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典型齒輪零件加工工藝分析

來(lái)源:     閱讀次數:     發(fā)布時(shí)間:2017-10-10

引言

冷沖壓就是將各種不同規格的板料或坯料,利用模具和沖壓設備(壓力機,又名沖床)對其施加壓力,使之產(chǎn)生變形或分離,獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。一般生產(chǎn)都是采用立式?jīng)_床,因而決定了沖壓過(guò)程的主運動(dòng)是上下運動(dòng),另外,還有模具與板料和模具中各結構件之間的各種相互運動(dòng)。

機械運動(dòng)可分為滑動(dòng)、轉動(dòng)和滾動(dòng)等三種基本運動(dòng)形式,在沖壓過(guò)程中都存在,但是各種運動(dòng)形式的特點(diǎn)不同,對沖壓的影響也各不相同。

既然沖壓過(guò)程存在如此多樣的運動(dòng),在沖壓模具設計中就應該對各種運動(dòng)進(jìn)行嚴格控制,以達到模具設計的要求;同時(shí),在設計中還應當根據具體情況,靈活運用各種機械運動(dòng),以達到產(chǎn)品的要求。

沖壓過(guò)程的主運動(dòng)是上下運動(dòng),但是在模具中設計斜楔結構、轉銷(xiāo)結構、滾軸結構和旋切結構等,可以相應把主運動(dòng)轉化為水平運動(dòng)、模具中的轉動(dòng)和模具中的滾動(dòng)。在模具設計中這些特殊結構是比較復雜和困難,成本也較高,但是為了達到產(chǎn)品的形狀、尺寸要求,卻不失為一種有效的解決方法。

沖裁模具

沖裁工藝的基本運動(dòng)是卸料板先與板料接觸并壓牢,凸模下降至與板料接觸并繼續下降進(jìn)入凹模,凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運動(dòng)導致板料分離,然后凸、凹模分開(kāi),卸料板把工件或廢料從凸模上推落,完成沖裁運動(dòng)。卸料板的運動(dòng)是非常關(guān)鍵的,為了保證沖裁的質(zhì)量,必須控制卸料板的運動(dòng),一定要讓它先于凸模與板料接觸,并且壓料力要足夠,否則沖裁件切斷面質(zhì)量差,尺寸精度低,平面度不良,甚至模具壽命減少。

按通常的方法設計落料沖孔模具,往往沖壓后工件與廢料邊難以分開(kāi)。在不影響工件質(zhì)量的前提下,可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位塊,以使落料沖孔運動(dòng)完成后,凹模卸料板先把工件從凹模中推出,然后凸凹模卸料板再把廢料也從凸凹模上推落,這樣一來(lái),工件與廢料也就自然分開(kāi)了。

對于一些有局部凸起的較大的沖壓件,可以在落料沖孔模的凹模卸料板上增加壓型凸模,同時(shí)施加足夠的彈簧力,以保證卸料板上壓型凸模與板料接觸時(shí)先使材料變形達到壓型目的,再繼續落料沖孔運動(dòng),往往可以減少一個(gè)工步的模具,降低成本。

有些沖孔模具的沖孔數量很多,需要很大沖壓力,對沖壓生產(chǎn)不利,甚至無(wú)足夠噸位的沖床,有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法,是采用不同長(cháng)度的2~4批沖頭,在沖壓時(shí)讓沖孔運動(dòng)分時(shí)進(jìn)行,可以有效地減小沖裁力。

對那些在彎曲面上有位置精度要求高的孔(例如對側彎曲上兩孔的同心度等)的沖壓件,如果先沖孔再彎曲是很難達到孔位要求的,必須設計斜楔結構,在彎曲后再沖孔,利用水平方向的沖孔運動(dòng)可以達到目的。對那些翻邊、拉深高度要求較嚴需要做修邊工序的,也可以采用類(lèi)似的結構設計。

