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【摘 要】本文以复杂曲线零件为研究对象,通过冲压加工的方法,制定合理的加工工艺方案,经过分析计算,设计了拉深模和整形模,突破性的解决了该类零件生产中使用传统加工方法遇到的问题,提高了零件的生产效率、材料利用率和加工质量。
【关键词】复杂曲线零件;模具设计;冲压
1 引言
复杂曲线零件在机械产品、军工、航空领域应用广泛,市场需求量大。但由于复杂曲线零件,具有曲线顶部圆角半径小,零件外观要求严格的特点,所以该类零件加工难度大。国内大部分企业采用传统机械加工的方法进行该类零件加工,首先精密铸造毛坯后,使用车削加工等机械加工的方法加工出该类零件。采用这样的加工方法,存在多方面的缺陷:一是产品合格率低。由于铸件中不可避免存在着气孔、砂眼等铸造缺陷,当对内外表面进行机械加工时,遇到气孔、砂眼等铸造缺陷后,整个零件就只能报废,據统计合格品率不足60%。二是刀具损耗大。在机械加工中碰到气孔、砂眼等铸造缺,极易出现崩刃现象。三是铸造毛坯制造的该零件材质分布不均匀,容易在铸造缺陷处产生氧化生锈等问题,影响零件的强度与可靠性。总体来看,采用传统的加工方法不仅生产效率低、合格率低、材料利用率低、产品质量不高,而且生产成本高。
我们决定突破传统加工方法,采用冲压加工方法生产该零件,提高生产效率,降低生产成本。冲压加工技术具有生产效率高、产品质量高、材料利用率高、生产成本低的特点。在深入分析各类曲线零件制造工艺的基础上,对该类零件进行工艺分析,制订出多种较为可行的冲压加工方案。充分考虑各种因素的影响,对可行性较高的方案设计冲压模具并进行试制。通过对样件进行对比与分析,并以此为依据修改原有方案,选定合理的加工方法,突破传统加工方法,实现该类零件的冲压生产。也可应用于类似零件的生产,取得更为广泛的经济效益与社会效益。
2 零件工艺性分析
2.1 形状分析
图1所示零件成形难度大,零件h/d>1 属于典型深曲线拉深件,所以该零件冲压加工难度较大。而且顶部圆角半径较小,R/t=6/2.5=2.4,同时零件外观要求较严格,冲压成形较困难。
2.2 尺寸精度分析
零件尺寸精度高,冲压件加工精度大部分在IT13级以下,该零件的外径为φ 为IT11级精度,用普通冲压设备成形难以达到精度要求。
3 冲压加工方案确定
为了能加工出符合要求的零件,我们针对其技术指标进行分析,并根据现有的设备、工艺,提出两种可行的方案。第一种方案,使用阶梯法进行冲压;第二种方案使用曲面增大法进行冲压。
4 模具设计
根据分析计算,共设计了两套模具,一套为两次拉深使用的拉深模,一套为多次整形使用的整形模。
5 结语
本文以复杂曲线零件为研究对象,通过冲压加工的方法,突破性的解决了该类零件生产中使用传统加工方法遇到的问题。可以推广应用推广于该类零件的大批量生产,可以有效降低生产成本,提高加工质量。
(作者单位:潍坊职业学院 机电工程学院)
【关键词】复杂曲线零件;模具设计;冲压
1 引言
复杂曲线零件在机械产品、军工、航空领域应用广泛,市场需求量大。但由于复杂曲线零件,具有曲线顶部圆角半径小,零件外观要求严格的特点,所以该类零件加工难度大。国内大部分企业采用传统机械加工的方法进行该类零件加工,首先精密铸造毛坯后,使用车削加工等机械加工的方法加工出该类零件。采用这样的加工方法,存在多方面的缺陷:一是产品合格率低。由于铸件中不可避免存在着气孔、砂眼等铸造缺陷,当对内外表面进行机械加工时,遇到气孔、砂眼等铸造缺陷后,整个零件就只能报废,據统计合格品率不足60%。二是刀具损耗大。在机械加工中碰到气孔、砂眼等铸造缺,极易出现崩刃现象。三是铸造毛坯制造的该零件材质分布不均匀,容易在铸造缺陷处产生氧化生锈等问题,影响零件的强度与可靠性。总体来看,采用传统的加工方法不仅生产效率低、合格率低、材料利用率低、产品质量不高,而且生产成本高。
我们决定突破传统加工方法,采用冲压加工方法生产该零件,提高生产效率,降低生产成本。冲压加工技术具有生产效率高、产品质量高、材料利用率高、生产成本低的特点。在深入分析各类曲线零件制造工艺的基础上,对该类零件进行工艺分析,制订出多种较为可行的冲压加工方案。充分考虑各种因素的影响,对可行性较高的方案设计冲压模具并进行试制。通过对样件进行对比与分析,并以此为依据修改原有方案,选定合理的加工方法,突破传统加工方法,实现该类零件的冲压生产。也可应用于类似零件的生产,取得更为广泛的经济效益与社会效益。
2 零件工艺性分析
2.1 形状分析
图1所示零件成形难度大,零件h/d>1 属于典型深曲线拉深件,所以该零件冲压加工难度较大。而且顶部圆角半径较小,R/t=6/2.5=2.4,同时零件外观要求较严格,冲压成形较困难。
2.2 尺寸精度分析
零件尺寸精度高,冲压件加工精度大部分在IT13级以下,该零件的外径为φ 为IT11级精度,用普通冲压设备成形难以达到精度要求。
3 冲压加工方案确定
为了能加工出符合要求的零件,我们针对其技术指标进行分析,并根据现有的设备、工艺,提出两种可行的方案。第一种方案,使用阶梯法进行冲压;第二种方案使用曲面增大法进行冲压。
4 模具设计
根据分析计算,共设计了两套模具,一套为两次拉深使用的拉深模,一套为多次整形使用的整形模。
5 结语
本文以复杂曲线零件为研究对象,通过冲压加工的方法,突破性的解决了该类零件生产中使用传统加工方法遇到的问题。可以推广应用推广于该类零件的大批量生产,可以有效降低生产成本,提高加工质量。
(作者单位:潍坊职业学院 机电工程学院)