 斜楔整形模结构示意及下模实体1 上模座上模座 2 下模座下模座 3 外导板外导板 4 压料板压料板 5 斜楔上滑块斜楔上滑块 6 回程组件回程组件 7 安全吊钉安全吊钉8 下模驱动器下模驱动器 9 耐磨板耐磨板 10 上模整形镶块(上模整形镶块(SKD11)) 11 下模整形镶块(下模整形镶块(SKD11)) 模具结构局部简图如上图 4。本模具工作状态如下:件 1 上模座固定于上模板上(上模板与压机上滑块锁紧) ,件 2 下模座固定在下模板上(下模板与压机下台面锁紧) 。模具处于处于最大开口状态,此时机械手开始送料;工作过程中,件 2 随压机上滑块向下运动,固定于上模的件 3 外导板进入件 1,实现模具工作时的外导向;上滑块下行,件 4 压料板通过OP50 斜楔整形下模斜楔整形下模8/98/91111弹性顶料装置弹性顶料装置 上模的弹性介质开始压料,下行一段距离后斜楔上滑块 5 开始与下模驱动器 8 通过耐模板 9接触;上模继续下行,回程组件 6 开始压缩,斜楔上滑块与下模驱动耐磨板贴合运行一定行程后,固定与上模斜楔上的上模整形镶块 10 开始接触前序产品件实施整形工作并达到下模整形镶块 11 状态;压料板与上模贴合到位,件 7 安全吊钉水平行程到位,模具工作行程到位,模具完成零件的整形动作。上滑块回程,上模上行,压料板 9 继续压料,斜楔上滑块上行同时回程组件弹性释放,上模整形镶块离开制件,下模顶件装置将制件顶起(本模具使用弹性顶料) ,机械手取件。通过以上步骤,完成了 MEMBER FR FLOOR CROSS SIDE RH/LH 零件的整形工序,依次循环,可进行大批量自动化生产。见图 6.5 冲压调试后制件 OP50。本模具相对于同类模具设计合理巧妙,有效地解决了制件翻边整形所产生的回弹问题,给今后制造此类模具提供好的借鉴。5 模具联合安装模具联合安装 模具安装如图 5.1,下模板设置定位销与模具的上下模座加工制出的定位孔配合,然后利用模具设置的压板槽与上下模板锁紧;同时,上下模板均制出了与压机相对应的压板槽和气顶杆过孔,使上下模板固定在压机的工作台面上进行模具的冲压工作。 图图 5.1 下模安装图 联合安装模的上下模板设置有安全起吊装置,并且考虑到运输的方便,上下模板还需设置有平衡等高存放装置,在模具运输过程中,各序模具的模座均应在上下模板之间始终处与受压状态。因而所设置的等高存放装置应考虑六序模具中,自由状态下冲压行程最大问题,并根据最大行程制作存放装置。 联合安装模具的自动化生产是由压机和机械手共同协作完成,如图5.2,机械手安装于压机上台面,工作过程中,压机上滑块回程,机械手进入并送、取料,按运行轨迹达到相邻的下一工步,然后机械臂回位;压机上滑块下行,模具进行 图图 5.2 模具自动化运行状态一次冲压工作完成,压机上滑块又回程,机械手臂又一次进入并送、取料,这样便完成一次产品零件的制出。压机的连续上下运行,随同机械手臂连续运动,达到联合安装模具自动化OP10OP20OP30OP40OP60 运行。图图 5.3 机械手局部运行示意图 图图 5.4 模具联合安装(模具下模部分)6 结束语结束语以上为丰田轿车加强件 MEMBER FR FLOOR CROSS SIDE RH/LH 模具制作过程中所涉及的工艺分析、结构设计及联合安装介绍。解决了轿车复杂内覆盖件冲压成形中因产品形状造成的成形困难,调试复杂等问题。通过生产实践验证,工艺方案合理,模具结构可靠,满足客户生产需求,达到了预期的效果,可为同类型产品模具制造提供参考。同时在此模具设计制造中成功运用六序模具联合安装,机械手送件装置,自动化程度高,对减少大型外覆盖件模具工装与冲压设备数量,提高产品效益提供了很好的借鉴。与国外同类模具相比,本套模具具有设计巧妙、结构复杂、自动化程度高、模具强度高、使用寿命长、操作方便、质量稳定、成本低廉的特点。也为同类产品模具制造提供参考。
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