成形工艺（精选10篇）
成形工艺 篇1
金属板材渐进成形的基本原理是引入“分层制造”的思想,将复杂的三维数字模型沿高度方向分层,形成一系列断面二维数据,并根据这些断面轮廓数据,从顶层开始逐层对板材进行局部的塑性加工。渐近成形根据成形方向的不同可分为正向和反向成形方式两种:反向成形适用于对称结构或形状简单的板材件,而正向成形则可用于非对称和复杂形状的板材件。研究发现正向比反向成形方式的成形质量高,但需要在板料底部放置支撑[1]。
正向成形加工过程如下:预先加工与要成形的产品形状一致的木模,将木模置于金属板材下方并且紧贴金属板材,然后用夹紧装置固定住金属板材。在计算机控制下,成形压头先走到模型的顶部设定位置,即加工轨迹的起点,对板材压下设定的压下量,然后按照第一层断面轮廓,以走等高线的方式,对板材施行渐进塑性加工。在模型顶部板材加工面形成第一层轮廓曲面后,成形压头再压下一个设定高度,沿第二层断面轮廓运动,并形成第二层轮廓曲面。如此重复直至整个工件成形完毕。原理如图1所示。
目前,国内外学者的研究主要集中在金属板材渐近成形中板料的成形性能、各种工艺参数对成形过程的影响、成形过程中成形力的变化、成形过程的有限元模拟、板料的回弹研究以及直壁件成形方法等。但是这些研究主要集中在理论基础方面[2],有关金属板材渐近成形技术的应用很少,由于实际产品的复杂性,在成形过程中会产生各种问题。本工作基于渐近成形技术对滚塑模具成形的研究,对比了三个单人滑梯滚塑模具的成形结果,根据产品的结构特征,针对成形过程中出现的产品失效以及缺陷问题,分析了产生原因,结合成形参数因素(成形工具头直径、Z轴进给量)对产品成形性能的影响,在此基础上提出改进措施。
1 滚塑模具的渐进成形方法
1.1 实验条件
单人滑梯滚塑模具的建模通过UG软件中的建模(Modeling)部分生成需要加工的几何模型,再通过UG软件中的加工(Manufacturing)部分生成加工轨迹,继而生成G代码用于数控成形设备加工;数控成形设备为研制的数控柔性快速成形机,其机床尺寸:L×W×H=6430mm×3500mm×3590mm,工作台尺寸:1960mm×1300mm,板料夹持尺寸:2200mm×1540mm,工作精度为±0.1mm以内。正成形所需的支撑模型材料选择高密度板,大型龙门式数控铣模机作为木模加工设备;板料夹具选用金属压板、大力钳和C形夹;成形工具为球头成形头。
1.2 产品结构特征以及成形方案
如图2所示,单人滑梯滚塑模具的滑道面有6条筋状结构,并且产品的头尾部分的成形角度比较大,分别为60°和65°。
为了分析成形过程中成形参数因素(成形工具头直径、Z轴进给量)对产品成形性能的影响,设计以下成形方案(见表1)。选用成形材料为厚度1mm的ST12钢板,其屈服强度与抗拉强度为130MPa和270MPa。
2 成形缺陷与分析
2.1 筋状结构
如图3所示,单人滑梯滑道面成形件中有6条筋状结构,经过激光扫描仪进行的曲面反求结果得出6条筋状结构之间的凸起和内凹之处都与设计数据有细微偏差,如表2所示。
由表2可知,在成形单人滑梯滚塑模具滑道上的筋状结构时,3个成形件均产生了两类缺陷(图4):(1)成形后筋状结构有突起现象;(2)筋之间的部分并非所期望的平整的零件,而是有局部内凹现象。如图4所示,第一类缺陷是由于渐进成形过程中,板料的变形并不是理想的单点变形,而是在很小的局部范围内,故形成局部突起,成形深度越深,凸起越明显;第二类缺陷的成因与第一类缺陷的成因相反,即远离成形工具头区域的材料虽然发生一定的变形,但与成形工具头周围的材料相比很小,从而在它周围的材料随着成形工具头下降的同时该区域却变形很小,从而形成局部内凹。相比之下2号成形件产生的缺陷要比1号和3号成形件大,因为2号件的工具头直径较小,压头和拟成形材料间的接触面积较小,故成形力也相对较小,对材料施加的贴模力不够,导致2号缺陷要比1号和3号成形件大。
2.2 破裂缺陷
在成形1号件尾部结构时,板材由于过度减薄而开裂,如图5所示,而在成形2号件与3号件时却无此现象。在金属板材渐近成形过程中,制件壁厚t与板材毛坯厚度t0及成形倾角θ遵循余弦法则(t=t0cosθ,t0表示初始厚度,θ表示此处切线与水平方向夹角,成形角),如图6所示。
金属板材渐进成形的成形极限与零件的成形角θ有关,如果成形角超过了其材料的成形极限角,则零件会产生破裂[3]。由于ST12钢板的成形极限角为68°[4],图2所示的单人滑梯滚塑模具尾部结构的成形角为65°,并未超过ST12钢板的成形极限角。
如图7(a)所示,采用大Z轴进给量(1.5mm)时,在已成形的上一个轨迹和正在成形的轨迹之间的深灰色区域,材料被滚压到靠模上,同时,水平位置上的区域2被拉进正在成形的区域。这种类似于滚动的过程应用了合页效果,对材料进行折弯而非拉伸,有效减少了对已成形区域的拉伸作用,因而降低了对板材的减薄效应。而采用小Z轴进给量(0.5mm)时,如图7(b)所示,成形下一轨迹时,成形头在上一轨迹的已成形区域上进一步成形,材料被挤压到成形头前端的未成形区,造成在成形头后的已成形区无可用材料;而板料在垂直方向受力远大于水平方向,造成已成形区域的拉伸减薄作用。
由于在成形1号件的时候采用了较小的Z轴进给量,而且单人滑梯滚塑模具尾部结构的成形角接近ST12钢板的成形极限角,因此板料由于过度拉伸减薄而破裂。
(a)大Z轴进给量;(b)小Z轴进给量
(a)big Z axis feed;(b)small Z axis feed
2.3 回弹缺陷
对3个成形后的整体产品进行曲面反求,数据对比发现成形后的3个成形件均产生了回弹(见表3),由于成形后要卸载压边力,因此积聚在板材内的残余应力得到了释放,而由于残余应力从成形初期开始就逐渐叠加,因此成形后期的板材内残余应力最大,所以3个成形件成形后期的回弹量均大于成形初期的回弹量。
