胶片压圈冲压模具设计
胶片压圈冲压模具设计
刘水婵 宋改成
( 郑州纺织机械股份有限公司 450053)
摘 要 对胶片压圈黄铜薄板折叠冲压成形进行了工艺分析, 提出了工艺措施, 介绍了所涉及到的
冲压模具的设计思路和具体结构。
关键词 落料 拉深 缩口 压平
胶片压圈如图 1 所示, 由压圈和胶片组合而成。
压圈材料为 H62 黄铜板, 厚度 0. 3 mm, 内为胶片。
压圈和胶片组合后外径 ?25- 0.1 mm, 厚度 115+ 0. 1
mm, 内径?2115 mm。胶片压圈每个月的产量要求为
10 000 件。
图 1 胶片压圈
1 压圈成形工艺分析
图2 为胶片压圈加工过程顺序简图。从图 2 可
知, 压圈成形比较复杂, 其主要成型工序是落料拉深
和缩口压平, 是胶片压圈加工成功的关键。胶片装
入压圈和压平工序只能在暗室内操作。根据协作厂
设备情况和技术水平以及我公司生产模具的经验,
拟订以下冲压工艺。
111 胶片冲切成型
胶片原材料为连续盘状, 装入压圈前要冲切成
圆形, 所以胶片加工需冲切落料模具1 套。
112 压圈冲压成型
压圈为 H62 卷料, 也为连续盘状。加工时先要
进行精确冲切落料及拉深, 需落料拉深模具 1 套。
然后进行冲孔、缩口加工, 需冲孔、缩口模具各 1 套。
113 压圈合配
合配加工时要在缩过口的压圈内装入胶片而后
压平, 需压平模具 1 套。总之, 要完成压圈的加工,
至少需要3 套模具。
图 2 胶片压圈冲压工艺
2 主要模具设计
211 落料拉深模具设计
该零件为浅拉深件, 落料拉深用 1 套模具, 一次
定位冲压完成, 避免二次装卸坯料引起的定位误差。
由于是浅拉深, 所以板料的各向异性厚度不均匀及
拉深间隙不均匀等原因引起的工件端面不整齐等现
象也可以排除掉。
21111 料坯展开计算
料坯展开计算是本套模具的关键, 如果料坯尺寸大,
缩口后压平时会产生起皱, 如果料坯尺寸小, 会造成
压平后包裹胶片的孔口直径大, 造成胶片松脱也会
产生压平后起皱。
根据拉深成形材料厚度不变的原理, 按零件展
开面积确定拉深高度 h= 3, 如图 3 所示。
冲孔、弯曲、卷圆等工序采用的均是冲压的加工方
法, 所以加工效率较高, 适于批量生产。
参考文献
1 凸光棋1 冲模技术[M]1 北京: 机械工业出版社, 20021
2 夏国华 杨树蓉 主编1 现代热处理技术[M]. 北京: 机械
工业出版社, 19961
3 刘友和1 金工工艺设计[M]1 广东: 华南理工大学出版
社, 1991.
54 # 设计#制造# 纺织机械 2008 年第 2 期
图 3 压圈拉深
展开尺寸计算公式
d0 = (d2 + 4dh- 1. 72rd- 0. 56r2 ) 1P2
代入得
d0 = (24. 72 + 4 @24. 7 @2. 5- 1. 72 @24. 7
@0. 3- 0. 56 @0. 32 ) 1P2
= 29. 056
取 d0 = ?29
21112 冲裁力计算
冲裁力P0 = SLt
式中:
LS) )) 剪应力(黄铜 H62 剪应力是300 Mpa);
L )) ) 冲裁周长;
t ))) 料厚。
代入得:
P0 = 300 @? @29 @0. 3= 8 199 N
21113 拉深力计算
拉深力P1 = K1 PdtRb
式中:
K1 )) ) 拉深系数取 014;
Rb ))) 抗拉强度, 黄铜取 380 Mpa。
代入得:
P1 = 0. 4 @? @24. 7 @0. 3 @380= 3 538. 4 N
211. 4 机床压力选择
机床压力: P= 1. 3 P0
P= 1. 3 @8 199= 10 658 N
由于落料拉深为一次成形, 其工作顺序是先落
料后拉深, 所以选用冲压力为 10 000 N 冲床即可。
模具结构如图 4 所示。
模具工作原理: 凸凹模向下运动时, 与凹模一起
落料。顶料圈与凸凹模将板料压紧, 当凸凹模继续
