论文部分内容阅读
摘 要：本文通过对油箱上下壳体冲压成形工艺分析，制定了适合该油箱壳体生产要求的冲压工艺方案，采用冲模进行冲压生产，提高了生产效率，并且设备资源得到充分有效的利用，对其他类似产品的生产具有一定的参考作用。
关键词：油箱 外壳体 冲压成形
由于油箱的外观质量要求式样越来越受到客户的重视，所以在油箱模具生产过程中，首先对油箱外壳体的冲压工艺的制定必须要合理，油箱模具的质量更要保证，才能够满足客户的生产需求。通常车油箱外壳体是由两片对称的冲压成形件焊接而成的，钢板厚度为0.8mm。这两片对称的冲压成形件的拉伸工艺有两种：一种是单片式拉伸成形，另一种为两片式拉伸成形。这两种冲压工艺方法各有其特点。只有根据油箱的形状来选择使用哪种冲压工艺，才能做到既能保证油箱外壳体冲压件质量，又能保证油箱制造费用较为经济。
1冲压工艺方案
在确定壳体冲压工艺方案时，考虑到生产与设备条件的实际情况，为了提高生产效率，充分有效地利用设备资源，油箱上下壳体的冲压拟采用组合冲模成形，即油箱上下壳体2个冲压件的每道冲压工序都使用一副组合冲模来完成，故壳体冲压工艺方案可采用拉深、整形冲孔、翻孔冲孔切边3道工序，由3副组合冲模完成。首先将板料分别下料。拉深件三维数字模型可通过Dynaform软件进行成形模拟分析。
2零件成形工艺分析
上壳体顶部有个较大的翻边圆口，圆口周边有若干个小孔，凸缘边入口圆角很小。为了满足拉深时板料的塑性变形要求，拉深凹模的入口圆角必须增大。经查资料，凹模的入口圆角取R8mm，由下一道工序整形到零件所要求的R0.8mm；下壳体局部深度高低差异较大，且在凸缘边上有一条加强筋，下壳体拉深难度大于上壳体。下壳体拉深凹模的入口圆角也增大到R8mm，由下一道工序整形到所要求的R0.8mm。下壳体局部深度高低变化较大，拉深时凸缘上局部板料产生塑性变形后流入模腔的快慢要求不一致，必须在板料要求流入较慢的凸缘边上设置拉深筋，增大板料径向流动阻力。零件圆角由R8mm整形至R0.8mm时，凸缘上的板料还会产生塑性变形，所以下壳体凸缘边上的加强筋不能在第一次拉深时成形出来，应由下一道工序整形圆角R0.8mm时连同加强筋一起成形出来。为了减少整形R8mm圆角时凸缘上的板料产生过大径向流动，避免造成在整形R0.8mm圆角的过程中受到成形凸缘边上加强筋的影响，经计算在下壳体第一次拉深时应多拉深2mm深度。
3模具结构设计与工作过程
3.1拉深模结构与工作过程
拉深模采用组合结构，即油箱上下壳体2个拉深件使用同一副模具拉深成形。模具采用导柱导向，凸模与凹模使用钼铬铸铁制造，具有一定的强度和耐磨性，又易于加工。模具的上模座1和压边圈13采用灰口铸铁制造，在压边圈的2个拉深工作面上各镶一块高耐磨、高强度板制做的压边圈镶件，压边圈由导柱对其进行上下滑动导向。为了防止开模时压边圈粘住上模脱离导柱，在压边圈上设置4根限位拉杆20。在压力机顶出杆与压边圈顶出撞击的相对位置设置碰撞块，并在压边圈的下方设置橡胶缓冲器，以减小压边圈下落时与限位柱的撞击噪音与冲击力。在上模2个型腔的相对位置各设置一颗脱料钉，防止拉深件卡在上模。在压边圈镶件的4个角落各设4个压边调节块调节控制压边力。拉深板料在拉深过程中产生塑性变形，切向受压、径向受拉而局部有所增厚，且增厚程度与拉深件形状有关，所以调节块的高度应高出压边圈表面一个料厚加0.1mm，待试模时作适时调整来控制压边力。下壳体局部深度高低变化较大，拉深时凸缘处板料产生塑性变形后流入模腔的快慢要求不一致，必须在凸缘上设置拉深筋，控制板料径向流动阻力。
3.2整形冲孔模结构与工作过程
