冰箱底鋼板沖壓工藝分析及模具設(shè)計套筒熱擠壓工藝與模具設(shè)計.doc

本文通過對冰箱底鋼板沖壓工藝進(jìn)行分析，合并工序，減少模具數(shù)量，節(jié)約模具投入，縮短產(chǎn)品的加工周期，有效地控制生產(chǎn)成本。 1 引言 圖1所示零件，是某冰箱配件的重要零件底鋼板。材料為0.03mm厚的鍍鋅鋼板，年產(chǎn)量200萬件，要求沖壓加工后表面光潔平整、無飛邊、無毛刺，不允許起皺、拉裂等現(xiàn)象。從零件結(jié)構(gòu)分析，要保證該零件順利成型，關(guān)鍵是凸模與凹模的間隙、成形中部凸苞時的壓邊力調(diào)整合理，如果把它分開加工，很容易保證，但模具的數(shù)量會增加，模具投入會成倍增長，產(chǎn)品的加工周期會延長，因此，經(jīng)過認(rèn)真的分析后，采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)來解決這一問題。 圖1 底鋼板零件圖2 工藝分析 要保證零件的質(zhì)量，沖壓工藝的方法有兩種： 按落料沖凸苞沖月牙彎四周邊彎“Z”形。這樣的工序加工，沒有任何問題。但模具的數(shù)量會增加到5副，這樣模具投入增加，模具制造周期延長，最關(guān)鍵的是增加兩道工序后產(chǎn)品的加工周期延長，加工成本居高；按年產(chǎn)量200萬件計，成本會增加不少； 把落料沖凸苞沖月牙合并成一副復(fù)合模（這里主要討論此復(fù)合模），合理配置各凸模與各凹模之間間隙、中部凸苞成形區(qū)域內(nèi)合理調(diào)整壓邊力。可有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量。通過對以上兩種方案對比，很直觀地選用方案。 3 模具結(jié)構(gòu)及工作過程 模具結(jié)構(gòu)如圖2所示。凹模結(jié)構(gòu)如圖3所示。 模具工作過程：把正確地安裝在沖床上，上滑塊下行時，卸料板3在彈簧或聚氨酯的作用下壓緊零件表面繼續(xù)向下，中部成形凸苞凸模逐步進(jìn)入下模13，在達(dá)到下死點前1mm時，其它凸模開始切削，達(dá)到下死點后，完成各孔切削及中部凸苞成形?；瑝K上行，在彈簧（壓縮彈簧）或聚氨酯的作用下卸料板3推出零件，成形、切切削結(jié)束。重復(fù)這一循環(huán)過程，得到落料、月牙成形后的凸苞成形后的合格零件。 圖2 模具結(jié)構(gòu) 1.下模座 2.導(dǎo)柱 3.卸料版 4.同定板 5.導(dǎo)套 6.上模座 7.上墊板 8.凸模 9.凸模 10.凸模 11.凸模 12螺釘 13.下模 14.凸模 15.凸模 16.凸模 17.凸模 18.下墊板 19.凸模 20.月牙凸模 21.柯凸苞凸模圖3 凹模結(jié)構(gòu)4 模具關(guān)鍵零件的加工 該模具加工的難點是凹模、固定板。根據(jù)上述凹模、同定板的結(jié)構(gòu)來看，孔多，且形狀不同、凸凹模之間的間隙又小，形位公差要求高。結(jié)合已有設(shè)備，選用慢走絲加工凹模、固定板上各孔。 5 沖壓設(shè)備選用 因零件結(jié)構(gòu)較大，切邊、沖孔沖壓力較小，中部成形凸苞的壓力較大，模具外形較大。結(jié)合本公司現(xiàn)有設(shè)備，選用JH36-250沖床，完全滿足要求。 6 結(jié)束語 該模具經(jīng)試模調(diào)試，現(xiàn)已批量生產(chǎn)使用6個月，加工產(chǎn)品95萬件。