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摘要：根据锥形补正片的特点，文章对锥形补正片成型模具设计进行了分析。本设计既能满足制件质量要求，又能实现机械化、自动化生产，提高生产率、产生良好的经济效益。
关键词：锥形补正片；弯曲成型；多工位级进模；设计
中图分类号：TG24 文献标识码：A 文章编号：1006—8937(2011)06—0115—02
锥形补正片属于小制件大批量生产，制件精度要求不是很高，模具零件的加工对于目前的加工方法完全可以达到。采用多工位级进模，在技术上可行，易实现冲压机械化、自动化生产，且可以取得良好的经济效益。
1 定位结构设计
冲模的定位结构是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料送料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离称为送料定距。对于块料或工序件的定位，基本也是在两个方向上的限位，只是定位零件的结构形式与条料有所不同而已。
属于送进导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等；属于送料定距的定位零件有挡料销、导正钉、侧刃等；属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。
本模具对定位结构的要求是：保证条料的正确送进及在模具中的正确位置；保证制件精度；便于实现自动化生产。
1.1 送料导向结构设计
本制件条料裁剪精度较高，条料在送进过程中偏摆不大，不需要侧压装置。本模具就可以采用导料销或导料板送进导向。采用导料销送进导向，导料销一般设两个，并位于条料的同侧。多用于单工序模和复合模中，导料板导向主要用于单工序模或级进模。本模具的送进导向采用导料板导向，且在导料板上做出刮齿，以避免由于固定在卸料板上的导正钉对条料的附带作用，使条料粘带在卸料板上而无法送料。
1.2 送料定距结构设计
挡料销定距，它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料送进距离。但送料操作不便，不易实现自动化生产且定距精度不高。采用侧刃定距，在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧边冲切出一定尺寸的缺口的凸模，称为侧刃。它定距精度高、可靠、生产效率高，采用侧刃定距和自动拉料器联用可以实现自动化生产。但要在条料上冲一缺口，使材料利用率降低。而且挡料销定距和侧刃定距均属于粗定位，对本模具不适合。使用导正钉的目的是消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。冲裁中，导正钉先进入已冲孔中，导正条料位置，保证孔与外形相对位置公差的要求。挡料钉的位置必须保证导正钉在导正过程中条料有少许活动的可能。导正钉主要用于级进模，通常与挡料销配合使用，也可以与侧刃配合使用。导正钉定距属于精定位。
根据以上分析，本模具采用自动送料机送料，实现粗定位，采用导正钉定距，实现精定位。既可以满足定位精度，又可以实现自动化生产。因导正工艺孔设置在废料上，为了提高材料利用率，工艺孔不是很大，直径为f 2，为了提高导正钉的强度、刚度，应尽量缩短导正钉长度。把导正钉固定在卸料板上，使导正钉长度大大缩短。但导正钉固定在卸料板上，在冲压过程中，会使条料粘带在导正钉上无法送进，本模具在导料板上设置刮齿来解决这一问题。
2 模具工作零件设计
模具工作零件，是完成冲压工作的零件，其直接作用于制件。在本模具中包含凹模、凸模。
2.1 凹模结构设计
凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式；刃口也有平刃和斜刃。根据本模具的特点，本模具中有冲裁凹模、成型凹模，冲裁凹模中又包含冲孔凹模、切废凹模、切断凹模。成型凹模包含弯曲下模、压印凹模。因本模具凹模种类多，为了便于加工制造，更换维修。本模具采用镶拼式凹模。
①冲裁凹模的设计。冲裁凹模的结构类型。冲孑L凹模采用整体镶拼式——直通形冲圆孔凹模，靠配合限制冲孑L凹模的轴向串动。切废凹模属于冲非圆孔形凹模，为了便于加工制造，更换维修，采用组合镶拼式，凹模外形依凹模型孔的走势取，切废凹模采用直通形，依靠导料板限制切废凹模的轴向串动。切断凹模依属于冲非圆孔形凹模，但其情况复杂，切断凹模的一部分属于平刃口，另一部分由于弯曲下模的作用，属于斜刃口，为了便于加工制造，更换维修，采用组合镶拼式。
①成型凹模。弯曲下模的设计，其结构形式采用整体镶拼式，为了便于加工制造，采用直通形，用螺钉直接紧固凹模，限制轴向串动。为了便于出件，弯曲下模顶面被削平。在其侧面有2mm宽，5mm深的通槽，以便冲压时给卸料板让位。压印凹模结构简单，直接用凹模固定板。
2.2 凸模结构设计
