帶輪的沖壓工藝與模具設計【三維UG工件圖】
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!模具工業(yè) #$% 年第 &# 卷第 % 期沖 壓 疊 邊 在 鈑 制 皮 帶 輪 生 產 中 的 應 用胡建國（馬鞍山方圓新材料科技有限公司，安徽 馬鞍山#&$!）摘要： 分析了鈑制皮帶輪的特點及傳統(tǒng)沖壓工藝， 介紹了用機、 氣、 液控制的疊邊模具的結構和多楔皮帶輪縮口疊邊成形工藝及模具結構。采用疊邊工藝生產的皮帶輪抗彎強度和抗扭強度至少要比切削加工的零件提高 # 倍以上。關鍵詞： 鈑制皮帶輪； 沖壓； 疊邊中圖分類號： ()&*+,#文獻標識碼： -文章編號： !$! . #!%* （#$%）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精度相一致 /誤差規(guī)律0，凹模選用直壁刃口形式，并與導板同機、同位切割，以控制二者之間誤差小于 $, $* 11。凹模的漏料孔采用化學腐蝕加工， 深$,& 11 即可。/&0導料柱采用分體式專利導料柱 （見圖 *） 。 普通導料柱因要頻繁承受條料的沖擊，頭部容易折斷、 變形， 且更換不便 /必須拆模， 一般設計均為下拆式0，而此結構導料柱克服了常規(guī)導料柱導料槽寬、 深、 高一致性差的缺陷， 刃磨時， 只要旋下件 #，在 2 面磨去凹模刃磨量即可保證托料高度不變。圖 *導料柱/0 因線切割后工件表面有 $, $! 11 左右的變質層， 對模具壽命不利， 必須去除。本模具采用化學清洗法， 方便可靠。/+0模具刃磨時， 先從主模架上整體卸下拉伸子模/精度要求相對較低0， 卸下卸料彈簧， 將導板壓下即可刃磨凸模。刃磨凹模時，用工具取出凸模擋塊和切舌鑲塊， 卸下導料柱、 導料板， 拆下導柱， 即可刃磨。%結束語/!0該模具結構設計合理， 降低了模具制造精度，關鍵零件均由加工中心、慢走絲線切割、數控鉆床完成； 標準化零件使用程度高， 縮短了模具制造周期。/#0模具維修時采用整體模具刃磨形式， 刃磨后模具精度幾乎不受影響，為實現模具 +$ 萬次沖壓提供了有力保證。參考文獻：3!4沖模設計手冊編寫組 , 沖模設計手冊354, 北京 6機械工業(yè)出版社 7#$,3#4熱處理手冊編寫組 , 熱處理手冊354, 北京 6機械工業(yè)出版社 ,!%,3&4陳敏恒 , 化工原理384, 北京 6化學工業(yè)出版社 7!,34機械設計手冊編寫組 , 機械設計手冊354, 北京 6機械工業(yè)出版社 7#$,萬方數據!模具工業(yè) !# 年第 $! 卷第 # 期 收稿日期： !% & & !%。作者簡介： 胡建國 （(% & ） ， 安徽舒城人， 高級工程師， 主要從事沖壓模具及機械設計工作，地址：安徽馬鞍山市中崗二村 ( 棟%( 室。 （電話） % & !$#$#。引言隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，原來那些需要鑄造或機械切削加工的金屬零件正逐漸被沖壓件所取代，這不但大大減輕了零件的自重，節(jié)省了原材料，而且制作精度毫不遜色于機械加工件，尤其是其加工速度遠非金屬切削加工可比。由于疊邊可以極大地提高工件的強度和剛度，通過疊邊后的工件，其抗彎和抗扭強度至少可以提高 ! 倍以上，故原來需要很厚材料制作的工件，現采用較薄的材料通過疊邊后制成， 仍然能滿足要求。疊邊的方法很多，有拉壓法、輥壓法、旋壓法、沖壓法等等，針對不同的對象，可以選擇不同的方法。下面介紹沖壓疊邊在皮帶輪生產上的應用。!反向拉伸法疊邊較早的鈑制皮帶輪，其槽形是由 ! 個錐形碟片組合而成，平幅板型一般為鉚接或組合，筒形幅板為壓配套裝組合，因為不是整體結構，所以易變形或破裂。以下介紹的沖壓皮帶輪均為用一整板制成， 結實牢靠， 能夠滿足使用要求。圖 所示 ) 型皮帶輪，傳統(tǒng)的沖壓工藝為：落料拉伸 （見圖 ! （*） ）!