模具未發(fā)現(xiàn)異常。實踐證明，采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)方案完全能保證零件的尺寸、質(zhì)量要求擠壓件設(shè)計和坯料的計算 套筒零件如圖1所示，材料為30Mn。采用反擠壓工藝成形毛坯。 零件尺寸精度超出了熱擠壓所能達(dá)到的要求，需加放機(jī)加工余量。根據(jù)圖1的產(chǎn)品零件圖，可知D=39mm，H/d=60/31=1.94。查資料得單邊余量為1.25mm，徑向公差為-0.3+0.6；中心偏差0.4mm；高度方向的單邊余量6mm，公差為-0.5+1.0。從而設(shè)計套筒的熱擠壓件如圖2所示。 經(jīng)計算得到擠壓件體積為51637mm3。 根據(jù)體積相等的原則和擠壓件體積（加上1%的燒損量），初步算得坯料尺寸為3554.2mm，再加上下料負(fù)公差0.7mm，確定下料尺寸為3554.9mm。 2 工藝過程 (1)下料。將整根的30Mn棒料剪切成3554.9mm。剪切斜度不得大于0.5mm，剪切后的坯料斷面不許有剪切毛刺。 (2)加熱。加熱設(shè)備選用中頻感應(yīng)加熱爐，鋼溫不低于1200，采用流水加熱，坯料中心與表面的溫差不大于50。 (3)鐓粗預(yù)制坯。為便于毛坯在凹模腔內(nèi)準(zhǔn)確定位，將加熱坯料外徑鐓粗至41.3mm(預(yù)制坯高度H40mm)。 (4)熱擠壓。將鐓粗后的毛坯放在反擠壓模內(nèi)擠壓。開始擠壓溫度為11501200，終止擠壓溫度不得低于900，擠壓件的中心偏差為0.3mm，上口高低不平度不得大于5mm，彎曲度在66mm長度內(nèi)不得大于0.25mm。 (5)熱處理。采用余熱退火處理，擠壓件退火處理后的硬度為207240HB。 (6)清理。熱處理后擠壓件應(yīng)進(jìn)行酸洗清理，清理后的擠壓件表面不許有過蝕麻點和殘留氧化鐵皮存在。 擠壓成形工步如圖3所示。 工藝計算和設(shè)備選擇 3.1 變形程度計算 反擠壓筒形件的變形程度即斷面收縮率（參見圖2）。 滿足鋼質(zhì)零件熱擠壓變形程度F60%的要求。 3.2 擠壓力的計算 已知擠壓方法，被擠壓材料，終止擠壓溫度不低于900。單位擠壓力p和總擠壓力P按下式計算： 式中K安全系數(shù)，取1.3 A凸模與坯料接觸表面在凸模施力方向的投影面積，算得A=638mm2 Z模具的形狀系數(shù)，查資料可知，Z=1.2 n擠壓方式及變形程度修正系數(shù)，查資料可知，當(dāng)反擠壓斷面收縮率47.2%時，n=4.5 如何定義象高壓線、城墻這類帶形(Shape)定義的線型 /cadjc/767.html電極縮放量選取的誤區(qū) /zyzs/282.html網(wǎng)頁設(shè)計中風(fēng)格定位與版面編排 /zyzs/241.html字號大小的確定與字距和行距的再設(shè)計 /pmsj/189.html模具加工中沖模的失效形式 /zyzs/278.html菲林的組成成分的正確認(rèn)識 菲林網(wǎng)點大小的識別方法 /zyzs/282.htmlb擠壓溫度下材料的極限強(qiáng)度，終鍛溫度920的30Mn鋼，b=55MPa 將以上數(shù)據(jù)代人兩式得單位擠壓力p=297MPa，模具材料可以承受；擠壓力P=246kN。 3.3 擠壓行程的計算 從凸模接觸坯料至擠壓結(jié)束凸模下移的距離S（見圖3c）為擠壓行程。 S=預(yù)制坯高度-擠壓件底部厚度=40-7=33(mm)。 