魏礼松 解超

【摘要】本文以电视机背板后盖为例，对自动化冲压成形工艺以及关键模具设计要点进行介绍与分析，通过连杆式机器人进行冲压成形操作，并对冲床定位关系进行优化，达到了节约人工，简化操作步骤的目的，严格控制了装模操作时间。同时，研究了整形、切边、弯曲等模具结构的优化方案，在提高零件外观以及尺寸精度的同时，符合自动化冲压成形工艺快速定定位的要求，整套工艺以及模具设计方案符合生产需求，效果满意。

【关键词】电视机背板后盖;冲压成形;模具设计

在电视机背板后盖生产过程中，应用自动化冲压成形工艺并生产各个工序模具设计，能够满足自动化冲压对快速定位的要求。整套工艺方案以及模具结构应当满足自动化生产要求，使模具维修方便，生产效率理想，整套工艺方案能够为大型零件冲压工艺的安排以及自动化模具设计生产提供借鉴与参考。

1 自动化冲压成形工艺

电视机背板后盖度多选用热镀锌钢板材料，零件几字形上部为外观件，对尺寸精度有较高要求，同时整体平面度需要满足±0.3mm标准，以保证后续屏、LED灯条、胶框、膜片等零部件的装机需求。在电视机背板后盖自动化冲压成形过程中，采用自动化冲压生产冲床与连杆式机器人抓取相结合的方式，设计零件成形工序为：中间区域凸包成形，考虑到零件以外观件为主，故擦伤区域应当在展开尺寸边缘外，各个角设置方便下一环节操作使用的定位孔。然后进行平面整形以及部分切边操作，再进行切边冲孔，对零件毛边进行压实与翻孔，然后弯曲成形定位凸点。在此基础之上，考虑到经自动化冲压成形工艺加工所成形零件结构为对碰装配式，因此侧面切边必须确保平齐，各个角成形后再进行切边，最后铆接并安装铆钉，完成整形操作。在整套工艺运行期间，除严格按照送料步距进行冲床排布以外，还必须确保设计过程中所有模具中心、冲床中心以及零件中心保持重合关系，以确保连杆式机器人抓取成形零件并往下一工序送料时定位的精准与可靠。同时，各个操作工序下模应当对高度进行严格控制，为机器人对冲压件的抓取提供方便。冲压成形各个环节中所产生冲裁废料利用皮带进行收集与统一处理。

2 模具设计要点

电视机背板后盖自动化冲压成形工艺下模与冲床下台面定位关系如下图（见图1）所示。下模座位置设置U形槽以及V形槽，数控铣加工，生产过程中的定位通过紧靠冲床台面定位圆柱的方式实现，工件通过下模座U形槽夹紧，以满足模具快速定位与装夹的实际需求。

自动化冲压成形工艺中通过电磁铁装置吸取工件并利用连杆式机器人抓取，工件自一个工位抓取至另一工位上方后电磁铁停止动作，抓取零件依赖于自身重量掉落至指定工位。抓取过程中，机器人操作高度与模具模面间保持50.0mm距离，为了避免零件调动时因该距离出现偏斜制定位置的问题，可在模具外定位块设计中按照导向斜面尺寸设计值增加5.0mm余量，并增加R角导向，通过此种方式确保机器人所抓取零件下落定位的可靠性与准确性。

在电视机背板后盖自动化冲压成形过程中需要避免废料出现上窜问题，因此需要将内置顶出结构增设于冲裁凸模内，对于尺寸过小的凸模，刀口直线部分仅预留2个料厚，按照跳废料标准进行处理。

自动化冲压成形工艺操作期间，对模具零件平面度有±0.3mm的要求，因此需要对凸包整形工艺进行优化，对其进行半剪切整形处理，凸模进入零件内0.2mm，通过对材料施加局部压力的方式冷作硬化，以抵消材料局部应力问题。通过此种方式轻微挤压材料，以抵消拉深操作中存在的应力问题。

考虑到自动化冲压成形加工过程中对零件外形尺寸有较高要求，因此为了方便后续对零件展开尺寸的微调，需要冲裁切边凸模，切边凹模并制备为镶件，将对废料的切边单段长度严格控制在200.0mm范围内，为后续送料带对废料的收集提供方便。

经自动化冲压成形加工所形成零件属于电视机背板后盖外观件，对弯曲尺寸的精度要求高，因此模具设计中可以将弯曲凸凹模设计为可微调结构形式，通过磨可调凸模，可调凹模以及可调连接衬套的方式，满足弯曲间隙的调整需求。

3 结束语

在电视机背板后盖自动化冲压成形工艺运行期间，通过连杆式机器人进行冲压成形操作，并对冲床定位关系进行优化，达到了节约人工，简化操作步骤的目的，严格控制了装模操作时间。同时，研究了整形、切边、弯曲等模具结构的优化方案，在提高零件外观以及尺寸精度的同时，符合自动化冲压成形工艺快速定定位的要求，整套工艺以及模具设计方案符合生产需求，效果满意。

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