成金龍高精度錐形件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)(共8頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上國(guó)家職業(yè)資格全?。ɑ蚴校┙y(tǒng)一鑒定工具鉗工論文（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)）論文題目： 高精度錐形件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 姓 名： 成金龍 身份證號(hào)： 準(zhǔn)考證號(hào)： 機(jī)械系 所在省市： 江 蘇 鹽 城 所在單位： 鹽 城 技 師 學(xué) 院 高精度錐形件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)成金龍江蘇省鹽城技師學(xué)院機(jī)械系班摘要：本文主要分析高精度錐形件，介紹了高精度錐形件的沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)，并分析了在零件生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中易產(chǎn)生的問(wèn)題，而且對(duì)這些問(wèn)題提出了解決措施，從而提高了高精度錐形零件的質(zhì)量水平。關(guān)鍵詞：高精度錐形件 拉伸 鐓擠整形一、零件分析零件如圖所示（見(jiàn)圖1）：零件的材料為T(mén)2，這種材料對(duì)表面質(zhì)量有嚴(yán)

2、格的要求，成形后內(nèi)、外錐面的工藝壓痕不會(huì)超過(guò)0.1mm，壁厚差則要求任一圓截面上的壁厚差不大于0.05mm。因此，用一般錐形零件成形方法，很難達(dá)到產(chǎn)品圖要求。由于該零件所用材料塑性較好，因此可以通過(guò)鐓擠整形達(dá)到產(chǎn)品圖要求。具體操作如下：首先要注意該類(lèi)錐形件沖壓工藝的計(jì)算，與一般拉伸件的計(jì)算略有不同。我們必須根據(jù)鐓擠整形后的毛坯圖（產(chǎn)品圖加修邊余量）來(lái)確定鐓擠整形前的毛坯圖（過(guò)渡毛坯圖），然后再根據(jù)過(guò)渡毛坯圖，計(jì)算出毛坯落料直徑及錐形件的拉伸次數(shù)。第二，對(duì)于鐓擠整形前的過(guò)渡毛坯的成形方法，一般根據(jù)錐形件錐角的大小來(lái)確定。當(dāng)錐形件錐角大于60度時(shí)，多采用的是半球體成形法及拋物線成形法等；當(dāng)錐形件錐

3、角小于或等于60度時(shí)，多采用的是逐步?jīng)_錐法。由于該零件錐角等于60度，故采用逐步?jīng)_錐法。圖1 零件圖二、過(guò)渡毛坯圖的確定鐓擠整形工序能否順利進(jìn)行，關(guān)鍵是鐓擠整形前過(guò)渡形狀和尺寸設(shè)計(jì)是否合理。如果過(guò)渡毛坯設(shè)計(jì)不合理，在鐓擠整形時(shí)，毛坯將發(fā)生頂穿破裂或口部破裂的現(xiàn)象。根據(jù)上面的零件分析，該零件設(shè)計(jì)的過(guò)渡毛坯應(yīng)如下圖所示。（見(jiàn)圖2）圖2 過(guò)渡毛坯圖三、工藝尺寸的計(jì)算1.材料厚度的確定根據(jù)錐形件產(chǎn)品圖，材料厚度應(yīng)比錐形件壁厚0.2-0.3mm比較合適，然后再選取符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的材料厚度，故該錐形件應(yīng)選用1.5mm厚的T2板料。2.毛坯直徑及整形前過(guò)渡毛坯拉伸次數(shù)的確定根據(jù)等體積（或重量）的原則，可以確定

4、毛坯的直徑為ø73mm，拉伸系數(shù)m=d/D=16.1/73=0.1986,t/D×100=2.05，根據(jù)過(guò)度毛坯圖可以得出：m1=0.50-0.55；mn=0.72-0.80。我們?nèi)〉?次拉伸系數(shù)m1=0.515，第2次拉伸系數(shù)m2=0.72，第3次拉伸系數(shù)m3=0.76，則第4次拉伸系數(shù)m4=m總/ （m1×m2×m3）=0.78188，各次拉伸直徑分別為：D1=m1×D=0.515×73=37.63mm，D2=m2×D1=0.72×37.63=27.1mm，D3=m3×D2=0.76×327

5、.1=20.6mm，D4=m4×D3=0.78188×20.6=16.1mm。3.加工零件的工藝確定（1）根據(jù)分析，該零件的加工工藝為：下條料落料沖盂第2次拉伸第3次拉伸第4次拉伸鐓擠整形切邊檢驗(yàn)，各次的拉伸毛坯尺寸如圖所示。（見(jiàn)圖3）圖3 沖壓工序圖（2）確定沖壓工藝參數(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)：落料與第1次拉伸應(yīng)一次進(jìn)行，以保證第1次拉伸毛坯的同軸性。選擇合理的凸、凹模R角、拉伸間隙和壓邊力，使第一次拉伸毛坯口部壁厚增厚，底部r處壁厚拉薄，其尺寸變化量應(yīng)控制在5%-10%，坯料壁厚從口部至頂部應(yīng)逐漸減薄。上、下道工序應(yīng)銜接，不得產(chǎn)生波紋，其壁厚應(yīng)控制在比產(chǎn)品圖對(duì)應(yīng)部分大0.20-0

