前言：本站為你精心整理了立體連接板的成形工藝與模具設(shè)計(jì)范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

1成形工藝分析與工藝方案的確定

（1）因?yàn)楸竟ば蛑萍跈M向的伸長(zhǎng)量不大，所以坯料的總長(zhǎng)尺寸可以在制件圖橫向?qū)ΨQ剖面內(nèi)，按純彎曲變形來(lái)展開(kāi)計(jì)算，取整后為540mm。

（2）同樣道理，制件圖中部的坯料寬度也可以在B-B剖面內(nèi)按純彎曲變形來(lái)展開(kāi)，取整后為200mm。而制件橫頭內(nèi)側(cè)四角處的展開(kāi)，可以取與B-B剖面展開(kāi)后距R85圓心相等的尺寸。

（3）坯料的總寬尺寸不能僅考慮增加修邊量，還應(yīng)充分考慮在R85的筒形面成形時(shí)，因相鄰區(qū)域材料轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的收縮。根據(jù)以往內(nèi)曲翻邊件的經(jīng)驗(yàn)，自由端向內(nèi)的收縮量可達(dá)20mm～30mm（模具驗(yàn)證實(shí)測(cè)的收縮量約25mm），按保守估算每端增加40mm，將坯料的總寬尺寸定為320mm。

（4）四處R85的筒形面合在一起，恰好相當(dāng)于一個(gè)尷170的筒形件擴(kuò)孔翻邊，且0≤d0＜20。從R85的弧段中點(diǎn)到其圓心做一連線，再?gòu)腞85的圓心做直徑為d0的圓，以二者交點(diǎn)為R45圓弧邊中點(diǎn)的徑向展開(kāi)點(diǎn)，再過(guò)此交點(diǎn)做d0圓的切線，做一圓弧與兩側(cè)的直線展開(kāi)邊及切線邊均相切，如此先求得初始坯料展開(kāi)圖。取d0=0，則過(guò)渡圓弧半徑R0≈34mm。然后參照內(nèi)孔翻邊時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析并按內(nèi)側(cè)自由端向中心收縮20mm來(lái)驗(yàn)算危險(xiǎn)邊緣的延伸率，得到δ=（l-l0）/l0×100%≈（187-141）/141×100%≈33%（按四分之一邊長(zhǎng)計(jì)算），小于δmax=40%的材料極限延伸率，滿足邊緣的拉伸條件，故工藝方案可行。如取d0=20才能滿足邊緣的拉伸條件，則表明R45凸緣面將因缺料而無(wú)法成形，工藝方案失敗。通過(guò)以上的分析計(jì)算和之后的模具驗(yàn)證調(diào)整，確定了最終的坯料展開(kāi)圖，如圖4所示。1.3完整工藝方案的確定拉深力的估算：P=kLtσb≈1×1712×3×650≈3338.4（kN）壓邊力的估算：Q=Fq≈72218×4.5≈325（kN）退件力的估算：P1=kP=0.01×3338.4≈33（kN）機(jī)床噸位選擇：P總=P+P1+Q=3338.4+33+325=3696.4（kN）按P總≤（0.7～0.8）P壓的條件，最小可選擇5MN的壓力機(jī)，但綜合考慮模具的結(jié)構(gòu)尺寸要求、工件的成形特點(diǎn)和企業(yè)的現(xiàn)有設(shè)備情況，決定在8MN液壓機(jī)上進(jìn)行成形。零件完整工藝流程為：激光切割下料→模具拉深成形→等離子分割→鉚工調(diào)修型面→機(jī)加工外輪廓。

2拉深模具的設(shè)計(jì)

2.1模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

根據(jù)連接板組合體的工序圖，設(shè)計(jì)了拉深模具，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。為一套凸模在下、凹模在上、帶有曲面壓料板的拉深模?？紤]到模具的尺寸較大，采用了四個(gè)導(dǎo)柱來(lái)為上、下模導(dǎo)向；為獲得相對(duì)穩(wěn)定的壓邊力，下模采用了機(jī)床氣墊力壓邊；考慮到工件的外輪廓需要機(jī)加工，定位精度要求不高，為簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，在壓料板與凸模之間未采用精確的導(dǎo)向，而是留有1mm的單邊間隙，以保證壓料板的順利升降；上模采用了彈簧力來(lái)退件。因工件的材料厚度較大，強(qiáng)度較高，為保證模具的耐磨性，避免或減輕制件的劃痕，凸、凹模組成及壓料板鑲塊均采用了淬透性好、硬度高、變形小的Cr12MoV合金模具鋼。

