機(jī)拉深翻邊成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)_圖文

1、文章編號(hào)：（）輔變風(fēng)機(jī)拉深翻邊成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)伍楚晉（中國北車集團(tuán)摘大同電力機(jī)車有限責(zé)任公司，山西大同）要：根據(jù)工件的形狀和精度要求，對(duì)拉深翻邊成形件的結(jié)構(gòu)及成形進(jìn)行了工藝分析。介紹了拉深翻邊成形工藝及模具設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)、工作過程和必要的計(jì)算等。模具設(shè)計(jì)上采用了許多新穎的結(jié)構(gòu)，巧妙地解決了拉深翻邊成形過程中的一些難題，提高了生產(chǎn)效率，保證了零件形狀及精度要求。關(guān)鍵詞：拉深翻邊；成形工藝；一次成形；模具結(jié)構(gòu)；模具設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：，：；引言圖所示工件為我公司某型電力機(jī)形。而當(dāng)翻邊成形過程完成后，由于工件呈兩頭大而中間小的狀況，會(huì)卡在凹模之中，造成工件卸料困難。因此模具的結(jié)構(gòu)成為關(guān)

2、鍵。車輔變牽引風(fēng)機(jī)上的一個(gè)重要工件。材料為，料厚。零件上端面具有較大的凸緣平面，零件中間需拉深成形。的喇叭口，零件下端亦需翻邊成形和的個(gè)雙曲面形圓弧曲面。該工件形狀復(fù)雜，精度要求高，生產(chǎn)批量大。若考慮在套模具上拉深翻邊且同時(shí)成形時(shí)，所需拉深翻邊、成形面多，且拉深與翻邊逆向成形，工藝要求及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度很大。由于工件外形尺寸偏大而材料較薄，如果拉深成形過程控制不好，會(huì)導(dǎo)致工件大凸緣周邊部分材料失穩(wěn)而起皺，影響工件的成收稿日期：作者簡介：伍楚晉（一），男，工程師。圖零件圖萬方數(shù)據(jù)模具技術(shù)工藝分析在類似的復(fù)雜模具設(shè)計(jì)、制造過程中，一般是采用工序分散和旋壓的方法。工序分散的方法就是將復(fù)雜的模具分解為幾個(gè)

3、單工序模具進(jìn)行沖壓，主要是受成形復(fù)雜和卸料困難所制約。但對(duì)于較大的工件和大批量生產(chǎn)的情況下，這種分工序沖壓的方法是不適合的。因?yàn)楦贝蟮膹?fù)合模比副同樣大小的單工序模的費(fèi)用低，且節(jié)省工人裝夾操作時(shí)間，避免多工序產(chǎn)生的質(zhì)量問題。而旋壓成形亦受有無旋壓設(shè)備的制約，存在著手工操作復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)水平要求高和質(zhì)量不夠穩(wěn)定等因素。經(jīng)過認(rèn)真分析及仔細(xì)推敲，決定采用套復(fù)合模具的形式，來完成該工件的全部成形工藝。首先，利用激光切割機(jī)來完成毛坯尺寸的下料工作。激光切割機(jī)采用計(jì)算機(jī)編程，切割效率高，精度高，切割斷面粗糙度可達(dá)，這樣切割出的毛坯尺寸的精度及重復(fù)性較好，可省下套形狀復(fù)雜的沖孔落料模。其他拉深翻邊工序

4、設(shè)計(jì)安排在套模具上完成。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)如圖所示。該模具由上模座、下模座、大、小凸模、凹模、鉤形壓板、壓邊圈、卸料螺釘、雙頭螺柱、導(dǎo)正銷、彈簧和吊環(huán)螺釘?shù)葞撞糠纸M成。將模具在壓力機(jī)上安裝好，開啟上模，把切割好的板料（環(huán)形鋼板）放入凹模上定位，旋緊鉤形壓板使壓邊圈將料壓緊后，再操縱壓力機(jī)下行。安裝在上模座大凸模上的導(dǎo)正銷能自動(dòng)導(dǎo)正凹模上的環(huán)形板料進(jìn)行拉深成形。成形后，松開壓板，開啟上模。下模座上的大彈簧推動(dòng)凹模鑲塊將成形好的工件彈起，即可順利取出工件。這樣就完成了一個(gè)工件的成形周期。該新型模具比起旋壓成形，具有操作方便、節(jié)省手工操作時(shí)間、勞動(dòng)強(qiáng)度小和質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，適用于大批量生產(chǎn)，

