發布日期：2022-10-09 點擊率：54
摘要：通過對冰箱底板桃形凸苞成形工藝的分析和對比，采取了一種合理的成形上藝，并介紹了模具結構設計以及采用的工藝措施，保證了零件的質量。
關鍵詞：復合成形 桃形凸苞 工藝分析 工藝措施
1 引言
圖1所示零件，材料為鍍鋅鋼板(10O-PT-Z-L-B)，厚度0.3mm，毛坯下料尺寸為458mm×670mm。沖壓工藝流程為：下料--沖孔、落和--彎曲(彎四邊)--拉仲(桃形凸苞)--成形(山字形)，成形后要求表面平整，不允許產生劃傷、起皺、拉裂等現象，從零件結構分析，零件在桃形凸苞處拉伸成形難度大，容易出現起皺、拉裂，是沖壓成形和質量控制的難點。以前，我們進行過工藝試驗，但因采用的成形工藝不當而失敗，后來通過分析對比，采取合理的零件成形下藝和模幾結構解決了這一難題。
2 工藝分析
該零件沖壓工藝成功的關鍵在于桃形凸苞處的成形，經分析，桃形凸苞處的成形有3種方法；如圖2所示，采用圖2a的沖壓成形工藝方法，桃形凸苞先拉伸然后在下道工序彎成形的分開成形方法，通過試驗發現：拉伸成形的桃形凸苞由于最后成形時在圖2a310mm處圓弧面上形成較深的皺折，并且無法消除，導致成形失敗，同時也使最后1副成形模的結構變得復雜，因此該方法不可行。所以桃形凸苞的拉伸、彎曲最好采用一次成形，如圖2b、圖2c所示。
根據經驗，凸苞在一個平面上容易拉伸成形，如果桃形凸苞的拉伸，彎曲復合成形能簡化在—個平面進行，則零件的成形將變得容易，從而簡化模具的結構。
通過分析圖2b發現：(1)凸苞的拉伸屑于寬凸緣、淺拉伸成形，可以采用壓邊圈一次成形；(2)以凸苞所在平面為基準，零件桃形凸苞拉伸高度20mm小于零件在桃形凸苞處的折彎高度24mm，又零件的折彎高度24mm與零件寬度之比(24/415=0.057)以及與零件長度之比(24/(310+326)=O.037)均很小，對成形的影響很小，可以忽略不考慮，容易拉伸、彎曲同時成形，而如果采用圖2c所示的方法在模具上沖壓成形，在沖床垂直運動方向不容易調整壓料面間隙，無法調整壓料力對材料變形的影響，起皺不易消除，顯然此方案不可行。因此，零件桃形凸苞的成形工藝應采用圖1b所示的下序圖比較合理，這樣既筒化了模具結構設計，又方便了下一道下序的定位。
3 工藝措施
(1)經分析，坯料相對厚度(t/B=O.3/415=0.0065)很小，因此，需要采用強力壓邊裝置，來提高材料的變形阻力；而在模具結構上通常采取設置阻延筋來提高材料的抗失穩起皺能力，但受工件坯料和零件表面質量要求所限制，只能通過調整合理的壓邊力來解決。
(2)分析工序圖2可知：在折彎線右側桃形凸苞的坡度小，易成形，但在R500mm(見圖1)的末端，山于材料流動受阻小，容易起皺；在折彎線處及左側，由于工件形狀突變，凸苞成形過程中受拉伸、彎曲等應力復合作用，材料流動受阻不均勻，導致各處變形不均勻，若采用相同的壓邊力，使材料周邊阻力相同，勢必會在工件變形小的部位起皺，而在變形劇烈的部位產生拉裂現象；根據拉伸件各處的變形程度調節各處的壓邊力，使各處保持與變形相適應的進料阻力，就會有效地抑制起皺和拉裂現象的發生，因此，在模具結構設計及模具零件設計中應充分考慮，防止零件在成形過程中產生起皺和拉裂。
4 設備選擇
根據經驗和公司現有的設備，選用在閉式壓力機(JH36-250)上加工，因為材料的相對厚度很小，采用較大且穩定的壓邊力拉伸，有利于拉伸成形過程中阻延材料的流動，防止起皺，同時，由于使用氣缸推壓，壓力穩定調整方便，生產效率高。
5 底鋼板拉伸成形模具設計
5.1 模具結構及其特點
模具結構采用敞開式拉伸成形模，如圖3所示。
(1)摸具壓料成形椎板采用整體式結構，零件成形，推出推力穩定、同步，避免了零件頂出時受損。
(2)壓料成形推板由氣缸通過頂柱托起，壓力穩定。
(3)頂柱與壓料成形推板接觸部位為點接觸，在拉伸成形過程中起阻延筋的作用，頂柱的位置及數量主要根據拉伸件各處的變形程度及進料阻力而沿凸模周圍合理設計，為使頂柱能起到阻延筋的作用，壓料成形推板的小臺階處厚度設計為35mm。
5.2 模具主要工作零件設計、制造
凸模、凹模的設計是模具設計、制造的重要環節，為了方便制造、鉗工修配，凸模、凹模材料采用45鋼調質處理，凸、凹模設主為鑲拼式結構，凸模、凹模機加工成形后，由鉗工按樣板修配凸、凹模，裝配并拋光。
5.3 凸、凹模圓角半徑的確定
首次試模發現工件在折彎線處出現拉裂，根據該零件的結構與變形特征，分析是此處凹?？诓縍較小，毛坯側壁傳力區的拉應力增大，材料的變形阻力增加的原因，現將零件折彎線右側凹?？诓康腞取為R3mm，凸模周邊只取為R1mm，折彎線處凹?？诓縍由原來的R5mm調整為R7mm，改善了材料的流動性，避免了在折彎線處工件產生拉裂。
6 結束語
該模具經試模調試合格，已批量生產10個月，實踐證明，采取該工藝方法拉伸成形的零件無變形，起皺、拉裂現象，滿足了零件的技術要求，質量穩定。
參考文獻
1 沖模設計手冊編寫組．沖模設計手冊．機械工業出版社，1999．
2 王孝培．沖壓手冊．機械工業出版社，1990
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