帶輪的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)【三維UG工件圖】
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馮玉鈴等汽車左佑后輪罩沖壓工藝廈翻邊、斜楔翻邊模具設(shè)計(jì)4 3汽車左右后輪罩沖壓工藝及翻邊、斜楔翻邊模具設(shè)計(jì)馮玉玲。徐巧( 鄭州日產(chǎn)汽車有限公司，河南鄭州4 5 1 4 5 0 ) 摘要】根據(jù)制件的特點(diǎn)，分析了其沖壓成形的工藝難點(diǎn)，制定了合理的工藝，簡化了模具設(shè)計(jì)和制造井畫出了制件的綜合工序圖，分析了各工序內(nèi)客和工藝特點(diǎn)，說明了各工序模具設(shè)計(jì)的關(guān)犍問題。同時(shí)以第5 道工序?yàn)槔?，重點(diǎn)分析了斜楔翻邊、翻遺模的結(jié)構(gòu)、工作原理及譴計(jì)要羔。 關(guān)鍵詞 后輪罩；沖壓工藝；斜楔；翻邊；模具設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：T C - 3 8 6 4 9 ，T G 3 8 5 4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1 0 0 0 8 4 4 6 ( 2 0 0 1 ) 0 5 0 0 4 3 0 5T h eD i eD e s i g no ft h eA u t o m o b i l eW h e e l h o u s e R R - R LA b o u tP r e s sT e c h n o l o g yF l a n g i n ga n dB e v e lW e d g eF l a n g i n gF E N GY u - l l n g ，X UQ i a o( Z h e n g z h o uN i s s a nA u t o m o b i lC o 1 t d ，Z h e n g z h o u 4 5 1 4 5 0 ，C h i n a )A l 域r a 吐：A e c o r d i n gt ot h ef e a t u r e0 ft h ep a r t s t h i sp a p e ra n a l y z e st h et e c h n o l o g yd 益c u h yi ni t sp r e s sf o r m i n ga n dm a k e st h er e a s o n a b l et e c h n o l o g y - s l m p l i f i t h ed i ed e s i g na n dm a n u L , Y t u r e ，d r a w st h ep D c f l o w _a n a l y z e v e r W c c e s sc o n t e n t sa n dt h et e c h n o l o g yf e a t u r e - d e t a i l se y e D p r o c e s sd i ed e s i g na n dt h ek e yq u e s t i o n t t h e 鯽I l 世t i m e i t t a k e s t h e f i f t hp r o o e s 8 f o re x a m p l e t oa n a l y z e t h eb e v dw o d 鏟f b n g i | l g ，t h e8 1 r u c t u l eo f d a l l g i I l gd i e - t h ew o r k l n gp r i n c i p l ea n dt h ek e yd e s i g nK e yW O l r d s ：w h e e l h o u s e - R R ；p r e s st e c h n o l o g y ；b e v e lw e d g e ；f l a n g i n g ；d i ed e s i g n圖1 制件如圖l 所示為輕型載貨車的后輪罩( 左件) ，右件與之對(duì)稱，材料為S E C I F ，料厚0 9 m m ，具有復(fù)雜的曲面外形，而且深度較大，最深處為2 7 6 2 m m ，制件的底面在C 面有一高為8 n - c n 臺(tái)階，D 處為一深0 9 m m 的凹坑，其它面平整，輪廓線整齊。