復(fù)雜拋物形零件翻邊工藝分析及模具設(shè)計(jì)

1、復(fù)雜拋物形零件翻邊工藝分析及模具設(shè)計(jì)復(fù)雜拋物形零件翻邊工藝分析及模具設(shè)計(jì)湖南大學(xué)衡陽分校(421101)陶衛(wèi)民錢書棍摘要:詳述了在不完全封閉殼體內(nèi)翻邊成形的工藝分析和模具結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞:不封閉殼體翻邊工藝分析模具結(jié)構(gòu)一、引言圖1所示零件，材料為08F，料厚為0.75mm公差為ITI3。原來成形的方法是:先將兩折冷沖壓部分成形，再焊接成圖1所示形狀?，F(xiàn)采用不需焊接的冷壓成形法進(jìn)行成形。冷壓成形有3種途徑:一是冷沖壓拉延折彎的方法二是旋壓法三

2、是拉延與旋壓結(jié)合法。純粹用冷壓成形，在折彎頂部形狀時(shí)，很難用模具實(shí)現(xiàn)用旋壓的方法成形是沒有問題，但效率低，也不可取采用旋壓與拉延相結(jié)合成形法，拉延成形拋物面形，頂部折疊采用旋壓成形，是一個(gè)比較適合的方案，因此采用第3種方案。其工藝路線為:拉延成形一修邊一旋壓折邊一沖孔翻邊一攻絲，即完成零件制作。下面對該件的翻邊成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)介紹如下。1.確定小孔翻邊是否需要沖預(yù)制孔該件料厚為0.75mm屬薄壁零件，由于要用自攻螺紋連接，為增加連

3、接螺紋扣數(shù)才需要翻邊的。是否要制預(yù)制孔，也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)有的企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)厚度為0.8mm，自改螺紋可以不翻邊。該件料厚為0.75mm，十分接近0.8mm，且螺紋直徑為M3，翻邊后肯定會遠(yuǎn)大于0.8mm。因此，對于翻邊高度不作要求。M3螺紋底孔直徑為，屬小孔翻邊，不要沖預(yù)制孔。如果沖預(yù)制孔，翻邊豎邊高度會整齊些。但沖孔凸模直徑很小，對沖孔和翻邊都會帶來很多麻煩。小凸模沖裁，特別是翻邊定位問題，可以講幾乎難于解決。如果不沖預(yù)制孔，可

4、以保證翻邊高度而且定位不成問題，操作也十分方便但翻邊豎邊可能會高度不一致，且對有的材料會有裂紋現(xiàn)象存在，根據(jù)08F鋼材料的機(jī)械性能分析，其強(qiáng)度極限與流動極限對比，產(chǎn)生裂紋的可能性不太大，且根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，除豎邊高度不一致外，可能會有裂紋痕跡，但并不影響伸用.因此決定不沖預(yù)制孔。2翻邊力的計(jì)算翻邊力為：此時(shí)預(yù)制孔的直徑為則F=1.13.142000.752.4=1243(N)該處的翻邊是大間隙翻邊，且是無預(yù)制孔翻邊。翻邊變形是先刺穿鋼板，

5、然后再翻邊刺穿鋼板力不大。當(dāng)大間隙翻邊時(shí)，可降低30%35%的翻邊力，則翻邊力為810830N。實(shí)際翻邊力還小于該值。此為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。三、模具結(jié)構(gòu)和動作原理1.模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)如圖2(左圖為裝配圖，中圖和右圖為件5、6、17等裝配時(shí)的局部放大圖)所示上模推桿(件14)結(jié)構(gòu)如圖3所示。2.模具動作過程先將修邊后成形的毛坯放入下?？?，手工將壓板推向毛坯，使毛坯放平，同時(shí)也可檢驗(yàn)毛坯是否放平，上模推桿組件和凸模下降，當(dāng)凸模還未接觸手壞前.

