回轉(zhuǎn)體縮口沖壓件工藝設(shè)計及模具設(shè)計

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1、回轉(zhuǎn)體縮口沖壓件工藝及模具設(shè)計昆明地質(zhì)調(diào)查所機(jī)械廠柳文1996年12月10回轉(zhuǎn)體縮口沖壓件工藝及模具設(shè)計【摘要】分析了回轉(zhuǎn)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(guān)鍵工序的模具設(shè)計，并以踏圈為例對有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了計算，對關(guān)鍵工序的模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。一、引言隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，冷沖壓技術(shù)以其質(zhì)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(yīng)用。對于我們這樣一個以沖壓生產(chǎn)為主、沖壓設(shè)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(yuǎn)的意義。沖壓模具是實現(xiàn)沖壓技術(shù)的關(guān)鍵和不可缺少的重要基礎(chǔ)裝備，其真正價值不只在于它的本

2、身，而且還在于它所創(chuàng)造的巨大經(jīng)濟(jì)效益。模具的好壞，將直接影響制件的質(zhì)量、數(shù)量和成本。我廠生產(chǎn)生產(chǎn)的產(chǎn)品，回轉(zhuǎn)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(shè)計及關(guān)鍵工序的模具結(jié)構(gòu)。二、零件介紹踏圈是回轉(zhuǎn)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(qiáng)度大大提高。零件結(jié)構(gòu)主要難點：1、翻16周邊（即縮口）；2、沖25組V形凸筋；3

3、、尺寸較大。如何采用最簡單的方法呢？通過分析和參考有關(guān)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(shè)計一付楔塊模，將正面壓力轉(zhuǎn)換為側(cè)壓力進(jìn)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—

4、—⑥壓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(shù)工藝性分析，各有所長。方案I模具結(jié)構(gòu)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(guān)鍵尺寸274±0.3，不易保證產(chǎn)品質(zhì)量；方案II是先將產(chǎn)品的主要形狀沖出，再加工關(guān)鍵尺寸，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，雖然模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但大模具較少，開模費用略低；從技術(shù)經(jīng)濟(jì)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

5、力轉(zhuǎn)換為側(cè)壓力分五次進(jìn)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(shè)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(shè)計的主參數(shù)，而工序尺寸與

6、選定的工藝方案是密切相關(guān)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(jìn)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(jī)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

7、強(qiáng)度，注：一般用——材料抗剪強(qiáng)度），兩式計算結(jié)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(dāng)復(fù)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(jī)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(qiáng)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(shè)備情況，選用160噸壓力機(jī)較為合適。其他工序的壓力情況在此不一一作

8、計算。（四）、主要工序的模具結(jié)構(gòu)及模具