e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  MCAD

轴承端盖冲压工艺分析及冲压模具设计

2021/9/29    来源:《科学与技术》    作者:姚永泵      
关键字:轴承端盖  冲压工艺  冲压模具设计  
本文中就分析了轴承端盖冲压工艺与冲压模具的设计技术要点,对主要零件的设计与与标准件选用、冲压设备的选择与校核进行了深度剖析。
       轴承端盖属于手扶拖拉机就中的重要零部件,它在装配后会直接外露表面,且对零件提出了诸多技术要求,例如表面划伤划痕要在0.15mm以内,且不允许出现任何拉裂、起皱、缺料等等缺陷问题。一般来说轴承端盖的生产批量较大,每年产量超过10000件,所以针对它的冲压工艺与冲压模具设计必须做到技术娴熟、精细到位。

1 轴承端盖工件的基本工艺设计分析

轴承端盖工件的基本结构示意CAD图

图1 轴承端盖工件的基本结构示意CAD

       如图1为待加工的轴承端盖工件,它的零件制作材料选择了硬度较高的08F钢,针对生产要求追求小批量,它的材料厚度一般设置为1.5mm左右,采用工件CAD图配合优质碳素结构钢进行制作,这其中所采用到的08F钢中含碳质量大约为0.07%-0.20%(低碳钢)。轴承端盖的抗剪切强度一般控制在220-320MPa之间,它的屈服点也能达到180MPa左右,整体看来材料的焊接性与塑性表现相当好,适合冲裁施工。

       从零件外形看来,其对零件的冲压制造需要围绕3步工序完成,它分别包括了落料、拉深与切边,结合3种方案展开级进模加工。在具体施工中,要基于每道工序展开1套模具配合3套模具施工,有效提升生产效率,保证工件精度到位,最大限度节约搬运半成品时间与财力投入。在施工过程中要保证模具制作到位,有效降低制造成本,提高生产效率,全面优化工件精度,最后提出最适合开展的轴承端盖冲压模具设计施工方案如下:

       落料→拉深→切边→复合生产

2 轴承端盖工件的重要工艺设计分析

       轴承端盖工件的重要工艺设计围绕多方面技术要点展开,下文简单谈3点。

       工件拉深次数计算设计分析

       对工件的拉深次数进行确定分析,合理化判断一次拉深设计,保确保功结合数据查表对首次拉深系数进行分析,分析拉深系数。对课题拉深形状进行分析,构建锥形设计结构。具体来讲,要在模具冲压过程中对凸模与凹模间隙进行分析,同时拉深锥形拉伸件部分。

       工件排样设计与计算设计分析

       针对工件的排样设计与计算设计分析主要遵循材料利用率优化原则,合理化保证冲压工件质量到位,实现冲压件针对纤维板料方向进行优化调整。该过程中要考虑到模具整体结构相对简单,使用寿命较长,所以在操作过程中要保证工件排样设计优化,按照规定材料厚度进行分析,保证搭边工作间距被控制在1.8mm范围内。换言之,要采用定位销进行定距,同时测量步距精度,估算步距公差。另外,可采用定孔方法进行定距离优化,设计条料宽度与布距内材料利用率在合理范围内,并对计算结果进行对照分析,以求保证使用正确排料方式达到节省条料要求标准,因此说该轴承端盖工件要追求中小批量生产。

       工件冲压力计算设计分析

       对轴承端盖工件中落料拉深的复合模工艺力进行分析,分析其落料力具体数据内容,最后代入数据计算冲压力计算结果。该过程中主要采用到了大量理论知识对拉深力进行计算,计算过程相对复杂。在实际设计施工中可采用到经验计算算法,分别设置多个立足点,对拉深力的数值大小进行分析,保证拉深件的危险断面断裂力计算到位。同时在计算过程中运用到K指标来分析拉深力与工件断裂的大小比值结果,对拉深工件的基本形状与变形方式进行分析,了解其对K值所造成的具体影响。一般来说,代入数据计算结果应该在50kN以内。在具体的拉深施工过程中,需要对其压边力进行分析,避免出现褶皱作用。在这里要适中设计压边力,最后计算压边力数值控制在10kN以内。随后还要对轴承端盖的卸料力与顶件力进行分析计算。

       最后要采用到切边模具,它主要用于计算冲压工艺力。由于该工件结构相对简单,形状对称且受到切边模相似落料拉伸影响,所以要做到切边圆形对称到位,同时要深入分析其切边模压力中心受力情况,保证其受力与模具中心受力相互契合匹配。

3 轴承端盖工件的主要标准件设计选用

       轴承端盖的工匠主要标准件设计选用涉及多个方面,流入对凹凸模刃口尺寸的计算与设计分析、对拉深凸模的设计分析、对落料凹模的设计分析等等。就以针对凹模的材料选用与设计分析为例,它所选用的是淬火硬度高达66HRC的Cr12MoV,凹模本身采用到了螺钉固定结构,它直接与下模板配合,如此简化模具结构,也大量节省了材料使用成本,它在保证高度、方便设计使用顶料的过程中也满足了《冷冲压工艺与模具设计》相关技术要求。此时要对凹模周边边界的厚度、壁厚等等进行计算分析,以求获得靠近凹模周边界限的标准尺寸。

       在合理选择凹模设计尺寸后,要对标准模架进行选择,要保证模架的闭合高度被控制在180-220mm之间。此处可参考我国模具设计大典中的相关参考内容,主要对凹模的周边界限尺寸与模架的闭合高度进行分析,同时计算其卸料板、上下垫板尺寸,最终确定选用何种尺寸的模架。

4 轴承端盖工件的冲压设备校核应用

       针对轴承端盖工件的冲压设备校核应用需要首先选择合适的压力机,具体来讲要结合模具闭合高度进行选择,分析模具外形尺寸与冲裁力,进而最终确定压力机型号。这里就参考到F公称≥F总的计算公式,对模具外形大小进行分析。

       然后要进行压力机的校核,该校核过程中对压力机的最大装模高度进行分析,一般可将其设置在250-350mm范围内,模具的闭合高度调节量则控制在80~120mm范围内。另外还要对落料的模具拉深与闭合高度进行计算分析,控制在200mm为最佳,再者要计算压力机工作台尺寸大约为600mm,前后尺寸控制在200mm左右。结合上述指标可基本保证工作台面尺寸满足设计要求,同时设计选用压力机的滑块行程也可控制在70-100mm左右,基本满足了轴承端盖工件产品的基本拉深高度,满足技术要求,为轴承端盖工件冲压选择了正确的、技术功能对路的压力机。

5 总结

       在轴承端盖工件引深过程中,需要采用到本文中所探讨的诸多技术内容,全方位提升工件本身的拉深性能能力,优化其表面质量,进而提高轴承端盖在冲压模具设计生产过程中的生产效率。与此同时,它也能在一定程度上降低生产成本,保证轴承端盖工件的产品良品率被控制在100%以内,为工业生产取得较优质的经济效益与社会效益。
 
责任编辑:程玥
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并已尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