卡环弯曲工艺及模具设计.pdf

模具工业 2 0 0 5 N o 3总2 8 9 卡 环 弯 曲 工 艺 及 模 具 设 计 郭延辉 陕西汽车集团公司 吴转萍 陕西西安7 1 0 0 4 3 摘要 通过对卡环弯曲成形的工艺分析 阐述了圆管形件弯曲成形工艺及其模具设计的特点 分析了凹 模摆块机构的几何运动 设计了相应的弯曲模结构 可为类似零件的成形提供参考 关键词 卡环弯曲 工艺分析 摆块机构 模具结构 中图分类号 T G 3 8 6 3 1文献标识码 B文章编号 1 0 0 1 一 2 1 6 8 2 0 0 5 0 3 一 0 0 3 2 一 0 3 T h e T e c h n o l o g i c a l P r o c e s s f o r B e n d i n g t h e C l i p s a n d D e s i g n o f t h e D i e G U O Y a n h u i WU Z h u a n p i n g S h a a n x i A u t o m o b i l e G r o u p C o X i a n S h a a n x i 7 1 0 0 4 3 C h i n a A b s t r a c t T h ro u g h t h e a n a ly s is o f t h e t e c h n o l o g i c a l p roc e s s f o r t e r is t i c s o f t h e b e n d in g p roc e s s f o r p ip e s h a p e d p a r ts a n d o f t h e b e n d i n g t h e c li p p a r t d e s i g n o f t h e d i e a re T h e g e o me tr i c a l mo v e me n tb l o c k o f t h e ma t r i x i s a n a l y z e d T h e c o r re 山e c h a r a c i n t r o d u c e d s p o n d i n g d i e s t r u c t u r e h a s b e e n o f t h e s w a y i n g I t c a n s e r v ea s a re f e re n c e f o r f o r mi n g s i m i l a r p a r ts K e y w o r d s c li p b e n d i n g t e c h n o l o g i c a l a n a ly s i s s w a y i n g b l o c k d i e s tr u c t u r e 1 引言 图1 所示卡环零件 材料为 1 0 钢 料厚 l m m 零 件的生产批量很大 主要弯曲的形状是圆管形 图2 小圆管形件弯曲成形 2 工艺分析 弯曲圆管形零件的方法很多 模具结构也各不 相同 当圆管直径小于们O m m时 一般采用图2 所示 的模具结构 由2 个工序完成 第 1 个工序是将零件 压弯成U 形 第2 个工序是把U 形零件弯成圆形 当圆管半径大于卿 m m时 采用如图3 所示的 模具结构 该模具也由2 个工序完成 第 1 个工序是 图3 大圆管形件弯曲成形 2 个波浪形半圆的成形 第 2 个工序是用轴形凸模 使中间部位压成圆形 当圆管直径大于似O m m小于0 4 0 m m时 一般 可以 采用比 较复杂的下楔式或摆块式弯曲 模 对于 本零件决定采用摆块式弯曲模一次成形 作者简介 郭延辉 1 9 7 4 一 男 陕西大荔人 工程师 主要从事 汽车冲压工艺及模具设计工作 地址 陕西省西安市 陕西汽车 集团公司 收稿 日期 电 话 0 2 9 8 3 3 8 8 7 4 2 E 一 二il g y h 7 4 0 6 1 0 1 6 3 c o m 2 0 0 4 一 0 9 一 0 4 2 1 弯曲回 弹的计算 该零件的内 半径为R 1 5 m m 料厚l m m R t 二 巧 由于弯曲圆管形的弯曲半径与材料厚度的比 值 万方数据 模具工业 2 0 0 5 N o 3总2 8 9 较大 而且由于工作时弯曲件是凹模块绕销轴摆动 最后压弯成圆形 弯曲件的上部得不到校正 所以 必须考虑弯曲回 弹问 题 对该零件采用补偿法对轴 形凸模的尺寸进行修正 消除零件弯曲后的回弹 根据如下公式计算轴形凸模的半径 R 凸 R 1 3 0 R E 3 模具结构及工作过程 该模具的结构如图5 所示 上模由导套 1 模柄 2 上模座3 凸模支架4 支撑块5 轴形凸 模6 等组 成 下模主要由 导柱7 定位架8 凹模摆块9 凹模支 架 1 0 卸料板螺钉 1 1 弹簧 1 2 推板 1 3 下模座 1 4 等 组成 式中R 圆管内半径 材料的屈服强度 E 弹性模数 对于碳素结构钢 1 0 钢 查相关资料可知 屈服 点 二 2 1 0 M P a 弹性模数 E二 1 9 8 0 0 0 M P a 代人相 关数据 计算出轴形凸模的半径R凸 二1 4 3 m m 即 轴形凸模的直径为0 2 8 6 m m 弯曲回弹后零件的内 径应为0 3 0 m m o 卡环2 个突耳之间的间隙为6 m m 卡环的实际 内周长为 3 0 二一6 二8 8 2 m m 轴形凸模的周长 2 8 6 7 r 8 9 8 m m 两者之间的差值为 1 6 m m 所以在 轴形凸模上应设计 1 个厚度为 1 6 m m的垫块 这样 弯曲时垫块与凹模摆块上部相互作用使 2 个突耳 成形 2 2 摆块机构的几何分析 