5、極大地提高了生產(chǎn)效率。萬方數(shù)據(jù)下模座吊環(huán)螺釘小凸模凹模卸料螺釘、螺釘上模座大凸模導(dǎo)正銷壓邊圈螺母雙頭螺柱小彈簧鉤形壓板大彈簧圖拉深翻邊成形模設(shè)計(jì)要點(diǎn)（）設(shè)計(jì)有彈性斜楔機(jī)構(gòu)，環(huán)形凹模被分割為塊，在拉深翻邊成形過程中，可使凹模塊順利地沿下模座斜面靈活地張大和縮小，有利于工件順利地成形。（）設(shè)計(jì)有分離式旋轉(zhuǎn)壓邊裝置，鉤形壓板旋轉(zhuǎn)將板料壓緊，再進(jìn)行拉深成形，以防止板料在拉深過程中變形起皺，影響成形質(zhì)量。（）上模座大凸模的下端設(shè)計(jì)的導(dǎo)正銷具有導(dǎo)正作用，在初始拉深成形時(shí)，就可以方便地將板料導(dǎo)正，防止工件在拉深成形過程產(chǎn)生偏移，使拉深過程流暢均勻，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。（）下模座上裝有個(gè)彈簧，當(dāng)工件成形后，彈簧

6、將分割的塊凹模頂起，使凹模沿四周張開，可方便地將成形好的工件取出。（）成形凸模被有效地分為大、小凸模個(gè)部分，在翻邊成形完成后，工件不會(huì)被凸模箍住而取不出來，使工件拉深翻邊一次成形成為可能。工件成形過程由翻邊與拉深共同作用完成的。工件翻邊前預(yù)制孔直徑（）（）（）小端翻邊直徑（按中線計(jì)算）翻邊后制件高度凹模圓角半徑翻邊拉深毛坯尺寸的計(jì)算式中：翻邊前預(yù)制孔直徑材料厚度工件毛坯直徑工件毛坯直徑可用久里金法則計(jì)算。先將拉深件分解成若干簡單的幾何形狀曲線，如圖所示，然后累加求和。即：一【（）式中：工件表面積廠、廠拉深件分解成若干簡單的幾何形狀的表面積分解的小線段母線的長度小線段母線重心到旋轉(zhuǎn)軸的距離一因此

7、，毛坯直徑霞甄（）、唇又砭百萬毛坯尺寸如圖所示，實(shí)際尺寸可根據(jù)試制后進(jìn)行調(diào)整。，厶圖毛坯展開圖拉深力、壓邊力及翻邊力的計(jì)算（）對(duì)于帶凸緣的筒形工件，拉深力按式（）計(jì)算。拉一兀口（）一式中：拉拉深力筒形件的第一次拉深工序直徑材料厚度萬方數(shù)據(jù)材料抗拉強(qiáng)度足拉深力的修正系數(shù)（）對(duì)于平毛坯的筒形工件，壓邊力可按式（）計(jì)算。一一（凹）（）一（）式中：一壓邊力毛坯直徑第一次拉深直徑凹拉深凹模圓角半徑單位壓邊力（）對(duì)于圓筒形翻邊工件，翻邊力可按式（）計(jì)算。一（）（）一。（）式中：一翻邊力材料厚度口。材料的屈服強(qiáng)度大端翻邊直徑翻邊毛坯預(yù)制孔直徑（）由于本模具的設(shè)計(jì)中，壓邊力是由分離式鉤形壓板所提供，所以壓床的

8、噸位選擇中不包括壓邊力在內(nèi)，因此壓床的噸位選擇可按式（）計(jì)算。壓拉一（）式中：拉拉深力翻翻邊力壓壓床的公稱壓力根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合本公司擁有壓床的噸位及壓床工作臺(tái)面的大小等因素，最后選取了我公司四柱油壓機(jī)。結(jié)論由于該工件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度和質(zhì)量要求高，設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用復(fù)合式模具結(jié)構(gòu)，一次成形。減少了換模、裝模時(shí)間，降低了制造和生產(chǎn)（下轉(zhuǎn)第頁）（）圖（）最大應(yīng)力和最大主應(yīng)變圖圖局部布置雙重拉深筋的模擬結(jié)果結(jié)論勢鍛壓裝備與制造技術(shù)，（）：林忠欽，李淑慧，于忠奇，等車身覆蓋件沖壓成（）結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能要求，合理形仿真北京：機(jī)械工業(yè)出版社，布置拉深筋能有效控制和調(diào)節(jié)板料的流動(dòng)，提崔令江汽車覆蓋

9、件沖壓成形技術(shù)北京：機(jī)高板料流動(dòng)的均勻性，增大塑性變形程度，從而械工業(yè)出版社，改善零件表面的成形質(zhì)量，獲得成形質(zhì)量良好，的拉深件。，（）：（）將零件頂端的局部形狀由平面改為凹雷正保，付愛軍，黃充，等拉延筋模擬方法對(duì)覆包，可以有效吸收和平衡材料的流動(dòng)，使零件變蓋件結(jié)果影響的工業(yè)試驗(yàn)汽車工程，形盡量趨于均勻一致。，（）：陳文亮板料成形分析教程北京：機(jī)參考文獻(xiàn)：械工業(yè)出版社，彭水樣，周杰，李路，等階梯式工藝補(bǔ)充面對(duì)防皺余勝娟，周旭東板料成形性的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨的影響口鍛壓裝備與制造技術(shù)，（）：（上接第頁）成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。該模具經(jīng)精心制造社，投入使用后，完全達(dá)到了預(yù)想的效果。經(jīng)過實(shí)萬戰(zhàn)勝?zèng)_壓模

