电度表弹簧片模具设计.pdf电度表弹簧片模具设计.pdf

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电度表弹簧片模具设计程立章1阎开印1丁国富1单春艳2(1西南交通大学机械学院,成都610031)(2西南石油大学,成都610500)DESIGNOFTHEDIEFORSPRINGPIECESOFKILOWATTHOURMETERCHENGLIZHANG1,YANKAIYIN1,DINGGUOFU1,SHANCHUNYAN2(1SCHOOLOFMACHNICALENGINEERING,SOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITY,CHENGDU610031,CHINA)(2SOUTHWESTPETROLEUMUNIVERSITY,CHENGDU610500,CHINA)文章编号10013997(2008)11021602【摘要】介绍了零件特点以及模具的工序过程,对零件的撕口模结构做了简要阐述。计算了弹簧片的弯曲回弹量,对具有Z形弯和S形弯的弹簧片进行整体一次成型的模具设计。模具结构简单,工作可靠,操作方便,效率高。关键词弹簧片;模具设计;弯曲模;回弹量【ABSTRACT】THECOMPONENTSCHARACTERISTICANDTHEDIEWORKINGPROCEDUREPROCESSAREINTRODUCEDTHESTRUCTUREOFTHERIPPEDMOUTHDIEISMADEAFORMULATIONTHEBENDINGREBOUNDQUANTITYOFTHESPRINGPIECESHASBEENCALCULATEDTHEDIEOFSPRINGPIECESWITHZSHAPEANDSSHAPETHATCANBEPUNCHEDATONETIMEISDESIGNEDTHEDIEHASTHECHARACTERISTICOFSIMPLESTRUCTURE,RELIABLE,SIMPLEOPERATINGANDHIGHEFFICIENCYKEYWORDSSPRINGPIECES;DIEDESIGN;BENDINGDIE;THEBENDINGREBOUNDQUANTITY*来稿日期20080127中图分类号TH12,TG76文献标识码A电度表弹簧片是典型的多弯曲面薄板零件,由于薄板弯曲加工中回弹是最难解决的问题,也是最常见的产生废次品形式之一,因此在弯曲加工工艺设计中,消除回弹是模具设计人员优先考虑的问题。1零件技术分析如图1所示,为应用于电度表上的弹簧片。该零件的作用是利用其弹性将镶嵌表盘的主轴固定在基架上,也就是其起到卡簧的作用。图1电度表弹簧片该零件的材料为65MN,材料厚度为04MM。65MN钢具有化学成份均匀,稳定,杂质含量低,有良好的加工性能,表面质量好,且有较高的强度、硬度、弹性和淬透性。该零件的成形难点在于波纹的弯曲成形,以及成形后如何减少回弹。该零件的两个曲面的弯曲方法一般有两种其一是先冲压R66的曲面形状,再冲压R26,由两副模具来完成。这种方法模具制作简单,凸模、凹模易修正,但第二道工序定位困难,工效低,而且需要两套压型机械,成本高。另一方法是一副模具完成成形,即一次就将工件纵横弯曲成形,这样操作定位方便,工效较高,但模具制造较复杂,模具设计既要确保加工零件质量,又要讲究生产效率。本设计采用第二种方法,关键是解决好多弯曲面的回弹变形问题。解决多弯曲面的回弹变形方法较多,但从本工件的特点考虑,采用过度弯曲对消回弹,模具结构比较简单,容易修磨。合理设计冲压工艺,完全能够保证零件的加工要求。是一种经济合理的设计方案。2弹簧片冲压工艺对于该零件我们采用如下成型工序落料、冲孔→撕口→弯曲成型,先将零件经计算展开冲裁成毛坯,如图2所示,第二道工序为撕口工序图。如图3所示,第三道工序图为弯曲成所需的产品图。图2毛坯展开料图3撕口产品图3弹簧片的模具设计落料、冲口模为典型的复合模结构,结构简单,这里不做介绍。71800566R26覫424512445R6覫42927510MACHINERYDESIGN&MANUFACTURE机械设计与制造第11期2008年11月21631撕口模结构设计撕口模结构,如图4所示。