6、.30mm，并力求均勻過(guò)渡。錐部拉伸時(shí)，圓柱部高度應(yīng)控制在該部分材料的體積內(nèi)，比對(duì)應(yīng)成品罩部分體積大5%-10%。盡量減少錐部拉伸次數(shù)。工序間一般不應(yīng)安排退火工序，防止毛坯晶粒度粗大。四、模具結(jié)構(gòu)1.落料、第一次拉伸復(fù)合模在設(shè)計(jì)落料、第1次拉伸復(fù)合模時(shí)，必須使拉伸凸模比落料凹模低一個(gè)材料厚度。另外，由于材料在拉伸過(guò)程中，口部材料有增厚的現(xiàn)象，為了便于材料順利流動(dòng)，應(yīng)同時(shí)保持落料時(shí)凸模刃口銳利，所以在凸凹模的端面必須設(shè)計(jì)1度的傾角，即拉伸凹模采用了錐形凹模。具體結(jié)構(gòu)如下圖。（見(jiàn)圖4）圖4 落料、第1次拉伸模的結(jié)構(gòu)2.錐部拉伸模第2-4次錐部拉伸模除凸、凹模、頂件器外，其余均為通用件，換模時(shí)只需更

7、換凸、凹模、頂件器即可，這樣不僅縮短了制模周期，而且降低了生產(chǎn)成本。（見(jiàn)圖5）圖5 錐部拉伸模3.鐓擠整形錐形件的鐓擠整形工序是錐形件生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，必須從各方面采取措施，保證錐形件的質(zhì)量。在錐形件產(chǎn)品圖中，除要求錐形件壁厚尺寸在一定范圍內(nèi)，還要求任一圓截面上的壁厚差不大于0.05mm，同時(shí)內(nèi)外表面的劃傷、壓痕不大于0.1mm。錐形件毛坯在進(jìn)行拉伸時(shí)，由于材料流動(dòng)不均勻性，便形成錐形件的壁厚不均，如在多次錐部拉伸的交接處，形成不圓滑過(guò)渡而呈現(xiàn)環(huán)形的波紋狀態(tài)，為了獲得錐形件規(guī)定的壁厚、幾何形狀和表面粗糙度，必須經(jīng)過(guò)鐓擠整形工序，才能達(dá)到錐形件產(chǎn)品圖的要求。目前，該類(lèi)錐形件鐓擠整形工序一般安排在摩

8、擦壓力機(jī)上進(jìn)行。為便于操作，鐓擠整形模一般采用倒裝式結(jié)構(gòu)，即凸模在下、凹模在上的結(jié)構(gòu)。鐓擠整形模結(jié)構(gòu)如圖所示。（見(jiàn)圖6）圖6 鐓擠整形模結(jié)構(gòu)五、模具設(shè)計(jì)、制造及零件生產(chǎn)中應(yīng)注意的問(wèn)題1.為了減小錐形件與模具之間的摩擦力，便于金屬的流動(dòng)，須在錐形件內(nèi)外表面涂一層薄而均勻的油膜，潤(rùn)滑油一般采用豆油。2.錐形件鐓擠整形是沖擊載荷加工，打擊壓力主要集中在鐓擠整形凸模和鐓擠整形凹模的錐面上，一般模具壽命較低，模具消耗量大。造成鐓擠整形模具壽命低的原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）鐓擠整形凹模為一盲孔，在進(jìn)行淬火時(shí)，由于模具底部熱容量大，進(jìn)入內(nèi)孔的冷卻介質(zhì)立即沸騰，致使該處冷卻速度下降，硬度較低。在較大的沖擊載荷

9、多次打擊之下，該處鐓擠整形凹模易發(fā)生變形，致使整形錐形件小端壁厚變厚，當(dāng)錐形件小端壁厚超過(guò)產(chǎn)品圖規(guī)定的尺寸時(shí)，該鐓擠整形凹模就會(huì)報(bào)廢，必須進(jìn)行修磨。（2）鐓擠整形凸模和鐓擠整形凹模的材料一直選用碳素工具鋼，如T8A、T10A、T12A等。該材料經(jīng)淬火后，淬透性較差，存在著殘留奧氏體，同時(shí)，硬度較低，故在沖擊載荷反復(fù)作用之下，模具尤其是鐓擠整形凹模發(fā)生變形，導(dǎo)致模具報(bào)廢。（3）由于模具在沖擊載荷反復(fù)作用之下，有一部分能量轉(zhuǎn)變成熱能，使得鐓擠整形凸模和鐓擠整形凹模溫度升高。隨著溫度升高，模具的硬度也會(huì)下降，并且此時(shí)整形出的錐形件壁厚差大，廢品率較高。為解決鐓擠整形模具壽命低的問(wèn)題，可采取以下措施：（1）改變鐓擠整形凹模淬火冷卻方式。使用高壓水泵將冷卻介質(zhì)直接噴入鐓擠整形凹模的盲孔，提高該處冷卻速度，從而提高了鐓擠整形凹模熱處理硬度。（2）改變鐓擠整形凸模和鐓擠整形凹模的材料。將原來(lái)的碳素工具鋼改為冷作模具鋼，如Cr12、Cr12MoV等。這不僅提高了模具的淬透性，消除了殘留奧氏體的存在，也提高了模具的硬度。此外，為保證模具壽命，模具毛坯必須反復(fù)鍛造，鍛造應(yīng)比不小于8。3.在錐形件鐓擠整形工序,操作者應(yīng)輕拿輕放,工序間周轉(zhuǎn)時(shí)避免不磕碰,保持盛具的干凈。另外，在鐓擠整形前,應(yīng)用毛巾擦凈毛坯的內(nèi)外表面,清除毛坯的微粒雜質(zhì)。六、結(jié)束語(yǔ)對(duì)于高精度錐形件，在