由表3可知,1号成形件平均回弹量与最大回弹量最小,2号成形件的平均回弹量和最大回弹量最大。对比1号成形件与3号成形件(见图8),可知在成形工具头直径相等的情况下,Z轴进给量越大,回弹量越大。这是由于随着Z轴进给量的增加,板材已成形区对正在成形区的影响减少,因此板料的成形过程趋向于折弯而非拉伸。加工时间可以明显降低,但是零件表面粗糙度也增加很快,成形力也有很大增加,从而造成后续板料的面内产生大的压应力,随着成形的进行,板料内积聚的残余应力较大,当卸载压边力后引起的回弹也较大。
对比2号成形件与3号成形件(见图9),可知在Z轴进给量相等的情况下,成形工具头直径越小,成形后的回弹量越大。这是因为随着成形工具头直径的增加,成形工具头与板料之间的接触区域增加,成形力也相应增加,更利于板料贴紧支撑模,抑制回弹的发展。
3 改进措施
增大成形工具头直径对减小回弹有一定作用,这是因为随着成形工具头直径的增加,工具头与板料间的接触区域增加,使回弹不易发展。但成形工具头直径过大,对半径小的过渡圆角和尺寸小的结构加工不到,在成形类似于筋状结构时候不能保证成形精度。所以,工具头直径选择要根据成形工件形状结构复杂程度以及材料性能综合考虑[5]。在确定进给量时,也应该根据加工表面粗糙度、成形力、回弹等综合考虑。另外,根据前面所述的余弦法则可知曲面越陡,减薄效应越明显,会导致板材开裂[6],因此成形件工艺性也该考虑。
根据前面的失效分析,采用工具头直径为20mm,Z轴进给量为1.0mm的成形方案,得到的成形件如图10所示,经过曲面反求后得到的数据对比后发现可以解决上述缺陷问题。
4 结论
(1)金属板材渐进成形技术具有柔性加工优势,适用于快速成形复杂曲面钣金件,在滚塑模具开发方面具有很大的前景,可以满足现代滚塑行业产品更新快、品种多、批量小等特点。
(2)成形过程中,尽量避免加工成形角过大的成形件或者接近于直壁的成形件,如果遇到具有这种外观形状的成形件时,可以适当增加Z轴进给量,使成形工具头对材料进行折弯而非拉伸,以此减少对已成形区的拉伸作用,降低减薄效应,避免成形件过度拉伸而破裂。
(3)当成形件上有加强筋或者类似于加强筋的结构时,为了避免缺陷的产生,可以考虑在保证成形质量的前提下适当增加成形工具头的直径。
(4)采用金属板材渐进成形技术成形钣金件时应该综合考虑成形过程中的工艺、工具参数(成形角、工具头直径、每层进给量等),合理选择加工参数(如增大或减少成形工具头直径及增加或减少每层进给量)有助于板材的高质量成形。
摘要：将金属板材渐进成形技术应用于单人滑梯的滚塑模具成形。在介绍单人滑梯滚塑模具成形原理的基础上,实验比较了不同成形参数下单人滑梯滚塑模具的成形结果,根据产品的结构特征,针对成形过程中出现的产品失效以及缺陷问题,分析其产生原因,获得了成形参数(成形工具头直径、Z轴进给量)对产品成形性能的影响规律,并提出了改进措施。结果表明,金属板材渐近成形技术用于滚塑模具的成形是可行的,综合考虑成形件工艺性、进给量、工具参数和加工参数,能保证高质量的成形。
关键词：渐进成形,滚塑模具,缺陷,成形工艺
参考文献
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成形工艺 篇2
充液拉深成形工艺与传统工艺的比较
以液体为介质成形零件已经有100多年的历史了.充液拉深成形与传统工艺相比具有许多优点,本课题从成形力、模具、拉深比及成形精度等几个方面阐述了充液拉深成形与传统工艺的区别.
作 者：王建琪 Wang Jianqi 作者单位：瑞典萨耀机床公司北京办事处 刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(z1) 分类号：V2 关键词：充液拉深 橡皮囊 模具 拉深比 成形精度成形工艺 篇3
【关键词】 薄板 冲压形成 工艺特点 实现方法
1. 薄板冲压成形性能的基本概念及其系统性质
薄板冲压成形性能指金属薄板对于冲压成形工艺过程及其模具结构的适应性，或将其视为金属薄板制品在其成形过程或冲压卸载时抵抗破裂、起皱和回弹等各种成形缺陷的能力，其技术物理状态最终都要表现为冲压制品的形状结构、冲压板料的性质性能、冲压成形工艺条件以及模具技术结构等诸多设计变域之间的相互协调程度，因此从制造工程理论上讲，冲压成形性能是一种具有多种层级因素相互作用的系统，其总体状态可用图1表示，而系统的优劣最终表现为金属薄板制品的冲压成形难易程度和冲压成形生产的质量好坏。
2. 薄板冲压件的主要成型工艺特点
2.1直接成形
金属薄板在各种冲压成形工艺过程或冲压成形试验中表现出的成形性能称为直接成形性能，其优劣程度或表征指标与冲压成形工艺或冲压成形试验设计的成形方式、工艺条件和模具结构等技术状态有关。
2.2间接成形
利用非冲压成形或非冲压成形试验获取的与成形性能相关，或对成形性能具有影响的金属薄板性能或性质称为间接成形性能，它们的表征指标与冲压成形工艺或冲压成形试验设计的成形方式、工艺条件和模具结构等技术状态无关，主要被用来划分金属薄板的成形性能品级，或作为金属薄板订货和供货的依据。
间接成形性能主要是冶金工业部门或材料工程行业对金属薄板所追求的产品性能性质指标，亦即金属薄板的各种本征性能和性质。最常用的间接成形性能主要指各种拉伸试验性能（包括塑性應变比值、应变硬化指数值和应变速率敏感系数值）指标，以及晶粒度、硬度和表面状态等材料性质，它们亦被称作金属薄板的基本成形性能参数或特定的成形性能指标。
2.3模拟成形
从成形几何条件与技术物理属性的相似性或近似性出发，对各种冲压成形方式、各种冲压变形模式、冲压成形过程的各种工艺和模具状态，以及不同类别冲压成形制品的制造信息等技术对象所设计的典型化试验称为模拟成形性能试验。金属薄板在各种模拟冲压成形试验中，对其成形试验过程的适应能力称为模拟成形性能。