10、具設(shè)計(jì)北京：中國鐵道出版際生產(chǎn)驗(yàn)證，該模具結(jié)構(gòu)合理，工作可靠，操作社，方便，能滿足批量生產(chǎn)的要求。陳炎嗣，郭景儀沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)北京：北京出版社，沖模設(shè)計(jì)手冊編寫組沖模設(shè)計(jì)手冊之四參考文獻(xiàn)：北京：機(jī)械工業(yè)出版社，徐鴻本機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊沈陽：遼寧科學(xué)王孝培沖壓設(shè)計(jì)資料北京：機(jī)械工業(yè)出版技術(shù)出版社，（上接第頁）于志偉，季士軍，史雅琴，等壓縮螺旋彈簧的斷析與研究福建分析測試，（）：一裂分析大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，（）：韓雅靜，王哲人，王慧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門彈簧斷裂武懷強(qiáng)氣門彈簧疲勞斷裂失效分析金屬制分析金屬熱處理，（）：品，（）：。陳錫昌轎車用懸掛彈簧及氣門彈簧鋼絲生產(chǎn)現(xiàn)周巧琴，鄭春明，蔡傳榮彈簧鋼失效

11、分 狀和發(fā)展熱處理，（）：萬方數(shù)據(jù) 輔變風(fēng)機(jī)拉深翻邊成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次數(shù)：伍楚晉， WU Chu-jin中國北車集團(tuán),大同電力機(jī)車有限責(zé)任公司,山西,大同,037038模具技術(shù)DIE AND MOULD TECHNOLOGY2010，(40次參考文獻(xiàn)(5條1. 王孝培 沖壓設(shè)計(jì)資料 19832. 萬戰(zhàn)勝 沖壓模具設(shè)計(jì) 19833. 陳炎嗣. 郭景儀 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 19914. 沖模設(shè)計(jì)手冊編寫組 沖模設(shè)計(jì)手冊之四 19885. 徐鴻本 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 2004相似文獻(xiàn)(3條1.會(huì)議論文 祝偉駿 鋼制車輪輪輻拉深翻邊成形復(fù)合模設(shè)

12、計(jì) 2008分析鋼制車輪輪輻的沖壓成形工藝，提出一種新的拉深翻邊模具，闡述復(fù)合模的工作原理及動(dòng)作過程，確定模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特征參數(shù)2.期刊論文 祝偉駿. ZHU Wei-jun 鋼制車輪輪輻拉深翻邊成形復(fù)合模設(shè)計(jì) -模具技術(shù)2008(53.學(xué)位論文 褚亮 錐形凹?？s口工藝試驗(yàn)及理論研究 2005縮口是壓縮類沖壓成形的基本工序之一，具有許多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛，在國防、機(jī)械、汽車、航空航天、日用品等都有相當(dāng)多的應(yīng)用。然而，長期以來，人們對(duì)這種成形工藝的研究還有較多不夠深入之處，現(xiàn)今已有的眾多的有關(guān)沖壓理論、工藝及模具的教科書、設(shè)計(jì)手冊和期刊論文等文獻(xiàn)資料中，對(duì)縮口工藝雖有論及，但大都只是粗略的介

13、紹，對(duì)縮口的理論分析相對(duì)于其它基本工序(如沖裁、拉深、翻邊、彎曲等而言內(nèi)容太少，甚至還有空白之處。故有必要對(duì)縮口工藝進(jìn)行更多、更全面和更深入的研究。基于此，本文的研究內(nèi)容正是在縮口研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對(duì)在縮口工藝中研究不夠深入之處而提出的。論文的主要工作和取得的成果有如下幾個(gè)方面：1.理論研究依據(jù)對(duì)縮口變形區(qū)材料的應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)的分析，考慮變形過程中材料厚度的變化及加工硬化兩個(gè)具有本質(zhì)特征的影響因素，利用金屬塑性成形問題求解的理論方法中的主應(yīng)力法，按照是否考慮凹模入口處的附加彎曲應(yīng)力，分別建立了描述縮口成形力的新的數(shù)學(xué)模型。2.工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)和制造出了一組模具，并進(jìn)行了縮口工藝試驗(yàn)，(包括實(shí)測了縮口力。對(duì)所建立的新的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證；以實(shí)測縮口力為衡量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有的具有代表性的縮口力計(jì)算公式進(jìn)行了比較研究；并從加工硬化的角度對(duì)其適用范圍進(jìn)行了分類；研究了附加彎曲和凹模半錐角對(duì)縮口力的影響，并從試驗(yàn)中得到了最佳凹模半錐角的范圍。3.數(shù)值模擬采用有限