魏禮松 解超

【摘要】本文以電視機背板后蓋為例，對自動化沖壓成形工藝以及關(guān)鍵模具設(shè)計要點進行介紹與分析，通過連桿式機器人進行沖壓成形操作，并對沖床定位關(guān)系進行優(yōu)化，達到了節(jié)約人工，簡化操作步驟的目的，嚴格控制了裝模操作時間。同時，研究了整形、切邊、彎曲等模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，在提高零件外觀以及尺寸精度的同時，符合自動化沖壓成形工藝快速定定位的要求，整套工藝以及模具設(shè)計方案符合生產(chǎn)需求，效果滿意。

【關(guān)鍵詞】電視機背板后蓋;沖壓成形;模具設(shè)計

在電視機背板后蓋生產(chǎn)過程中，應(yīng)用自動化沖壓成形工藝并生產(chǎn)各個工序模具設(shè)計，能夠滿足自動化沖壓對快速定位的要求。整套工藝方案以及模具結(jié)構(gòu)應(yīng)當滿足自動化生產(chǎn)要求，使模具維修方便，生產(chǎn)效率理想，整套工藝方案能夠為大型零件沖壓工藝的安排以及自動化模具設(shè)計生產(chǎn)提供借鑒與參考。

1 自動化沖壓成形工藝

電視機背板后蓋度多選用熱鍍鋅鋼板材料，零件幾字形上部為外觀件，對尺寸精度有較高要求，同時整體平面度需要滿足±0.3mm標準，以保證后續(xù)屏、LED燈條、膠框、膜片等零部件的裝機需求。在電視機背板后蓋自動化沖壓成形過程中，采用自動化沖壓生產(chǎn)沖床與連桿式機器人抓取相結(jié)合的方式，設(shè)計零件成形工序為：中間區(qū)域凸包成形，考慮到零件以外觀件為主，故擦傷區(qū)域應(yīng)當在展開尺寸邊緣外，各個角設(shè)置方便下一環(huán)節(jié)操作使用的定位孔。然后進行平面整形以及部分切邊操作，再進行切邊沖孔，對零件毛邊進行壓實與翻孔，然后彎曲成形定位凸點。在此基礎(chǔ)之上，考慮到經(jīng)自動化沖壓成形工藝加工所成形零件結(jié)構(gòu)為對碰裝配式，因此側(cè)面切邊必須確保平齊，各個角成形后再進行切邊，最后鉚接并安裝鉚釘，完成整形操作。在整套工藝運行期間，除嚴格按照送料步距進行沖床排布以外，還必須確保設(shè)計過程中所有模具中心、沖床中心以及零件中心保持重合關(guān)系，以確保連桿式機器人抓取成形零件并往下一工序送料時定位的精準與可靠。同時，各個操作工序下模應(yīng)當對高度進行嚴格控制，為機器人對沖壓件的抓取提供方便。沖壓成形各個環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生沖裁廢料利用皮帶進行收集與統(tǒng)一處理。

2 模具設(shè)計要點

電視機背板后蓋自動化沖壓成形工藝下模與沖床下臺面定位關(guān)系如下圖（見圖1）所示。下模座位置設(shè)置U形槽以及V形槽，數(shù)控銑加工，生產(chǎn)過程中的定位通過緊靠沖床臺面定位圓柱的方式實現(xiàn)，工件通過下模座U形槽夾緊，以滿足模具快速定位與裝夾的實際需求。

自動化沖壓成形工藝中通過電磁鐵裝置吸取工件并利用連桿式機器人抓取，工件自一個工位抓取至另一工位上方后電磁鐵停止動作，抓取零件依賴于自身重量掉落至指定工位。抓取過程中，機器人操作高度與模具模面間保持50.0mm距離，為了避免零件調(diào)動時因該距離出現(xiàn)偏斜制定位置的問題，可在模具外定位塊設(shè)計中按照導向斜面尺寸設(shè)計值增加5.0mm余量，并增加R角導向，通過此種方式確保機器人所抓取零件下落定位的可靠性與準確性。

在電視機背板后蓋自動化沖壓成形過程中需要避免廢料出現(xiàn)上竄問題，因此需要將內(nèi)置頂出結(jié)構(gòu)增設(shè)于沖裁凸模內(nèi)，對于尺寸過小的凸模，刀口直線部分僅預(yù)留2個料厚，按照跳廢料標準進行處理。

自動化沖壓成形工藝操作期間，對模具零件平面度有±0.3mm的要求，因此需要對凸包整形工藝進行優(yōu)化，對其進行半剪切整形處理，凸模進入零件內(nèi)0.2mm，通過對材料施加局部壓力的方式冷作硬化，以抵消材料局部應(yīng)力問題。通過此種方式輕微擠壓材料，以抵消拉深操作中存在的應(yīng)力問題。

考慮到自動化沖壓成形加工過程中對零件外形尺寸有較高要求，因此為了方便后續(xù)對零件展開尺寸的微調(diào)，需要沖裁切邊凸模，切邊凹模并制備為鑲件，將對廢料的切邊單段長度嚴格控制在200.0mm范圍內(nèi)，為后續(xù)送料帶對廢料的收集提供方便。

經(jīng)自動化沖壓成形加工所形成零件屬于電視機背板后蓋外觀件，對彎曲尺寸的精度要求高，因此模具設(shè)計中可以將彎曲凸凹模設(shè)計為可微調(diào)結(jié)構(gòu)形式，通過磨可調(diào)凸模，可調(diào)凹模以及可調(diào)連接襯套的方式，滿足彎曲間隙的調(diào)整需求。

3 結(jié)束語

在電視機背板后蓋自動化沖壓成形工藝運行期間，通過連桿式機器人進行沖壓成形操作，并對沖床定位關(guān)系進行優(yōu)化，達到了節(jié)約人工，簡化操作步驟的目的，嚴格控制了裝模操作時間。同時，研究了整形、切邊、彎曲等模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，在提高零件外觀以及尺寸精度的同時，符合自動化沖壓成形工藝快速定定位的要求，整套工藝以及模具設(shè)計方案符合生產(chǎn)需求，效果滿意。

參考文獻：

[1]楊太德，唐海波.多角彎曲件成形工藝優(yōu)化與級進模結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].制造技術(shù)與機床，2019，（11）：61-64，68.

[2]盈亮，賈治域，胡平， 等.高強度鋼板熱沖壓成形工藝的改進[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2013，（1）：75-78.

[3]周大勇，李偉，候銀.汽車零件高速落料沖壓自動化生產(chǎn)線淺談[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2012，（2）：19-21.

[4]徐剛，魯潔，黃才元.金屬板材沖壓成形技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2004，39（4）：16-22.