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      不銹鋼零件壓型模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

      2014-12-02 01:36:02中國(guó)北車集團(tuán)齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司黑龍江161002張幼民
      金屬加工(冷加工) 2014年12期
      關(guān)鍵詞:壓型壓邊凹模

      中國(guó)北車集團(tuán)齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司 (黑龍江 161002) 宋 碩 張幼民

      1.工藝分析

      圖1 所示為鐵路貨車制動(dòng)系統(tǒng)的儲(chǔ)風(fēng)缸端蓋半成品制件,材質(zhì)為鐵素體不銹鋼T4003,板厚為4 mm,技術(shù)要求為外形不允許有褶皺、表面也不允許有劃傷及壓痕。其余未注尺寸公差應(yīng)符合GB/T 15055 -C 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。初步分析該制件屬于球形凸底的圓筒形件,可以按照?qǐng)A筒形件的方法進(jìn)行工藝過(guò)程設(shè)計(jì)。

      圖1 端蓋半成品制件

      2.T4003 的工藝性能

      T4003 是一種低碳鐵素體不銹鋼板,專門用于鐵路貨車車體制造。在機(jī)械性能方面:T4003 比普通碳素鋼的屈強(qiáng)比要大,而延伸率則小一些;在物理性能方面:T4003 是有磁的,它與碳鋼的線膨脹系數(shù)基本一樣,但熱導(dǎo)率則要低得多。在加工性能上:由于不銹鋼含有Cr、Ni 元素,具有較強(qiáng)的粘滯性,抗咬合性差??傊?,該材質(zhì)的特點(diǎn)是與其他材料接觸時(shí)摩擦因數(shù)大并且易發(fā)生粘連,在成形模具設(shè)計(jì)時(shí),要采取必要手段防止工件與凸凹模等工作零件發(fā)生擦傷、粘連及脫模困難等現(xiàn)象。

      3.模具結(jié)構(gòu)及工作原理

      壓型模具的結(jié)構(gòu)組成如圖2 所示,模具采用2 個(gè)對(duì)稱布置的導(dǎo)向裝置,壓型凸模通過(guò)凸模座固定在上模板上,壓型凹模則與下模板用止口定位,用凹模壓板固定在下模板上。該套模具的壓邊采用彈簧箱體組成來(lái)完成,箱體自成一個(gè)可獨(dú)立折卸的組件,箱體內(nèi)有2 個(gè)對(duì)稱的小導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置,以保證被壓縮時(shí)不會(huì)錯(cuò)位,靠10 個(gè)卸料螺釘將20 個(gè)彈簧預(yù)壓并裝配在一起,彈簧箱體的前后面還裝有用橡膠板制成的安全擋板,防止彈簧碎裂后崩出傷人(圖中未顯示)。此外在凸模座內(nèi)還裝有4 個(gè)均布的頂料裝置,每個(gè)頂料裝置都有彈簧、彈簧壓蓋及推件桿,推件桿通過(guò)凸模的孔露出表面。

      模具的工作原理:將圓坯料放在凹模表面靠擋定位,開(kāi)動(dòng)機(jī)床后壓力機(jī)滑塊開(kāi)始下行,上模組成中4 個(gè)推件桿最先接觸坯料并被壓縮,接著壓邊圈開(kāi)始接觸制件,同時(shí)彈簧箱體下表面壓住限位塊,隨著上模繼續(xù)下行,壓邊圈不再發(fā)生移動(dòng),彈簧箱體內(nèi)的彈簧不斷被壓縮而提供出壓邊力,接著凸模接觸坯料上表面,并一點(diǎn)點(diǎn)將坯料壓入凹模,當(dāng)制件從凹模型孔中穿過(guò)后就完成了制件的拉深成形。這時(shí)制件在推件桿的作用下從凸模上退出,掉在接料板上,滑塊開(kāi)始回程,整個(gè)工作過(guò)程結(jié)束。

      圖2 端蓋壓型模結(jié)構(gòu)圖

      4.技術(shù)難點(diǎn)

      (1)凹模設(shè)計(jì) 根據(jù)業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn),如果凹模采用常用模具鋼制造,不僅制件表面非常容易擦傷,而且凹模的壽命也會(huì)降低。為此選擇銅合金模具材料制做凹模,而銅合金模具材料具有良好的散熱性、耐磨性及極低的摩擦因數(shù),在成形過(guò)程中能減少材料成形流動(dòng)阻力,同時(shí)也可以有效地減小工件裂紋、起皺的趨勢(shì)。由于銅合金模具材料價(jià)格昂貴及其加工性能特點(diǎn),凹模結(jié)構(gòu)要盡可能簡(jiǎn)單、緊湊,避免在基體上設(shè)置螺孔,機(jī)加工完成后要對(duì)其工作表面進(jìn)行鏡面拋光,裝配方式是用壓板將凹模固定在下模板上。

      (2)在設(shè)計(jì)凸模座及凸模之間的推件裝置時(shí),確定好彈簧力量至關(guān)重要,在初始設(shè)計(jì)時(shí)要留有余地,因?yàn)門4003 與凸模間非常粘滯,如果彈簧力量不足,則工件將粘在凸模上不易脫落。當(dāng)然,頂件力也不能過(guò)大,否則會(huì)在制件表面頂出明顯印痕,影響產(chǎn)品質(zhì)量。

      5.結(jié)語(yǔ)

      該模具凹模采用銅合金模具材料,解決了鐵素體不銹鋼制品表面擦傷問(wèn)題;在上模安裝合理的頂件裝置,解決了制件成形后不易脫模的問(wèn)題;在壓邊方式選擇上,沒(méi)有采用常規(guī)的彈性壓邊結(jié)構(gòu),而是將提供壓邊力的一組彈簧,以彈簧箱體的方法組成一獨(dú)立可拆卸部件,對(duì)于模具的裝配及日后的調(diào)修十分便利,該模具盡管體積龐大,但其功能卻實(shí)用、可靠,值得推廣和借鑒。

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