锁壳工艺分析和落料拉伸成形复合模设计

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!机床与液压 2005 No 11

锁壳工艺分析和落料拉伸成形复合模设计

钱书琨,张 蓉,张文玉

(湖南工学院西校区(筹),衡阳421101)

*

摘要:介绍不对称盒形件一次拉伸参数不一致时的处理方法,提出了平衡不对称压边力的工艺措施。设计了锁壳的落料拉伸成形的复合模具。

关键词:不对称盒形件;工艺分析和措施;模具结构中图分类号:TG702 文献标识码:B 文章编号:

1001-3881(2005)11-012-2

TechnologyAnalysisandDesignoftheCompoundDieofBlanking-drawing-shaping

forLock-shell

QIANShu kun,ZHANGRong,ZHANGWen yu(HunanInstituteofTechnology,Hengyang421101,China)

Abstract:Thetreatmentmethodofprimarydrawingparameterwithoutuniformityforasymmetricboxwasintroduced,nologystepstobalanceasymmetricforceofpressurepadwereputforward,forlock-shellwasdesigned

Keywords:Asymmetricbox;Technologyanalysisandsteps;Diestructure

thetech

andcompounddiestructureofblanking-drawing-shaping

1 工艺分析和采取措施

图1所示为锁壳零件图,材料为08F,料厚t=1mm。该件是关于垂直轴不对称矩形盒形件,一端宽边有突耳,另一端比宽边的宽度小6mm,要完成该件的制作工序是较多的。其中最关键的工序是拉伸成

型工序。

相差甚远,故一次拉伸成功没有把握。必须修改参数,我们稍加大圆角半径,使壁间内圆角半径r=3mm,这样既不影响外观,又能有把握一次将盒形件拉伸成功。接下来必须考虑工件宽边上的突耳对拉伸产生不平衡力的影响。当拉伸成形后,压边圈对突耳仍有压边力,且随着行程的增加压边力越来越大,很容易将工件卡住,造成偏斜使零件产生裂纹。为了减少不对称造成不对称压边力,我们在模具的压边圈上挖出凹坑,当盒形件成形后,突耳弯曲,突耳弯曲时不需压边力,只是弯曲时产生的弯曲力(包括摩擦力等)极大减少不对称力;壁与底面的圆角半径r底=2mm是可拉成的,但考虑增大r底有利于材料成形,故将r底增大为2 5mm;零件两宽边大小相差6mm,展开料为不对称形状,这样更加剧了不平衡状态。为

图1 锁壳零件图

了使压边力平衡我们仍按宽边大的尺寸展开,另外由于两宽边尺寸相差只有6mm,展开料稍大一点,对拉伸成形影响不是很大。采用双面润滑减少摩擦力等工艺措施有把握一次拉成。

锁壳是门锁中的外形轮廓件,成形后表面要求光滑,轮廓清晰,无划伤痕迹,精度要求一般。原设计圆角半径都很小,壁间内圆角半径r=1 5mm,壁底边间圆角半径r=2mm,按照该参数计算,用参考文献[1]的图4-72估算和表4-26拉伸矩形盒最大相对高度r/bo,来推算拉伸次数。该件拉伸次数处于一次与二次拉伸之间的过渡状态,且靠近二次拉伸一侧。用拉伸系数校核该指标离一次拉成相差较大。假如说该项指标稍微超过一点的话,在工艺上采取措施,还是能把盒形件一次拉伸成形。现在的拉伸系数 D=

2 工艺参数计算及展开图

2 1 计算盒形件的修边余量 h和拉伸高度h

h0/r=27/3=9

h=0 05h0=0 05 27=1 35(mm)h=h0+ h=27+1 35=28 4(mm)式中:h0为零件高度。2 2 假想毛坯直径

盒形件展开图一般采用长图形毛坯,该件有突耳,必须在突耳处加上突耳的高度尺寸,突耳与长圆

+4b(h-0 43r底)-1 72r(h+0 5r)-4r底(0 11r底-018r)=134(mm)

式中:b为盒形件的宽。

2 3 盒形件的展开图

(编

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形毛坯相交处,用R15圆弧连接,如图2所示。L#=D+(b1-b)=167(mm)L=L#+20=187(mm)

D(b-2r)+[b+2(h-0 43r)](b1-b)K==133

b1-2r

(mm)

式中:b1 零件长边,L# 长圆形的长,K 长圆

形的宽。

2 4 拉伸次数的确定

(1)初判拉伸次数。由于

h/b=0 37,r/b=0 04由以上结果查文献[1]的图4-72可知该件可以一次拉

图2 盒形件的展开图成。

(2)进一步判断拉伸次数。由于

R=r+2rh-0 86r底(r+0 16r底)=13 1(mm)m=r/Ry=r/R=0 23

式中:Ry 假想圆角半径,R 毛坯角部半径,m 拉伸系数。

对照文献[1]中表4-27中的[m]=0 31,m与[m]比较接近。我们又参考了文献[2]中的矩形零件的拉伸系数[m]=0 25~0 4可知,m与[m]基本相等,采取一些措施是可以一次拉成的。

(3)一次拉伸能达到的最大高度校核拉伸次数查文献[1]中表4-26在一道工序内所拉伸的矩形盒的最大相对高度:h/b0=0 4~0 5。

该零件的高宽比:h/b=0 37,0 37<h/b0=0 4~0 5,综合以上所述,一次拉伸成功是有把握的,故采用一次拉伸成形

,并将落料拉伸成形复合在一道工序中。

1 上模板 2 凸凹模 3 退料块 4 压边圈 5 凹模 6 凸模 7 顶杆 8,10 连接螺钉 9 下模板 11 模柄 12,17 退料橡胶 13,19 定位销 14 导套 15 导柱 16 退料螺钉 18 卸料板

图3 模具结构图

处定为20mm较为合适。宽度定为68mm,单边有1 5mm的修边余量。

4 结论和效果

在生产实践中,不对称的盒形拉伸成形件是经常遇到的,不对称拉伸件拉伸力、压边力是不平衡的,容易使产品因不对称产生偏斜,使产品卡住而产生裂纹,使产品报废,成品率低。锁壳零件属于不对称零件,在修改前采用落料、拉伸成形二道工序报废率都在5%以上,经过分析和修改产品尺寸,从工艺和改进模具结构等方面采取平衡不对称力的影响设计了拉伸成形模,一道工艺使产品一次成形,废品率在1%以下,提高了工效,取得了很好的经济效益。上述分析和措施对不对称的盒形件拉伸提供了经验。参考文献

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社,

1990

%2&张有明等 家用洗衣机内筒整体一次拉伸的初探 锻

压机械,1985(6)

作者简介:钱书琨,教授。主要研究方向:模具设计与制造。发表论文近30篇,完成科研项目多项,有3项获得省市成果奖。

3 模具结构图(图3)

该处凹坑尺寸20mm的确定,既要考虑到压边圈力的平衡,也要考虑到减少不对称压边力的影响,此(上接第67页)

减少了非工作行程所占用循环周期时间。而在直动的工进阶段又可以产生较大的冲压力,满足冲压工作需要(200kN)。参考文献

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自收稿时间:2004-06-14

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2/2SWITCHINGVALVE FluidandMechanicalEngineer

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IEEETransactionsonIndustrialElectronics,Feb1995,42(1):1~8

作者简介:童小利,女,1976年生,广东工业大学机电工程学院硕士研究生。研究方向为机电液工程的智能控制、仿真及应用。E-mai:lxiaoli_tong@163 com。

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