由于摆块式弯曲模的机构比较复杂 所以必须 进行机构分析 机构分析的方法有解析法和作图法 2 种 对该零件运用作图法进行机构分析 凹模半径 为3 0 6 m m 凸模直径加工件的料厚 所以图中0 0 为中 心的圆半径为3 0 6 m m 0 2 M段取6 5 m m 为 了便于第 1 步U 形弯曲 同时考虑回程时零件能从 摆块中间顺利通过 0 B 段之间的水平距离应稍 大于零件的外径 取 1 8 m m 根据相关数据 可以作 出如图4 所示的摆块几何分析简图 该图只画出了 右半部分 其中a 二3 0 0 此图及相关数据作为模具 零件的设计依据 图5 模具结构 1 导套2 模柄3 上模座 4凸模支架 5 支撑块6 轴形凸模7 导柱8定位 架9 凹 模摆块1 0 凹模支架1 1卸料 板螺钉1 2 弹簧1 3 推板1 4 下模座 模具的工作过程 压弯时将坯料放在定位架上 用定位钉定位 上模下行时 在凸模与定位架的共 同 作用下 零件被弯成U 形 上模继续下行 在凸模 的作用下凹模摆块向下摆动 摆块的上半圆形工作 面将零件逐步弯成圆管形 上模到达下止点 凹模 摆块的上部使零件的2 个突耳弯曲成形 上模回升 顶出器将凹模摆块推起 零件套在凸模上 推开支撑 块把零件取出 弯曲工序完成 在零件弯曲进人U形阶段时 由于零件的左右 两侧边脱离了定位架的定位钉 这时容易出现零件 偏移现象 所以在零件中心增加了0 4 m m工艺孔 并 在凸模的相应位置上设计了导正销 这样零件在冲 压过程中就不会发生偏移现象 保证了冲 压的 顺利 进行 图4 摆块儿何分析简图 4 结束语 通过对卡环弯曲的工艺分析 运用摆块式模具 的设计原理 简化了成形工序 节约了生产成本 经 过实际生产证明 该模具的设计思路和模具结构是 万方数据 模具工业 2 0 0 5 N o 3总2 8 9 析 梁 矩 形 件 的 成 形 方 法 秦莲芳 沈阳航空工业学院 辽宁沈阳1 1 0 0 3 4 摘要 以析梁矩形件成形为研究对象 介绍了1 种矩形件的冲压成形方法 并介绍了 各工序的模具结构 和设计要点 关键词 矩形件 冲压 弯曲 校正 回弹 中图分类号 T G 3 8 5 2文献标识码 B文章编号 1 0 0 1 一 2 1 6 8 2 0 0 5 0 3 一 0 0 3 4 0 2 T h e Me t h o d f o r F o r m i n g t h e R e c t a n g u l a r J o i s t P a r t s Q I N L i a n f a n g S h e n y a n g I n s ti t u t e o f A e ro n a u ti c a l E n g in e e r in g S h e n y a n g L i a o n in g 1 1 0 0 3 4 C h in a A 为 劝 ra ct V 月 d ltherec 恤昭川ar j o 企 苑p art as aresearc h obj e ct ame tho d of c o l d s t a m p i n g f o rA b s t r a c t W i t h t h e r e c t a n g u l a r j o i s t p a rt a s a res e a r c h o b j e c t a me t h o d o f c o l d f o r m i n g t h e r e c 恤 n g u l a r p a rt s a r e i n t r o d u c e d T h e s t r u c t u r e s a n d m a i n d e s i g n p o i n t s o f t h e d i e s o n e a c h w o r k in g p o s i ti o n a r e e x p l a i n e d K e y w o r d s re c t a n g u l a r p a r t s t a m p in g b e n d in g c a l ib r a ti o n s p r i n g b a c k 1 零件工艺分析 图 1 为析梁的零件图 材料镀锌钢板 料厚为 l mmo 弯曲工 翻边 弯曲n 校正 对析梁这种尺寸 公差要求很高的封闭式零件采用冲压成形 难度确 实很大 如果工序安排不合理 模具结构及主 要零件 的尺寸取得不适当 将都会影响零件成形 屏陈 冷目 匹目一贷目 1 5 6 9 模具结构设计要点 落料工序要点及翻边凸模尺寸 析梁落料展开件尺寸如图2 所示 图2 中2 个 22 r L 哟 以亦 凶 0引民 图 1 析梁 产品原生产工艺是将滚压机滚压成形的矩形 管切断 再冲制两端沉孔 这样冲制后的零件两端 头宽度尺寸易超差 产品质量很不稳定 零件外形 不美观 成本很高 经分析及多次试验决定采用冲 压方法来完成 其工序为 落料 冲制翻边预制孔 朽 2 m m为冲制2 个 必 1 2 5 m m沉孔的预制孔 弯曲 I 用此2 个孔定位 定位销亦作为翻边凸模用 因翻 边时 主要受拉伸应变 为了避免翻边时产生裂纹 预制孔的尺寸及翻边凸模尺寸要取得适合 翻边凸 模 定位销 尺寸如图3 所示 作者简介 秦莲芳 1 9 6 5 一 女 辽宁沈阳人 高级工程师 主要 从事冲压工艺 模具设计教学与科研工作 地址 沈阳 航空工业 学院工程力学系 电话 0 2 4 8 6 5 3 3 8 0 3 1 3 6 2 4 0 3 3 6 0 8 E 一 二1 a l l e n s a c 9 2 0 1 1 3 s i n a c o m 收稿 日期 2 0 0 4 一1 0 0 6 2 2 弯曲及校正模