機(jī)拉深翻邊成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)_圖文

1、文章編號(hào)：（）輔變風(fēng)機(jī)拉深翻邊成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)伍楚晉（中國(guó)北車(chē)集團(tuán)摘大同電力機(jī)車(chē)有限責(zé)任公司，山西大同）要：根據(jù)工件的形狀和精度要求，對(duì)拉深翻邊成形件的結(jié)構(gòu)及成形進(jìn)行了工藝分析。介紹了拉深翻邊成形工藝及模具設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)、工作過(guò)程和必要的計(jì)算等。模具設(shè)計(jì)上采用了許多新穎的結(jié)構(gòu)，巧妙地解決了拉深翻邊成形過(guò)程中的一些難題，提高了生產(chǎn)效率，保證了零件形狀及精度要求。關(guān)鍵詞：拉深翻邊；成形工藝；一次成形；模具結(jié)構(gòu)；模具設(shè)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：，：；引言圖所示工件為我公司某型電力機(jī)形。而當(dāng)翻邊成形過(guò)程完成后，由于工件呈兩頭大而中間小的狀況，會(huì)卡在凹模之中，造成工件卸料困難。因此模具的結(jié)構(gòu)成為關(guān)

2、鍵。車(chē)輔變牽引風(fēng)機(jī)上的一個(gè)重要工件。材料為，料厚。零件上端面具有較大的凸緣平面，零件中間需拉深成形。的喇叭口，零件下端亦需翻邊成形和的個(gè)雙曲面形圓弧曲面。該工件形狀復(fù)雜，精度要求高，生產(chǎn)批量大。若考慮在套模具上拉深翻邊且同時(shí)成形時(shí)，所需拉深翻邊、成形面多，且拉深與翻邊逆向成形，工藝要求及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度很大。由于工件外形尺寸偏大而材料較薄，如果拉深成形過(guò)程控制不好，會(huì)導(dǎo)致工件大凸緣周邊部分材料失穩(wěn)而起皺，影響工件的成收稿日期：作者簡(jiǎn)介：伍楚晉（一），男，工程師。圖零件圖萬(wàn)方數(shù)據(jù)模具技術(shù)工藝分析在類(lèi)似的復(fù)雜模具設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中，一般是采用工序分散和旋壓的方法。工序分散的方法就是將復(fù)雜的模具分解為幾個(gè)

3、單工序模具進(jìn)行沖壓，主要是受成形復(fù)雜和卸料困難所制約。但對(duì)于較大的工件和大批量生產(chǎn)的情況下，這種分工序沖壓的方法是不適合的。因?yàn)楦贝蟮膹?fù)合模比副同樣大小的單工序模的費(fèi)用低，且節(jié)省工人裝夾操作時(shí)間，避免多工序產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題。而旋壓成形亦受有無(wú)旋壓設(shè)備的制約，存在著手工操作復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)水平要求高和質(zhì)量不夠穩(wěn)定等因素。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析及仔細(xì)推敲，決定采用套復(fù)合模具的形式，來(lái)完成該工件的全部成形工藝。首先，利用激光切割機(jī)來(lái)完成毛坯尺寸的下料工作。激光切割機(jī)采用計(jì)算機(jī)編程，切割效率高，精度高，切割斷面粗糙度可達(dá)，這樣切割出的毛坯尺寸的精度及重復(fù)性較好，可省下套形狀復(fù)雜的沖孔落料模。其他拉深翻邊工序

4、設(shè)計(jì)安排在套模具上完成。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)如圖所示。該模具由上模座、下模座、大、小凸模、凹模、鉤形壓板、壓邊圈、卸料螺釘、雙頭螺柱、導(dǎo)正銷(xiāo)、彈簧和吊環(huán)螺釘?shù)葞撞糠纸M成。將模具在壓力機(jī)上安裝好，開(kāi)啟上模，把切割好的板料（環(huán)形鋼板）放入凹模上定位，旋緊鉤形壓板使壓邊圈將料壓緊后，再操縱壓力機(jī)下行。安裝在上模座大凸模上的導(dǎo)正銷(xiāo)能自動(dòng)導(dǎo)正凹模上的環(huán)形板料進(jìn)行拉深成形。成形后，松開(kāi)壓板，開(kāi)啟上模。下模座上的大彈簧推動(dòng)凹模鑲塊將成形好的工件彈起，即可順利取出工件。這樣就完成了一個(gè)工件的成形周期。該新型模具比起旋壓成形，具有操作方便、節(jié)省手工操作時(shí)間、勞動(dòng)強(qiáng)度小和質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，適用于大批量生產(chǎn)，

