油挡冲压件成形工艺分析与模具设计(一)

油挡冲压件成形工艺分析与模具设计(一)

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油挡冲压件成形工艺分析与模具设计(一)

2022-04-06

罗 楠

(陕西国防工业职业技术学院 数控工程学院,陕西 西安 710300)

要:为实现一副模具完成落料、多次拉深,通过对油挡冲压件的工艺性分析,对比不同成形方案后,设计了落料,正、反拉深复合一次成形模具。

该复合模具可完成多个工序,保证冲压件的精度和强度,满足零件的工艺要求,减少生产设备的投入,达到提高生产效率的目的。

关键词:油挡;正反拉深;一次成形

中图分类号:TG 385.2

文献标识码:B


引言

拉深是利用拉深模具将平板坯料加工成具有一定形状与尺寸的开口空心件的冲压加工工序。

拉深能够成形旋转体零件、盒型件以及具有各种薄壁旋转体零件,所成形的零件尺寸从几毫米到3m不等。

因此,拉深工序在航空航天、电器、汽车等工业生产与民用产品领域得到了广泛的应用。

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图1为油挡冲压件,材料为10号钢,料厚t为1.0mm,大批量生产。油挡零件的尺寸如图2所示。

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冲压件工艺性分析

从图2中可知该零件的精度要求不高,但要求有较高的钢度和强度。其中47mm为IT14级,其余未标注公差,可按自由公差处理。该零件为轴对称旋转体,故落料片是圆形,冲裁工艺性好。

零件为带法兰边圆筒形件,且D/d、h/d都不太大,拉深工艺性较好,圆角半径R2mm、R2.5mm大于或等于2倍料厚,适合拉深。

因此,该零件的冲压生产要用到的冲压加工基本工序有:落料、拉深(拉深的次数可能为多次)。

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工艺方案分析

2.1确定毛坯尺寸

由于板料本身存在金属结构组织、模具间隙、润滑等的不均匀,会引起油挡零件拉深后边缘不齐,需后续修边。

由于此零件精度要求较低,所以不考虑增加修边余量。

根据久里金法则计算,将零件中性层部分母线分为7段,如图3所示。

得到各段长度及各段形心到旋转轴的距离Rxi如表1所示,油挡零件表面积F计算如式(1)所示。

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经计算,F=534.35mm,代入式(2),D=槡8F0 (2)式中:D———坯料直径,mm;经计算,D≈66mm,取毛坯尺寸为69mm。

2.2确定拉深次数

根据零件形状,采用正、反拉深的方法,反拉深能够增大坯料被拉入凹模的摩擦阻力,可以解决零件口部起皱的问题。

零件的相对厚度为(t/D)×100=1.4,正拉深和反拉深时的相对直径值均约为1.4,查文献[1]得知,零件的相对高度h/d小于表中的极限值,故正、反拉深均可一次拉深成形。

2.3确定工艺方案

该零件的冲压工序包括:落料、正向拉深和反向拉深。可得到以下4种工艺方案:方案一,落料拉深反拉深,单工序模,此序模,由于反拉深工序在单工序模中完成,影响整个零件的精度,而且中间过程序要取件,生产效率不高;

方案三,带料连续拉深,或在多工位自动压力机上冲压成型,此方案生产效率高,操作安全,但需要专用的压力机或自动的送料装置,模具的结构比较复杂、制造周期长、生产成本高;方案四,落料、正拉深、反拉深复合模,一副复合模中完成所需冲压工序,冲裁时材料处于受压状态,零件表面平整,模具结构紧凑,方案结构简单定位误差大,生产效率低;方案二,落料正拉深复合反拉深单工表2中:Zmax,Zmin———最大、最小合理间隙,mm;X———磨损系数;δA,δT,———凸、凹模的制造公差,mm;D,D———落料凸、凹模尺寸,mm。

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3.2工作零件设计

3.2.1落料凹模

图4为落料凹模。落料凹模上设置有挡料销孔、用来固定的螺纹孔和销钉孔若干,同时,在内圈设计了限位倒角,以限制压边圈的行程。

不仅减少模具制造费用,而且可提高生产效率[2-4],故采用方案四。


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3 模具设计

3.1落料凸、凹模刃口尺寸的确定

油挡毛坯料69  mm 按IT14级查得69-0.87mm,查文献[5],采用分开计算法得到落料凸、凹模刃口尺寸,如表2所示。

3.2.2落料凸模与正拉深凹模

图5为落料凸模与拉深凹模。在此凸、凹模内部同样设计了限位倒角,以限制压边圈的行程,在上圆口设计了安装反拉深凸模的沉槽。

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