根據(jù)反擠壓力和擠壓行程計算及現(xiàn)有設(shè)備情況，選擇有下頂料裝置1000kN液壓機(jī)。 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 套筒熱擠壓模具如圖4所示。 圖4 套筒熱擠壓模具 1.導(dǎo)柱 2.凹模壓緊圈 3.凹模芯 4.凹模 5.帶凸肩螺釘 6.彈簧 7.導(dǎo)套 8.凸模壓緊圈 9.上模座1 0.壓力板 11.上砧塊 12.卸料板 13.凸模 14.下砧塊 15.柱銷 16.高度調(diào)節(jié)塊 17.斜楔 18.凹模墊板 19.頂桿 20.沉套 21.下模座 22.調(diào)節(jié)螺釘凹模4以凹模墊板18與下模座21定位。凹模與凹模壓緊圈2采用錐面配合，用內(nèi)六角螺釘與下模座21緊緊連接。由沉套20和頂桿19組成頂出機(jī)構(gòu)，在氣墊的作用下將擠壓件從凹模內(nèi)頂出。沉套20的一部分伸出下模座，是為了降低合模高度。將熱擠壓模安裝在液壓機(jī)上時，需在下模座21下面增加一個中間有孔的附加墊板，沉套20下部伸進(jìn)附加墊板的孔內(nèi)；若熱擠壓模安裝在曲柄壓力機(jī)上時，沉套20下部伸進(jìn)壓力機(jī)工作臺孔內(nèi)。 脫料板12和帶凸肩螺釘5及彈簧6組成卸料機(jī)構(gòu)，用于將箍在凸模13上的擠壓件脫下。彈簧的作用是支承脫料板，并能保證脫料板和帶凸肩螺釘上下移動，從而減少凸模的長度，增強(qiáng)了凸模彎曲強(qiáng)度，彌補(bǔ)壓力機(jī)行程不夠大的不足。 凸模13與凸模壓緊圈8也采用錐面配合，凸模壓緊圈與壓力板10通過螺釘緊固在上模座9上。 凹模的冷卻，是將自來水由管接頭通入凹模壓緊圈和凹模之間的兩道凹槽，自上而下地對凹模進(jìn)行冷卻。凹模墊板18與凹模4不做成一體，主要是為了加工和修理的方便。反擠壓凹?？勺龀烧w式的，也可做成如圖4所示的鑲套式。 在反擠壓模的側(cè)面，由上砧塊11、下砧塊14、高度調(diào)節(jié)塊16、柱銷15和調(diào)節(jié)螺釘22等組成鐓粗臺。設(shè)置鐓粗臺的目的，主要是為了清除氧化鐵皮和改變坯料直徑。 CAD中自動標(biāo)注公差的方法 /cadjc/765.html模具尺寸精度的電火花強(qiáng)化修復(fù) 強(qiáng)化層表面粗糙度的刷鍍修復(fù) /zyzs/280.html分辨率和定尺寸 什么是分辨率？象素的屬性 象素尺寸 /zyzs/239.html基于設(shè)計思路的三維實體設(shè)計 基于關(guān)聯(lián)的設(shè)計 /mjsj/187.htmlUG裝配的設(shè)計方法與基于UG裝配建模的策略 /zyzs/275.htmlUV網(wǎng)印油墨的新應(yīng)用UV網(wǎng)印油墨的發(fā)展 /zyzs/280.html由圖3可以看出，只要更換凸模13、凸模壓緊圈8、凹模芯3和卸料板12，便可生產(chǎn)不同規(guī)格的反擠壓杯形擠壓件。 5 凹模與凸模設(shè)計 5.1 反擠壓凹模 根據(jù)擠壓件的外徑先算出凹模型腔的工作直徑，然后根據(jù)凹模型腔的工作直徑確定其他各部尺寸。反擠壓凹模如圖5所示。用簡化公式計算當(dāng)量線膨脹率： 式中1鍛件材料終鍛溫度時的的線膨脹系數(shù)，1=16.610-6/ 2模具材料在工作溫度下的線膨脹系數(shù)，2=12.410-6/ t1鍛件終鍛溫度，t1=900 t2模具型腔工作溫度t2=280 算得當(dāng)量線膨