制件在后車廂內(nèi)屬于二級(jí)外覆蓋件，表面精度和質(zhì)量相應(yīng)要求較高噴涂漆后不應(yīng)有皺紋、凸凹及滑移線等表面質(zhì)量缺陷。制件的A 面與車廂前板焊接，B 面與車廂邊板焊接，這就要求A 面、B 面本身的翻邊角度必須垂直，而且A 面與B 面所成的角度也應(yīng)該為9 0 。，這樣才能滿足產(chǎn)品的質(zhì)量和要求；同時(shí)在底面上有2 個(gè)1 1 的孔，是制件與車廂橫梁相連接用的，因此這組孔與A 面的的尺寸有相應(yīng)的精度要求。1 工藝分析1 1 工藝難點(diǎn)及特征從圖1 可以看出，制件的曲面復(fù)雜、深度較大，成形比較復(fù)雜，存在著受力、變形不均勻，變形程度大等不利因素，被拉壞的可能性很大，是否能一次收稿日期：2 0 0 1 0 2 1 9作者簡介：馮玉玲( 1 9 6 7 ) ，女，河南鄢睫人，高級(jí)工程師。曾獲6 項(xiàng)河南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)。主要從事沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)研究工作。萬方數(shù)據(jù)金屬成形工藝M E T A LF O R M I N G I E C t L N O L O G YV 0 1 1 9 52 0 0 1拉伸到位等問題，以及圖l 中的C 、D 兩處在拉延工序中的處理也是比較關(guān)鍵的。在修邊、翻邊工序中，由于制件的拉延側(cè)壁幾乎是垂直的，深度又較大( 2 7 6 2 m m ) ，怎樣安排才能使工藝既合理又能使模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造簡單，使用、操作方便也至關(guān)重要，以上所述均是制件的工藝難點(diǎn)。然而從圖1 可知，此制件具有對(duì)稱的特征，左、右輪罩是兩個(gè)完全對(duì)稱的零件，分別位于后車廂底板的左、右兩側(cè)。這給工藝及模具設(shè)計(jì)均提供了有利條件。1 2 工藝制定根據(jù)制件的特點(diǎn)，經(jīng)過分析研究及計(jì)算，該件可以一次拉伸成形，由于制件的對(duì)稱性，可成雙拉伸成形，且左右件同時(shí)拉伸各兩件( 共4 件) 工藝最為合理，生產(chǎn)效率最高。但由于受到我公司壓力機(jī)工作臺(tái)面的影響，只有采用左右拉伸各1 件的工藝，綜合工藝方案如圖2 所示，圖中0 P I 5 、0 V 2 5 、O P 3 5 、0 P 4 5 、0 P 5 1 5 ，分母中的5 表示此工藝共有5道工序，分子中的數(shù)分別代表此工藝中的第1 、2 、3 、4 、5 工序。I r 7 一。、畫澌莓P0圖2 綜臺(tái)工序1 2 1拉伸( O P I 5 )由于制件的對(duì)稱性，工藝安排成雙拉伸，為了保證拉延時(shí)材料能及時(shí)補(bǔ)充、受力均勻且材料受到的塑性變形基本一致，工藝補(bǔ)充見圖2 ，左側(cè)為工藝補(bǔ)充部分，其形狀與型面和零件的形狀( 右側(cè)) 基本一致。圖l 中c 處的凸臺(tái)、D 處的凹坑，在拉伸時(shí)的形狀如圖3 中斷面C - C 的形狀，既保證拉伸時(shí)不會(huì)由于臺(tái)階產(chǎn)生的比較明顯的滑移線，叉要保證拉伸后不會(huì)由于材料過多或過少，引起整形時(shí)擠料或不平現(xiàn)象，因此C 處的7 0 尺寸是經(jīng)過精確計(jì)算和C A D 數(shù)模模擬得出的，此數(shù)據(jù)也是以后經(jīng)過實(shí)踐和模具調(diào)試驗(yàn)證的。