再拉伸 （見圖 ! （+） ）!反向拉伸（見圖 ! （,） ）!擴口疊邊并沖孔!沖孔處翻邊!切口!精整成形。圖 ) 型皮帶輪（*） 拉伸-+.再拉伸-,.反向拉伸圖 !) 型皮帶輪疊邊工藝從圖 ! 可以看出， 這里的疊邊用了反向拉伸法，其底面用 !型腔定位， 變形區(qū)在反向拉伸凸模作用處沒有外力支持， 是一個不穩(wěn)定的變形區(qū)， 亦是成形的難點所在。若其剛度和強度不足， 也就是 / !的值較大， 則易發(fā)生沖壓失穩(wěn)， 導致疊邊失敗。為了保證沖壓成形順利， 要求 / !的值不能太大， 以使其擁有足夠的剛度和穩(wěn)定性。另外還有一個更為可靠的辦法就是，在變形區(qū)采用斜楔機構驅動兩半凹模對疊邊處給予支持，但這樣模具結構就會變得較復雜， 加工成本勢必加大， 可是必要時又不得不采用此方案，以下將要介紹的沖壓皮帶輪模具就屬于類似結構。$用機、 氣、 液控制的疊邊模具圖 $ 所示 ) 型皮帶輪是用圖 0 所示筒狀體成形的。 從圖 0 可以看出， 該坯件在拉伸時已成形出了 )型皮帶輪的一個斜面，下一步只需成形出另一個斜面即可。 為了快速有效地沖壓成形， 現不采用沖壓圖 工件的方法， 即不用簡單模具多工序沖壓， 而是采用 副模具成形， 模具結構如圖 % 所示。 模具工作過程為：首先將毛坯放在定位塊 1 上，在壓縮空氣作用下， 楔圈 ( 下行， 成形凹模 $ 收縮， 壓住毛坯凸緣和密封圈 2。 然后打開充油閥和放氣閥， 機油在約 #個大氣壓作用下進入毛坯內腔，將其中空氣經放氣閥排出。當毛坯內腔充滿油時關閉充油閥和放氣閥， 開動油壓機， 上模下行， 上成形模塊 $ 和成形凹模使毛坯成形， 當毛坯內腔油壓升到預設的壓力時，多余的油從溢流閥排出。圖 $) 型皮帶輪為了克服疊邊成形時可能發(fā)生的失穩(wěn)現象，模具采取了以下的措施：（）使用拼塊式凹模 $，成形前先壓住已成形皮帶輪毛坯的 個斜面，這樣就使得本來是成形弱區(qū)的部位轉化為強區(qū)， 從而保證非疊邊處不變形，需疊邊處順利成形。（!） 通過充油閥、 溢流閥等的調控， 使工件內部萬方數據!模具工業(yè) !#$ 年第 %! 卷第 $ 期圖 & 型皮帶輪坯料圖 (疊邊成形模具結構保持恒壓力，且這種壓力還可以根據情況予以調節(jié)， 為防止型腔成形時塌陷失穩(wěn)創(chuàng)造了良好的條件。（%） 模具采用機、 氣、 液多種控制， 功能完善， 因而工件成形質量高，但模具結構復雜，制造成本相對亦高， 但是相對于大批量生產還是值得推廣的。&多楔皮帶輪縮口疊邊成形工藝及模具結構圖 $ 所示多楔皮帶輪形狀較復雜，其成形工藝經過慎重考慮， 擬訂為： 沖定位孔、 落料!拉伸壓凹!預縮口!縮口疊邊 （見圖 )）!切邊!預翻邊!翻邊!沖孔整形!擠壓滾齒!車削成形。縮口疊邊是其中一道很關鍵的工序， 為本工件成形的難點。圖 $多楔皮帶輪圖 )縮口疊邊縮口疊邊前所進行的預縮口，目的是為了使變形區(qū)形成一個弱區(qū)，以利于縮口疊邊穩(wěn)定順利地進行。 縮口疊邊模具結構如圖 * 所示，其工作過程為：先將預縮口的工件放在內模塊 % 上，用定位釘 ! 定位。隨后凸模 下壓， 坯件首先進入芯模 & 中， 這樣坯件內徑就被包容起來。隨著凸模的繼續(xù)下行，圖 *縮口疊邊模具結構+ 凸模!+ 定位釘%+ 內模塊&+芯模(+ 凹模$+ 長頂桿)+ 下模座*+ 下 模 板,+ 短 頂 桿#+ 上 墊 板+ 拉桿!+ 下墊板%+ 橡皮+ 環(huán)形氣缸!+ 塑料軟管%+ 上成形模塊&+ 上模座(+ 內擋圈$+ 密封圈)+ 擋 圈*+ 環(huán) 形 活 塞,+ 楔 圈#+ 彈 簧 擋 圈+ 彈 簧!+ 拉 桿%+ 成 形 凹 模&+ 墊 板(+ 下 模 座$+ 密封圈)+ 密封圈*+ 定位塊萬方數據!模具工業(yè) !# 年第 $! 卷第 # 期坯件進入凹模 % 中， 外徑被保護。