尹業(yè)宏,安 寧,孫金風(fēng)

(湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,湖北 武漢 430068)

本文述及的端蓋是變壓器儲(chǔ)油柜的殼體零件之一,上面安裝有油標(biāo)管,通過氧焊固定于儲(chǔ)油柜圓筒壁上.此零件精度要求不高,材料為Q235,料厚2 mm,形狀見圖1.

1 工藝分析與方案確定

經(jīng)工藝分析計(jì)算,該零件需采用落料、拉深、沖孔等三個(gè)基本沖壓工序,因而確定三種工藝方案:方案一,落料―拉深―沖孔;方案二,落料拉深復(fù)合模―沖孔;方案三,落料、拉深、沖孔復(fù)合模.經(jīng)過分析比較,采用第三種方案[1-3].

圖1 端蓋

2 模具結(jié)構(gòu)及工作過程

端蓋復(fù)合模的結(jié)構(gòu)見圖2.其工作過程如下:1)準(zhǔn)備工作:手工將板料順著彈性擋料銷34導(dǎo)向滑動(dòng)并由彈性擋料銷33定位.2)當(dāng)沖床滑塊下行時(shí),卸料板23壓緊坯料,凸模13下行,和凹模7完成落料;滑塊繼續(xù)下行,凸模5和凸凹模13的凹模完成拉深成形;滑塊再下行,凸模17和凹模4完成沖孔,沖孔廢料從凹模到凹模墊板到下模座落料孔落下.3)整個(gè)沖壓工序完成后,滑塊回升,模具下面的橡膠彈頂器推零件出凸模5,同時(shí),上部的活動(dòng)凹模18也將零件從凸凹模13的凹模中推出.4)沖床滑塊繼續(xù)上行,回到開模狀態(tài)的最高點(diǎn),把零件取出,手工送料,準(zhǔn)備下一個(gè)工作循環(huán).

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 毛坯面積的計(jì)算

利用Pro/E軟件的零件設(shè)計(jì)模塊做出端蓋的內(nèi)曲面(此時(shí)端蓋的高度h=26 mm),向外平移1 mm.利用Pro/E軟件算出曲面的面積[4],如圖3所示,點(diǎn)擊【分析】【測(cè)量】,彈出【測(cè)量】對(duì)話框,在【類型】中選擇面積,在【定義】【實(shí)體】中選擇面組,然后點(diǎn)選端蓋曲面面組,點(diǎn)擊【計(jì)算】,則端蓋中性層曲面的面積為38012.9 mm2.然后利用坯料的面積相等的原則算出坯料直徑為220 mm.

3.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)

在本套模具中,由于沖孔凸模的直徑小,而且較長,因而采用階梯的形式增強(qiáng)凸模的最小斷面(危險(xiǎn)斷面)的承壓能力和抗縱向彎曲能力.由于落料凹模對(duì)沖孔凸模的導(dǎo)向作用,因而可以直接用墊板對(duì)沖孔凸模定位.在校核中采用沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版VR1.0,對(duì)沖孔凸模進(jìn)行強(qiáng)度校核[5](圖4),實(shí)踐證明,沖孔凸模能滿足要求.

圖4 沖孔凸模的長度校核

3.3 鑲塊的運(yùn)用

在本套模具中,考慮到落料、拉深、沖孔過程中模具的磨損,各有關(guān)工作零件都采用鑲塊結(jié)構(gòu),可獨(dú)立互換.

4 結(jié)束語

變壓器儲(chǔ)油柜端蓋復(fù)合模,能將落料、拉深、沖孔等需多道工序完成的加工一次完成,提高了生產(chǎn)率,降低了生產(chǎn)成本.該模具設(shè)計(jì)思路可擴(kuò)展到其他類似零件的模具設(shè)計(jì)中.在設(shè)計(jì)中運(yùn)用軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),可提高設(shè)計(jì)速度,縮短模具設(shè)計(jì)周期.

[1]楊寶順.鍋蓋落料拉深沖孔切邊復(fù)合模設(shè)計(jì)[J].模具技術(shù),2006(1):19-21.

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[3]鄭家賢.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

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