5、極大地提高了生產(chǎn)效率。萬(wàn)方數(shù)據(jù)下模座吊環(huán)螺釘小凸模凹模卸料螺釘、螺釘上模座大凸模導(dǎo)正銷(xiāo)壓邊圈螺母雙頭螺柱小彈簧鉤形壓板大彈簧圖拉深翻邊成形模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（）設(shè)計(jì)有彈性斜楔機(jī)構(gòu)，環(huán)形凹模被分割為塊，在拉深翻邊成形過(guò)程中，可使凹模塊順利地沿下模座斜面靈活地張大和縮小，有利于工件順利地成形。（）設(shè)計(jì)有分離式旋轉(zhuǎn)壓邊裝置，鉤形壓板旋轉(zhuǎn)將板料壓緊，再進(jìn)行拉深成形，以防止板料在拉深過(guò)程中變形起皺，影響成形質(zhì)量。（）上模座大凸模的下端設(shè)計(jì)的導(dǎo)正銷(xiāo)具有導(dǎo)正作用，在初始拉深成形時(shí)，就可以方便地將板料導(dǎo)正，防止工件在拉深成形過(guò)程產(chǎn)生偏移，使拉深過(guò)程流暢均勻，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。（）下模座上裝有個(gè)彈簧，當(dāng)工件成形后，彈簧

6、將分割的塊凹模頂起，使凹模沿四周張開(kāi)，可方便地將成形好的工件取出。（）成形凸模被有效地分為大、小凸模個(gè)部分，在翻邊成形完成后，工件不會(huì)被凸模箍住而取不出來(lái)，使工件拉深翻邊一次成形成為可能。工件成形過(guò)程由翻邊與拉深共同作用完成的。工件翻邊前預(yù)制孔直徑（）（）（）小端翻邊直徑（按中線計(jì)算）翻邊后制件高度凹模圓角半徑翻邊拉深毛坯尺寸的計(jì)算式中：翻邊前預(yù)制孔直徑材料厚度工件毛坯直徑工件毛坯直徑可用久里金法則計(jì)算。先將拉深件分解成若干簡(jiǎn)單的幾何形狀曲線，如圖所示，然后累加求和。即：一【（）式中：工件表面積廠、廠拉深件分解成若干簡(jiǎn)單的幾何形狀的表面積分解的小線段母線的長(zhǎng)度小線段母線重心到旋轉(zhuǎn)軸的距離一因此

7、，毛坯直徑霞甄（）、唇又砭百萬(wàn)毛坯尺寸如圖所示，實(shí)際尺寸可根據(jù)試制后進(jìn)行調(diào)整。，厶圖毛坯展開(kāi)圖拉深力、壓邊力及翻邊力的計(jì)算（）對(duì)于帶凸緣的筒形工件，拉深力按式（）計(jì)算。拉一?？冢ǎ┮皇街校豪盍ν残渭牡谝淮卫罟ば蛑睆讲牧虾穸热f(wàn)方數(shù)據(jù)材料抗拉強(qiáng)度足拉深力的修正系數(shù)（）對(duì)于平毛坯的筒形工件，壓邊力可按式（）計(jì)算。一一（凹）（）一（）式中：一壓邊力毛坯直徑第一次拉深直徑凹拉深凹模圓角半徑單位壓邊力（）對(duì)于圓筒形翻邊工件，翻邊力可按式（）計(jì)算。一（）（）一。（）式中：一翻邊力材料厚度口。材料的屈服強(qiáng)度大端翻邊直徑翻邊毛坯預(yù)制孔直徑（）由于本模具的設(shè)計(jì)中，壓邊力是由分離式鉤形壓板所提供，所以壓床的

8、噸位選擇中不包括壓邊力在內(nèi)，因此壓床的噸位選擇可按式（）計(jì)算。壓拉一（）式中：拉拉深力翻翻邊力壓壓床的公稱(chēng)壓力根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合本公司擁有壓床的噸位及壓床工作臺(tái)面的大小等因素，最后選取了我公司四柱油壓機(jī)。結(jié)論由于該工件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度和質(zhì)量要求高，設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用復(fù)合式模具結(jié)構(gòu)，一次成形。減少了換模、裝模時(shí)間，降低了制造和生產(chǎn)（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）（）圖（）最大應(yīng)力和最大主應(yīng)變圖圖局部布置雙重拉深筋的模擬結(jié)果結(jié)論勢(shì)鍛壓裝備與制造技術(shù)，（）：林忠欽，李淑慧，于忠奇，等車(chē)身覆蓋件沖壓成（）結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能要求，合理形仿真北京：機(jī)械工業(yè)出版社，布置拉深筋能有效控制和調(diào)節(jié)板料的流動(dòng)，提崔令江汽車(chē)覆蓋

9、件沖壓成形技術(shù)北京：機(jī)高板料流動(dòng)的均勻性，增大塑性變形程度，從而械工業(yè)出版社，改善零件表面的成形質(zhì)量，獲得成形質(zhì)量良好，的拉深件。，（）：（）將零件頂端的局部形狀由平面改為凹雷正保，付愛(ài)軍，黃充，等拉延筋模擬方法對(duì)覆包，可以有效吸收和平衡材料的流動(dòng)，使零件變蓋件結(jié)果影響的工業(yè)試驗(yàn)汽車(chē)工程，形盡量趨于均勻一致。，（）：陳文亮板料成形分析教程北京：機(jī)參考文獻(xiàn)：械工業(yè)出版社，彭水樣，周杰，李路，等階梯式工藝補(bǔ)充面對(duì)防皺余勝娟，周旭東板料成形性的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨的影響口鍛壓裝備與制造技術(shù)，（）：（上接第頁(yè)）成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。該模具經(jīng)精心制造社，投入使用后，完全達(dá)到了預(yù)想的效果。經(jīng)過(guò)實(shí)萬(wàn)戰(zhàn)勝?zèng)_壓模