由于模拟成形试验的典型化意义，针对不同的模拟目标所设计的模拟成形试验及其性能指标，可以从普遍意义的层面上表征金属薄板对于典型化冲压成形方式、典型化冲压变形模式、典型化冲压成形技术或各种典型化的冲压制品类别的可加工性质，表征模拟成形性能的试验指标通常可用作评定或选用金属薄板冲压成形品级的工艺性依据。
2.4实际成形
金属薄板对于实际冲压生产中个体制品成形过程的适应性，亦即个体制品的成形性能、冲压制品的成形难度，或称冲压成形制品的可制造性，这些概念均属于实际成形性能的技术范畴。
实际成形性能与模拟成形性能技术意义相对，前者包含个体冲压成形制品的全部制造信息（形状结构、尺寸大小、精度等级和表面状态等），是金属薄板成形性能对于冲压制品的个体化表现，是控斜冲压成形生产质量的依据；而后者则是把冲压制品的制造信息进行了典型化处理，属于金属薄板在普遍意义上面向某种典型技术目标的可加工性质。
3. 薄板冲压件成型工艺的实现方法
3.1断裂分离工序
断裂分离工序是在冲压过程中使冲压零件与板料沿一定轮廓线相互分离的工序，如落料、冲孔、修边、切口、剖切等等。
3.1.1落料：落料是在平板的毛坯上沿封闭轮廓进行冲裁，余下的就是废料。落料常用于工件的首工序。
3.1.2冲孔。冲孔是以落料件或其他成形件为工序件，完成各种形状孔的冲孔冲裁加工。
3.1.3修边。修边是指对成形件边缘进行冲裁，以获得工件要求的形状和尺寸。
3.1.4切口。如下图所示，在材料上将局部材料切开并弯成一定的角度，但不与主体完全分离，称为切口，也可称为冲切成形。
3.2塑性成形工序
塑性成形工序是材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件，如弯曲、拉深、涨形、翻边、缩口、卷圆等。
3.2.1弯曲：如图6所示，用将平板毛坯压弯成一定角度或将已弯件作进一步成形。如：压弯、卷边、扭曲等。
3.2.2拉伸：如图7所示，将平板毛坯压延成空心件，或使空心毛坯作进一步变形。
3.2.3缩口：如图8所示，在空心件外部施加压力，使局部直径缩小，例如：不锈钢盖、罐类产品等。
结束语
在实际零件成形过程中，应力和应变是非常复杂的，零件上每一点都在发生变化，因此，单纯根据应力和应变对零件进行成形分类是困难的。根据零件的外形特征，并结合实践与经验是重要的。
参考文献：
[1] 张鼎承.冲模设计手册.北京：机械工业出版社，2000-l2.
成形工艺 篇4
内高压成形由于其成本低、柔性高、成形产品强度高、重量轻等显著优点，近年来成为机械制造领域的研究热点。在国外，内高压成形技术发展迅速，采用该技术生产的零件已广泛应用于汽车工业中[1]。
复杂形状空心构件的内高压成形过程一般分为两个阶段，第一个阶段是“成形”阶段，仅需弯、压等传统工艺或较低内压使管材发生初始变形，获得能进行下一阶段成形的基本轮廓形状;第二个阶段是“整形”阶段，此时，需大幅度提高内压实现小圆角及修复第一个阶段所产生的初始缺陷等复杂形状的最终贴模成形[2]。
但是，迄今对复杂构件的内高压成形规律的研究还很少，经验知识与实验数据的积累十分有限，给工艺设计带来很大困难。多数研究都是针对第二阶段整形或实验室试验方法。因此，多边形截面空心件在弯曲部位的成熟稳定成形工艺用于实际批量生产的方法就更为鲜见。
为解决工程批量生产，需要一套成熟稳定的成形工艺，还需兼顾经济性。计算机数值模拟方法的出现为内高压工艺设计及其优化提供了强有力的工具，它可以提供成形过程中材料流动规律，预报成形缺陷，从而大大地缩短产品设计及工艺开发周期[3,4]。鉴于此,本文通过基于动力显式算法的DYNAFORM模拟软件对多边形截面空心零件弯曲工艺进行分析改进，设计了合理的成形稳定的工艺方法。
2 工艺分析
如图1所示，是公司生产的汽车底盘大梁内高压成形零件。零件几何形状复杂，轴线弯曲成弓形，末端为蛇颈形状，截面为非规则矩形，内高压胀形过程中，末端蛇颈的弯曲性，如何获得均匀的壁厚分布和避免起皱、破裂等成形缺陷成为工艺设计难点。为此，对该零件内高压胀形过程进行了数值模拟研究。
按照传统成形工艺，其成形过程：原管压扁成矩形—再压弯成蛇颈形状。蛇颈截面受力分析如图2所示。
截面受上下方向力的作用时,由于圆管内部中空,左右侧内部没有支撑而会发生失稳,出现起皱(图3)。
3工艺改进设计
3.1工艺原理分析
由上分析可见,起皱的根本原因是左右侧面受力为上下搓动，而内部没有支撑而出现失稳起皱。因此，只要内部有芯轴支撑内壁则可避免起皱，但零件需成形为矩形截面的弯曲管，在内部放置传统的固体芯轴是不可能的，唯一的办法是内部充液。即利用具有一定压力的液体来充当芯轴，既能支撑内壁不至于失稳，又有一定的柔性让圆管变矩形弯曲管。
3.2 工艺制定
零件加工初步确定为内部充液—压弯，路线可分两条：第一，充液—矩形型面压弯;第二，充液—过渡型面压弯—压扁为矩形。第一条路线，工艺步骤少，但截面形状变化剧烈，需要较高的内压来充当芯轴，但较高的内压会使零件胀形变大，故不可取;第二条路线利用过渡截面变化不大，需要的内压不高，降低成形难度。预成形形状应为圆截面到矩形截面中间的过渡截面———椭圆，利用椭圆为过渡截面是实际生产中常用的方法。因为圆形压成矩形会因为点接触而压成∞形，而圆形压成椭圆为面接触，成形质量较好，而且椭圆又能直接充当密封工艺段，省略矩形密封需要过渡为圆形密封，一举多得。因此，最终采用第二条路线：充液—椭圆截面压弯—压扁为矩形。
4 模拟分析
4.1 有限元分析模型
建立数字模型，如图4所示。建立一个椭圆截面管作为弯曲成形的有限元分析模型。
4.2 有限元分析工况
坯料为∅60mm，壁厚2mm的Q235板卷焊圆管，前段经过弯管工艺得出弓形，末端为主要分析对象。工艺动作：两端夹持—充液—中间下压。由于材料壁厚较薄，内部充液压力不能太高，大约10MPa就会出现胀形。根据多次的模拟分析得出，内部充液4MPa～6MPa为最理想的压力，零件不胀形，又有一个较好的内部支撑作用。实际生产中取5MPa，是一稳定保险的压力值。