制件在1 6 3 M N 的雙動(dòng)壓力機(jī)上拉伸，沖壓方向如圖3 中B - B 所示。1 2 2整形( 0 P 2 1 5 )在工序1 中，零f 的復(fù)雜型面己經(jīng)拉伸出來只有圖l 中C 處高為8 m m 的凸臺(tái)和D 處09 r a m的凹陷沒有拉出，因此，在此工序中就是為了整出此兩處形狀，詳見圖3 中斷面C - C 。以拉伸件形狀定位，其沖壓方向與工序的方向相反，見圖3 中B - B 所示，為了工序件及模具的一致性，操作使用萬方數(shù)據(jù)馮玉鈴等汽車左，右后輪罩沖壓工藝及翻邊、斜楔翻邊模具設(shè)計(jì)4 5性，送料方向和出件方向與工序l 中正好相反。1 2 3修邊沖孔( 0 e 3 5 )在這道工序中，以工序件的形狀定位，修去的為零件的底面邊及左右件的部分過渡面的線，且沖出了底面的4 個(gè)孔，如圖2 所示，在左右件的過渡部分留有兩段沒被修去，這就保證了左右件仍是一個(gè)整體，保證下道工序以工序件的形狀定位，在這道工序中，所有的修邊方向均是一致的，即平行沖壓方向，這就避免了斜楔修邊，也簡化了后序的模具設(shè)計(jì)和制造，其沖壓方向與工序2 一致。廢料刀的布置如圖2 所示，在水平方向的廢料刀分別與沖模中心線在5 。和l o 。這充分保證廢料的排取流暢。1 2 4 斜楔修邊、剖切( 0 P 4 1 5 )這道工序仍以工序件的形狀定位，由圖1 可以看出其立壁與沖壓方向幾乎是平行的，深度很大，且在圓弧部分沿法線方向是變化的，因此只有斜楔修邊，斜楔方向與沖壓方向成4 5 。角，如E 向所示，同時(shí)從E 向方面左右件相連接的部分也是垂直底面的，此方向的剖切應(yīng)為斜楔剖切。由于在工序3中與此面相連的垂直于沖壓方向的線已經(jīng)修去，這就避免了斜楔修邊與正修邊兩者刃口相互干涉而一方必須采用大行程來解塊刃口干涉的情況，這也正是這兩道工序中工藝制定的難點(diǎn)及關(guān)鍵。同時(shí)在這道工序中，要修去左右件上面還相連接的部分，即所謂的剖切。1 2 5斜楔翻邊、翻邊( O P 5 5 )沖壓方向如B 向所示，與工序2 、3 、4 相同，左右件成雙翻邊，制件上面的下翻邊可正翻，如圖3中D - D 所示，而圖1 中A 面和B 面以及兩處立壁和圓弧部分必須斜楔翻邊，在A 面處左右件用一斜楔翻邊，斜楔方向與沖壓方向?yàn)? 5 。在B 面左右件翻邊方向是相對(duì)的，兩斜楔方向與沖壓方向均為4 5 。，如圖3 中E 向所示。在此工序中，需要解決正翻邊的凹模與斜楔凹模相互干涉的問題。根據(jù)我公司壓力機(jī)的分布情況，l 臺(tái)1 6 3 M N雙動(dòng)壓力機(jī)和4 臺(tái)總產(chǎn)量8 0 0 0 k N 單動(dòng)壓力機(jī)正好在一條線上，因此以上后4 道工序均安排在閉式四點(diǎn)8 0 0 0 k N 壓力機(jī)上，這樣從物流、生產(chǎn)、操作等方面安排最為合理，經(jīng)濟(jì)效率也最高。2 模具設(shè)計(jì)以上的工藝分析，每道工序的模具的結(jié)構(gòu)都是比較復(fù)雜的，且由于制件的深度較大，制件的取出必須有專門的頂料機(jī)構(gòu)。在前4 道工序中，由于工藝的合理安排，簡化了模具設(shè)計(jì)和制造，但在第5道工序中，必須同時(shí)正翻邊和斜楔翻邊，這就要解決正翻邊的凹模與斜楔凹模相互干涉的問題。下面以第5 道工序?yàn)槔?，介紹一下斜楔翻邊d 目邊模的設(shè)計(jì)。3 1 模具結(jié)構(gòu)棠1在這道工序中，由于左右件已經(jīng)剖切開，制件除形狀定位外，還需要邊定位，它有兩個(gè)斜楔翻邊和個(gè)正翻邊，模具結(jié)構(gòu)分別如圖4 、5 、6 所示。