【经典回顾】太阳能模具在数控冲床上的设计应用

钣金与制作2018-05-13 13:08:11


随着人们对低碳经济、低碳生活理念的逐步认识和接受,能源在国民经济生产、生活中的地位越来越重要,尤其是清洁能源受到很大的关注。太阳能作为一种无污染、清洁和循环的能源受到越来越大关注与支持,其相关配套产业也正飞速发展。太阳能热水器等产品正被普通大众熟知与接受。同时,近些年来,数控冲床得到了大力推广与普及,通过数控冲床加工出来的配套产品需求越来越大。一种能在数控冲床上使用的太阳能模具必将得到客户的认可。

产品及工艺性分析

某型号太阳能热水器储水外筒需成形如图1所示产品,材料为不锈钢SUS304,厚度t为0.41mm。一张板材上成形孔数量多达二十多个。


图1  太阳能热水器储水外筒

根据图1产品结构要求,整个成形过程需分两道工序来完成,即第一道为冲孔翻边工序,第二道为压形工序。几年前,此类太阳能产品主要是由普通冲床模具生产,由于板料外形尺寸较大,成形孔较多,所以在普通冷冲模上难以用导柱、导套来导向,且操作时易受板料尺寸及重量的影响,定位不是太准。生产效率低下、产品精度尺寸不高、维修不便等缺点难以避免。数控冲床在此类产品上的运用,最大的优点就是充分利用了数控冲床自身的再定位功能,使两道工序完全分离开来,通过这个平台,可以达到用户对产品生产效率、产品精度尺寸的要求。

模具结构设计

根据产品工艺性分析,需要两套模具来完成产品的加工。模具是配套在数控冲床上使用,所以模具必须考虑以下关系:

⑴板材的厚度虽然是0.41mm,但受数控冲床及模具的制造精度的限制,冲孔翻边模冲孔间隙取数控冲床最小间隙0.10mm,否则会造成模具单边啃模,引起模具早期失效。

⑵同一系列的数控冲床,结构虽然一样,但机床打击的闭合高度略有不同。因此,模具上模的打击头必须做成可调节结构,简单方便。

⑶下模的设计要注意防止撞料。因此,下模(压料板)一定要做成大倒角,以利于板料沿着倒角顺利地运行到下模上。

⑷数控冲床工作时运行速度较快,且间隙较小,易引起冲孔的废料反弹到下模上,造成模具冲“双料”,模具、甚至机床都会受到伤害。因此,必须在冲孔冲头上设置聚氨酯弹料钉,其能有效地防止废料反弹。

根据以上要求,设计两套模具结构如图2、3所示。


图2 冲孔翻边模总图

1-打击头 2-铜垫 3-锁紧螺钉M8×25 4-弹簧座 5-弹簧 6-顶板 7-内六角螺钉M5×16 8-内六角螺钉M6×25 9-退料杆 10-冲孔凸模11-导向套 12-退料环 13-聚氨酯弹料钉 14-下模压料板 15-聚氨酯弹簧 16-定位螺套 17-内六角螺钉M6×20 18-下模

图3 压型模总图

1-打击头 2-铜垫 3-锁紧螺钉M8×25 4-连接座 5-内六角螺钉M6×25  6-弹簧垫 7-弹簧 8-内六角螺钉M5×16 9-内六角螺钉M4×16 10-定位螺套 11-导向套 12-退料环 13-压型上模 14-下模芯 15-下模 16-下模垫板 17-内六角螺钉M6×14

——节选自《钣金与制作》2010年第3期