中國南方航空工業(yè) (集團(tuán))有限公司 (湖南株洲 412002) 付志英

圖1所示油管與左右管接頭以及支架焊接而成。油管彎曲后長度約240 mm，形狀不規(guī)則。油管直徑13 mm，與右邊管接頭相聯(lián)的一端在本工序需打扁成7 mm厚的矩形，寬度方向尺寸沒有要求為自然成形。矩形方位與右邊的管接頭端部的平面平行，且關(guān)于右邊的管接頭中心軸對稱。

圖1 零件示意圖

1.方案1頂桿結(jié)構(gòu)

(1)方案1 頂桿結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 方案1頂桿結(jié)構(gòu)

(2)方案1的模具工作過程 零件由定位塊7的槽定位，并支靠在支靠板6上，上沖頭11隨著機(jī)床滑塊下行，成形零件上表面，當(dāng)限位塊9上端面碰到上模板10下端面時(shí)，零件上表面成形完畢。此時(shí)啟動(dòng)機(jī)床緩沖器，帶動(dòng)下沖頭13、頂桿14往上運(yùn)動(dòng)，成形零件下表面，當(dāng)頂桿14下平面與下模板4下平面平齊時(shí)，零件下表面成形完畢。

2.方案2杠桿結(jié)構(gòu)

(1)方案2 杠桿結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 方案2杠桿結(jié)構(gòu)

(2)方案2模具工作原理 零件由定位塊10的槽定位，并支靠在支靠板9上，上模下行，當(dāng)上沖頭13下表面接觸到被沖零件上表面時(shí)，下沖頭8上平面也剛好接觸到被沖零件的下表面。上模繼續(xù)下行，壓力機(jī)產(chǎn)生的力，通過上沖頭13作用于零件上表面，通過桿15和連桿16傳遞給下沖頭8并作用于零件下表面，這樣在上沖頭13和下沖頭8的作用下，零件上下表面同時(shí)產(chǎn)生變形。當(dāng)限位塊12上表面接觸上模板14下表面時(shí)，被加工零件的上下表面打扁成形完畢，并保證了所需尺寸。

3.方案3斜楔結(jié)構(gòu)

(1)方案3 斜楔結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 方案3斜楔結(jié)構(gòu)

(2)方案3模具工作原理 被加工零件放在卡塊7上定位，同時(shí)由擋塊2輔助定位，并由螺釘6壓緊。斜楔9隨上模下行，當(dāng)斜楔9的斜面接觸滑塊13的斜面時(shí)，上模再下行，則滑塊13產(chǎn)生水平方向的位移，零件產(chǎn)生打扁變形。當(dāng)斜楔9下行到一定距離，斜楔9的豎直面接觸滑塊13的豎直面時(shí)，滑塊13不再發(fā)生水平方向的位移，零件成形完畢。當(dāng)斜楔9下平面接觸限位銷10上平面時(shí)，上模不再往下運(yùn)動(dòng)。上模上行，彈簧14推動(dòng)滑塊13復(fù)位，可將成形后的零件取出。為了使斜楔9的斜面能接觸到滑塊13的斜面，且能使零件滿足尺寸要求，并防止斜楔與零件發(fā)生干涉，要對模具的工作行程進(jìn)行計(jì)算，并設(shè)置限位裝置。

4.成形方案比較及方案確定

(1)采用方案1成形缺點(diǎn) 如圖2所示在成形零件上表面時(shí)，滑塊13下平面與螺釘6下平面齊平，零件有一部分材料會(huì)被帶入到滑塊13上表面與螺釘6所形成的腔體中，當(dāng)滑塊13再往上運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生2次成形，零件容易產(chǎn)生表面缺陷。