10、具設(shè)計(jì)北京：中國(guó)鐵道出版際生產(chǎn)驗(yàn)證，該模具結(jié)構(gòu)合理，工作可靠，操作社，方便，能滿足批量生產(chǎn)的要求。陳炎嗣，郭景儀沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)北京：北京出版社，沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)之四參考文獻(xiàn)：北京：機(jī)械工業(yè)出版社，徐鴻本機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)王孝培沖壓設(shè)計(jì)資料北京：機(jī)械工業(yè)出版技術(shù)出版社，（上接第頁(yè)）于志偉，季士軍，史雅琴，等壓縮螺旋彈簧的斷析與研究福建分析測(cè)試，（）：一裂分析大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，（）：韓雅靜，王哲人，王慧汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)彈簧斷裂武懷強(qiáng)氣門(mén)彈簧疲勞斷裂失效分析金屬制分析金屬熱處理，（）：品，（）：。陳錫昌轎車(chē)用懸掛彈簧及氣門(mén)彈簧鋼絲生產(chǎn)現(xiàn)周巧琴，鄭春明，蔡傳榮彈簧鋼失效

11、分 狀和發(fā)展熱處理，（）：萬(wàn)方數(shù)據(jù) 輔變風(fēng)機(jī)拉深翻邊成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次數(shù)：伍楚晉， WU Chu-jin中國(guó)北車(chē)集團(tuán),大同電力機(jī)車(chē)有限責(zé)任公司,山西,大同,037038模具技術(shù)DIE AND MOULD TECHNOLOGY2010，(40次參考文獻(xiàn)(5條1. 王孝培 沖壓設(shè)計(jì)資料 19832. 萬(wàn)戰(zhàn)勝 沖壓模具設(shè)計(jì) 19833. 陳炎嗣. 郭景儀 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 19914. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)之四 19885. 徐鴻本 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 2004相似文獻(xiàn)(3條1.會(huì)議論文 祝偉駿 鋼制車(chē)輪輪輻拉深翻邊成形復(fù)合模設(shè)

12、計(jì) 2008分析鋼制車(chē)輪輪輻的沖壓成形工藝，提出一種新的拉深翻邊模具，闡述復(fù)合模的工作原理及動(dòng)作過(guò)程，確定模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特征參數(shù)2.期刊論文 祝偉駿. ZHU Wei-jun 鋼制車(chē)輪輪輻拉深翻邊成形復(fù)合模設(shè)計(jì) -模具技術(shù)2008(53.學(xué)位論文 褚亮 錐形凹模縮口工藝試驗(yàn)及理論研究 2005縮口是壓縮類(lèi)沖壓成形的基本工序之一，具有許多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛，在國(guó)防、機(jī)械、汽車(chē)、航空航天、日用品等都有相當(dāng)多的應(yīng)用。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)這種成形工藝的研究還有較多不夠深入之處，現(xiàn)今已有的眾多的有關(guān)沖壓理論、工藝及模具的教科書(shū)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和期刊論文等文獻(xiàn)資料中，對(duì)縮口工藝雖有論及，但大都只是粗略的介

13、紹，對(duì)縮口的理論分析相對(duì)于其它基本工序(如沖裁、拉深、翻邊、彎曲等而言內(nèi)容太少，甚至還有空白之處。故有必要對(duì)縮口工藝進(jìn)行更多、更全面和更深入的研究。基于此，本文的研究?jī)?nèi)容正是在縮口研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對(duì)在縮口工藝中研究不夠深入之處而提出的。論文的主要工作和取得的成果有如下幾個(gè)方面：1.理論研究依據(jù)對(duì)縮口變形區(qū)材料的應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)的分析，考慮變形過(guò)程中材料厚度的變化及加工硬化兩個(gè)具有本質(zhì)特征的影響因素，利用金屬塑性成形問(wèn)題求解的理論方法中的主應(yīng)力法，按照是否考慮凹模入口處的附加彎曲應(yīng)力，分別建立了描述縮口成形力的新的數(shù)學(xué)模型。2.工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)和制造出了一組模具，并進(jìn)行了縮口工藝試驗(yàn)，(包括實(shí)測(cè)了縮口力。對(duì)所建立的新的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證；以實(shí)測(cè)縮口力為衡量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有的具有代表性的縮口力計(jì)算公式進(jìn)行了比較研究；并從加工硬化的角度對(duì)其適用范圍進(jìn)行了分類(lèi)；研究了附加彎曲和凹模半錐角對(duì)縮口力的影響，并從試驗(yàn)中得到了最佳凹模半錐角的范圍。3.數(shù)值模擬采用有限