復(fù)雜曲線零件沖壓模具設(shè)計(jì)

姜雪燕 王麗卿 陳娟

【摘 ?要】本文以復(fù)雜曲線零件為研究對(duì)象，通過(guò)沖壓加工的方法，制定合理的加工工藝方案，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，設(shè)計(jì)了拉深模和整形模，突破性的解決了該類零件生產(chǎn)中使用傳統(tǒng)加工方法遇到的問(wèn)題，提高了零件的生產(chǎn)效率、材料利用率和加工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】復(fù)雜曲線零件;模具設(shè)計(jì);沖壓

1 引言

復(fù)雜曲線零件在機(jī)械產(chǎn)品、軍工、航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，市場(chǎng)需求量大。但由于復(fù)雜曲線零件，具有曲線頂部圓角半徑小，零件外觀要求嚴(yán)格的特點(diǎn)，所以該類零件加工難度大。國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)采用傳統(tǒng)機(jī)械加工的方法進(jìn)行該類零件加工，首先精密鑄造毛坯后，使用車削加工等機(jī)械加工的方法加工出該類零件。采用這樣的加工方法，存在多方面的缺陷：一是產(chǎn)品合格率低。由于鑄件中不可避免存在著氣孔、砂眼等鑄造缺陷，當(dāng)對(duì)內(nèi)外表面進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，遇到氣孔、砂眼等鑄造缺陷后，整個(gè)零件就只能報(bào)廢，據(jù)統(tǒng)計(jì)合格品率不足60%。二是刀具損耗大。在機(jī)械加工中碰到氣孔、砂眼等鑄造缺，極易出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。三是鑄造毛坯制造的該零件材質(zhì)分布不均勻，容易在鑄造缺陷處產(chǎn)生氧化生銹等問(wèn)題，影響零件的強(qiáng)度與可靠性。總體來(lái)看，采用傳統(tǒng)的加工方法不僅生產(chǎn)效率低、合格率低、材料利用率低、產(chǎn)品質(zhì)量不高，而且生產(chǎn)成本高。

我們決定突破傳統(tǒng)加工方法，采用沖壓加工方法生產(chǎn)該零件，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。沖壓加工技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量高、材料利用率高、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。在深入分析各類曲線零件制造工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)該類零件進(jìn)行工藝分析，制訂出多種較為可行的沖壓加工方案。充分考慮各種因素的影響，對(duì)可行性較高的方案設(shè)計(jì)沖壓模具并進(jìn)行試制。通過(guò)對(duì)樣件進(jìn)行對(duì)比與分析，并以此為依據(jù)修改原有方案，選定合理的加工方法，突破傳統(tǒng)加工方法，實(shí)現(xiàn)該類零件的沖壓生產(chǎn)。也可應(yīng)用于類似零件的生產(chǎn)，取得更為廣泛的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

2 零件工藝性分析

2.1 形狀分析

圖1所示零件成形難度大，零件h/d>1 屬于典型深曲線拉深件，所以該零件沖壓加工難度較大。而且頂部圓角半徑較小，R/t=6/2.5=2.4，同時(shí)零件外觀要求較嚴(yán)格，沖壓成形較困難。

2.2 尺寸精度分析

零件尺寸精度高，沖壓件加工精度大部分在IT13級(jí)以下，該零件的外徑為φ 為IT11級(jí)精度，用普通沖壓設(shè)備成形難以達(dá)到精度要求。

3 沖壓加工方案確定

為了能加工出符合要求的零件，我們針對(duì)其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，并根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備、工藝，提出兩種可行的方案。第一種方案，使用階梯法進(jìn)行沖壓;第二種方案使用曲面增大法進(jìn)行沖壓。

4 模具設(shè)計(jì)

根據(jù)分析計(jì)算，共設(shè)計(jì)了兩套模具，一套為兩次拉深使用的拉深模，一套為多次整形使用的整形模。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以復(fù)雜曲線零件為研究對(duì)象，通過(guò)沖壓加工的方法，突破性的解決了該類零件生產(chǎn)中使用傳統(tǒng)加工方法遇到的問(wèn)題。可以推廣應(yīng)用推廣于該類零件的大批量生產(chǎn)，可以有效降低生產(chǎn)成本，提高加工質(zhì)量。

（作者單位：濰坊職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院）