1 前言
QH142 汽車前刹車盤分左、右件, 左件如圖1所示, 右件沒有2- 518 孔。該刹車盤是我廠汽車衝壓件中比較難加工的零件之一, 形狀複雜(zá), 中間成形部位(wèi)不對稱, 變形(xíng)程度不同, 而且尺寸精度和形位公差要求較高, T1 和T2 表(biǎo)麵的平麵度要求不(bú)大(dà)於(yú)0. 6, 每組孔對另一組孔的位置度(dù)要求為0. 3, 而且要求(qiú)形狀和孔位對稱。因此合理的衝壓工藝是生產出高質量合格件、減少模具數量和降低生產成本的關鍵。
2 工藝方案的選(xuǎn)擇
選擇合理的工藝方案時, 不僅要考慮拉延成(chéng)形的(de)可行性, 同時還要在(zài)保證各個孔位之間的位(wèi)置精度和T1、T2 麵的平麵度基礎上, 考慮模具結構及其(qí)使用壽命。該(gāi)件的(de)衝(chōng)壓工藝是: 下方料→中間(jiān)部位成形→ 落(luò)料、翻邊、衝兩小孔→ 衝群孔→ 衝小孔(kǒng)→衝異形孔。落料、翻邊、衝兩小孔用(yòng)中部成形麵定位,因為是用方(fāng)料成形中間部位形狀, 所以經落料、翻邊後落出的料尺寸準確(què), 翻邊高度一(yī)致。後三道工序用兩小孔定位, 不但可保證其(qí)它各孔的位置精(jīng)度, 而且可防(fáng)止零件的轉動。
3 主要模具(jù)介紹及工(gōng)藝特點
如(rú)果不考慮中間成形部位(wèi)對邊緣的影響, 根據拉延公式計算出(chū)落料尺寸為(wéi)5482 mm, 考慮到成形不均以及先成形後落料的工(gōng)序, 最後落料尺寸取為495 @ 495 mm 的方料。
根據(jù)公式( H/ B= 23/ 228U0. 1, 小於H/ B1=0. 5) 該件的拉延成形屬於淺拉延, 所以零件中間(jiān)部位的成形可以在雙動拉延床上一次拉延(yán)成形, 下料形狀為方料。其工藝特點為: a. 用壓邊圈壓料, 利用凸模、凹模及(jí)頂料裝置成形後經過短時間保壓, 可提高零件平麵T2 的平麵度。b. 使用壓邊圈壓(yā)料(liào)可以防止拉(lā)延時(shí)法蘭麵內壓應力引起的起皺; c. 模具結構比較簡單; d. 左、右件可用同一副模具; e. 降低了(le)生(shēng)產成本。模具結構見圖2。
零件中(zhōng)間區域成形後再落料、翻邊、衝兩小孔,這一工序不(bú)但消除了先落料後成形產生的邊緣參差不齊的現象, 而且可以保證翻邊高度20 mm 的尺寸,減少了一道原修邊車外緣的工序, 提高(gāo)了工效, 降低了成本, 減(jiǎn)輕了勞(láo)動強度。
計算落料衝孔力為(wéi)371 t, 翻邊力為122 t, 合(hé)計493 t, 再加(jiā)上卸料力、頂料力和推件力共67 t ,總計(jì)560 t , 因此采用650 t 雙動拉(lā)伸油壓機或630 t機械壓力機, 可以一(yī)次完成上述工序衝(chōng)兩小孔。模具結(jié)構如圖(tú)3 所示(shì)。
我們選擇靠近中心線的2- 5 12. 3 mm 的孔作為下一道工序衝群孔定位孔。對於左、右件也可(kě)用一套模具生產, 從而(ér)大大降低產(chǎn)品成本, 縮(suō)短模(mó)具生產周期(qī), 提高模具利用率(lǜ), 此模具結構還有如下特點。
a. 落料(liào)加翻(fān)邊的凸凹模工作平麵與外園交線為落料刃口(kǒu), 與內園交線並倒R 即為翻邊凹模模口(kǒu)。這種結構在(zài)開(kāi)始(shǐ)翻邊時, 尤其是翻厚料時的(de)翻邊力(lì)大, 金屬流動(dòng)困難。為了改善凸緣部位的金屬流(liú)動條件(jiàn), 同時防止翻(fān)邊時(shí)起皺, 把圖(tú)3 中凸凹模的(de)工作部分做成如圖4 所示的結構, 即(jí)從凸凹模工作麵上的7 mm 處向內做成20b錐角。利用這(zhè)種結構,在翻(fān)邊初期, 由7 mm 環形麵(miàn)與頂出器實現(xiàn)壓邊, 翻邊(biān)一定(dìng)深(shēn)度後板料變形區增厚, 抗皺能(néng)力(lì)增加, 凸凹(āo)模的(de)形(xíng)狀使壓邊(biān)力隨之減小, 這就滿足了翻邊開始階段為防止起皺施加較(jiào)大的壓料力隨著翻邊過程的發展所需壓邊力逐漸減(jiǎn)小要求。
b. 2- 5 12. 3 mm 凸模(mó)做成鈍角刃口, 由零件技術要求(qiú)知5 12. 3 mm 孔精度要(yào)求比較高, 零件上的其它孔位(wèi)位置均由這兩孔(kǒng)的(de)位置來確(què)定。因此這兩孔的衝製質量直接影響到下一衝孔工(gōng)序的精度。為此, 我們將這兩孔的衝頭做成圖5 所示形狀, 這是因(yīn)為零件中部的平麵部分在成(chéng)形時(shí)受到雙向拉壓力的作用, 成形後仍存在殘餘應力(lì), 當用平口衝頭衝(chōng)孔後, 由於殘餘應力的(de)釋放, 使孔徑擴大超差。圖5 所示結(jié)構的衝頭在衝孔前衝頭錐麵使孔部的板料(liào)先進行擠壓成形, 使刃口附近的板料受到附加的壓應力作用, 從而削弱甚至(zhì)抵消了該區域的殘餘拉應力, 使衝後的孔徑滿足要求。衝孔(kǒng)後測量表明, 孔徑(jìng)在公(gōng)差範圍之內。
c. 衝周圍的小孔時, 用彈性卸料裝置(zhì), 不但起到了(le)壓穩零件的作用, 而且起到了卸料(liào)的作用, 用兩孔定位比用外形定位準確, 可保證各孔的相對位置。最後一道工序衝方孔時, 用2- ⊙ 12. 3 孔定位,可以左、右件用一套模具, 提高模具利用率(lǜ)。
4 經(jīng)濟效果(guǒ)
此工(gōng)藝方案的(de)實施, 減少了模具數量, 簡化了(le)模具結構, 使模具製(zhì)造更容易, 安(ān)裝(zhuāng)調試維修更方便,同時取消了修邊車(chē)外緣的工裝夾具和加(jiā)工工(gōng)序, 便於生產管理, 可形成衝壓(yā)加工生產線(xiàn), 利用我廠現有的衝壓設備, 滿足了(le)產品的技術要求。經(jīng)過實際生(shēng)產驗證, 模具性能良好, 衝製的工件表麵質量和尺寸(cùn)精度符合圖(tú)紙要求, 具有較高的經(jīng)濟效(xiào)果。
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