4.3 模拟分析结果
在DYNAFORM中输入模型、参数、工艺动作和5 MPa的充液压力值得出结果，如图5所示。
从图5可以看出模拟成形结果较好，蛇颈部位没有出现起皱。
从图6所示对应的FLD云图可以看出，材质分布比较均匀，只有局部出现起皱的趋向，在最终胀形中完全可以将其胀起贴模。图7所示其减薄率最高只有4%左右，完全满足后续工艺需要。
从模拟结果来看，成形后的壁厚更加均匀且没有起皱，这是因为优化后的过渡区截面过渡更加平缓，使金属的流动更加合理，保证了材料流动的顺利进行，又有一定的内压支撑内壁，避免了坯料失稳起皱现象的发生。
5 结论
(1)用有限元模拟分析方法对零件进行结构和工艺分析，可操作性强，可节省试验获得各种工况结果。从而节省大量人力、物力和财力，大大缩短产品生产调试周期，降低成本。
(2)通过椭圆过渡截面形状，将圆形变成矩形弯曲形状，能有效防止起皱、破裂等缺陷产生。
(3)合理的内部充液可以支撑内壁而不发生失稳，可充当柔性芯轴。
在实际生产试验中基本与有限元模拟分析结果一致，有效控制了实际生产中缺陷的产生。工艺方法能适用类似的产品成形，有较大推广价值。实际生产的底盘大梁一段合格品，见图8所示。
摘要：对复杂形状空心构件内高压成形工艺进行了数字模拟研究。采用有限元模拟,对矩形截面空心零件弯曲部位在内高压成形过程中产生起皱、破裂等缺陷进行了分析;针对矩形截面空心件弯曲部位,提出采用椭圆截面充液预成形的方法,控制起皱、破裂缺陷的产生,成形质量较理想。并通过试验进行了验证,采用较低压力可以改善内高压成形过程中材料的分布、提高材料的成形极限、控制缺陷产生并提高产品质量。
关键词：机械制造,内高压成形,矩形截面空心零件,预成形,有限元模拟
参考文献
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成形工艺 篇5
超塑成形/扩散焊接组合工艺数值模拟初探
基于超塑性材料高温扩散蠕变、晶界滑移、孔洞闭合、界面再结晶机理,研究SPF/DB组合工艺的数值模拟,用非线性有限元数值模拟超塑成形和预测厚度变薄率,将有限元结果作为加载条件,计算扩散焊接焊合率和预测焊接强度,计算结果与3维实验数据曲面比较,吻合良好.
作 者：李靖谊 王卫英 Li Jingyi Wang Weiying 作者单位：南京航空航天大学机电工程学院,南京,210016刊 名：南京航空航天大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS & ASTRONAUTICS年，卷(期)：199931(3)分类号：V261.3 O345关键词：超塑性成形 扩散焊 非线性有限元 数值模拟 焊合率
单模冷压成形工艺与应用 篇6
为得到图1的喇叭口形状工件, 通用的方法是, 用一块钢板卷成图2所示的毛坯圆筒, 通过凸、凹模具压成喇叭口形状, 比先压成若干瓣 (西瓜皮式) 然后再拼焊成形的方法要方便、简单易行, 可以节省材料和焊接工作量。
但是在生产的过程中, 由于存在1) 坯料 (钢板) 厚度公差;2) 材料表面硬度、塑性变形时流动性的不一致;3) 凹、凸模制造时的尺寸误差及椭圆度、圆柱度等形位误差造成的凹、凸模闭合内腔的大小不一致等因素, 导致压制后, 坯料变形而挤入凸、凹模形成的不规则的空间, 造成凸、凹模和工件三者咬死而难以脱模。而且在模具加工时必须完全按照图纸要求的尺寸克隆, 结构庞大, 显得粗笨 (图3) 。
通过试验, 采用单模冷压 (仅用一个凸模压制) 工艺 (图4) , 不但解决了脱模问题, 减少了模具安装过程中凸、凹模中心调正工序的工作量, 提高了生产效率, 而且在凸模的结构上还可以去掉下段的直线段部分, 仅保留弧线段的结构, 使得1付模具的总重量仅是原来凸、凹模时的30%, 大大节省了模具的制作成本与周期, 带动新品交货期提前, 经济效益可以显著的提高。
1 单模压制工艺过程
1.1 批量压制时
1) 模具通过连接柄 (或是直接) 用螺栓固定到油压机的活动横梁上, 模具的中心与油压机中心重合。
2) 移出油压机的活动工作台, 吊上坯料, 将坯料筒体中心对准工作台中心放好。
3) 活动工作台回位后, 启动压机, 活动横梁带动模具向下移动, 模具下端的导向斜角首先导入坯料, 带动坯料作某一方向的少量偏移, 使之与模具同心。随着模具的压入, 坯料内表面贴合着模具的外曲面不断向外扩张, 形成与模具相同曲率的弧线, 逐步成形。
4) 在活动梁压到设定位置后, 进行短暂停留 (保压) , 提升活动横梁, 凸模退出, 工件与凸模脱离。
5) 移出活动工作台, 吊离工件, 吊上新的坯料, 重复压制。
1.2单件压制时, 模具可不与活
1) 移出活动工作台, 吊上坯料, 把模具吊起, 让模具下端的导向斜角导入坯料, 修正模具与坯料的中心, 并使模具的上平面与工作台尽可能平行, 松开吊具。2) 活动工作台回位, 启动油压机进行压制, 在设定位置保压后, 提升活动横梁。3) 移出活动工作台, 吊离模具、工件。压制完成。
2 在应用单模压制工艺时, 要关注以下几点
2.1 坯料
1) 成形后喇叭口处的板厚减薄量。在由坯料圆筒压制成喇叭口形状的工件后, 扩口部分的材料会有减薄, 减薄量的大小与扩口前、后的直径比成正比。当工件对厚度有控制要求时, 要适量预加坯料板材的厚度。
2) 毛坯筒料尺寸的确定。毛坯料圆筒的高度与直径, 影响到成形后工件尺寸的符合程度。在制作毛坯筒时, 毛坯筒直径取成形后工件直线部分的直径加2mm, 毛坯筒的高度为成形后工件内表面展开长度加2~5m m。超过此范围, 成形后工件上口直径与弧线的线性比例会出现较大偏差。
3) 坯料钢板正火处理。
2.2 模具
