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管箍成形工艺与模具设计
来源:现代模具 时间:2008-8-5 9:42:20
国际模具网
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中国船舶重工集团公司重庆长江涂装机械厂 陈铁军
摘要：分析了管箍的冲压工艺性，对传统工艺进行了改进，介绍了其落料拉深复合模和切边模结构及设计要点。生产证明，其模具结构合理，生产效率高，对同类零件的模具设计具有借鉴作用。
The Technology for Forming the Duct and Design of the Pipe
By Chen Tie-jun
Abstract:
关键词: 管箍；拉深模；整形切边模
1 引 言
图1所示为管箍，产品要求内外表面光洁，无拉深痕迹。以前生产工艺为剪板机剪成四方料分两次拉深成型，整形模整形，再车削端面和钻孔￠34。这种工艺生产效率较低，生产周期长，不符合现代化生产要求。现改为1副模具拉深成形，另一副模具整形、冲孔和切边。
2 零件工艺分析
管箍使用1.5 mm的Q235钢板制得，生产批量大。拉深毛坯修边余量确定为2 mm，即要求拉深的总高度至少要32 mm。计算结果表明，用一般方法不能1次拉深成形。笔者根据多年模具设计经验和板料拉深变形特点，设计了一种带新型压料装置的拉深模，一次拉深出了此产品毛坯。在模具设计时，考虑到拉深件的圆角半径应尽量大，所以R1先拉深成R5，￠45拉深成￠46。对￠34和端面，以前曾采用车削法，工序多，生产效率较低。现设计了一副复合冲模可以完成多道工序，即把R5整形成R1、￠46整形成￠45、冲￠34和切边。
3 拉深模设计
3.1 模具结构分析
拉深模结构如图2所示。这是一副结构较简单的拉深模，没有模架是因为凸模5和凹模7在工作过程中受力均匀，模具间隙可以自动找正。调好模具行程后，使凸模5处于设定上极限位置，把四方板料放入压料板6中，凸模5下行接触到板料后发生拉深，到最低点时拉深完毕。
凸模5回程时，管箍此时紧包在凸模5上与其一起上行，当管箍端面与凹模7底面接触时，管箍被卡住，凸模5继续上行，而管箍从凸模5上滑落，完成卸料动作。.
图2管箍拉深模
1.模柄 2.上模板 3.凸模垫板 4.凸模固定板 5.凸模 6.压料板 7.凹模 8.下模板
3.2 模具设计要点
（1）刚性压料圈的槽深度比板料深0.1~0.15mm，即板料刚能放进去但又不影响拉深时板料的顺利流动。
（2）凸模和凹模淬火硬度在58-62 HRC，凸模开设有排气孔。
（3）凸凹模壁厚和强度要求都较高，淬火硬度58-62 HRC，否则会因胀裂而使模具报废。
（4）凹模要充分润滑和冷却。
4 整形切边模设计
4.1 模具结构分析
整形切边模结构如图3所示。模具开始工作前，上模部分处于设定最高位置。工作时将管箍倒扣于凸凹模15上，上模部分下行，管箍迅速进入凹模7内，￠46整形成￠45，然后凸模12与凸凹模15刃口瞬间接触，冲下Ø34孔，压料板14压住管箍与上聚氨脂橡胶13相对凹模7继续上行，此时管箍切边余料首先呈轴对称地向环外失稳张开，当凹模7端面刃口与凸凹模15台阶刃口瞬间接触时，剪切下管箍多余边料。
上模部分上行，卸料板5在下聚氨脂橡胶4的作用下被顶回原位，卸下切边余料。在上聚氨脂橡胶13回弹力作用下，管箍被推出，完成整形、冲孔、切边工序。
图3 管箍切边模
1.导柱 2. 下模座 3. 凸凹模垫板 4. 下聚氨脂橡胶 5. 卸料板 6. 导套 7. 凹模 8. 凹模固定板 9. 凹模垫板 10. 模柄 11. 上模座 12. 凸模 13. 上聚氨脂橡胶 14.压料板 15. 凸凹模 16.凸凹模固定板 17.卸料螺钉
4.2 模具设计要点
（1）卸料板在自由状态时，其上平面超过凸凹模台阶平面2 mm，在此位置聚氨脂橡胶还有一定的预紧力。
（2）凸模、凸凹模、凹模淬火硬度在58-62 HRC。
（3）凸凹模与凹模接触部分必须具有良好的恒定间隙，最佳为0.03 mm。
（4）拉深成形后管箍内圆尺寸应比凸凹模的外圆尺寸稍大，这样避免管箍留在凸凹模上。
5 结束语
实践生产证明：此两副模具冲出的零件质量稳定可靠，而且操作方便，生产效率高，生产成本得到大幅降低，至今未出现任何问题，满足了大批量生产的要求。
参考文献：
[1]冯炳尧，韩泰荣，蒋文森.模具设计与制造手册[K].上海：上海科学技术出版社，1998.
[2]王孝培.冲压手册[M].北京：机械工业出版社，1998.
[3]许发樾.实用模具设计与制造手册[M].北京：机械工业出版社，2000.
[4]翁其金，徐新成.冲压工艺及冲模设计[M].北京：机械工业出版社，2004.
