張秀清

(鶴壁市技工學校,河南 鶴壁 458030)

油桶類圓形蓋是一種雙環(huán)口密封蓋,因為其密封性好、強度大、制造簡單,被許多制桶廠家所采用。但是現(xiàn)行直邊桶蓋易出現(xiàn)密封性能較差、易揮發(fā)的液體或黏度較小的液體易從桶蓋的縫隙中溢出,嚴重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。以前由于多種因素的影響,沖壓拉伸需要多副模具,不但浪費人力、物力,還跟不上客戶的需要,影響了廠家經(jīng)濟效益的提高。為此我們對桶蓋的成形工藝進行了多次改進和實驗,設計了一副翻邊拉伸縮口復合模。

1 零件的工藝分析

圖1所示零件的形狀是筒形帶凸緣拉伸件,所用材料為冷軋薄板,料厚0.30mm。該零件的特點為:所用材料較薄且拉伸深度相對較大,材料的流動性大,成形需要的精度難以保證。成形后的零件周邊要求無毛刺和皺褶,內(nèi)壁要求無拉裂和拉爛現(xiàn)象,且零件內(nèi)圓筒部分的拉伸誤差不能超過0.03mm。從零件圖就可看到,拉伸深度的部分是直壁無錐度,易出現(xiàn)密封性能差,液體容易溢出。為此,我們對圖1的零件進行了改進,將直壁部分作成了錐度,增強了密封性,同時也增加縮口的加工工藝(圖2)[1]。

圖1 零件圖

圖2 改進后的零件圖

2 改進前模具結構特點及該沖壓工藝存在的問題

以前沖壓該零件需要3副單工序模。第一步用圖3所示的簡單落料模沖下圓片毛坯,第二步用圖4所示的帶壓邊圈的拉伸模完成圖5所示的半成品,最后用圖6所示的翻邊模完成此零件。

圖3 落料模

圖4 拉伸模

圖5 半成品

圖6 翻邊模

該沖壓工藝存在以下幾個主要問題:

(1)所用模具數(shù)量多占用設備人力多 且不便管理。

(2)在第二、三步工序中,操作者需將手伸入模具,安全性差,易造成翻邊與內(nèi)壁的同心度誤差大。

(3)沖壓后的成品拉傷較嚴重,拉爛和皺褶較多。

(4)沖壓后的零件精度不高,且生產(chǎn)效率較低。

3 改進后的成形工藝及模具結構

由圖2可知,該工件需要邊緣料向里大量流動。從變形的程度來看,屬局部拉伸帶凸緣并縮口15°的零件。因此,在拉伸過程中能否一次成形,保證工件平整且無裂口是該模具設計的關鍵。由于產(chǎn)品批量較大,單一工序生產(chǎn)已無法滿足社會需要,且級進模結構復雜,所以設計一套復合模來完成工件的落料拉伸縮口成形的加工工藝[2]。

圖7是改進后的模具結構簡圖。模具的工作過程如下:將毛坯條料放入落料凹模4上,落料凸模5首先落料,接著落料凸模和壓邊圈2壓住坯料繼續(xù)下行。坯料在起拉伸凸凹模作用的件5和成形防皺環(huán)3之間彎曲向內(nèi)流動,同時在拉伸凸模7和拉伸凹模11的作用下對毛坯進行拉伸縮口加工?；瑝K運行到下止點,對工件進行整形完成工件的沖壓?；瑝K上行,緩沖器1和15把壓邊圈和成形防皺環(huán)頂起。滑快繼續(xù)上行,沖床上的打料桿推動打料螺釘9推料圈6把工件從型腔內(nèi)推出。

圖7 改進后的拉伸縮口成形復合模

4 模具設計要點

本模具設計有兩個壓邊圈,壓邊圈2作用是把坯料壓緊在凹模平面上,當拉伸時工件凸緣部分在壓邊圈與凹模平面之間的間隙中,使工件不會由于失穩(wěn)而起皺。成形防皺環(huán)3的主要作用是使坯料在其糟內(nèi)彎曲成形,進一步穩(wěn)定拉伸對材料的流動速度。另外成形防皺環(huán)還起一個推件的作用,把工件從凹模上推掉。由于兩個壓邊圈需要的壓邊力不等,用一個緩沖器又不易調(diào)整,所以設計了兩個緩沖器1和15。這樣可根據(jù)沖擊工件的形狀現(xiàn)場局部調(diào)整[3]。

由于工件要求的精度較高,所用材料又較薄,所以,在模具制造和裝配調(diào)試時要注意:①凸凹模的同軸度、平行度和垂直度要符合要求;②凸凹模的拉伸圓角半徑和表面粗糙度值要小;③各零件的配合精度要好并要有裝模技巧。另外,模具主要零件的材料無論在耐磨性、淬透性、變形情況及材料內(nèi)部組織狀況等方面都要有較高的要求。此模具中落料凸模、成形防皺環(huán)、拉伸凸模及凹模等都采用Cr12真空熱處理,淬火硬度為60～64 HRC。按以上的工藝安排和設計模具,保證了產(chǎn)品質(zhì)量達到零件的工藝要求。

5 結束語

改進結構后的模具試模一次成功,對降低沖壓成本、縮短產(chǎn)品的制造周期、提高零件質(zhì)量效果顯著。如再能使整個模具保持良好的潤滑,沖壓效果會更好。

[1]楊長順.冷擠壓模具設計[M].北京:國防工業(yè)出版社,1994.

[2]曹洋,劉川林,李祖榮,等.筒形件熱收口可控內(nèi)形技術研究[J].金屬成型工藝,2004,22(3):20-22.

[3]成虹.沖壓工藝與模具設計[M].北京:電子科技大學出版社,2000.