整形冲孔模由一副模具完成上壳体整形冲孔和下壳体整形压筋。模具采用4根导柱导向，上模座1和压边圈，采用灰口铸铁制造，压边圈由4根导柱对其进行上下滑动导向。在压边圈的整形工作面上镶有高耐磨、高强度镶件。整形凸模与整形凹模用钼铬铸铁制造，具有一定的强度和耐磨性，又易于加工。在上壳体整形凸模上镶一块材质为Cr12MoV的板料作为冲孔凹模，并在上模相应位置上设置冲孔凸模和卸料圈，由弹簧提供卸料力。为了便于装配与维修，将冲孔凸模先固定在凸模固定板和盖板上，然后整体装到上模座上。在上模下壳体型腔的相对位置设置一个脱料钉，防止整形件卡在上模。由于工件整形后需要一定的卸料力脱件，在压边圈下方设置8个强力弹簧，在压边圈的4个角设置4根限位套管，压边圈卸料时在强力弹簧的作用下上浮20mm由限位套管限位。在上模相应位置上设8根弹簧的预压缩推杆，使得上模下行时工件在整形前，压边圈先退到限位柱上，让工件先套入到整形凸模上。在冲孔凹模下部设置废料导滑槽，将冲孔废料引导到模外。
3.3翻孔冲孔切边模结构
冲孔切边模由一副组合冲模完成上壳体翻孔、冲孔、切边和下壳体冲孔、切边。模具设计时，将上壳体顶部圆孔面置于水平位置，使得翻边孔轴线与水平面垂直；下壳体凸缘边水平放置。模具采用4根导柱导向，上模座和下模座用灰口铸铁制造。此工序上壳体为翻孔、冲孔、切边和下壳体为冲孔、切边，模具按倒装结构设计。上模各自设置有独立的卸料装置，采用弹簧卸料。冲裁后工件从凸模和凹模镶块上卸下。在卸料器上镶一材质为Cr12钢的镶块，保证上壳体翻孔后口部整形所需要的强度。卸料器由2个小导柱导向。凸凹模采用CrSiMnMoV钢制造，便于加工，待试模后刃口采用火焰淬火到一定硬度，在凸凹模中镶一Cr12MoV镶块，用作翻孔和周边6个孔的冲孔凹模，便于模具维修调整。在2个冲压件切边废料下方两侧最大轮廓处，各设置一对废料切刀，使得废料被切断后沿前后两边滑落。上壳体是通过弹簧和顶件块托住翻孔边顶出，下壳体用气缸和橡胶顶块顶出。
4结束语
此模具及所用液压机已投入使用2年，各项技术指标均达到设计预期，生产的制件质量稳定。完全符合产品和工艺要求。
参考文献：
[1]翁其金.冷冲压技术[M].北京：机械工业出版社，2012
[2]肖祥芷，王孝培.冲压模具设计[M].南昌：江西科学技术出版社，2011
关键词：油箱 外壳体 冲压成形
由于油箱的外观质量要求式样越来越受到客户的重视，所以在油箱模具生产过程中，首先对油箱外壳体的冲压工艺的制定必须要合理，油箱模具的质量更要保证，才能够满足客户的生产需求。通常车油箱外壳体是由两片对称的冲压成形件焊接而成的，钢板厚度为0.8mm。这两片对称的冲压成形件的拉伸工艺有两种：一种是单片式拉伸成形，另一种为两片式拉伸成形。这两种冲压工艺方法各有其特点。只有根据油箱的形状来选择使用哪种冲压工艺，才能做到既能保证油箱外壳体冲压件质量，又能保证油箱制造费用较为经济。
1冲压工艺方案
在确定壳体冲压工艺方案时，考虑到生产与设备条件的实际情况，为了提高生产效率，充分有效地利用设备资源，油箱上下壳体的冲压拟采用组合冲模成形，即油箱上下壳体2个冲压件的每道冲压工序都使用一副组合冲模来完成，故壳体冲压工艺方案可采用拉深、整形冲孔、翻孔冲孔切边3道工序，由3副组合冲模完成。首先将板料分别下料。拉深件三维数字模型可通过Dynaform软件进行成形模拟分析。
2零件成形工艺分析
上壳体顶部有个较大的翻边圆口，圆口周边有若干个小孔，凸缘边入口圆角很小。为了满足拉深时板料的塑性变形要求，拉深凹模的入口圆角必须增大。经查资料，凹模的入口圆角取R8mm，由下一道工序整形到零件所要求的R0.8mm；下壳体局部深度高低差异较大，且在凸缘边上有一条加强筋，下壳体拉深难度大于上壳体。下壳体拉深凹模的入口圆角也增大到R8mm，由下一道工序整形到所要求的R0.8mm。下壳体局部深度高低变化较大，拉深时凸缘上局部板料产生塑性变形后流入模腔的快慢要求不一致，必须在板料要求流入较慢的凸缘边上设置拉深筋，增大板料径向流动阻力。零件圆角由R8mm整形至R0.8mm时，凸缘上的板料还会产生塑性变形，所以下壳体凸缘边上的加强筋不能在第一次拉深时成形出来，应由下一道工序整形圆角R0.8mm时连同加强筋一起成形出来。为了减少整形R8mm圆角时凸缘上的板料产生过大径向流动，避免造成在整形R0.8mm圆角的过程中受到成形凸缘边上加强筋的影响，经计算在下壳体第一次拉深时应多拉深2mm深度。
