电脑机箱侧盖冲压工艺与模具设计_先进制造技术_模具设计_795

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1、电脑机箱侧盖冲压工艺与模具设计_先进制造技术_模具设计   1引言   图1所示为台式电脑机箱侧盖，采用0.6mm的SECC钢板冲压成形。零件尺寸较大、结构复杂、成形工序多，且产量要求大，导致模具设计难度大。特别是密集的散热孔、折弯压平及卡钩装配尺寸的保证都是该模具设计的瓶颈问题。本文综合考虑了加工、使用及维护等各方面因素，设计了合理的冲压工艺方案及模具结构，保证了冲压生产的可行性与经济性。   图1产品图   2工艺设计   2.1工艺特性分析   (1)材料特性。   SECC是日本JIS牌号，也就是电镀铮钢板，近年取代了传统的SPCC钢板作为电器、通讯等产品的

2、亮体零件的主要材料，它保持了SPCC(冷轧板)的强度、塑性和韧性好等优良性能，其镀层具有较好的耐指纹和耐腐蚀性能，且不含任何对粘结剂结合力或涂漆性能有害的微量元素，利于环保。所以，SECC冲压性能非常好，并被广泛应用。   (2)冲裁工艺性。   零件展开如图2所示，其内外形转角处均有圆角过渡，最小孔为φ4mm，没有超越冲压加工极眼，也避免了凸模和凹模的应力集中，适合冲裁加工。但是，外形轮廓非常复杂，不能采用普通的一次落料成形；内孔密集，为提高模具的可维修性，必须将其凹模设计成镶嵌结构，必须保证有足够的安装空间。所以，外形和内孔冲裁都必须分步进行，简单的单工序模无法

3、信任，需要考虑连续模加工。   图2展开图   (3)成形工艺性。   零件的成形类型主要包括弯曲和起伏，工艺系数都在一次成形范围内。分析图1中的B-B、C-C局部视图，起伏工序必须安排在弯曲工序之前，且弯曲压平特征的压平宽度W>4mm，不能采用正压结构成形，必须采用斜模与滑块组成的侧推结构。   2.2工艺方案设计   工程研讨首先提出采用多工位级进模冲压成形，后经排样设计发现模具规模达到了3400mmx800mm，模具结构非常复杂，制造难度大，装配工艺性和可维护性非常低，且需要配用大型专用冲床，根据企业现有装备水平和制造能力，确定该方案不可行。综合分析各影响因素

4、，设计了首先采用多工位级进模冲压完成冲裁、起伏及图2中的标识A处的弯曲特征，再利用两副单工序弯曲模先后完成90°折弯和侧推臣平的工艺方案。该方案虽然需要3副模具及配套设备，但是充分利用了现有设备，保证了生产的可行性与经济性。   3级进模排样设计   合理的排样是大批量冲压生产中降低成本的有效措施之一，也是级进模设计的关键；含有成形特征的制件，在设计排样时，需要重点考虑其成形顺序。   3.1排样设计   如图2展开图所示，除外形落料，其余有冲孔、起伏、弯曲等工序，其中弯曲和起伏工序必须安排在局部落料之后，为保证模具受力平衡尽可能对称成形，图2中标识B处为非对称结构

5、，故安排在模具中心线上成形，这就决定了制件在排样中的方向，如图3所示。密集孔的冲裁因尺寸小，凸模和凹模磨损快，维修和更换频繁，不能采用整体式凹摸，而镶拼式凹模要求有一定的安装空间，所以图3中1～5工位均有冲孔工序。   因产品尺寸较大，故采用四角的边料载体，既保证送料的安全和稳定，又不妨碍顺利成形，最终在第6工位切除载体使制件与条料分离。模具定位方式采用侧刃定距配合导正销精定位，不需要设置专门的导正孔，而选用侧盖上的通风孔，这是因为其尺寸精度要求不高，即便因导正磨损增大也不影响使用功能。   3.2M处成形顺序   零件中成形特征较多，以图1中标识M处的特征最复杂，

6、该处包括弯曲压平和起伏两个特征。由工艺分析可知，弯曲工序必须安排在起伏工序之后，为避免因起伏拉裂条料，图3中的第1工位将起伏成形处先撕开，再于第2工位起伏，这样也能保证第3工位该处冲裁尺寸的精确。根据整个零件的结构需要，该处起伏方向向上，以致弯曲方向向下，给弯曲后的压平工序带来了较大的困难，必须分四步弯曲，其成形顺序如图4所示，分别为(a)第1工位撕裂；(b)第2工位起伏；(c)第3工位冲裁；(d)第4工位弯曲90°；(e)第5工位弯曲135°；(f)第6工位压平。   图3级进模排样   图4M处成形顺序   4弯曲成形模结构设计   4.190°弯曲模   图5

7、所示为90°弯曲模结构简图，因材料厚度仅有0.6mm，弯曲凸模和凹模之间的间隙为0.6mm。小间隙弯曲模的导向精度将影响制件表面质量，甚至损坏凸模和凹模的工作表面I呵。所以，该模具采用自制的钢四导柱模架，4个精密的滚动型导柱18和导套19，确保了上、下模的合模精度，且保证了模具的整体强度和刚性。   该工序成形得到的为非对称大尺寸弯曲工序件，坯料容易产生偏移，模具中设计了弹性顶件装置控制偏移量。在弹性橡胶20较大的弹压力作用下，还能有效地保证制件的平面度，确保机箱装配精度。同时，在靠近弯曲工作部位的四周设计了压料装置，上模下行，压料销15首先接触板料，将坯料压紧