1) 为使模具顺利进入坯料, 毛坯筒不能过度失圆, 圆度误差要控制在±5mm以内, 并在模具的下口设置单边60°的导向斜角。同时在毛坯筒的内侧 (与模具的接触处) 倒上圆角 (圆角半径R为坯料板厚的1/2~1/3, 最小5m m) , 既避免压制时毛坯对模具表面的损伤又减少压制过程中的摩擦阻力。
2) 在模具上要预加回弹量。当压制外力撤除后, 材料的机械性能会使变形产生反弹, 在模具设计制作时, 尺寸上必须预先进行处理抵消回弹的影响, 使线型尺寸满足工件的要求。
2.3 操作
1) 压制过程中模具进入工件深度 (压入量) 的把握, 决定工件上口直径与高度是否满足图纸要求。需要根据不同材质、不同压机反复试验, 并总结、记录。
2) 压制时要注意安全, 观察圆筒体的对接焊缝、扩口圆周有无裂纹, 防止裂开伤人。
3) 坯料圆筒体内表面、模具外表面涂滑粉或废机油, 减少摩擦阻力, 并易脱模。
压制完成后, 要对变形部位进行磁粉或超声波探伤, 并对缺陷及时修补。此工艺不适用高含碳量、塑性差、内部缺陷、性能不达标的钢材及过大扩口比的结构。
滚珠旋压成形工艺及研究现状 篇7
金属旋压成形技术, 是指借助旋轮或杆棒等工具, 在某个方向上给予工件一定的压力, 工件的受力点随着旋轮等工具的旋转由点到线、由线到面, 从而使金属材料产生连续的局部塑性变形, 并沿着特定方向流动而成形为某一形状的技术[1]。滚珠旋压是在普通旋压成形技术的基础上进行了改进, 采用滚珠代替旋轮或杆棒, 属于多点局部成形, 所需力学载荷小且对称、成形时变形区小且稳定, 所得旋压件力学性能好、尺寸精度高、材料利用率高, 产品成本低, 且设备轻便, 所需工装简单, 现已成为筒形件、蝶形件等薄壁回转体零件成形的首选工艺[2,3]。
2 滚珠旋压成形概述
2.1 滚珠旋压成形的原理与工装
金属滚珠旋压成形的原理是:利用滚珠对坯料的滚动摩擦力, 使得金属材料发生塑性变形。在滚珠的压力作用下, 金属坯料沿着流动阻力较小的轴向和径向同时发生变形流动[4], 在此过程中, 坯料体积保持不变, 进行壁厚减薄和轴向拉长的塑性变形, 逐点将坯料加工成所需的空心回转体制件。
图1给出了一种滚珠旋压成形的工装, 该工装由两部分组成, 一部分是旋转部件, 另一部分是轴向运动部件。旋转部件主要包括支承管、支承圈、圆锥模环和滚珠;轴向运动部件主要包括芯模和工件坯料。旋转部件通过车床主轴的旋转来带动, 芯模安装在车床尾顶上, 与工件坯料一起沿着轴向运动。调节滚珠与芯模间隙来设定减薄率, 从而成形出各种壁厚和直径的工件。
1.工件2.支承管3.支承圈4.圆锥模环5.滚珠6.芯模
2.2 滚珠旋压成形的工艺参数
影响滚珠旋压成形的主要工艺参数为旋压方式、减薄率、进给比、滚珠工作角等。
(1) 旋压方式。旋压方式分为反向旋压和正向旋压两种。反向旋压是指坯料的流动方向与滚珠的运动方向相反, 采用这种旋压方式时金属容易产生堆积, 使旋压件表面起鳞;正向旋压是指坯料的流动方向与滚珠的运动方向相同, 若采用正旋方式, 金属向坯料尚未成形的自由端流动时受到的阻力较小, 因此金属不会产生堆积, 纵向失稳的可能性也较小, 所得制件直径精度优于反向旋压。但是正旋方式所得管材长度受芯轴限制[6]。
(2) 减薄率。在滚珠旋压成形过程中工件的变形程度用壁厚减薄率来表征。减薄率影响到旋压力的大小、旋压的效率以及旋压精度的好坏。
一般情况下, 随着减薄率的增大, 金属在轴向流动的阻力增大, 当减薄率过大时, 金属轴向流动非常困难, 就会沿周向堆积, 产生隆起, 进而在零件上形成喇叭口现象;当减薄率过小时, 所需的旋压力较小, 变形效率低。具体采用多大的减薄率, 还需要在实际生产中不断摸索。
(3) 进给比。进给比是指芯模每旋转一周, 滚珠沿工件母线的进给量。选取合适的旋压进给比对提高工件质量和生产效率非常有利。进给比不能太小, 否则材料会发生弹性变形, 使得坯料存在夹层。进给比的增大会提高生产效率, 但过大的进给比会降低工件的表面质量[7,8]。所以在保证工件质量的前提下, 尽量取大的进给比。
(4) 滚珠工作角。滚珠工作角α是用来反映滚珠直径与坯料减薄量之间的关系, 滚珠直径D与工作角α之间的关系可以表示为[9]:D=2 (t0-t) / (1-cosα)
其中, t0为工件初始壁厚值, t为变形后壁厚值, t0-t即为工件的减薄量。由上式可知, 如果减薄量为一恒定值, 滚珠直径D只与工作角α有关。
如果滚珠工作角选择得太小, 其压入坯料的深度很小, 外层坯料被旋透, 而内层坯料仅发生较小的塑性变形, 甚至是没有发生塑性变形, 导致坯料内外层的塑性变形不均匀。如果滚珠工作角太大, 其压入毛坯和零件过渡区的深度会过深, 工件壁厚将会偏离正旋率, 从而形成粗糙的锉齿形表面。因此选择合适的滚珠工作角对旋压成形至关重要。马文博等人[4]的研究表明, 大尺寸薄璧管材滚珠旋压成形时一般取α=16°-26°。
滚珠旋压工艺参数的选取是结合多年的经验积累, 进行大量的试验研究, 从而进行归纳总结, 获得一定的工艺参数范围, 再结合实际生产情况进行调试, 从而选取合理的工艺参数。
2.3 滚珠旋压成形工艺的特点
(1) 所需力学载荷小, 变形效率高。在滚珠旋压过程中, 滚珠与坯料之间是点接触, 接触面积较小, 单位压力较大, 因而所需力学载荷较小, 使得功率消耗大大降低, 变形效率大幅度提高。
(2) 滚珠旋压能制造出形状多样、尺寸各异的产品, 且制件力学性能高。传统的薄壁回转体零件多采用冲压成形, 与冲压成形技术相比, 滚珠旋压技术能够制造出形状多样、尺寸各异的产品。
在滚珠旋压过程中, 滚珠对坯料施加一定的压力后, 变形区中的金属晶粒将沿着滑移面错移, 滑移面中各滑移层的方向与变形方向一致, 因此, 金属纤维不会被破坏, 能够保持连续性和完整性, 从而使旋压制品的强度、硬度、抗拉强度和屈服极限都有所提高。
(3) 滚珠旋压制品表面光洁度高、尺寸精度高, 生产效率高。滚珠处于一个相对封闭的模腔中, 受外界的影响较小, 易于获得尺寸精度较高的成形件, 且滚珠数目较多, 制件表面光洁度和生产效率将大大提高。
