制件男孩脑袋卡进锅盖取不下来

·冲模技术·不规则士冗体制件的模具设计何旺君,张艳,杨芳芳1.
南方航空动力机械公司工模具分公司(湖南株洲412002)2.
河南机电职业学院(河南新郑451191)【摘要】通过对不规则壳体冲压工艺性的分析,重点介绍了不规则壳体毛坯展开方式,并介绍了壳体冲压模具设计的特点及模具的X-作过程.
关键词:不规则壳体;成形工艺分析;模具结构;工作过程中图分类号:TG385.
2文献标识码:BDieDesignoftheIrregularShellParts【Abstract】Throughtheanalysisoftheirregularshellstampingmanufacturability.
mainlyintroducestheirregularshellblankdevelopmentmode,andintroducesthecharacteristicsofshellstampingdiedesignandtheworkingprocessofdie.
Keywords:irregularshell;analysisofformingprocess;diestructure1壳体制件分析图1所示为某发动机上的阻尼片制件图,材料为GH5l88厚度0.
25ram,由图1a可见,制件形状不规则,成形存在如下难点:①制件的不规则形状会导致毛坯展开以及成形力计算困难;②制件两端直壁与周围的转角仅为R0.
5mm,成形时很容易产生开裂.
鉴于上述原因,给该制件的成形模具设计带来困难.
2工艺分析2.
1毛坯尺寸及排样的确定(1)毛坯形状及尺寸的确定.
由于该制件为不规则壳体,难以精确计算毛坯尺寸,所以在实际计算毛坯尺寸和排样时,对制件局部进行了简化,以方便制件展开.
先不考虑左右两端部分,根据面积相等的原则,对其余部分用取截面进行曲线展开,然后将各展开曲线利用曲线圆滑过渡进行连接,最后在两端处利用大圆弧连接,最终确定毛坯形状和尺寸,具体方法如下:a.
不考虑左右端部,仅对中间主体部分取截面如图2所示.
b.
将各截面曲线展开,端点用光滑的曲线过渡,得毛坯图如图3所示.
c.
将左右两端用半圆过渡,保证制件左右端盖毛坯尺寸,得毛坯形状及尺寸如图4所示.
①未注内圆角R0.
5;②允许局部裂纹,按标准件接收(b)图1制件图a一制件二维图b——制件三维图图2截面选取图《模具制造>>2014年第6期·21··冲模技术·/厂/一3中问部分毛坯展开轮廓罔4毛坯最终形状及尺寸图(2)毛坯排样图的确定.
排样T作非常重要.
排样的合理性,影响到材料的经济利用率,还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等.
根据参考文献[1】中排样的原则,考虑到本制件结构的特殊性,确定制件排样如图5所示.
罔5制件排样图2.
2冲压工艺方案的确定由于该制件形状不规则,没有合适的资料进行计算.
因此暂将此制件近似的当做盒体,按照盒体的方法计算,按照,1=2.
5,B、=5.
4分别进行计算.
经计算,I4,/r=2.
5/0.
5=5.
当:2.
5时,r/B=O.
5/2.
5=0.
2;当日…=5.
4时,r/B=0.
5/5.
40.
1.
查文献[2】中表4—17可知,此数值均符合矩形盒一次拉伸成形的最大相对高度要求,所以在采用一定的]二艺措施后,该制件可通过一次落料拉伸成形.
3工艺计算3.
1冲裁力的计算冲裁力F(N)可由下公式计算:,h=KLtr式中,J——冲裁件周边长度,mm——材料厚度,Him7-——材料抗剪强度,MP系数.
考虑到模具刃口的磨损,模具问隙的波动,材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素,一般取K:l-3又由参考文献[3]查得,z=600MPa.
所以,F1.
3x210x0.
25x600=40,950N4lkN3.
2拉伸力的计算(1)拉伸力的计算.
将该制件横截面近似看为矩形、椭圆形,拉伸力可由下式计算:F=0.