由于冲压制件的形状和尺寸不同，冲模的加工及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。凸模的固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。本模具中有冲裁凸模、成型凸模，冲裁凸模中又包含冲孔凸模、切废凸模、切断凸模。成型凸模包含弯曲上模、压印凸模。因本模具凸模种类多，均采用为了便于加工制造，更换维修。本模具均采用整体镶拼式凸模。冲裁凸模平刃。
①冲裁凸模的设计。冲孔凸模采用整体镶拼式——阶梯形的冲圆孔凸模，因冲孔凸模工作部分直径较小，采用多阶梯逐次过度，以增强凸模强度，避免机加工、热处理造成应力集中，台肩限制冲孔凸模的轴向串动。切废凸模属于冲非圆孔形凸模，采用整体镶拼式，凸模的固定方法采用台肩固定法。切断凸模依属于冲非圆孔形凸模，但其情况复杂，因切断凸模紧靠弯曲上模，而弯曲上模可上下活动，这就给切断凸模的固定带来了困难，为了切断凸模固定可靠，又便于加工制造，更换维修。我采用整体镶拼式，且把切断凸模紧靠弯曲上模的反方向的固定端加大，防止切断凸模向弯曲上模串动。轴向固定采用台肩固定法。
①成型凸模。弯曲上模的设计。弯曲上模不仅和弯曲下模一起完成制件的弯曲，还起压料作用。为实现弯曲功能，弯曲上模结构形式采用整体镶拼式，利用台肩控制弯曲上模的轴向移动距离。为了实现压料功能，在弯曲上模后面设置一弹性体，进行预弯和压料，在弯曲结束时，上、下模打死，强制制件成型。同时弯曲上模具有弹性，可降低变形速度，减小回弹。其结构组成有：弯曲上模，弹性体(橡胶)，簧垫，螺塞等组成，螺塞调节预压力的大小。压印凸模的设计。因压印面积小，宽度特别小，只有0.4mm，故压印凸模强度特别弱。要提高压印凸模的强度、刚度，要么减短其长度，要么增大其横截面积，或两者同时进行。我采用后者，减短压印凸模长度，使其固定在卸料板上，采用螺钉、小垫板限制其轴向串动；增大其固定端横截面积。
所有凸(凹)模均选用Crl2 MoV钢，淬火硬度HRC58—62。
3 设计验证及总结
该工艺设计、模具设计及模具制造工艺已经过生产实践。其工艺性分析合理，模具结构设计合理、经济、可靠、实用，设计的各种参数正确无误，工艺的编制符合本单位加工条件，制造成本低，制造效率高，模具各零件制造精度均达到了图纸规定的要求。本模具经过加工制造、装配、调试以投入生产使用。制件的各项要求均达到要求。模具自动化程度高，生产效率高，稳定性好，制件尺寸一直性好，具获得了良好的经济技术效果。
参考文献：
[1]模具实用技术丛书编委会_冲模设计应用实例[M]，北京：机械工业出版社,2000.
[2]王孝培，实用冲压技术手册[M]，北京：机械工业出版社，2001.
[3]姜奎华，冲压工艺与模具设计[M]，北京：机械工业出版社，1999
关键词：锥形补正片；弯曲成型；多工位级进模；设计
中图分类号：TG24 文献标识码：A 文章编号：1006—8937(2011)06—0115—02
锥形补正片属于小制件大批量生产，制件精度要求不是很高，模具零件的加工对于目前的加工方法完全可以达到。采用多工位级进模，在技术上可行，易实现冲压机械化、自动化生产，且可以取得良好的经济效益。
1 定位结构设计
冲模的定位结构是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料送料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离称为送料定距。对于块料或工序件的定位，基本也是在两个方向上的限位，只是定位零件的结构形式与条料有所不同而已。
属于送进导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等；属于送料定距的定位零件有挡料销、导正钉、侧刃等；属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。
本模具对定位结构的要求是：保证条料的正确送进及在模具中的正确位置；保证制件精度；便于实现自动化生产。
1.1 送料导向结构设计
本制件条料裁剪精度较高，条料在送进过程中偏摆不大，不需要侧压装置。本模具就可以采用导料销或导料板送进导向。采用导料销送进导向，导料销一般设两个，并位于条料的同侧。多用于单工序模和复合模中，导料板导向主要用于单工序模或级进模。本模具的送进导向采用导料板导向，且在导料板上做出刮齿，以避免由于固定在卸料板上的导正钉对条料的附带作用，使条料粘带在卸料板上而无法送料。
1.2 送料定距结构设计
挡料销定距，它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料送进距离。但送料操作不便，不易实现自动化生产且定距精度不高。采用侧刃定距，在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧边冲切出一定尺寸的缺口的凸模，称为侧刃。它定距精度高、可靠、生产效率高，采用侧刃定距和自动拉料器联用可以实现自动化生产。但要在条料上冲一缺口，使材料利用率降低。而且挡料销定距和侧刃定距均属于粗定位，对本模具不适合。使用导正钉的目的是消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。冲裁中，导正钉先进入已冲孔中，导正条料位置，保证孔与外形相对位置公差的要求。挡料钉的位置必须保证导正钉在导正过程中条料有少许活动的可能。导正钉主要用于级进模，通常与挡料销配合使用，也可以与侧刃配合使用。导正钉定距属于精定位。