(2)采用方案2缺點(diǎn) 零件尺寸較長，致使模具結(jié)構(gòu)較高，成本增加。

(3)方案3的優(yōu)點(diǎn) 采用斜楔結(jié)構(gòu)可使零件兩表面同時(shí)受力變形，成形可靠?？紤]到零件尺寸較長，將零件由豎直擺放改成水平放置，使模具能很好地讓開零件，縮小了模具尺寸，降低了模具成本。在工藝方面，方案1和方案2進(jìn)油管為先打扁后焊接左右管接頭及支架，模具上設(shè)計(jì)一個(gè)斜面與進(jìn)油管接觸，但定位并不精確。方案3改進(jìn)了工藝，先將進(jìn)油管與左右管接頭及支架焊接后再打扁，利用右管接頭上與打扁方向平行的兩個(gè)平行面定位，進(jìn)油管上的斜面輔助定位，使被加工零件定位更準(zhǔn)確。

經(jīng)過比較，采用方案3的斜楔結(jié)構(gòu)構(gòu)對零件進(jìn)行成形。

5.斜楔結(jié)構(gòu)模具工作部件設(shè)計(jì)

(1)工作行程 被加工的管子，成形前直徑為13 mm，對稱的兩個(gè)表面打扁后寬度為7 mm。管子水平方向成形行程為 (13-7)/2=3 mm。為了方便管子放入和拿出模具，在成形初始時(shí)，使對稱的兩個(gè)滑塊水平方向距離為19 mm，成形結(jié)束時(shí)水平方向距離為7 mm，則對稱的兩個(gè)滑塊水平方向工作行程是(19-7)/2=6 mm(見圖5)。

圖5 斜楔結(jié)構(gòu)工作部件設(shè)計(jì)

(2)滑塊斜楔的設(shè)計(jì) 預(yù)設(shè)滑塊斜面的角度為20°，由上述分析滑塊可知，水平方向的工作行程是6 mm。則斜楔水平方向倒角取6 mm(見圖5)。從斜楔斜面開始接觸滑塊斜面，到斜楔豎直面與滑塊豎直面貼合，完成水平方向的行程。這時(shí)斜楔再往下運(yùn)動(dòng)，不再對滑塊產(chǎn)生水平方向的作用力。

(3)限位銷的設(shè)計(jì) 為了使斜楔斜面能與滑塊的斜面接觸，且保證水平方向的行程要求。對滑塊的初始位置必須進(jìn)行限制，為此設(shè)計(jì)了限位銷。限位銷水平方向的位置應(yīng)保證:滑塊水平初始位置與限位銷相切時(shí)，斜楔6 mm的倒角起始線應(yīng)與滑塊、限位銷相切線共線，且此時(shí)兩個(gè)滑塊之間的水平距離為19 mm。同時(shí)，為了防止斜楔下行到最終位置時(shí)不壓到零件不加工表面，限位銷的上部高出底板20 mm(見圖5)。

(4)彈簧的設(shè)計(jì) 零件成形后，上模上行，滑塊在彈簧作用下進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位行程是6 mm，彈簧需要有一定的預(yù)壓量來克服滑塊的摩擦力。

滑塊質(zhì)量為0.77 kg。

選用1 mm×14 mm的彈簧，確定其自由長度。

查彈簧標(biāo)準(zhǔn)GB 2089—1980:當(dāng)彈簧工作極限負(fù)荷為26.1 kN時(shí)，彈簧每一圈的變形量是7.16 mm，則要產(chǎn)生7.7 kN的力，彈簧的變形為7.16×0.77/2.61=2.1 mm，這個(gè)為彈簧的預(yù)壓變形。則彈簧的總變形為2.1+6+3(修模)=11.1 mm，設(shè)置彈簧的壓縮量為總長的25%，則彈簧的總長為11/0.25=44.4 mm，取45 mm。

(5)底板滑塊的配合設(shè)計(jì) 滑塊在底板中滑動(dòng)，為了使滑塊受力時(shí)不會(huì)傾倒，在底板上開T形槽，滑塊的底部也加工出T形，并采用間隙配合。

圖6 底板和滑塊的配合設(shè)計(jì)

6.結(jié)語

本文中的零件屬于對稱成形，同時(shí)尺寸較長，形狀復(fù)雜。模具設(shè)計(jì)注意零件擺放、定位和成形方式，使其對稱的兩邊同時(shí)參與成形，以防止產(chǎn)生成形缺陷，并減小零件成形部位以外的外形對模具結(jié)構(gòu)的影響，降低模具成本。