5-0.
8Lto-^又由参考文献[3]查得,=920MPa.
所以,F拉=O.
5~0.
8X210X0.
25X920=38.
640N一38.
6kN.
(2)压边力的计算.
压边力F压(N)可由下式计算:FjK=式中——压边面积,mIBp——单位压边力,MPa,查文献[2]可知,对于GH5188,p取3MPa则F压=(2,677—883.
177)*35,381.
5N=5.
4kN3.
3设备的选择∑F=F冲+F拉+J=41+38.
6+5.
4=85kN该制件属浅拉伸,选择压力机时应按下式:∑F≤(0.
7~0.
8)式中∑卜冲裁力、拉伸力和压边力的总和一压力机的公称压力.
=106.
25~121.
5kN根据本公司的实际加工设备状况,决定选择压力满足且最接近的曲柄压力机JC23—25.
3.
4拉伸间隙的确定拉伸间隙为:·22·《模具制造)2014年第6期·冲模技术·Z=1.
It=1.
1*O.
25=0.
275mm4模具设计4.
1落料拉伸模的设计落料拉伸模结构如图6所示.
125生产中出现的问题及解决措施(1)出现的问题及原因分析.
该模具已投入使用,其加工出的制件虽然达到技术要求,但是仍然存在左右直端面局部开裂的问题,经过后续补焊等措施不影响使用,经分析,出现开裂的原因主要有以下几点:a.
制件本身要求的圆角过小,半径仅为R0.
5mm,材料流动困难.
b.
两端毛坯料偏大,压边面积过大,不利于材料流动.
这一问题的出现是由于制件形状不规则,在毛坯尺寸的计算中缺乏有效方法,从而使计算误差较大所致.
(2)解决措施.
a.
型面抛光,压制时加石墨填易熔合金润滑剂,使制件材料易于流动.
小b.
借助有限元模拟坯料计L算及模具试冲,获得压料周边比较均匀的毛坯形状,以改善压边面,实现材料均匀流动.
图6模具结构1.
模柄2.
打杆3.
卸料螺钉4.
垫板5.
上模座6.
上安装板7.
橡皮8.
卸料板9.
凹模10.
下安装板11、22、24.
圆柱销12.
下模座13.
顶杆14.
凸模15、23.
螺钉16.
顶件器17.
固定挡料销18.
卸料杆19.
凸凹模20.
导柱21.
导套4.
2模具设计中应注意的问题(1)为保证模具在落料后再进行拉伸,在设计落料拉伸模时,必须使凸模上端面低于落料凹模上端面一定距离,一般为一个料厚.
(2)为保证模具具有一定寿命,所有成形零部件(凸、凹模等)都采用T10A材料,热处理硬度50~55HRC.
4.
3模具的工作过程坯料以固定挡料销17定位后,踏下脚踏开关,凸凹模19下行,接触坯料后,与落料凹模9共同作用完成落料,之后继续下行,与凸模14共同作用进行拉伸,当到达下死点后回程.
若制件留在凸凹模19内,由卸料杆18推出;若制件留在凸模14上,由顶杆l3推动顶件器16顶出.
6结束语由于成形工艺分析准确地找出了难点要点,模具设计中又采取了有效的应对措施,经实践证明,该副模具结构设计合理,制件质量完全符合图纸要求,可为同类不规则壳体的成形模的设计提供参考.
参考文献[1]丁聚松主编.
冷冲模设计【M】.
北京:机械工业出版社,2001.
[2】姜奎华主编.
冲压工艺与模具设计[M].
北京:机械工业出版社,1998.
[3]《冲模设计手册》编写组.
冲模设计手册[M].
北京:机械工业出版社,1997.
第一作者简介:何旺君:男,1972年生,高级工程师,现于中航工业南方公司从事模具设计与制造工作.
(收稿日期:2013—04—23)①《模具制造))2014年第6期·23·6789O1