模具采用了上?；瑒?dòng)斜楔，也稱吊楔或空間機(jī)構(gòu)斜楔，為了便于計(jì)算滑塊行程與壓力機(jī)行程的關(guān)系，斜楔方向與沖壓方向取為4 5 。，這時(shí)滑塊水平方向的行程與垂直方向的行程相同，滑塊沿斜楔方向的1行程為垂直方向行程的2 倍( 即j = 殺倍) 。上、下模導(dǎo)向采用導(dǎo)向來板3 面導(dǎo)向，上模座( 1 ) 、下模萬方數(shù)據(jù)座( 1 6 ) 、壓料塊( 2 ) 均采用箱式結(jié)構(gòu)的實(shí)型鑄造材料為H T 2 5 0 ，退火處理?；瑝K( 1 0 、2 9 ) 與斜楔( 1 7 、3 0 ) 為鑄造，材料為H T 2 5 0 ，退火處理。壓料板與上模有導(dǎo)向板導(dǎo)向，它與上模座除有卸料螺釘連接外，為了安全，又有安全螺釘，其行程比卸料螺釘大3 0 n m a 。為了加工方便，凸模座與下模座分開，仍采用實(shí)型鑄造，材料為H T 3 0 0 表面淬火H R C 4 3 4 8 ，它與下模座用螺釘連接。斜楔與滑塊均為鑄件，材料為H T 2 5 0 ，退火處理。圖4 所示為圖l 制件的B 面( 左、右兩件) 翻邊與斜楔翻邊的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5 、圖6 為A 面翻邊與斜楔翻邊的結(jié)構(gòu)示意圖，翻邊凹模( 2 8 、3 1 ) 同時(shí)翻左右兩件。圖4 a 所示為圖4 中斜楔與滑塊的導(dǎo)向和強(qiáng)制返楔機(jī)構(gòu)，強(qiáng)制返楔塊( 2 6 ) 固定在滑塊上，只有在它返回的行程大于所設(shè)計(jì)的返楔行程后才脫離斜楔向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)正翻邊凹模與斜楔翻邊凹模的行程順序起保護(hù)作用。圖4 b 所示為圖4 中滑塊的行程導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，壓板( 2 3 ) 既有壓制的作用，又有導(dǎo)向的作用。圖5中的斜楔、滑塊導(dǎo)向強(qiáng)制返楔機(jī)構(gòu)及滑塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別與圖4 a 、b 所示相同。圖4 翻邊、斜楔翻邊模具結(jié)構(gòu)1 上模座2 挫料塊( 左右各1 ) 3 退料輥釘4 彈簧定位銷5 彈簧6 安全螺釘7 導(dǎo)向板8 翻邊凹模( 一) 9 斜楔、翻邊凹模( 左右各1 ) 1 0 滑塊( 左右各1 )1 1 彈簧1 2 彈簧預(yù)壓銷1 3 回程限位塊1 4 上、下模連接板1 5 限位器1 6 下模座1 7 斜楔( 左右各1 ) 1 8 氣缸1 9 頂出機(jī)構(gòu)2 0 凸模座2 1 擋料塊2 2 導(dǎo)向板a 斜楔、滑塊導(dǎo)向和強(qiáng)制返楔機(jī)構(gòu)b 滑塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2 2工作原理及設(shè)計(jì)要點(diǎn)由圖4 、5 可知，斜楔翻邊的行程大于正翻邊的行程，斜楔翻邊凹模( 9 2 8 ) 均讓開了正翻邊凹模( 8 、3 ”。當(dāng)工序件沿定位放好后，：橫下降，首先壓料塊( 件2 ) 接觸制件并逐漸壓緊，同時(shí)上模的滑塊( 1 0 、2 9 ) 接觸斜楔并沿導(dǎo)向扳( 2 7 、2 3 ) 由斜楔方向( 4 5 。) 運(yùn)動(dòng)，隨著上模下降，斜櫻翻邊凹模( 9 、2 8 )接觸制件并開始翻邊，當(dāng)其翻邊基本完成后，正翻邊P q 模( 8 、3 1 ) 接觸制件并開始翻邊1 - 模繼續(xù)下降，整個(gè)翻邊逐漸完成，模到達(dá)下極點(diǎn)。