薄壁筒模具設計研究論文

2021-04-12 論文

　　摘要:針對覆銅鋼片原材料成本高、材料來源短缺、供貨不及時等現象，采用20號鋼替代覆銅鋼片，并經優化成形工藝及模具設計后，降低了產品成本，保證了產品質量，提高了生產效益。

　　關鍵詞:薄壁筒;材料改進;工藝研究;模具設計

　　薄壁筒剖面圖見圖1，其表面為Hb2覆銅，壁厚1．5mm，技術要求其內孔的公差為0.018mm，表面粗糙度為0.8，兩端面不允許有裂紋等缺陷。原材料為覆銅片沖壓時，其材料價格高，生產成本高，售后利潤低，且供貨不及時。采用20號鋼做原材料后，原材料供貨市場大，成本低。通過改進沖壓工藝、模具及表面處理工藝后，產品質量指標與改進前質量指標相符，生產成本得到了降低。

　　1工藝設計

　　1．1工藝方案的制訂

　　對該零件進行分析后，制定了以下兩種方案:0.12AФ18+0.43Ф15+0.01850.5+0.500.8AT圖1薄壁筒示意圖1)下料→退火→表面處理→沖壓→退火→表面處理→沖壓→滾光→切口→檢驗→表面處理;2)下料→表面處理→沖壓→退火→表面處理→沖壓→表面處理→沖壓→滾光→切口→檢驗→表面處理。經反復比較論證上述兩種方案，最終采用了第二種方案。

　　1．2工藝重點

　　改進上、下模錐度及內徑尺寸以控制沖壓件壁厚差在0．05mm以內，保證變薄拉伸后的壁厚精度;采用表面處理，盡可能減少坯料與模具直接接觸摩擦，保證變薄拉伸時的外形尺寸精度和形位公差。由于沖模具的剛性較差，所以變薄拉伸時，必須保證坯料在拉伸過程中具有良好的潤滑。表面處理:即先在磷酸鹽內磷化，然后在肥皂乳濁液內皂化。

　　1．3坯料的制取

　　沖壓坯料采用2mm板料沖制而成，見圖2。采用復合沖壓既有利于沖壓凸凹模調整中心，又保證了坯料的尺寸精度和形位公差，提高了生產效率。

　　1．4坯料的軟化和潤滑

　　沖蓋引長后采用退火，可獲得較佳的成形效果及減少產品冷作硬化所造成的'裂紋。變薄拉伸潤滑采用磷化、皂化表面處理，可顯著提高沖模具的使用壽命。

　　2模具設計

　　該零件的成形采用沖蓋模及拉伸成形模成形。

　　2．1沖蓋模的設計

　　沖蓋模結構示意圖見圖3，沖蓋沖采用沖蓋剪刀內孔導向，剪刀采用模子導向，這樣既保證了三者的同軸度精度，又保證了沖壓件的壁厚精度及尺寸，產品合格率達98%以上，為保證后續沖壓工序的壁厚精度打下了基礎。沖蓋模設計要點如下:沖蓋沖與剪刀采用H7/N7導向配合，剪刀與沖蓋模采用H7/h6配合。

　　2．2拉伸成形模的設計

　　拉伸成形模采用導向模、上、下模成形工藝，其結構示意圖見圖4。坯料經過導向模導向后，進入上模工作帶拉伸16mm后，進入下模進行同時變薄拉伸，最后進入鉗口盒內進行退貨。

　　3結語

　　長期生產實踐證明，通過更換材料，采用優化成形工藝及模具設計后，薄壁筒的生產成本大幅下降，合格率達98%以上，利潤增加25%。