2.2模具的工作過(guò)程

首先設(shè)定好氣墊的壓邊力，然后通過(guò)托桿14升起壓料板10，使壓料板鑲塊的最低點(diǎn)高于凸模組成13的最低點(diǎn)10mm以上，再將涂好拉深油的坯料放到壓料板鑲塊上11，靠緊三處擋料銷15來(lái)定位。開(kāi)動(dòng)機(jī)床使上模隨滑塊下行接觸坯料，利用機(jī)床的氣墊力通過(guò)曲面壓料板和凹模組成9，首先對(duì)R9982大圓弧面進(jìn)行彎曲成形，然后上模繼續(xù)下行，凸模組成13接觸坯料，開(kāi)始拉深過(guò)程，當(dāng)上、下模完全閉合時(shí)工件的成形即告完成。開(kāi)啟機(jī)床使上模隨滑塊上行，當(dāng)凹模完全脫離凸模后，在退料彈簧7恢復(fù)力的作用下，通過(guò)退件板8將工件從凹模內(nèi)退下，之后隨著壓料板的再一次升起而脫離凸模，然后由上料方向的同一側(cè)取出成形好的工件。如此循環(huán)操作來(lái)進(jìn)行批量生產(chǎn)。2.3模具的調(diào)試過(guò)程

（1）模具尺寸的調(diào)整。最初的凸、凹模尺寸，是以制件圖外表面尺寸為基準(zhǔn)，將間隙開(kāi)在凸模上的。凸、凹模型腔的高度尺寸也是按制件圖名義尺寸設(shè)計(jì)的。在模具驗(yàn)證過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)制件的實(shí)際槽型斷面，寬度縮小0.7mm～0.8mm，高度縮小0.4mm～0.5mm。于是重新更換凸模并修改凹模，改為以制件圖內(nèi)表面尺寸為基準(zhǔn)，將間隙開(kāi)在凹模上，同時(shí)將凸、凹模型腔的高度尺寸加大0.5mm，從而保證了制件的尺寸。

（2）模具間隙的調(diào)整。最初設(shè)計(jì)的凸、凹模單面間隙，各處均采用了Z=1.1t。在模具驗(yàn)證過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)R85筒形面?zhèn)缺谏嫌休p微擦傷，于是將四處R85圓弧部分的間隙加大到Z=1.15t，擦傷隨即消除。雖然筒形面的斜度略有增大，但因此處不與其他零件配合，產(chǎn)品圖上沒(méi)有斜度要求，故可不作處理。

（3）壓邊力的調(diào)整。參照理論計(jì)算值，通過(guò)增大和減小壓邊力的對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓邊力過(guò)大時(shí)，立面和凸緣面的劃痕較為明顯，而當(dāng)壓邊力過(guò)小時(shí)，頂面和凸緣面的平度就會(huì)變差。最后確定了保證制件成形效果和表面狀態(tài)最佳的壓邊力為：Q=300kN。經(jīng)以上調(diào)整后，所沖壓的制件已基本達(dá)到了技術(shù)要求，只是與側(cè)墻立柱對(duì)接的帽型斷面有約1mm的敞口和R49凸緣面有約1mm的上翹。通過(guò)鉚工簡(jiǎn)單調(diào)修后，即可得到完全合格的制件。

2.4模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）由于零件材質(zhì)塑性較好，帽型斷面的上、下圓角R8均可一次拉深到位，無(wú)需再進(jìn)行二次整形。

（2）由于凸模局部斷面小而高度大，必須采用分塊組合的形式，以便于機(jī)械加工和熱處理淬火。

（3）由于凸模局部斷面小，其與凸模座之間的定位，不適合柱銷結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)上采用了鍵槽結(jié)構(gòu)。

（4）因工件的成形是分步進(jìn)行的，坯料先進(jìn)行彎曲然后再進(jìn)行拉深，故R9982大圓弧面的回彈量很小，可以忽略不計(jì)，相關(guān)各曲面圓弧半徑均按制件圖尺寸設(shè)計(jì)。

（5）為了保證R9982大圓弧面的成形效果，應(yīng)保證退件板完全彈開(kāi)時(shí)，其下表面最低點(diǎn)不超出凹模組成的最低點(diǎn)，以防止坯料因局部受力而先產(chǎn)生翹曲。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本例的實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，表明形狀較為復(fù)雜的立體連接板，通過(guò)合理的工藝組合和正確的分步成形，完全可以在一套拉深模上，經(jīng)一次成形而得到理想的制件。這一成功的實(shí)例，可以借鑒到具有類似結(jié)構(gòu)的復(fù)雜成形件的工藝方案上。

作者：呂浩源宋連芹單位：長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司