隨著壓萬方數(shù)據(jù)馮玉鈴等汽車左1 右后輪罩沖壓工藝及翻邊、斜楔島邊模具設(shè)計(jì)4 7力機(jī)的運(yùn)動(dòng)，上模開始回升，首先正翻邊凹模( 8 、3 1 ) 隨上模上升，同時(shí)在彈簧( 1 1 ) 的壓緊力的作用下，滑塊( 1 0 、2 9 ) 沿導(dǎo)向壓板( 2 3 ) 向外運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由于強(qiáng)制返楔塊( 2 6 ) 的作用，滑塊( 1 0 、2 9 ) 只能分別沿斜楔( 1 7 、3 0 ) 4 5 唷向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊沿斜楔行程大于3 0 ，這時(shí)斜楔翻邊凹模與正翻邊凹模已不干涉，滑塊( 1 0 、2 9 ) 分別脫離強(qiáng)制返楔塊的限制，既隨上模向上運(yùn)動(dòng)，又在彈簧( 1 1 ) 的壓緊力的作用下，向外運(yùn)動(dòng)。隨著上模的繼續(xù)上升，彈簧( 5 ) 的壓緊力逐漸減小，壓料塊( 2 ) 對(duì)制件的壓緊力也逐漸減小并離開制件，到達(dá)上極點(diǎn)。這時(shí)，打開氣缸的進(jìn)氣開關(guān)，氣缸( 1 8 ) 推動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)上升，制件被頂起，取件非常方便和順利。隨后氣缸的放氣閥打開，頂出機(jī)構(gòu)回落，模具的整個(gè)工作過程結(jié)束。圖5 翻邊、斜楔翻邊模具結(jié)構(gòu)1 1 彈簧2 8 斜楔翻邊凹模2 9 塊3 0 斜楔在這套模具中設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵要計(jì)算好斜楔翻邊凹模與正翻邊凹模的行程關(guān)系在模具的整個(gè)工作過程中，使它們的運(yùn)動(dòng)有先后順序，不相互干涉。同時(shí)，根據(jù)制件的裝配關(guān)系，翻邊后的垂直度要求較高，在模具設(shè)計(jì)和模具制造時(shí)，翻邊凸、凹模的間隙與料厚相同。公差為零或負(fù)值，以減少翻邊后的回彈，保證制件的質(zhì)量。圖6 正翻邊模具結(jié)構(gòu)2 壓料塊7 導(dǎo)向板3 1 翻邊凹模3 結(jié)束語由于制件的形狀復(fù)雜?？臻g曲面和深度均很大，在修沖、剖切、翻邊時(shí)必須采用斜楔機(jī)構(gòu)，在工藝的編制過程中，盡量使斜楔結(jié)構(gòu)與正沖結(jié)構(gòu)不在同一工序，從而簡化了模具設(shè)計(jì)和制造。同時(shí)，從產(chǎn)品的工藝到模具的設(shè)計(jì)、制造運(yùn)用了C A D C A M技術(shù)，提高了設(shè)計(jì)效率，通過C A D 數(shù)學(xué)模型、數(shù)控機(jī)床保證了各工序的工藝及制件質(zhì)量，縮短了模具制造周期，提高了模具質(zhì)量。模具投入使用以來，效果良好，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。從而也證明了沖壓工藝及模具結(jié)構(gòu)的先進(jìn)、合理。阻燃鎂合金及其鑄造技術(shù)此項(xiàng)目為攻關(guān)( 重點(diǎn)) 計(jì)劃項(xiàng)目。通過加入一定量的阻燃元素，使鎂臺(tái)金表面生成致密的氧化物保護(hù)膜，因而鎂f i - 金氧化戈| ! 燒的f i - 金化途徑，獲得了能夠在大氣中直接熔煉、適合于各種鑄造方法成形、熱處理、熱軋、熱擠壓、高逯切朝加工、性能良好的阻燃鎂臺(tái)金。開發(fā)了阻燃鎂合金的全套熔煉技術(shù)、壓力鑄造、金屬型鑄造、砂型鑄造、低壓鑄造、精密鑄造技術(shù)。萬方數(shù)據(jù)
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