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1、回轉體縮口沖壓件工藝及模具設計昆明地質調查所機械廠柳文1996年12月10回轉體縮口沖壓件工藝及模具設計【摘要】分析了回轉體縮口沖壓件冷沖壓工藝的主要工藝難點,闡述了解決這些工藝難點的關鍵工序的模具設計,并以踏圈為例對有關參數(shù)進行了計算,對關鍵工序的模具結構進行了設計。一、引言隨著工業(yè)技術的迅速發(fā)展,冷沖壓技術以其質量好、效率高、成本低、操作簡便等優(yōu)點,在各工業(yè)部門中得到越來越廣泛的應用。對于我們這樣一個以沖壓生產為主、沖壓設備力量雄厚的企業(yè),充分利用沖壓優(yōu)勢,有著積極而深遠的意義。沖壓模具是實現(xiàn)沖壓技術的關鍵和不可缺少的重要基礎裝備,其真正價值不只在于它的本身
2、,而且還在于它所創(chuàng)造的巨大經(jīng)濟效益。模具的好壞,將直接影響制件的質量、數(shù)量和成本。我廠生產生產的產品,回轉體縮口沖壓件較多,下面就以踏圈為例,介紹該類零件的工藝設計及關鍵工序的模具結構。二、零件介紹踏圈是回轉體縮口沖壓件中較為典型的一個零件,采用的材料是B-2-GB708-88/08-GB710-88,零件尺寸較大,上有4-φ1024孔、5-φ7孔及25組V形凸筋均布圓周。零件圖如圖所示。三、工藝分析該零件最主要的尺寸是4-φ24孔距274±0.3用于安裝,16周邊使零件剛性、強度大大提高。零件結構主要難點:1、翻16周邊(即縮口);2、沖25組V形凸筋;3、尺
3、寸較大。如何采用最簡單的方法呢?通過分析和參考有關資料可知,在零件制成φ410筒形后用縮口工藝方法,成形16周邊后加以整形是可行的;25組V形筋及5-φ7孔可以設計一付楔塊模,將正面壓力轉換為側壓力進行沖壓。1、工藝方案10通過分析,沖壓加工踏圈的工藝路線可有多種,而較好的有以下兩種:方案I:①剪板——②落料沖孔(4-φ24底孔)——③拉延成形(φ410)——④縮口——⑤沖φ370梅花孔及整形——⑥孔翻邊(4-φ24)——⑦沖5-φ7孔及V形凸筋。方案II:①剪板——②落料引伸(φ410)——③縮口——④沖5-φ7孔及V形凸筋——⑤沖φ370梅花孔及整形——⑥壓
4、4-φ40凸臺——⑦沖4-φ24孔。2、工藝方案的比較和確定以上兩種方案從技術工藝性分析,各有所長。方案I模具結構相對簡單,但大模具多,且在拉延成形和縮口工序中易使先沖的孔徑和孔位發(fā)生變化,直接影響關鍵尺寸274±0.3,不易保證產品質量;方案II是先將產品的主要形狀沖出,再加工關鍵尺寸,可以保證產品的質量穩(wěn)定,雖然模具結構比較復雜,但大模具較少,開模費用略低;從技術經(jīng)濟的角度考慮,選擇方案II比較合理。通過以上分析,確定零件的工藝方案為:(1)、剪條料;(2)、落料引伸成為φ410圓蓋;(3)、縮口;10(4)、沖5-φ7孔及V形凸筋(楔塊模,將正面壓力轉換為
5、側壓力分五次進行沖壓);(5)、沖φ370梅花孔及整形;(6)、壓4-φ40凸臺;(7)、沖4-φ24孔。四、模具設計(一)、零件毛坯尺寸計算1、先將工件展開成簡單的蓋形如下圖所示:h可由公式計算,式中,代入公式得h=17.30mm,由計算出H=41mm。2、零件毛坯直徑D的確定零件為拉延件,毛坯直徑D可按拉延前后毛坯與工件的表面積不變的原則確定。10式中各尺寸均為幾何中性層尺寸,d=408mm,R=5mm,H=40mm.求得D=477.75mm所以,毛坯直徑D確定為φ478mm。(二)、各工序工藝尺寸的確定工序工藝尺寸是模具設計的主參數(shù),而工序尺寸與選定的工藝
6、方案是密切相關的。根據(jù)工藝方案,各工序尺寸確定為:1、剪條料:寬為486的矩形條料,長度根據(jù)板材規(guī)格而定;2、落料引伸:該工序意在將毛坯落成φ478片料后,引伸成為φ410的筒形件,其尺寸如圖:3、縮口:利用縮口的工藝翻16圓周尺寸如圖:104、沖5-φ7孔及V形凸筋,尺寸見零件圖;5、沖φ370梅花孔,尺寸見零件圖,同時對縮口工序的翻邊進行整形;6、壓4-φ40凸臺,尺寸見零件圖;7、沖4-φ24孔,尺寸見零件圖。(三)、壓力機的選擇1、落料引伸落料所需沖裁力可按公式求得,式中:L——沖裁零件的周長,t——零件材料厚度,t=2mm——零件材料的抗拉強度,注:一
7、般用——材料抗剪強度),兩式計算結果幾乎相等。10經(jīng)計算,P=97.4噸。引伸所需沖壓力可按公式計算,,式中Q=0.25P,C=0.7經(jīng)計算,P=94.6噸落料引伸過程中受力相當復雜,根據(jù)經(jīng)驗,所需沖壓力為1.3(落料力+拉延力),經(jīng)計算,所需沖壓力為249.6噸,所以選用400噸壓力機較為合適。2、縮口式中:d——縮口前外徑,d=410mm——縮口后直徑,=378mmt——材料厚度,t=2mm——材料抗拉強度,=323經(jīng)計算,求得縮口所需沖壓力為22噸,考慮到零件的外形尺寸和公司設備情況,選用160噸壓力機較為合適。其他工序的壓力情況在此不一一作計算。(四)、
8、主要工序的模具結構及模具