不锈钢咖啡煲杯嘴的侧向无压边拉伸成形工艺及模具设计

《模具制造》2010年第2期淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线：0517-86299999（20线）网址：：不锈钢咖啡煲杯嘴的侧向无压边拉伸成形工艺及模具设计张永君齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司铣床事业部（齐齐哈尔161005）【摘要】针对某型号不锈钢咖啡煲杯嘴的局部成形，介绍了侧向无压边拉伸成形工艺及模具设计。关键词：咖啡煲；拉伸成形；模具设计中图分类号：TG385.2文献标识码：B文章编号：1671-3508-2009-09-16-448LateralNon-BlankHoldingDieDrawingFormingProcessandDieDesignfortheStainlessSteelCoffeeMakerCupMouth【Abstract】Accordingtolocalformingofthestainlesssteelcoffeemakercupmouth,introducedlateralnon-blankholdingdiedrawingformingprocessanddiedesign.Keywords：coffeemaker；drawingprocess；diedesign面上安装有2只定位键9；上模的结构与图2传统切边模具结构相同。定位销7固定在定位销固定座8上，定位销固定座8可在定位销滑座6上调节移动，以适应不同规格轮辐的使用要求。图3可调节式切边模具1.上模块2.下模板3、5.调整垫4.下底板6.定位销滑座7.定位销8.定位销固定座9.定位键3模具工作过程模具安装时，首先调整好调整垫3的厚度，使上下模的间隙正确。然后拧紧二者的连接螺钉；移动整体模具，将模具下底板4的定位键镶嵌在冲床垫板的“T”形槽中（如果冲床没有中间“T”形槽时，应将冲床垫板上加工一“T”形槽）；松开模具下模板2与下底板4之间的连接螺钉，推动下底板4上面的整个模具，使模具的模柄安装在冲床的滑块上；调节调整垫6的厚度，使下模板靠紧下底板4的后侧壁；确认导柱、导套间隙合适、活动顺利后，拧紧下模板2与下底板4之间的连接螺钉，模具安装完毕。由于模具下底板4上2只定位键的作用，所以，整体模具不会产生相对位移，上下模之间没有了侧向力，导柱、导套自然不会发生侧向磨损。另外，如果当上下模块有较大的崩刃缺陷时，只需将崩刃的模块卸掉，沿原刃口方向向内重新用线切割加工该模块。在组装时，重新调整下模1块与下模板2后侧壁调整垫3的厚度，即可保证上下模之间的正确间隙，修理后的模具可以继续正常使用。4结束语可调节式切边模具能够有效地解决传统结构切边模具下模容易移位、上下模块无法修复的缺陷，应用效果比较理想。123456789漏料孔􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈··14《模具制造》2010年第2期淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线：0517-86299999（20线）网址：：1引言板料局部成形工艺在实际应用中的例子很多，如图1所示的某型号咖啡煲杯身的压杯嘴工序即是局部成形的典型范例。该零件的材料为0Cr18Ni9Ti，料厚0.8mm。它的加工工艺流程是：落料→一次拉伸→二次拉伸→三次拉伸→退火→磨光→冲底孔→压杯嘴→与螺旋杯底烧氩弧焊→再磨光→与手柄固定片烧焊。112.4ϕ93.6R1.8R166.98R928.63789.7362.220.511220.512ϕ81.2ϕ79.2ϕ82.8R1.50.8R4.29R5.7516151413121110987654321压杯嘴形前工件压杯嘴形后工件图2通常思路的咖啡煲杯嘴成形模结构图1.模柄2.