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        凸緣圓筒件成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)

        2015-12-19 21:00:10鄭漢群
        卷宗 2015年11期

        鄭漢群

        摘 要:對(duì)有凸緣圓筒件成形工藝討論、分析,比較多次正拉深,和正、反拉深的加工方案,從而采用正反拉深復(fù)合加工,減少拉深次數(shù),提高加工效率和降低生產(chǎn)成本。

        關(guān)鍵詞:凸緣圓筒件;成形工藝;正反拉深復(fù)合模;生產(chǎn)效率

        1 引言

        隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展,各種模具產(chǎn)品價(jià)格的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈。為此,必須對(duì)零件的加工方法進(jìn)行一定的改進(jìn)。如圖1示零件為某產(chǎn)品上的拉深件,采用1mm優(yōu)質(zhì)碳素08鋼制成,小批量生產(chǎn)。本文將對(duì)兩種成形工序進(jìn)行分析,確定一種高效率、低成本的工藝方案。

        2 工藝分析及計(jì)算

        這是一常見的典型拉深件,零件結(jié)構(gòu)并不很復(fù)雜,按照零件的加工順序,首先要對(duì)零件進(jìn)行工藝計(jì)算,才能制訂出合理的工藝方案。

        根據(jù)產(chǎn)品圖紙可知d凸=60mm,d凸/d=1.54,由此查表可決定取修邊余量△h=3mm,故工序計(jì)算中凸緣直徑d凸=66mm,依據(jù)拉深前后毛坯與工件表面積不變?cè)瓌t,利用毛坯直徑D計(jì)算公式:

        可求得展開料毛坯直徑D=110mm。

        那么該零件的拉深系數(shù)m可通過以下公式求得:m=d/D=0.35

        由于毛坯相對(duì)厚度:t/D×100=1/110×100=0.91

        d凸/d=66/39=1.69

        由此可查得,有凸緣圓筒件第一次拉深的最大相對(duì)高度 h1/d1=0.45因?yàn)閔/d=49/39=1.26>h1/d1。根據(jù)有凸緣圓筒件拉深判斷條件知,不能一次拉深成形,須采用多次拉深,主要有兩種方案,即多次正拉深和正拉深、反拉深。

        2.1 多次拉深

        查閱資料可知,前幾次拉深系數(shù)分別為:m1=0.53~0.55,m2=0.76~0.78,m3=0.79~0.8。選取各次拉深系數(shù)分別為m1=0.55,m2=0.78,m3=0.83。即:第一次拉成d1=m1D=0.55×110mm=60.5mm,第二次拉成d2=m2 d1=0.78×60.5mm=47.2mm,第三次拉成d3=m3 d2=0.83×47.2mm=39mm(式中所示各零件直徑為中心層直徑)。

        由此可確定采用正拉深方案,加工工序?yàn)椋郝淞稀谝淮卫睢诙卫睢谌卫睢捱叄鐖D2所示。

        2.2 采用正、反拉深

        由于反拉深能降低拉深系數(shù)10~15%,于是考慮在第一次拉深結(jié)束后,在第二次拉深中采用反拉深。

        根據(jù)上述數(shù)據(jù),可知第一次拉深系數(shù)及第二次反拉深系數(shù)分別為:m1=0.53~0.55,m2=0.65~0.7。選取各次拉延系數(shù)m1=0.53, m2=0.67,即第一次拉成d1=m1D=0.53×110mm=58.3mm,第二次拉成d2=m2 d1=0.67×58.3mm=39mm。由此可見,采用正、反拉深方案,加工工序?yàn)椋郝淞稀谝淮卫睢蠢睢捱?,如圖3所示。

        比較兩種加工方案很容易發(fā)現(xiàn):采用反拉深可減少拉深次數(shù),二次便可拉深成形,而仔細(xì)分析正、反拉深各加工工序的尺寸可見,由于落料尺寸φ110mm與第一次拉深的外形φ59.3mm相差較大,而反拉深后尺寸φ40mm與第一次拉深的內(nèi)腔尺寸φ57.3mm數(shù)值也有較大差別,這樣凸凹模就有足夠的厚度,就能保證有足夠的強(qiáng)度,這就為各工序的復(fù)合提供了可能。

        3 落料、正、反拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)

        3.1 模具結(jié)構(gòu)及工作原理

        根據(jù)上述分析,設(shè)計(jì)了如圖4所示的落料、正、反拉深復(fù)合模。

        整套模具能同時(shí)完成零件的落料、第一次拉深、反拉深三道工序的加工,模具工作時(shí),壓機(jī)滑塊上升,上、下模脫離接觸,在壓緊橡膠塊3的彈性回復(fù)作用下,卸料塊17通過下頂桿20上升至與落料凹模2上端面平齊,此時(shí)將坯料通過定位導(dǎo)料板19置于落料凹模2適當(dāng)位置,壓機(jī)上滑塊下降,落料拉深上模14、卸料塊17首先與坯料正、反面接觸,實(shí)施壓邊,與此同時(shí),落料拉深上模14與落料凹模2共同作用開始落料,落料拉深上模14與拉深凸凹模6也開始對(duì)板料進(jìn)行拉深,當(dāng)?shù)谝淮卫罱Y(jié)束,拉深凸模8開始與完成第一次拉深的半成品接觸,與拉深凸凹模6共同進(jìn)行反拉深。

        當(dāng)拉深結(jié)束,壓機(jī)滑塊上升,下卸料板15通過彈簧16的彈力將拉深好的零件推出型腔,當(dāng)壓機(jī)上的打桿橫梁與打桿10相撞,通過打料板11、打料桿13傳動(dòng)給卸料板7將拉深好的零件推出拉深凸模8工作部位,落料后的廢料通過卸料導(dǎo)板18卸出。

        3.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        1.拉深凸凹模6外形為第一次拉深的凸模,內(nèi)腔為反拉深的凹模,其尺寸分別按拉深件工序計(jì)算的內(nèi)、外形尺寸進(jìn)行加工,并保證與相應(yīng)的工作零件落料拉深上模14、拉深凸模8的拉深單面間隙為1~1.1mm。

        2.零件第一次拉深要壓邊,由于零件反拉深時(shí),材料與凹模接觸面比正拉深大,材料的流動(dòng)阻力大,材料不易起皺,因此,在第二次反拉深時(shí)未設(shè)置壓邊圈,即反拉深時(shí)不壓邊。

        3.落料拉深上模14外形為落料凸模,內(nèi)腔為第一次拉深的凹模。

        參考文獻(xiàn)

        (1) 丁松聚.《冷沖模具設(shè)計(jì)》,機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

        (2)薛啟翔.《沖壓模具設(shè)計(jì)制造難點(diǎn)與竅門》, 機(jī)械工業(yè)出版社,2013.

        (3)曹立文、王冬.《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》,人民郵電出版社,2011.

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