不锈钢盒形件与椭圆筒形件拉伸模设计

不锈钢盒形件与椭圆筒形件拉伸模设计(申红宾)[摘要]介绍了在单动液压机上拉伸椭圆筒形件与不锈钢盒形件的模具的结构,采用液压压边装置有效地解决了恒定压边力问题,保证了拉伸件的质量。1零件分析椭圆筒形件如图1所示,不锈钢盒形件如图2所示。图1所示零件材料为08Al,厚度为2mm,尺寸精度和表面质量要求较高,多台阶结构复杂,冲压难度大,需经数次拉伸成形。简要工艺分析如下:(1)下料尺寸为Ø221mm。(2)第1次拉伸成圆筒形。(3)第2次拉伸成椭圆形。(4)第3次拉伸成Ø70mm,并保持一定高度的椭圆部分。(5)第4次拉伸成Ø35mm。(6)第5次拉伸成Ø32mm。(7)第6次拉伸成Ø30.5mm。(8)整形肩部。(9)整形凸缘部。图2所示盒形件材料为Cr18Ni9Ti,厚度为1mm。该零件为高档车排挡杆防尘罩,由于处于显眼部位,所以表面质量要求很高,不允许有皱纹出现。首先计算盒形件的表面积,画出展开尺寸图,然后计算盒形件的变形量,确定能否一次拉伸成形。通过计算可以一次拉伸成形,下料尺寸为285mm×285mm。为增大角部的拉伸系数,采用了剪角处理。2模具设计根据以上两个零件的特点,不能选择大型双动机床进行拉伸,而我单位又没有小型双动机床,故只能在1000kN单动液压机上进行拉伸。拉伸模具也只能按1000kN机床设计,模具结构的选择是问题的关键,主要考虑压边问题,方案有两种:(1)橡胶压边和弹簧压边。(2)具有独特结构的恒压边力压边装置。第1种压边效果太差,在拉伸过程中,开始压边力最小,拉伸过程中压边力呈线性上升,冲压终了压边力最大(如图3曲线1、2所示)。(模具人才网网址：)这样对拉伸变形极为不利,开始时易产生起皱,最后又可能造成工件局部拉薄甚至开裂,工件废品率高,表面质量差,此种方案达不到客户要求。压边力的大小对冲压质量极为重要,根据变形要求,在拉伸变形的开始阶段(即变形量15%左右),压边力应达到最大值,以后逐渐降低到最小值(如图3曲线4所示)。这是理论上的要求,在实际中很难达到这一要求,而一般采用恒定的压边力效果较好(如图3曲线3所示),第2种方案正是基于这一要求而设计。此主题相关图片如下：3模具结构及工作过程模具结构如图4所示,由于两工件结构不同,因此凹模、凸模、压边圈的形状尺寸不同,但它们可以使用同1副模架,即除上述3种零件不同外,其余零部件均相同,当压制不同的工件时,在原模架基础上更换上述3种零件即可。这样,模具结构大大简化,成本降低。拉伸工件时压力机滑块下移,凹模随之向下运动,当凹模与压边圈接触时,压边圈迫于推杆和顶出缸活塞杆的作用产生压边力,使凹模与压边圈紧紧压住板料。当凹模继续向下运动,一方面凸模使板料拉伸变形,另一方面压边力始终以恒定的压力压住板料的凸缘处,防止板料起皱,控制流动阻力。(模具人才网网址：)同时又使板料沿压紧面滑动,使拉伸工作顺利进行。压边力的大小由顶出缸回路的溢流阀控制回油压力,通过试模调整好所需的压力,在以后的工作中压边力始终会保持一定,如此便达到压边力恒定的目的。拉伸结束,滑块上移,凹模便与压边圈分开,工件由卸料装置弹出,一个拉伸工作循环即可完成。此主题相关图片如下：4结束语通过数千次的拉伸实践证明,模具结构紧凑,刚性好,效率高,操作方便,拉伸件的质量完全符合要求,但应注意的是:(1)推杆与顶出缸活塞杆的接触面应以曲面接触(R150mm),以保证中心自动对正,防止偏移载荷。(2)凸模支撑杆应有足够的强度和刚度,防止纵向变形影响压边圈的上、下滑动。(模具人才网网址：)(3)凹模与压边圈的材料最好选用MoV铸铁,这对拉伸不锈钢件尤为重要。实践证明,该材料在防止拉伤,减小板料流动阻力等方面具有独特的效果。(4)压边面应有足够的接触面,通过研磨使其着色面积不小于80%。