由于坯件是在內、外徑均被包圍的情況下進行縮口疊邊的，故能夠控制縮口的尺寸，很順利地進行縮口疊邊，不會發(fā)生任何失穩(wěn)現象。由于縮口疊邊質量要求高，這里采用了小間隙沖壓，但即使不采用小間隙，坯料縮口疊邊后也會緊緊包在模具腔里，用通常的卸料方法不易取出。這里采用了復合卸料法，即先由長頂桿 # 通過芯模& 將工件從凹模 % 中頂出，再由短頂桿 推動內模塊$， 將工件最終從芯模 & 中頂出， 從而完成卸料工作。這里長、 短頂桿所需的推力由試模予以調整。%結束語鈑制皮帶輪節(jié)材、 節(jié)能、 少切削、 無污染， 是一種可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)化產品，已被汽車工業(yè)廣泛采用?？梢韵嘈牛?隨著高新技術的發(fā)展， 智能化沖壓的進步， 沖壓加工將會發(fā)揮更大的作用， 生產出質量更高、 性能更優(yōu)異的產品。參考文獻：()*丁秉文 + 沖壓工藝生產 , 型皮帶輪的探討(-*+ 機械制造 .)&/!01!2!)+(!*王和全 + 冷沖壓模具結構圖冊(3*+ 長沙 1湖南科學技術出版社 .)4+($*孫鎮(zhèn)和 + 兵器冷沖工藝與模具設計(3*+ 北京： 兵器工業(yè)出版社 .)$+(&*李碩本 + 沖壓工藝學(3*+ 北京： 機械工業(yè)出版社 .)4!+)引言圖 ) 所示零件是一種密封用的套筒，材料為5#4 黃銅， 厚度 +& 66。整個零件為錐形， 錐頂直徑!#66， 錐底直徑!) 66， 在中間位置有 ! 個直徑!$66 的軸對稱孔， 生產數量為 ! 個。零件精度要求不高，但是作為密封用零件，表面質量要求較高，且零件的錐頂、 錐底、 壁部不允許有皺紋、 塌陷和劃痕， 因此該零件成形難度較大。!工藝分析及工藝方案確定此零件錐面斜度為 7+748，錐體長 &4 66，中間 收稿日期： !% 9 )! 9 )7。作者簡介： 張立國 （)7! 9 ） ， 男， 黑龍江哈爾濱人， 講師， 主要研究方向： 塑性成形理論、 模具設計、 三維造型與仿真、 計算機輔助設計， 地址： 沈陽航空工業(yè)學院航空宇航工程學院。/電話0!& 94#)&)$!， )$4&%$%)， /電子信箱0:;?A+B?C。帶孔深錐形管成形工藝分析及模具設計張利國 . 岳玉梅 . 秦正琪 . 鄒愛麗/沈陽航空工業(yè)學院 . 遼寧 沈陽)$&0摘要： 針對帶孔深錐形管件的成形特點進行了工藝分析， 確定了成形方案， 設計了錐形管擠壓模和沖孔模。在沖孔模中選用了帶有楔角的斜楔機構來實現側沖，并利用沖裁凹模自身的錐形面實現了錐形管的定位。模具在生產中應用效果良好。關鍵詞： 錐形管； 擠壓； 沖孔； 側沖中圖分類號： DE$4%+!文獻標識碼： F文章編號： ) 9 !)#4 （!#） # 9 ! 9 $!#$%& () )(*+, -*(./& #0 0/&, () 0/)(* 0/- 1#-/* -/ 213 3($/!#$% &()*+, -./ -*(01, 23$ !415)(6 !7. #(89:415;*1 +? #1+5A8 /5)5115), :415;5), &+55) BBCCDE, F45*=+5 5K L1A5) K1 M= K1N18+L1K O41 1A45A8 541=4L5) A41=A= +? K11L 4 4+81P Q1K)1 01A45=0 M= 1K 5 L1A5) K1+ A41N1 =K1 L1A5), 41 L+=+55) +? 41 A+5A8 =*?A1 +?O8=18?P I41 LL8A+5 +? 41 K1= A41N1= ?N+ 5 L+K*A+5P5/% 2(*0&H *=+5S L1A5)S =K1 O85R!5)萬方數據
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類型：共享資源
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