根据以上分析，本模具采用自动送料机送料，实现粗定位，采用导正钉定距，实现精定位。既可以满足定位精度，又可以实现自动化生产。因导正工艺孔设置在废料上，为了提高材料利用率，工艺孔不是很大，直径为f 2，为了提高导正钉的强度、刚度，应尽量缩短导正钉长度。把导正钉固定在卸料板上，使导正钉长度大大缩短。但导正钉固定在卸料板上，在冲压过程中，会使条料粘带在导正钉上无法送进，本模具在导料板上设置刮齿来解决这一问题。
2 模具工作零件设计
模具工作零件，是完成冲压工作的零件，其直接作用于制件。在本模具中包含凹模、凸模。
2.1 凹模结构设计
凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式；刃口也有平刃和斜刃。根据本模具的特点，本模具中有冲裁凹模、成型凹模，冲裁凹模中又包含冲孔凹模、切废凹模、切断凹模。成型凹模包含弯曲下模、压印凹模。因本模具凹模种类多，为了便于加工制造，更换维修。本模具采用镶拼式凹模。
①冲裁凹模的设计。冲裁凹模的结构类型。冲孑L凹模采用整体镶拼式——直通形冲圆孔凹模，靠配合限制冲孑L凹模的轴向串动。切废凹模属于冲非圆孔形凹模，为了便于加工制造，更换维修，采用组合镶拼式，凹模外形依凹模型孔的走势取，切废凹模采用直通形，依靠导料板限制切废凹模的轴向串动。切断凹模依属于冲非圆孔形凹模，但其情况复杂，切断凹模的一部分属于平刃口，另一部分由于弯曲下模的作用，属于斜刃口，为了便于加工制造，更换维修，采用组合镶拼式。
①成型凹模。弯曲下模的设计，其结构形式采用整体镶拼式，为了便于加工制造，采用直通形，用螺钉直接紧固凹模，限制轴向串动。为了便于出件，弯曲下模顶面被削平。在其侧面有2mm宽，5mm深的通槽，以便冲压时给卸料板让位。压印凹模结构简单，直接用凹模固定板。
2.2 凸模结构设计
由于冲压制件的形状和尺寸不同，冲模的加工及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。凸模的固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。本模具中有冲裁凸模、成型凸模，冲裁凸模中又包含冲孔凸模、切废凸模、切断凸模。成型凸模包含弯曲上模、压印凸模。因本模具凸模种类多，均采用为了便于加工制造，更换维修。本模具均采用整体镶拼式凸模。冲裁凸模平刃。
①冲裁凸模的设计。冲孔凸模采用整体镶拼式——阶梯形的冲圆孔凸模，因冲孔凸模工作部分直径较小，采用多阶梯逐次过度，以增强凸模强度，避免机加工、热处理造成应力集中，台肩限制冲孔凸模的轴向串动。切废凸模属于冲非圆孔形凸模，采用整体镶拼式，凸模的固定方法采用台肩固定法。切断凸模依属于冲非圆孔形凸模，但其情况复杂，因切断凸模紧靠弯曲上模，而弯曲上模可上下活动，这就给切断凸模的固定带来了困难，为了切断凸模固定可靠，又便于加工制造，更换维修。我采用整体镶拼式，且把切断凸模紧靠弯曲上模的反方向的固定端加大，防止切断凸模向弯曲上模串动。轴向固定采用台肩固定法。
①成型凸模。弯曲上模的设计。弯曲上模不仅和弯曲下模一起完成制件的弯曲，还起压料作用。为实现弯曲功能，弯曲上模结构形式采用整体镶拼式，利用台肩控制弯曲上模的轴向移动距离。为了实现压料功能，在弯曲上模后面设置一弹性体，进行预弯和压料，在弯曲结束时，上、下模打死，强制制件成型。同时弯曲上模具有弹性，可降低变形速度，减小回弹。其结构组成有：弯曲上模，弹性体(橡胶)，簧垫，螺塞等组成，螺塞调节预压力的大小。压印凸模的设计。因压印面积小，宽度特别小，只有0.4mm，故压印凸模强度特别弱。要提高压印凸模的强度、刚度，要么减短其长度，要么增大其横截面积，或两者同时进行。我采用后者，减短压印凸模长度，使其固定在卸料板上，采用螺钉、小垫板限制其轴向串动；增大其固定端横截面积。
所有凸(凹)模均选用Crl2 MoV钢，淬火硬度HRC58—62。
3 设计验证及总结
该工艺设计、模具设计及模具制造工艺已经过生产实践。其工艺性分析合理，模具结构设计合理、经济、可靠、实用，设计的各种参数正确无误，工艺的编制符合本单位加工条件，制造成本低，制造效率高，模具各零件制造精度均达到了图纸规定的要求。本模具经过加工制造、装配、调试以投入生产使用。制件的各项要求均达到要求。模具自动化程度高，生产效率高，稳定性好，制件尺寸一直性好，具获得了良好的经济技术效果。
参考文献：
[1]模具实用技术丛书编委会_冲模设计应用实例[M]，北京：机械工业出版社,2000.
[2]王孝培，实用冲压技术手册[M]，北京：机械工业出版社，2001.
[3]姜奎华，冲压工艺与模具设计[M]，北京：机械工业出版社，1999