檢測套沖壓工藝及模具設(shè)計

1、檢測套沖壓工藝及模具設(shè)計本文依據(jù)檢測套的工藝計算結(jié)果，為提高企業(yè)生產(chǎn)效益，對零件的各沖壓工序進(jìn)行了有效的復(fù)合，制訂了相應(yīng)的沖壓工藝方案，設(shè)計了實用的模具結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)實踐表明：該工藝方案及模具設(shè)計能保證零件形狀及精度要求，企業(yè)效益得到進(jìn)一步提高。1 零件分析 圖1所示檢測套為某私營企業(yè)從外商處承攬的某檢測裝置上的零件，采用1mm厚的優(yōu)質(zhì)低碳鋼10制成，生產(chǎn)批量較大。點擊圖片查看大圖 圖1 零件結(jié)構(gòu)簡圖2 工藝計算 這是一常見的典型拉伸件，零件結(jié)構(gòu)并不很復(fù)雜，按照零件的加工順序，首先要對零件進(jìn)行工藝計算，才能制訂出合理的工藝方案。 選取合適的修邊余量后，根據(jù)拉伸前后毛坯與工件的表面積不變原則，依據(jù)毛

2、坯直徑D計算公式：點擊圖片查看大圖 （f為拉伸零件各部分的表面積之和）。 可求得D=38.5。 那么，該零件的拉伸系數(shù)m=d/D=15.1/38.5=0.39。 根據(jù)資料中的判斷條件，確定是否采用壓邊： 毛坯相對厚度t/D×100=1/38.5×100=2.6 (0.090.17) (1-m)=0.05490.104 因t/D(0.090.17)(1-m) 故需采用壓邊圈。 查表得，極限拉伸系數(shù)m極=0.480.5。 因mm極，故需多次拉伸。 根據(jù)資料，可選取各次拉伸系數(shù)m1=0.52，m2=0.76。 即第一次拉伸：d1=m1D=0.52×39=20。 第二次拉

3、伸：d2=m2d1=0.76×20=15.1（式中各零件直徑為中心層直徑）。3 工藝方案的確定 考慮到該零件錐形部分成形高度h=7.5(0.250.3)d2=9.7511.7，屬于淺錐形件，毛坯的變形程度不大，故能一次拉成，但按錐形件成形規(guī)律，須先拉伸成直徑等于錐形件大端直徑的圓筒形。 由于錐形底部及側(cè)面的3個5mm孔的沖切直接與錐形拉伸成形有關(guān)，因此宜在錐形部分成形后加工，否則易產(chǎn)生孔變形。 根據(jù)上述分析及工藝計算，按傳統(tǒng)工藝一般可制定出如下工藝方案：落料第一次拉伸第二次拉伸拉成錐形修邊沖各孔。 即：整個零件的加工由6個工序、6副模具完成。 考慮到錐形拉伸為淺錐形件拉伸，變形量不大

4、，對已拉伸的零件口部影響很小，可以考慮將第二次拉伸與修邊復(fù)合；又由于落料直徑38.5mm與第一次拉伸筒形外徑21mm兩尺寸相差較大，能保證落料-拉伸上模壁厚有足夠的強度，兩工序有復(fù)合的條件；錐形拉伸與沖底孔及側(cè)孔兩工序通過合理的模具設(shè)計當(dāng)然也能實現(xiàn)復(fù)合，但使模具設(shè)計變得復(fù)雜，模具制造也很困難。 為進(jìn)一步提高企業(yè)效益，同時針對企業(yè)生產(chǎn)加工能力，決定對上述6個工序進(jìn)行有效復(fù)合為4個，制訂工藝方案如圖2所示，即：先落料并首次拉伸(圖2a)第二次拉伸并擠邊(圖2b)拉成錐形(圖2c)沖底孔及側(cè)孔(圖2d)。點擊圖片查看大圖 圖2 工藝方案 因此，整個零件由4個工序完成加工，需要設(shè)計4副模具，即：落料-

5、首次拉伸復(fù)合模第二次拉伸-擠邊復(fù)合模錐形成形模沖孔模。4 模具設(shè)計 4.1 落料-首次拉伸復(fù)合模設(shè)計 設(shè)計的落料-首次拉伸復(fù)合模結(jié)構(gòu)如圖3示。 模具工作過程為：坯料送入，上模下行，落料下模8及落料-拉伸上模2分別與坯料接觸落料，落下的圓形毛坯被卸料板7及落料-拉伸上模2壓緊校平，當(dāng)滑塊繼續(xù)下行時，坯料分別通過凸模4及落料-拉伸上模2的向上、向下運動完成拉伸，拉伸好的零件通過卸料器3推下。點擊圖片查看大圖 圖3 落料-首次拉伸復(fù)合模結(jié)構(gòu)圖 1.聚氨酯橡膠 2.落料-拉伸上模 3.卸料器 4.凸模 5.頂桿 6.壓料板 7.卸料板 8.落料下模 由于其結(jié)構(gòu)較為典型，此處不再詳述。 4.2 拉伸-擠