(4) 滚珠旋压属于多点局部成形, 成形区相对来说较小且稳定, 能有效防止变薄旋压过程中工件的失稳问题。对于成形尺寸精度高的细长薄壁筒形件优势尤为明显。
(5) 工艺方法简单、容易掌握。
(6) 材料利用率高、产品成本低。
(7) 材质自检效果。在旋压过程中, 滚珠对坯料逐点施压, 使得坯料近似逐点变形, 其中夹渣、气泡、裂纹、砂眼等缺陷就很容易暴露出来。这样, 旋压过程也能起到对制件进行自动检验的作用。
(8) 工装简单, 设备轻便。
3 滚珠旋压成形技术国内外研究现状
1960年代初, 为了解决某些军工产品的成形问题, 部分军工科研院所率先开展旋压技术工艺和设备的研究, 并进行理论探讨和开发新工艺, 例如:北京有色金属研究总院、北京625所、中国兵器工业第55研究所、北京航空航天大学、西北工业大学、哈尔滨工业大学等。国外对旋压技术的研究起步较早, 很多国家特别是西班牙、美国、德国、意大利等, 旋压技术现已日臻完善, 在理论与工艺研究、设备设计与制造、旋压技术应用等方面都有很大的发展。例如, 美国旋压设备大型化, 工艺水平先进;德国设备种类齐全、标准化, 工艺系列化。
滚珠旋压技术作为旋压成形方法的一个分支, 已成为国内外学者研究的热点。文献[6]介绍了薄壁不锈钢管滚珠旋压成形试验过程, 通过制定合理的工艺过程和最佳的工艺参数, 成功旋制出壁厚0.2mm的薄壁不锈钢管。文献[10]开发出一种可以制造小直径薄壁管的滚珠旋压机。文献[11]介绍了应用滚珠旋压技术制造带有深度为0.2mm内微槽的薄壁钢管的工艺过程。文献[12, 13, 14]研究了带有纵向内筋的薄壁筒形件滚珠旋压成形技术, 分析工艺参数对内筋成形性的影响。文献[15]研究了滚珠旋压法成形薄壁筒形件时, 工艺参数的选取方法和大致范围。文献[16]研究了滚珠旋压过程中旋压力的计算方法。文献[17]利用Deform-3D有限元软件进行高温合金薄壁管滚珠旋压成形过程的数值模拟, 揭示了薄壁管缺陷产生的原因, 分析了不同工艺参数对管材表面波纹、端口喇叭口及扩径等缺陷的影响规律。
4 结语
左曲轴热挤压成形工艺应用 篇8
关键词：左曲轴,热挤压,新工艺
0 引言
左曲轴是摩托车发动机的一个重要组成部分,采用热挤压成形工艺应用于左曲轴锻件的生产既能满足产品的品质要求,又能最大限度降低生产成本。经反复试制与经验积累,通过对左曲轴的工艺分析,采用逆向法计算零件毛坯,并调整凸、凹模间隙配合与飞边桥部宽度等一系列工艺改进措施,使左曲轴生产操作更方便、产品品质更稳定,从而最终确定了其热挤压成形工艺方案。
1 热挤压设计工艺
图1所示为摩托车发动机的左曲轴锻件图。其材料为20CrMoH,质量1.9kg。基于体积不变原则,采用逆向法计算零件毛坯[1],经过分析、计算,此件盘部质量为 1.4kg,杆部细长,质量为0.5kg,不宜采用镦粗法锻造,于是决定采用热挤压成形工艺方法进行锻造。
由于对热挤压工艺没有足够的经验,所以先设计了一套试验性生产模具,进行小批量调试。初步设计工艺步骤为:第一步预锻先挤出部分杆部,第二步终锻再挤出其余的杆部并使盘部成形。其中杆部顶端最难充满,所以预锻时应让这一段先成形,使终锻时整个杆部容易成形。这样可以减小终锻时的挤压变形抗力,从而使盘部比较容易充满。这样设计,可使热挤压成形力尽可能分散到各道工步上,缓解预锻挤压抗力较大的状况,以免预锻模提前报废。
经过多次试验、改进,确定了如图2所示的预锻锻件图。杆部长度约为80mm,其中杆部顶端30mm长的一段与锻件图的最终形状相同。设计模具时,把闭式预挤压的凸、凹模作成单边间隙0.2mm的圆柱面间隙配合,为了使终锻毛刺容易切除,又考虑到终锻时的挤压变形抗力不太大,所以终锻模设计成带有飞边槽的自由式挤压锻模[2]。(图3)。
这时,拟定的工艺流程为:第一工步,坯料镦粗去除氧化皮;第二工步,闭式预挤压(带下顶杆);第三工步,有飞边终锻成形(带下顶杆)。其生产的主要锻压设备为 2500t热模锻压力机。
2 存在问题
通过小批量的试生产,发现该方案预期的效果不太理想。主要存在以下几个方面的问题:
1) 预锻时,锻件毛刺包在凸模上,难以出模。
2) 预锻的凸、凹模间隙难以调整,容易造成单边间隙过大或过小,致使预挤压形成的毛刺在圆周上分布很不均匀,妨碍预锻毛坯在终锻模的定位,而且毛刺会内翻被打进锻件中形成折叠,造成锻件报废。
3) 终锻时,盘部不易充满,并且厚薄不均。
3 工艺改进
经过多次的分析、研究与反复试验,把预挤压模的凸、凹模圆柱面间隙配合改为斜度为7°的圆锥面间隙配合(合模时单边间隙为0.2mm)。这样一来,就克服了预锻时出模难的问题。此外,由于凸、凹模间隙是一个随时间变化的变量,压力机滑块越接近下死点,凸、凹模的间隙就越小(到下死点时凸、凹模的间隙为0.2mm),预锻时所产生的金属流动阻力也随着压机的下行而变得越来越大,所产生的闭式挤压力也就越来越大,这些比较符合长锥杆件热挤压塑性成形变形力的函数分布规律[1]和曲柄压力机工作时的力学特点[3],使得预挤压成形更加轻松。这时,挤压所产生的毛刺在圆周上分布得也比较均匀,再加上毛刺呈圆锥面分布,终锻时就不会产生定位困难和毛刺向内翻形成折叠之类的问题了。同时,为了增大终锻时的成形力,使盘部更易充满,把终锻模的飞边桥部宽度从原来的10mm增加到20mm(图4)。
4 结语
改进后的左曲轴热挤压成形工艺方案,克服了以往工艺方案的诸多缺点。它使得生产线上工人操作更方便、产品品质更稳定,而且更充分利用了模具资源,使锻模寿命获得了成倍地提高,从而大大降低了生产成本。经过3个月时间的生产验证,未发现其他问题。经过不断努力,此项工艺也日趋完善, 为南京汽车锻造有限公司创造了巨大的经济效益。
参考文献
[1]汪大年.金属塑性成形原理[M].北京:机械工业出版社,1982.