向下运动时, 凸模与凸凹模配合拉深成形。拉深后
成形件一般留在凸凹模内, 当冲床回到上死点时打
料杆将成形件打掉。
212 缩口模具设计
常见的缩口模具缩口角度 A有 30b、45b、60b三
种, 如图 2(d) 所示, 有的模具采用 30b、45b、60b三次
组合缩口, 有的模具采用 30b、60b二次组合缩口。考
虑到该胶片压圈厚度较薄, 因此我们选用 45b一次缩
口工艺。缩口模具如图 5 所示。
1- 打料杆 2- 模柄 3- 上模板 4- 拉卸螺钉 5- 凸凹模
6- 弹簧 7- 卸料板 8- 凸模 9- 顶料圈 10- 凹模
11- 下模板 12- 顶杆 13- 双头螺钉 14- 推板 15- 弹簧
图 4 压圈落料拉深模
1- 上模板 2- 凹模 3- 工件 4- 顶料块 5- 下模
6- 手柄 7- 销轴 8- 支座 9- 下模板
图 5 压圈缩口模具
该模具采用手工刚性退料机构。
213 压平模具设计
最后一道工序为压平, 即将装入胶片的压圈压
平。其模具结构与缩口模具相似, 将上模的内锥形
改为平面形状即可。其退料机构为手动刚性退料。
55纺织机械 2008 年第 2 期 # 设计#制造#
柔性化车间数控刀具的管理
梁宏伟
(经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司 030601)
摘 要 介绍柔性化车间的数控刀具在具有一定规模后的管理方法, 供同行在今后工作中参考。
关键词 数控刀具 数控设备 数控刀具计算机管理系统 数控技术
数控刀具系统作为参与柔性制造活动的重要工
具, 其管理水平的高低对数控加工的生产效率和刀
具的利用率起着举足轻重的作用。
1 数控刀具
数控刀具就是与数控机床配套使用的刀具。
图 1 整体式刀具
数控刀具分整体式和模块式( 见图 1、图 2)。整
体式结构的刀具较少, 大部分都采用模块式结构。
模块式刀具的结构由主柄、连接杆、工作头等元件组
成, 刀具的互换性好。工作头与刀片、铣刀、镗刀头
及钻头等直接参与切削的刀具连接。同一套主柄和
接杆, 通过更换不同的工作头, 可以达到不同的目
的。另外, 刀具的长短可根据需要随意组装。
图 2 模块式刀具
2 传统的刀具管理模式存在的弊端
传统的刀具管理是将刀具的信息记录在纸上,
或记忆在人脑中, 刀具的动态信息管理跟不上。不
同的管理者对刀具信息的掌握程度也不同, 管理水
平因人而异, 而且时间稍长, 记录的信息容易丢失。
数控刀具是实现柔性制造的较昂贵的消耗性资
源, 信息繁多。随着数控设备和加工零件品种的增
多, 刀具零部件的种类和相应资源信息也会越来越
庞杂, 占投资的比重也逐渐增大。由于生产加工的
需要, 大量的刀具频繁地在刀具库和机床以及机床
与机床之间流动和交换。传统的刀具管理模式显然
已无法适应柔性制造的需要。
3 试压过程出现的问题及解决办法
311 最后一道工序为压平, 压平后出现起皱现象,
影响零件外观质量。经过测量压圈压平后内圈直径
为?21. 9 mm 大于 ? 21. 5 mm。经过分析可能是落料
直径小造成的, 我们将落料直径适当放大, 重新制造
了凹模和凸凹模。经过改进后的落料拉深模, 零件
经缩口压平起皱现象消失。
312 缩口后工件受力产生变形, 产生凹心现象。但
不影响后道工序的加工, 压平后凹心现象有所减少,
不影响产品使用。
4 结束语
胶片压圈冲压模具, 利用通用机床, 单工序加
工, 完成复杂的成形工艺, 达到了设计要求。
参考文献
1 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册[M]1 北京: 机械工
业出版社, 19991
2 模具制造手册编写组1 模具制造手册[M]1 北京: 机械工
业出版社, 20031
56 # 现代管理# 纺织机械 2008 年第 2 期
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