上模板3、7、10、12、14、16.固定螺钉4.上模5.弹性压料板6.下模8.下模托板9.底板11.固定板13.限位板15.弹簧2工艺分析按通常的思路，压杯嘴模具是上、下模结构，如图2所示，装在冲床上压形。但由于此杯嘴变形大，用此模具有以下缺点：（1）受冲床冲击力变形快的特点，杯嘴靠近边缘纬向受拉应力最大，易开裂。（2）由于下模6是固定不动的，压形时只是杯嘴附近局部区域上模4与弹性压料板5吻合；不论压形与否，下模托板8与杯子都是不能吻合（放、取工件要有一定空间），而杯嘴的局部成形主要依赖于凸模上方局部地区及其周边地区材料的拉薄，因此杯嘴与杯身连接处易失稳变形，非局部成形的其余杯口部位也易变形，难以符合图纸要求。（3）分两道工序成形，形状很难吻合，不滑顺；增加成本，生产效率低还在其次。3模具结构及工作过程基于以上分析，我们必须绕开这个思路，而寻找另外的方法。如图3所示为本人设计的杯嘴侧向拉伸压形的最终生产用模具结构图。它利用杯身有底孔这一特点，采用斜楔结构在立柱式单动液压机上进行侧向无压边拉伸成形的。图3中所示上部双点划线为模具初始状态，下部实线为模具侧向拉伸压形后的终止状态。其工作过程是：模具的斜楔1及其固定板7固定在液压机工作台上，定位芯固定托板6与定位芯2穿过斜楔1放在四个压机液压垫顶杆9上。工作时，液压机滑块上升，相当于模具开启，此时将拉伸完成并切边及冲好底孔的杯体放在定位芯2上，液压机滑块下降，压到上模垫块11上，与液压垫顶杆9同时向下运动，滑块凸模3沿斜楔1向左顶出到图1零件图所要求的位置。限位螺钉4限制滑块凸模3向左移动距离。这时压机滑块及液图1咖啡煲杯身零件图··15《模具制造》2010年第2期淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线：0517-86299999（20线）网址：：5032.51.62417.54-R13-ϕ螺牙3”8ϕ1/4”螺栓ϕ1/4”螺牙1.63636241.60.81.631.615.5°1.621.591.1662533ϕ92835.31.6R按打嘴模下凸模形状R5.363ϕ81431.651.615.5°35.21.691.05R5.31329.8456.7490.835.20.868.1011.6R3.9690.8（a）（b）39.837图4模具主要零件图a——定位芯2零件图b——滑块凸模3零件图压垫停止向下运动；按动开关使压机滑块向上运动，液压垫顶杆9也随后顶着定位芯固定托板6与定位芯2及工件向上运动，滑块凸模3沿斜楔1也滑至图3中双点划线的初始状态位置（不同的是此时压机滑块已经抬起），限位螺钉4限制滑块凸模3向右移动距离。这个位置刚好能够取出压完杯嘴形状后的杯体。模具转入下一个工作循环。4模具主要零件设计定位芯2（见图4a）是整个模具的主要零件，它与滑块凸模3的配合为间隙配合，用滑块凸模3（见图4b）的轮廓线切割一电极，在电火花机床上打出即可。正是它的这一型孔限制滑块凸模3在其内部进出完成图1零件的局部成形的，类似无压边圈拉伸。另外其内腔应保证在终止状态也能容下斜楔1及滑块凸模3。滑块凸模3先通过线切割割出轮廓，再用电极在电火花机床上打出其曲面形状，最后通过线切割割出15.5°斜角，此角度应与斜楔1°的角度保持一致。另外其限位槽应保证滑块凸模3滑动的左右极限位置正好满足工件成形及脱模的需要。定位芯2与滑块凸模3均采用Cr12型钢，滑块凸模3热处理硬度为58~61HRC，定位芯2热处理硬度为45~52HRC。5结束语该模具结构简单、合理、耐用，无需压边即能成功压出图1中零件，且批量生产的零件废品率低，质量非常稳定。图3咖啡煲杯嘴侧向拉伸成形模结构图1.斜楔2.定位芯3.滑块凸模4.滑块限位螺钉5、8、10.固定螺钉6.定位芯固定托板7.斜楔固定底板9.液压垫顶杆11.上模垫块1234567891011液压机滑块压杯嘴形前工件压杯嘴形后工件液压机工作台面··16