[2]洪深泽.挤压工艺及模具设计[M].北京:机械工业出版社,1996.
弯管机成形的工艺改进 篇9
1 中频弯管机成形工艺的改进
中频弯管机主要由支撑滚轮、加热线圈、切割机构、夹紧机构和转臂等几部分组成。本文将对中频弯管机的切割机构和夹紧机构进行改进。图1所示为中频弯管机的常规模型。
1.1 切割机构的改进
改进后的中频弯管机切割机构有以下两方面的变化:①设计了切割旋转机构, 保证切割工具沿弯管旋转一周切割;②设计了同步跟踪机构, 以便切割时确保旋转导轨始终与弯管切割平面保持相对静止, 即切割线在弯管的同一径向切割平面上。
改进后的切割机构 (同步跟踪切割机构) 如图2所示。该机构包括切割旋转机构、同步跟踪机构、旋转导轨和支架。切割旋转机构的作用是使切割工具 (等离子切割头或激光切割头) 绕弯管旋转一周切割;同步跟踪机构与旋转导轨固定在一起, 用于同步跟踪弯管的弯制速度, 确保切割旋转机构与弯管保持相对静止;旋转导轨的作用是通过轴线连接在支架上, 固定、支撑切割旋转机构, 使其平稳、精确地完成切割动作;支架通过轮子横跨在导轨上, 用于支撑其他机构。
1.2 夹紧机构的改进
原夹紧机构如图3 (a) 所示。原夹紧机构仅依靠手动卡紧紧固弯管, 卡紧力较小且无支撑机构, 导致弯管受重力作用下垂, 切割精度下降, 出现不合格弯管。
改进后的夹紧机构如图3 (b) 所示。在运行中, 钢管以液压为动力推动支撑卡紧装置向前弯曲, 即由液压缸夹紧钢管, 并由4个腰轮支撑钢管沿预设的曲率半径弯曲。钢管变形后冷却喷水, 从而获得所需的弯管管件。
2 中频弯管机成形过程中的故障分析
2.1 中频加热装置的故障
2.1.1 中频电源不易启动
中频电源不易启动的原因较多, 可能是中频连接线路过长、切换频率过高, 也可能是槽路频率与控制板的扫频频率不匹配、负载过重等。结合以上原因, 中频电源不易启动的改善方法有缩短连接线路长度, 在槽路中加磁环和减轻负载等。
2.1.2 加热温度不稳定
中频加热的传统工艺的缺点是弯头加热处的温度不稳定, 通过手动控制加热温度, 导致弯管成形效果不佳。采用PLC控制的中频弯管机可以实现弯管温度的自动调节, 弯管成形效果好。
2.1.3 过压或过流指示灯同时点亮
中频电源正常启动后, 在功率增大的过程中, 过压或过流指示灯同时点亮。此时, 需要先检查整流电路、逆变电路和导通角电路, 再检查逆变是否有可控硅烧毁, 检查换流角度是否在正常范围内, 据此逐步排除故障。
2.1.4 启动开关自动跳闸
启动中频主回路时, 开关自动跳闸。这时, 需要检查整流电路, 检查6路脉冲输出是否正常, 同时检查6只KP晶闸管有无被击穿。
2.1.5 电抗器异常
中频弯管机启动后, 中频电源不稳定的原因有很多且较复杂。此时, 应重点检查整流脉冲电路、整流脉冲放大电路和整流脉冲推动电路。各电路任一环节出现问题, 都可导致整流输出断续, 造成滤波电抗电流断续, 电抗器发出连续的“嘟嘟”的声音, 并且中频电压表的指针来回不停地摆动。
2.1.6 中频弯管机无法启动
当中频弯管机无法启动时, 应将其启动电压调到180~200 V之间。电压过高或过低都将导致中频弯管机无法启动。
2.2 不合格弯头的问题
2.2.1 弯头太直
适当减慢推制速度;芯棒有无变形, 需重新修模;适当提高推制温度。
2.2.2 弯头太钩
适当加快推制速度;芯棒自身是否出现问题, 需重新修模;适当降低推制温度。
2.2.3 弯头端口变形
推制结束, 弯头大多都是前端外径较大, 变形为椭圆状, 可通过整形模对弯头端口整形。如果不整形, 弯头与直管无法对接、安装。
2.2.4 弯头内弧壁起皱、外弧壁变薄
在弯曲变形过程中, 弯头内弧壁产生的压应力过大, 而外弧壁产生的环向拉应力过大。从塑性力学的角度看, 弯头内弧壁被压缩的管壁失稳增厚。当其厚度增加到一定程度时, 则会使内弧壁起皱。弯头外弧壁最大的变薄量区域应是应力集中处。在该位置, 金属易向两侧流动。当变薄严重时, 则会引起破裂。上述问题可通过适当减缓推制速度和适当提高推制温度来解决。
2.3 液压元件噪声的故障
2.3.1 溢流阀的噪声
溢流阀易产生高频噪声, 主要原因是先导阀的性能不稳定, 即先导阀前腔压力的高频振荡引起空气强烈振动而产生噪声。其具体原因有以下几点:①液压管路中混入空气, 在先导阀前腔内形成气穴而引起高频噪声。此时, 应及时排尽管内的空气。②先导阀因平衡弹簧疲劳变形或失效造成阀芯移动不敏捷, 调压性能不稳定而引起噪声。此时, 应及时更换弹簧并去除毛刺。③锥阀在使用中因频繁动作而过度磨损, 使锥阀、锥面与阀座不能紧密贴合, 导致先导阀流量不稳定而引起噪声。此时, 应及时修理或更换锥阀。④溢流阀的阻尼孔被堵死引起噪声。此时, 应打开溢流阀, 清洗阻尼孔。
2.3.2 液压泵的噪声
液压泵高频噪声的主要原因是出现吸空现象。当油管中混入空气时, 易在其高压区形成气穴现象并产生压力波, 从而导致油液振荡, 造成液压系统产生气蚀噪声。其具体原因有以下几点:①液压泵轴径油封损坏或吸油口密封差, 都会使空气进入油路。此时, 应及时更换相应部件。②液压泵的油液黏性过大或吸油管、滤油器堵塞, 导致液压泵在吸油口处形成真空, 使空气渗入油路。此时, 应更换较大直径的油管, 以降低管道的一部分阻力。③油箱油量不足会使液压泵吸油管直接吸入空气。此时, 应向油箱注入液压油。