6、邊復(fù)合模 設(shè)計的拉伸-擠邊復(fù)合模，結(jié)構(gòu)如圖4所示。點擊圖片查看大圖 圖4 拉伸-擠邊復(fù)合模結(jié)構(gòu)圖 1.上模座 2.拉伸擠切凹模 3.壓邊圈 4.卸料板 5.打桿 6.模柄 7.拉伸擠切凸模 8.調(diào)節(jié)螺母 9.限位柱 10.頂桿 11.螺桿 12.下模座 13.頂板 14.彈簧 15.調(diào)整板 16.調(diào)整螺母 沖床滑塊上行，模具開啟，頂桿10、頂板13將彈簧14的彈力傳遞到壓邊圈3而被頂起。此時，將首次拉伸好的半成品套于壓邊圈3上，當(dāng)沖床滑塊下行，拉伸擠切凹模2與壓邊圈3作用進(jìn)行壓邊，其壓邊力大小可通過適當(dāng)調(diào)節(jié)限位柱9與壓邊圈3臺階處的距離進(jìn)行控制。隨著沖床滑塊的逐漸下移，拉伸擠切凹模2與拉伸擠切

7、凸模7共同作用對拉伸半成品進(jìn)行第二次拉伸，當(dāng)拉伸完成，拉伸擠切凸模7上的擠切刃口部位開始與拉伸擠切凹模2作用將擠切口部擠切出來，完成修邊。零件及廢料由卸料板4從拉伸擠切凹模2內(nèi)推出，工件與切邊料自行分離。 模具設(shè)計中，采用的套筒式壓邊圈3同時起壓邊及定位作用，同時考慮到料薄易起皺，設(shè)置了調(diào)整彈簧14來達(dá)到足夠的壓緊力，在拉伸擠切凹模2上安有限位柱9來調(diào)節(jié)壓邊圈3的合適壓緊力，因此，能使壓邊力保持均衡同時又可防止將坯料夾得過緊。 整副模具拉伸單邊間隙取1.1mm，擠切凸凹模擠切的雙邊間隙取0.040.06mm。 4.3 錐形模設(shè)計 設(shè)計的錐形模結(jié)構(gòu)如圖5所示。點擊圖片查看大圖 圖5 錐形模簡圖

8、1.錐形凸模 2.卸料塊 3.錐形凹模 模具開啟，卸料塊2在壓機緩沖器作用下頂起至于錐形凹模3型腔的錐形面平齊，此時將拉伸切邊好的半成品套入錐形凹模3上半部分定位，隨著錐形凸模1下降，其與卸料塊2、錐形凹模3共同作用，逐漸將簡體部分拉伸成錐形，隨著沖床滑塊繼續(xù)下降，錐形凹模3與錐形凸模1完全接觸，卸料塊2對簡體進(jìn)行校平、校正，整個成形好的簡體也得到校正，隨著壓機滑塊上升，卸料塊2在壓機緩沖器彈力作用下將拉伸好的零件推出型腔，整個模具工作到位。 4.4 沖孔模設(shè)計 設(shè)計的沖孔模結(jié)構(gòu)如圖6所示。 模具工作時，首先將完成錐形拉伸的半成品套入凹模8中，模具工作時，卸料板7在彈簧作用下，對零件底部實行壓

9、緊，隨著壓機滑塊的下行，凸模6開始對零件底部進(jìn)行沖孔，與此同時，斜楔2分別與各自的斜孔凸模3接觸，通過斜楔斜面的推動作用，完成對零件錐形側(cè)壁孔的沖裁，隨著上模的上升，斜楔2與斜孔凸模3脫離接觸，斜孔凸模3在各自彈簧10的彈力作用下回復(fù)，至此限位銷9限位而停止，此時，可將沖好的零件從凹模8中取出，模具轉(zhuǎn)入下一個工作循環(huán)。點擊圖片查看大圖 圖6 沖孔模簡圖 1.擋塊 2.斜楔 3.斜孔凸模 4.固定座 5.固定板 6.凸模 7.卸料板 8.凹模 9.限位銷 10.彈簧 為保證沖孔過程中的穩(wěn)定，卸料板7首先在沖孔前實施對零件的壓緊，凹模8外形按零件拉伸的內(nèi)形尺寸進(jìn)行配制，保證零件定位可靠。 為消除錐形側(cè)壁沖孔時側(cè)向力的影響，模具設(shè)計中特意設(shè)置兩擋塊1，使斜楔2與斜孔凸模3接觸工作前，首先與擋塊1側(cè)面貼合。 為控