彎曲模具

彎曲工藝的基本運動(dòng)是卸料板先與板料接觸并壓死,凸模下降至與板料接觸,并繼續下降進(jìn)入凹模,凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運動(dòng),導致板料變形折彎,然后凸、凹模分開(kāi),彎曲凹模上的頂桿(或滑塊)把彎曲邊推出,完成彎曲運動(dòng)。卸料板及頂桿的運動(dòng)是非常關(guān)鍵的,為了保證彎曲的質(zhì)量或生產(chǎn)效率,必須首先控制卸料板的運動(dòng),讓它先于凸模與板料接觸,并且壓料力一定要足夠,否則彎曲件尺寸精度差,平面度不良;其次,應確保頂桿力足夠,以使它順利地把彎曲件推出,否則彎曲件變形,生產(chǎn)效率低。對于精度要求較高的彎曲件,應特別注意一點(diǎn),最好在彎曲運動(dòng)中,要有一個(gè)運動(dòng)死點(diǎn),即所有相關(guān)結構件能夠碰死。

有些工件彎曲形狀較奇特,或彎曲后不能按正常方式從凹模上脫落,這時(shí),往往需要用到斜楔結構或轉銷(xiāo)結構,例如,采用斜楔結構,可以完成小于90度或回鉤式彎曲,采用轉銷(xiāo)結構可以實(shí)現圓筒件一次成型。

值得一提的是,對于有些外殼件,如電腦軟驅外殼,因其彎曲邊較長(cháng),彎頭與板料間的滑動(dòng),在彎曲時(shí),很容易擦出毛屑,材料鍍鋅層脫落,頻繁拋光彎曲沖頭效果也不理想。通常的做法是把彎曲沖頭鍍鈦,提高其光潔度和耐磨性;或者在彎曲沖頭R角處嵌入滾軸,把彎頭與板料的彎曲滑動(dòng)轉化為滾動(dòng),由于滾動(dòng)比滑動(dòng)的摩擦力小得多,所以不容易擦傷工件。

拉深模具

拉深工藝的基本運動(dòng)是,卸料板先與板料接觸并壓牢,凸模下降至與板料接觸,并繼續下降,進(jìn)入凹模,凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運動(dòng),導致板料體積成形,然后凸、凹模分開(kāi),凹?;瑝K把工件推出,完成拉深運動(dòng)。

卸料板和滑塊的運動(dòng)非常關(guān)鍵,為了保證拉深件的質(zhì)量,必須控制卸料板的運動(dòng),讓它先于凸模與板料接觸,并且壓料力要足夠,否則拉深件容易起皺,甚至裂開(kāi);其次應確保凹?;瑝K壓力足夠,以保證拉深件底面的平面度。

拉深復合模設計合理,可以很好地控制結構件的運動(dòng)過(guò)程,達到多工序組合的目的。例如典型的落料拉深切邊沖孔復合模具的設計。

另外,有些裝飾品和日用品的拉深件需要有卷邊(或滾邊)工序,模具設計中也用到了滾軸結構,所以在卷邊過(guò)程中滾動(dòng)的摩擦力非常小,不容易擦傷工件表面。

對那些需要在馬達中旋轉的拉深結構件,切邊的高度、跳動(dòng)度等要求相當高,需要在模具中設計特別的旋切結構,利用旋轉(切)運動(dòng)修邊,不僅能保證切邊的尺寸精度高,甚至切邊的毛刺及沖切紋路亦相當美觀(guān)。值得一提的是,此旋切結構在實(shí)際設計改良后,已經(jīng)非常易于模具加工制作,并且已運用于連續拉深模具當中。

連續模具

連續模具中常常同時(shí)包括了沖裁、彎曲和拉深等沖壓工藝,因而其沖壓過(guò)程中的機械運動(dòng)也包括了這三種工藝的基本運動(dòng)模式,對連續模具中運動(dòng)的控制,應分成各基本工藝分別進(jìn)行控制。

通常連續模具要求不斷加快沖壓速度,提高生產(chǎn)效率,有些形狀較復雜、較特別的沖壓件,其沖壓運動(dòng)較費時(shí),在連續模具設計中可以分解成效率較高的沖壓運動(dòng)。

需要特別指出的是,連續模具因為在實(shí)際生產(chǎn)中還牽涉到送料機、吹風(fēng)裝置等,在設計中應充分考慮到這些因素,讓沖床、模具、送料機和吹風(fēng)裝置的運動(dòng)在時(shí)間上配合好,連續模具才能真正順利生產(chǎn)。

 

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