先将弹片在定位板内定位,模具下行后坯料在推件块和卸料板之间压平,模具继续下行,卸料橡皮回缩至图示位置,成型凸模与凹模之间除成型边以外的三个边有002的冲裁间隙,将坯料三边撕开后,模具继续下行至推件块下压至下死点模具闭合成型10角,再在推件块下弹簧作用下将零件推出,完成此道工序。图4撕口模结构1上模座2螺钉3固定销4上固定板5卸料橡皮6导套7导柱8空心垫板9推件块10下模座11固定销12弹簧13螺塞14定位销15固定销16螺钉17定位板18螺钉19凹模20卸料板21料橡皮卸22撕口凸模23上垫板24上模座32弹簧片的弯曲模设计321回弹量的确定弯曲回弹量的大小由角度回弹量ΔΘ和曲率回弹量ΔΡ表示。当R(5~8)T(T为板料厚度)时工件弯曲半径变化不大,只考虑角度回弹。当相对弯曲半径R/D大于(5~8)时,不仅角度回弹较大,弯曲半径也有较大变化,模具设计时可先计算出回弹值,在试模时再进行修正。将弹簧片半径为R66MM和R26MM的圆角分别称为大圆角和小圆角,其半径分别表示为R大和R小因R大/T66/04165;R小/T26/0465,所以对弹簧片的小圆角仅考虑角度回弹,对大圆角的角度回弹和曲率回弹则都须考虑。R>(5~8)T时,板材弯曲凸模的圆角半径R凸公式为R凸=R13ΣSERT式中R工件圆角半径,对于图1弹簧片的大圆角R66MM,查表65MN退火料ΣSE215103,R66,T04代入得R凸6,则根据公式,由文献1回弹前后的曲率半径进而算得大圆角的角度回弹量为ΔΘ165。小圆角半径的半径不变,由文献1的数据查得弹簧片小圆角的角度回弹为ΔΘ25。模具处于闭合状态时压在模具中的弹簧片尺寸,如图5所示,其中R6为模具的实际尺寸。322模具结构及工作方式压Z形弯和弯R在一套模具上成型,成型凸模、凹模按图5的尺寸图,具体结构,如图6所示。模具的闭合高度是140MM,用在J1316机械压力机上。弹片固定在定位板内,上模下行至接触弹片时,上压角凸模与推件块将料压平,推件块由缓冲器上的推件杆推动,上压角凸模在弹压橡皮的推动下,即坯料的上下面都在弹压力下压紧。模具继续下行,上压角凸模与凹模成型,推件块下行至下死点成型45的Z型弯形。图5压在模具中的弹簧片尺寸图图6弯曲成型模1模柄2螺钉3上固定板4卸料橡皮5导套6上压角凸模7凹模8空心垫板9导柱10下固定板11圆柱销12退料杆13定位销14圆柱销15定位板16螺钉17下模座18螺钉19下垫板20下成型凸模21推件块22螺钉23圆柱销24卸料板25上垫块26螺钉27上垫板28上模座29圆柱销模具继续下行,卸料橡皮压缩,上成型模与下成型凸模压复杂的波型弯曲,当模具继续下行至给定位置时上垫块压至死点,模具闭合,完成坯料弯曲,形成所需的形状。模具采用下缓冲器推件杆推动推件块,将成型件推出。推件块和凹模采用T10A,淬火到HRC54~58,上压角凸模、成型凸模采用CR12MOV,淬火至HRC60~64,垫块采用45,HRC40~45。4结束语(1)由于该零件的结构较复杂、精度要求较高,设计时采用合理的模具结构与成形工艺,降低了生产和制造成本。经实践应用证明该弯曲模结构简单,工作可靠,操作方便,效率高,适用于弯压制做弹簧片类的小工件,形成了零件的批量生产加工,给企业带来了良好的经济效益。(2)采用过度弯曲法对消回弹的优点在于所设计的模具不需要增加额外装置,模具结构简单,成本低。该方法的关键在于掌握好材料的回弹变形的计算方法、分析好零件的具体结构以及确定回弹变形的形式、模具容易修磨。参考文献1马正元等冲压工艺与模具设计[M]北京机械工业出版社,20002陈锡栋,靖颖怡冲模设计应用实例[M]北京机械上业出版社,19992423222120191817161234567891011121314152423222120191817161234567891011121314152526272829第11期程立章等电度表弹簧片模具设计R6R66217
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