防塵蓋成形工藝分析及模具設計

唐紅春 周丹江

武漢工程職業技術學院 430415

防塵蓋成形工藝分析及模具設計

唐紅春 周丹江

武漢工程職業技術學院 430415

通過對運輸機主軸防塵蓋的結構與尺寸精度的分析,提出了幾種加工工藝方案,對各方案進行了論證,最終確定了采用復合模成形該零件,同時還介紹了生產防塵蓋模具的結構和設計要點,實踐證明該模具成形的零件毛刺小，生產效率高，成本低，較好的解決了工件兩端大小深度不一，底部易拉裂的問題，達到了預期目標。

防塵蓋；加工工藝；復合模

dust cap; processing technique; compound die;

引言

圖1所示為運輸機上主軸兩端的防塵蓋，料厚1mm，材料為08F，主要起到防塵密封作用。零件是盒形件，帶凸緣。生產批量為大批量。

圖1 防塵蓋零件圖

1.加工工藝方案的確定

根據零件的結構特點，有如下幾種成形工藝：

1.1 采用多個工序模進行生產：①落料——拉深——切邊

此方案需要三副模具，缺點有：①模具的制造費用高；②零件的生產效率低；③工序件的定位誤差大；④由于存在切邊工序，材料利用率低，而且切邊的質量不易保證，這對大批量生產的產品顯得更為突出。故此方案不合適。

1.2 采用多工位級進模進行生產，生產此零件共需2個工位，第1工位落料拉深（復合），第2工位切邊。

此方案最大的缺點是材料利用率低，兩工位間的搭邊至少要有10mm，定位精度低，而且切邊的質量不易保證，故此方案也不合適。

1.3 采用復合模生產一個工位同時完成落料、拉深和切邊3個工序。

此方案模具結構簡單，模具制造費用低，零件的生產效率高，采用帶料連續送進，使得材料利用率高，料與料之問的搭邊只有2～3mm，更重要的是生產出的零件精度較高，切邊質量好，故此方案為較佳方案。

2.沖壓工藝參數的確定

2.1 毛坯尺寸的確定 根據零件的形狀，兩端分別按帶凸緣的筒形件展開，中間部分按U形件彎曲展開計算，毛坯的展開形狀為長圓形。

2.2 工藝參數確定 由于該零件兩端的大小與深度不同，大端的成形比較困難，所以計算時應以大端的尺寸作為計算依據，確定拉深工藝參數，通過計算得知此零件可以一次拉深成形。

3.模具結構與工作過程

圖2 模具裝配圖

3.1 模具結構

模具采用正裝復合模結構，裝在復合模上模部分的凸凹模18通過凸凹模固定板17、墊板16與上模座15固定在一起。裝在下模部分的落料落料凹模21與拉深凸模6通過墊板4用螺釘與定位銷與下模座23固定在一起。

上、下模采用獨立的導柱導套導向，導柱布置在兩側中線位置。

采用浮動拉深凹模結構解決了型腔制造工件脫模的困難，改善了模具的排氣性能。

在沖裁后，為了完成推件與卸料，在上模部分還裝有由卸料板19、卸料螺釘8與彈簧組成的彈性卸料裝置，由推桿12與推件板9所組成的剛性推件裝置。而在下模部分則裝有由頂桿3、支撐板24與橡皮25組成的彈性頂件裝置。由于頂桿與卸料板均是彈性的，條料與沖裁件都同時在壓平狀態下沖裁，拉深，能達到平整要求，且沖裁精度較高。

模具在拉深過程中，為防止凸緣起皺，需要壓邊力，但防護蓋兩端大小深度不同，為了保證在拉深過程中材料各個部分流入凹模洞口的速度一致，防止底部拉裂，在安裝在下模的彈性元件橡皮1與橡皮25性能上有差別。橡皮1提供的壓邊力大于橡皮25提供的壓邊力，從而使得兩端的材料流入凹模洞口達到一致。

3.2 工作過程

如圖所示，沖裁時，從正面手動送進條料，條料放置在落料凹模上，依靠擋料銷定位。上模下行時，卸料板19先接觸到板料，裝在卸料螺釘8上的彈簧被壓縮產生壓料力，凸凹模18進入凹模21完成落料，上模繼續下行，拉深凸模6進入浮動拉深凹模7，完成大小端深淺不一致的凸緣件拉深，在這一過程中，強力彈簧13不壓縮，上模繼續下行，浮動切邊凹模5碰到墊板4不能下行，上模再繼續下行，強力彈簧13開始壓縮，凸凹模18下行，完成切邊工藝。回程中橡皮25彈性恢復，迫使頂桿3將沖件和切邊廢料從下模頂出，上模繼續上行，沖床的橫梁推推桿12，推桿12再推推件板9將沖件從上模頂出。

4.結束語

模具試沖出的零件毛刺極小，產品斷面平整光滑，生產效率高，成本低，較好的解決了工件兩端大小深度不一，底部易拉裂的問題，達到了預期目標。

[1] 丁松聚.沖壓工藝學 [M] .北京：機械工業出版社，2001.

[2] 鄭可煌.實用沖壓模具設計手冊[M] . 北京：宇航出版社，1992.

[3] 劉建超.沖壓模具設計與制造[M] . 北京：高等教育出版社，2004.

[4] 成虹.沖壓工藝與模具設計[M] . 北京：高等教育出版社，2001.

Several processing plans for a dust cap of transport spindle were put forward after a discussion on the component structure and dimensional tolerance. A compound die was adopted to form the component .Then the die structure and the key points in the design were stated. The application shows that the product has minimal burrs, high efficiency, low cost, slove the depth of the workpiece at both ends of different size and the bottom easy to crack. and achieve the expected goals.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.093

唐紅春(1976- ),女，漢族，講師，工學碩士，主要研究方向為模具設計與制造。

周丹江(1973- ),男，漢族，講師，工學學士，主要研究方向為機械制造自動化。