6、卜椎桿繼續(xù)下行.帶動凹?；瑝K組件3、20、21等壓住被加工毛坯，再繼續(xù)往下行時(shí)，凹?；瑝K垂直方向不再運(yùn)動，上模推桿繼續(xù)下行，帶4凹模滑塊徑向向外運(yùn)動到達(dá)最大位置，并對毛坯端面起支承作用。當(dāng)翻邊凸模接觸坯料并且翻邊，此時(shí)的上模推桿則不能下行，上模推桿壓縮上模推桿橡膠相對上模板作向上運(yùn)動。當(dāng)翻邊完成后，凸模上行，當(dāng)凸模完全離開毛坯后，上模推桿在橡膠力的作用下，上模推桿與固定板端面接觸，機(jī)床繼續(xù)上行時(shí)，上模推桿上移6.75mm凹?；瑝K在彈簧的

7、作用下同樣移動6.75mm距離回復(fù)到初始狀態(tài)產(chǎn)品可以退出(此時(shí)，上模推桿斜面仍與凹?；瑝K斜面接觸，并是凹?；瑝K行程終止位置)。上模推桿繼續(xù)上行，帶動凹?；瑝K上行。當(dāng)上模推桿及組件完全離開毛坯后，轉(zhuǎn)動壓板、頂料機(jī)構(gòu)將毛坯頂出完成產(chǎn)品的制作。沖下一個(gè)零件前，頂料機(jī)構(gòu)回到原始位置，重復(fù)上一次循環(huán)。3.移動凹模鑲塊尺寸的計(jì)算毛坯端面入口尺寸為φ76.5mm凹?；瑝K收攏尺寸為75.5mm較為合適，徑向外擴(kuò)的最大尺寸為94mm，則移動的最大距離為:

8、(94mm75.5mm)2=9.25mm，翻邊孔中心距為85.5mm翻底孔為q)2.4mm，故85.5mm2.4mm87.9mm≈88mm稍微擴(kuò)大點(diǎn)為89mm?？墒拱寄；瑝K移動距離大于孔的邊緣，滿足翻邊要求尺寸。其移動距離為:(89mm75.5mm)26.75mm。上模推桿角度為45，當(dāng)凹?；瑝K向外運(yùn)動時(shí)，其兩凹?；瑝K邊的距離為6.75mm0.707mm)2=9.54mm。4.設(shè)計(jì)說明(1)為了使翻邊力不全部作用在滑塊導(dǎo)向塊上，故在推桿

9、中部增加一圓螺母，將滑塊壓住，使翻邊力作用在圓螺母的端面，這樣不會影響運(yùn)動和間隙，使工件翻邊工序平穩(wěn)進(jìn)行。圓螺母為M521.5寬度為11.5mm(非標(biāo)準(zhǔn)件)。(2)固定板與上模推桿采用H7h6間隙配合，且導(dǎo)向部分稍長點(diǎn)，避免上模推桿擺動，滑板導(dǎo)向塊的間隙也要調(diào)整為H7h6間隙配合并要磨光，以減少摩擦。(3)工件經(jīng)過修邊和旋壓成形后，內(nèi)邊還可能有毛刺，為使凹?；瑝K向外伸時(shí)，能順利插入工件下端面，凹?；瑝K外緣處要有倒角，并且要求凹?；瑝K與工

10、件下端面留有0.03mm左右的間隙，以利于滑塊能運(yùn)載順暢。由于間隙很小，故也不會影響翻邊的效果。(4)前面計(jì)算出凹模滑塊間距離為9.5mm翻邊后豎邊的外徑為3.9mm，從以上的數(shù)據(jù)可知，此時(shí)曠沖孔翻邊與平時(shí)用凹模翻邊時(shí)情況不一樣，沒有凹模使翻邊豎邊成形，而只是靠凸模下行時(shí)成形，為了仗豎邊成形，凸模直徑可稍為大一點(diǎn)，使用設(shè)備為油壓機(jī)在成形時(shí)稍微停頓一下以便豎邊形狀穩(wěn)定。(5)在沖孔翻邊時(shí)，8mm折邊處會受力而使豎邊變形，但此時(shí)翻邊凸模處有