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柴油机油箱下体冲压工艺及模具设计
    

摘要:针对该油箱下体具有不对称宽凸缘、垂直阶梯盒形件、与拉伸反向凸起成形等特点,制定出了合理的冲压工艺方案,设计了相应的油箱下体第一、第二次拉伸模,反向压凸起整形模,切迫摸等模具,应用效果很好,制件质量达到图纸要求,巳进行大批量生产。

关健词:柴油机 油葙 反向凸起成形 拉伸成形 模具设计 (模具人才网建站于2004年,欢迎免费刊登招聘求职信息,网址www.mjrcw.com)

1 工艺分析

从图1所示零件图分析,可知该油箱下体有两个特点:①呈阶梯形状的盒形件,该零件长方体盒形处浅端深度为40mm,(模具人才网建站于2004年,欢迎免费刊登招聘求职信息,网址www.mjrcw.com)深端深度为118.5mm,并且从浅端过渡到深端采用垂直台阶的过渡形式,拉伸工艺差。如果采用一次拉伸成形,则较深端需要大量材料流进以补充成形.避免零件拉裂。而对较浅的一端则需在同样的时间内少量材料流进,避免零件起皱。在垂直台阶处只用R20mm圆角过渡,材料的流动性差,阻力大,不宜成形,这就要求毛坯板料拉伸时以极不均匀的方向流人拉伸凹模,很难一次拉伸成形。⑨另外该零件是极不对称的宽凸缘的盒形件,三边的凸缘宽度为1lmm,一边的凸缘宽度为233mm,这就造成了拉伸时,宽凸缘的一边由于压边面积大,摩擦阻力大,材料流动慢而窄凸缘的三边材料流动速度快,R30mm圆角处对应毛坯材料向直边转移时,A处和B处向宽边转称材料少而向中边转移的多,结果造成宽凸缘与窄凸缘的圆角过渡处,切向压应力和径向拉应山及剪应力不均衡,容易引起该处凸模圆角拉裂或起皱严重的现象,致使该零件的受力状况、工艺设计复杂化。
2 工艺参数的计算

根据带凸缘的盒形件拉伸成形极限计算,由于该零件H实际高度=118.5mm,根据冲压手册计算,假设该油箱下体为352mm×118mm×118.5mm,凸缘宽度为11mm,对称阶梯盒形件,由于r/B=0.254,l/D宽=0.27,Hmax=114mm,H实际高度>Hmax,故该假设油箱下体不能一次拉伸成形,那么加上极不对称宽凸缘后,该油箱下体更不能一次拉成形。如果分为二次带凸缘的盒形件拉伸,则第—次盒形件的深度为78.5mm,第二次盒形件的深度为43mm均大大小于Hmax=114mm,并且经计算该油箱下体的拉伸力均小于传力区的承载力,所以分为二次拉伸的工艺完全可行,但是必须准确计算每道工序的拉伸系数。

3 冲压工艺及模具结构

鉴于以上两方面的分析决定实行如下冲压工艺流程:①下料毛坯;②第一次带凸缘的盒形件的拉伸(292mm×ll8mm×78.5mm);①第二次带凸缘的盒形件的拉伸(352mm×121.5mm×43mm);④压(R30mm,R63mm)凸起同时整形盒形件的拉仲圆角R8m为R3nun;③切边。共5道工序完成该油箱下体的冲压工序,其中两道拉伸工序的衔接配合好是关键,否则容易造成拉伸破裂废品较多和切边后凸绿直边处起皱牧大,影响后面缝焊油箱上、下体工序从而造成油箱漏油。图2、图3、图4是前3道工序的示意图,最后2道工序的示意图则与图1零件图一样.在此不表示。
根据制定各道工序工艺参数,验证相应的模具时,确定该油箱下体所采用的材料为宝钢sT16.试模结果为:抽箱下体一次拉伸模、反向压凸起整形模、切边模均易实现,最难实现的是油箱下体二次带凸缘的拉伸模设计,必须设计结构合理才能避免在零件的A处起皱较大和c圆角处(图1所示)产生滑移现象。为了解决这一问题,设计了如图5所示的二次拉伸模,该拉伸模采用凹模压形垫浮动顶出块的结构,在进行二次拉伸时首先对板料进行顶压.很好的改善了图l所示A处和C处的受力状况和材料的流动方向,最后试模成功并投人大批量的生产。


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