节假日白癜风专家会诊 https://disease.39.net/bjzkbdfyy/171024/5786057.html0 引言一般带凸缘法兰零件的传统成形方案为拉深、胀形和镦压，能否采用与传统成形方案相反的成形即缩口，成形满足要求的零件，以下介绍2种成形工艺方案的模具结构并进行对比，以确定其应用范围。1 零件结构某车型安装法兰如图1所示，三维结构如图2所示，直径为φ82.5mm的圆柱面，零件底部有φ96mm的大凸缘，属于典型的胀形拉深件，零件的主要成形工序为拉深、胀形和冲孔。零件材料为DC04，料厚为1.5mm，抗拉强度σb≥MPa,屈服强度σs为10~MPa，含碳量≤0.08%，材料综合性能较好。零件的尺寸公差要求一般，未注公差为GB/T-，成形冲压件尺寸公差为FT9，精度属于中等。零件成形的难点是拉深和胀形，这2道工序成形后零件如图所示。2 零件成形工艺方案成形法兰零件的传统方案是按圆筒外径φ82.5mm拉深，然后胀形和镦压，现尝试用相反的工艺方案成形，即按法兰凸缘最大外径略小的外圆进行拉深，然后缩口和镦压。2.1 传统成形工艺方案传统成形工艺方案：①拉深成形为与零件圆柱面直径相同的圆筒形件，如图4（a）所示；②胀形，如图4（b）所示；③镦压和整形，如图4（c）所示。2.2 新成形工艺方案新成形工艺方案：①拉深成形为比零件圆柱面大但比凸缘直径小的圆筒形件，如图5（a）所示；②缩口，如图5（b）所示；③缩口整形，如图5（c）所示；④镦压和整形（见图4（c））。 模具设计.1 传统成形工艺模具设计.1.1 拉深模设计传统成形工艺拉深模结构如图6所示。法兰零件经计算拉深毛坯尺寸为φ14mm，公差±0.1mm，厚度为1.5mm。材料相对厚度为：tD×=1.×=1.12其中，t为材料厚度，mm；D为毛坯外径，mm。根据材料相对厚度查《冷压冲模设计》：低碳钢不使用压边圈时第1次拉深系数：当t/D×=1时，m1=0.75；当t/D×=1.5时，m1=0.65，法兰拉深系数为m1==0.6，小于低碳钢不使用压边圈时第1次拉深系数0.65，所以该拉深模要设计压边圈。采用压边圈的拉深模第1次拉深系数：当1t/D×1.5时，0.5m10.5。由上述分析可知，原则上通用圆柱面凹模结构的拉深模必须设置压边圈（压板）。在拉深前和拉深过程中，首先通过拉深凹模和压边圈给毛坯的两大面施加适当的压边力，防止毛坯起皱及拉深时底部开裂。如果采用锥形凹模结构的拉深模，当d1/d2=0.6，t/D×=1时，m1=0.58；当d1/d2=0.6，t/D×=1.5时，m1=0.56，其中，d1为凹模锥形部分下端直径，mm；d2为凹模锥形部分上端直径，mm。由上述分析可知，如采用锥形凹模的拉深模可以不设置压边圈，即可一次拉深完成，为了简化模具结构，采用锥形凹模结构。成形法兰的拉深模采用正装结构，拉深完成后拉深凸模4继续向下运动使拉深件的口部低于卸料板7的下端面，这时拉深件包裹住拉深凸模4，压力机滑块返程时拉深凸模4向上运动，拉深件被卸料板7挡住而从拉深凸模4上卸下。.1.2 胀形模设计胀形模结构如图7所示。胀形系数K=94.5/81=1.16，查阅设计手册碳素结构钢极限胀形系数为1.2，该零件材料为DC04，胀形工序成形是可行的。胀形凸模材料选用橡胶，当拉深件底部受压力向下运动与胀形凸模接触，胀形凸模受压后体积不变，高度降低，径向方向向外膨胀变大，将圆筒形件的底部向外胀形至胀形工序形状尺寸。.1. 镦压与整形模设计镦压与整形模结构如图8所示，将胀形后的工序件放在定位块5上，对工序件鼓肚进行镦压与整形，使2个料厚的材料重叠。镦压与整形结束后推件块4将成形零件从定位块5上推出脱模。.2 新成形工艺模具设计新成形工艺的拉深模结构与传统成形工艺的拉深模结构相同，其拉深系数比传统成形工艺的拉深系数大，拉深成形可行。.2.1 缩口模设计缩口模结构如图9所示。缩口系数m=.5=0.，查阅设计手册低碳钢（软钢）：无芯柱极限缩口系数0.75，内部有芯柱极限缩口系数0.5。为了防止工序件缩口部位在缩口过程中与原毛坯对应位置发生偏斜，采取有芯柱的缩口模结构，根据上述数据，缩口工序成形是可行的，缩口角度取60o。活动定位块7一方面在缩口开始前对缩口毛坯进行定位；另一方面在缩口过程中随着缩口凹模下降而下降，继续对缩口毛坯进行定位。.2.2 缩口整形模设计缩口整形模结构如图10所示，因为缩口后的工序件缩口根部有较长的锥面，缩口未达到图纸要求的圆柱面长度，所以需要将一部分锥面继续缩口整形变为圆柱面。该方案的镦压与整形模与传统成形工艺方案的结构一样。4 结束语上述2种成形法兰凸缘的方案都可行，传统成形工艺方案适合于凸缘尺寸较小的零件，新成形工艺方案适合凸缘尺寸较大的零件，2种方案的成形工艺相反，新成形工艺方案的模具结构相对复杂，比传统的胀形工序多了一道整形工序，生产成本较高，但相对传统成形方案模具使用寿命要长。2种方案的模具都是一次试模成功，成形零件尺寸符合图纸要求，零件成形质量稳定，生产效率高，取得了良好的经济效益。
▍原文作者：刘五一，郭喜禄
▍作者单位：陕西烽火通信集团有限公司
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