2.3.3 液压缸的噪声
液压缸出现噪声的原因有以下两点:①液压缸中空气未完全排除或油液中混有空气, 在高压作用下产生气穴而引起高频噪声。此时, 应及时排尽空气。②液压缸活塞杆有一定的弯曲度或油封过紧, 在活塞杆运动过程中会因碰撞而引发噪声。此时, 应及时校正活塞杆或更换油封。
2.3.4 液压管路的噪声
液压管路管夹松弛或“死弯”较多也会产生振动、噪声。因此, 在布置管路时, 应尽量避免“死弯”, 在安装过程中应拧紧管夹。
3 结束语
综上所述, 弯管机在许多领域都得到了广泛的应用, 因此, 我们需要对其成形工艺改进及故障处理予以足够的重视, 并采取有效的处理措施, 以不断提高弯管机的工作效率。
摘要：目前, 弯管机虽然被广泛应用于诸多领域, 但在成形过程中仍会出现一些故障, 因此需要对其成形工艺进行改进。详细阐述了弯管机成形工艺的改进, 并分析了成形过程中的故障现象, 以期为有关方面提供参考和借鉴。
关键词：弯管机,工艺改进,切割机构,夹紧机构
参考文献
[1]程飞月, 李青.变机构控制在弯管机中的应用[J].液压与气动, 2007 (05) .
轴套冲压成形工艺分析及改进 篇10
图1所示轴套零件,底部和壁部厚度均为0.6mm,直径较小、高度较大,属典型的深拉深件,该零件的主要冲压成形工艺以普通拉深为主。原有生产工艺为:落料+四道拉深→修边(车削)→缩口→卷边等7道工序(图2)[1,2],其中第5道工序为车削加工,用于切去拉深后工件口部不平整部分的材料。工艺共6副模具(外加一次车削加工),除第1 副模具(属落料拉深复合模)外,其他模具均为简单模。由于模具结构简单、便于设计与制造,故在早期的轴套生产中,工艺基本能满足生产需要。但是,模具数量多、所需设备多、生产效率低和产品质量不稳定等,是其致命弱点。随着轴套产品需求量的增加,原有生产工艺已经不能适应市场,对生产工艺进行改进,势在必行。
(a)落料拉深(b)拉深(c)拉深(d)拉深(e)修边(车削)(f)缩口(g)卷边
2 自动冲压工艺
由文献[3]知,利用变薄拉深工艺生产的冲压产品较普通拉深产品而言,具有尺寸精度高、壁厚均匀、表面质量好、与冷挤压相比变形区小、所需设备吨位小等优点。因此,为了提高产品表面质量和尺寸精度,在保证零件使用性能的前提下,对轴套零件进行了改型。改型后零件(图3)具有底部较厚(t0=0.6mm)、壁部较薄(t=0.30mm)、高度大而直径较小的特征,从而,可以采用变薄拉深工艺来生产。采用变薄拉深工艺后,不仅可以提高产品的表面质量和尺寸精度,而且节省了原材料。
通过对原生产工艺分析发现,图3改型轴套其中第5道工序(即修边)可以不用车削加工方法来切去拉深后工件口部不平齐部分,考虑到铝的塑性好且零件壁部厚度较小,可以采用挤边的方法来去除[4、5]。实验发现,挤边效果良好,零件口部平齐。新工艺以挤边取代修边(车削),便于在模具上实现切除拉深后口部不平齐的材料,从而为将各冲压工序有机整合在1套模具上、实现全自动生产。
基于以上分析,对原有生产工艺进行了改进(图4):落料拉深→拉深→拉深→变薄拉深→变薄拉深→挤边→缩口→卷边。
另外,根据文献[6],生产轴套类产品若采用带料连续拉深级进模,生产效率虽高,但材料利用率较低,模具制造和维护难度都很大。为了充分降低轴套的生产成本,设计了一套全自动冲压模具,该模具采用简易机械手换位,可将各冲压生产工序有机组合起来,从而实现了轴套生产的连续自动冲压。该模具克服了原有生产工艺的缺点,具有生产效率高、产品性能稳定、节约原材料和操作安全等优点。
(a)落料拉深(b)拉深(c)拉深(d)变薄拉深(e)变薄拉深(f)挤边(g)缩口(h)卷边
3 结束语
改进后的轴套冲压成形工艺及模具具有以下几个特点:
(1)节约原材料。工艺改进后原材料约节约39.5%。
(2)生产效率高。原有生产工艺所用6套模具及一台车床均采用人工操作方式,生产效率低下,单班日产量约3000～5000件;而新设计的模具采用了全自动操作方式,若每天按单班8h计算,日生产2.4万件以上,大大提高生产效率。
(3)冲压安全性高。新设计的模具采用了全自动操作方式,可大大降低冲压人身伤害事故的发生概率,从而提高操作的安全性。
(4)产品质量好。因新工艺采用了变薄拉深工艺,同原有生产工艺采用普通拉深相比,可提高产品的表面质量,且产品壁厚均匀。
参考文献
[1]赵婷婷.多次拉深工序件的CAD自动实体建模方法.锻压装备与制造技术[J],2005,40(5):96-98.
[2]王正华.油壳成形工艺及模具设计.锻压装备与制造技术[J],2009, 44(4):82-83.
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[4]张如华,赵向阳,章跃荣.冲压工艺与模具设计[M].北京:清华大学出版社,2006.
[5]王苏平.冲压模具设计结构图册[M].北京:化学工业出版社,2005.