3模具结构设计与工作过程
3.1拉深模结构与工作过程
拉深模采用组合结构，即油箱上下壳体2个拉深件使用同一副模具拉深成形。模具采用导柱导向，凸模与凹模使用钼铬铸铁制造，具有一定的强度和耐磨性，又易于加工。模具的上模座1和压边圈13采用灰口铸铁制造，在压边圈的2个拉深工作面上各镶一块高耐磨、高强度板制做的压边圈镶件，压边圈由导柱对其进行上下滑动导向。为了防止开模时压边圈粘住上模脱离导柱，在压边圈上设置4根限位拉杆20。在压力机顶出杆与压边圈顶出撞击的相对位置设置碰撞块，并在压边圈的下方设置橡胶缓冲器，以减小压边圈下落时与限位柱的撞击噪音与冲击力。在上模2个型腔的相对位置各设置一颗脱料钉，防止拉深件卡在上模。在压边圈镶件的4个角落各设4个压边调节块调节控制压边力。拉深板料在拉深过程中产生塑性变形，切向受压、径向受拉而局部有所增厚，且增厚程度与拉深件形状有关，所以调节块的高度应高出压边圈表面一个料厚加0.1mm，待试模时作适时调整来控制压边力。下壳体局部深度高低变化较大，拉深时凸缘处板料产生塑性变形后流入模腔的快慢要求不一致，必须在凸缘上设置拉深筋，控制板料径向流动阻力。
3.2整形冲孔模结构与工作过程
整形冲孔模由一副模具完成上壳体整形冲孔和下壳体整形压筋。模具采用4根导柱导向，上模座1和压边圈，采用灰口铸铁制造，压边圈由4根导柱对其进行上下滑动导向。在压边圈的整形工作面上镶有高耐磨、高强度镶件。整形凸模与整形凹模用钼铬铸铁制造，具有一定的强度和耐磨性，又易于加工。在上壳体整形凸模上镶一块材质为Cr12MoV的板料作为冲孔凹模，并在上模相应位置上设置冲孔凸模和卸料圈，由弹簧提供卸料力。为了便于装配与维修，将冲孔凸模先固定在凸模固定板和盖板上，然后整体装到上模座上。在上模下壳体型腔的相对位置设置一个脱料钉，防止整形件卡在上模。由于工件整形后需要一定的卸料力脱件，在压边圈下方设置8个强力弹簧，在压边圈的4个角设置4根限位套管，压边圈卸料时在强力弹簧的作用下上浮20mm由限位套管限位。在上模相应位置上设8根弹簧的预压缩推杆，使得上模下行时工件在整形前，压边圈先退到限位柱上，让工件先套入到整形凸模上。在冲孔凹模下部设置废料导滑槽，将冲孔废料引导到模外。
3.3翻孔冲孔切边模结构
冲孔切边模由一副组合冲模完成上壳体翻孔、冲孔、切边和下壳体冲孔、切边。模具设计时，将上壳体顶部圆孔面置于水平位置，使得翻边孔轴线与水平面垂直；下壳体凸缘边水平放置。模具采用4根导柱导向，上模座和下模座用灰口铸铁制造。此工序上壳体为翻孔、冲孔、切边和下壳体为冲孔、切边，模具按倒装结构设计。上模各自设置有独立的卸料装置，采用弹簧卸料。冲裁后工件从凸模和凹模镶块上卸下。在卸料器上镶一材质为Cr12钢的镶块，保证上壳体翻孔后口部整形所需要的强度。卸料器由2个小导柱导向。凸凹模采用CrSiMnMoV钢制造，便于加工，待试模后刃口采用火焰淬火到一定硬度，在凸凹模中镶一Cr12MoV镶块，用作翻孔和周边6个孔的冲孔凹模，便于模具维修调整。在2个冲压件切边废料下方两侧最大轮廓处，各设置一对废料切刀，使得废料被切断后沿前后两边滑落。上壳体是通过弹簧和顶件块托住翻孔边顶出，下壳体用气缸和橡胶顶块顶出。
4结束语
此模具及所用液压机已投入使用2年，各项技术指标均达到设计预期，生产的制件质量稳定。完全符合产品和工艺要求。
参考文献：
[1]翁其金.冷冲压技术[M].北京：机械工业出版社，2012
[2]肖祥芷，王孝培.冲压模具设计[M].南昌：江西科学技术出版社，2011