滚筒洗衣机外壳成形工艺与模具设计

1、󰀁模具工业󰀂2006年第32卷第11期35滚筒洗衣机外壳成形工艺与模具设计赵燕,刘光烨,李鹤,丁乃秀(青岛科技大学新材料研究重点实验室,山东青岛266061)摘要:介绍了洗衣机外壳加工工艺,设计出冲孔、翻边一次成形模结构,包括镶拼式结构,凸、凹模共用,减少了零件成形加工工序,缩短了模具生产周期,模具已投入生产,零件质量稳定,效果好。关键词:复合模;工艺分析;镶拼式结构中图分类号:TG386;TG385.2文献标识码:B文章编号:1001-2168(2006)11-0035-04Formingprocessanddiedesignfordrum_typewashi

2、ngmachinecaseshellZHAOYan,LIUGuang_ye,LIHe,DINGNai_xiu(KeyLaboratoryforAdvancedMaterialsResearch,QingdaoUniversityofScience&Technology,Qingdao,Shandong266061,China)Abstract:Theprocessingtechnologyofdrum_typewashingmachinecaseshellwasintroducedandapunchingandflangingcompositediewasdesigned.Theapp

3、licationofinsertorcompositestructuresharedbyforcepluganddieplatecaneffectivelyreducetheprocessingstepforcomponentformingandshortentheproductioncycle.Keywords:compositedie;technicalanalysis;insertorcompositestructure1引言图1所示滚筒洗衣机外壳零件外形尺寸较大,根据冲压成形工艺和零件的特点,模具大部分采用镶拼式结构,其中第3工序除了使用镶拼式结构外,还实现了冲孔、翻边一次成形,减少了

4、零件成形的加工工序,有利于模具的生产加工,提高了生产效率,缩短了生产周期,节约了生产成本。2工艺分析滚筒洗衣机大视窗外壳属于剪切、冲孔、拉伸、压形、折弯复合成形的零件,材料为0.8mm冷轧板。根据零件的特点和要求,可分5个工序来实现零件的加工成形,其中I处的圆形视窗是成形的关键部位之一。(1)剪切、冲孔、预冲孔。零件展开外形处的剪切,还有在图1中I处中间视窗预冲1个󰀁200mm的圆孔,满足材料流动和塑性变形的需要,有利于第2工序I处拉伸成形的实现。收稿日期:2006-05-25。作者简介:赵燕(1977-),女,山东新泰人,硕士研究生,主要从事模具方面的研究工作,地址:山东省青

5、岛市青岛科技大学东部校区558信箱,(电话(电子信箱)zyskyfree。图1零件图(2)拉伸、压弯、压筋。I处中间圆形视窗的拉伸,II、III上、下2处的压弯和IV处两侧加强筋的成形。(3)剪切、冲孔、预冲翻边孔、翻边。第2工序中拉伸、压弯成形处的冲孔和中间视窗圆孔预冲和翻边。36(4)折弯、压形、翻边。周边V处折弯(部分处使用斜滑块折弯成形)、II处翻边、压中间圆形视窗30!外形。(5)折弯。VI处折弯,零件成形。3工序模具结构第3工序除了使用冲孔、翻边1次成形结构外,还使用了镶拼式结构,凸、凹模共用等结构设计。零件展开尺寸为0.8mm874.8mm1620

6、83041;模具工业󰀂2006年第32卷第11期3.1镶拼式结构镶拼式结构广泛应用在大型模具中,通常模板外形复杂,不能形成统一的标准,可根据零件特点和设计经验灵活组合。第3工序模具采用如图3所示的镶拼式结构,上模镶拼结构和图中下模所示的结构类似。根据不同的功能和用途,每块模板的选材、加工方法和精度都有所不同。图3中模板A、B、C、D1、D2、E1、E2材料种类和尺寸根据实际需要有所差别,A板处于零件压弯处,为36mm230mm610mm的Cr12MoV,下垫板B、E1、E2因没有冲裁刃口,选用45钢,C(凹模板下因高度需要垫有45钢的垫板)、D1、D2由于冲裁需要,选用Cr12

7、MoV,机械加工、调质后线切割加工所需要的销钉孔、内导柱孔、冲裁mm。根据毛坯尺寸及工艺分析计算,选用2500kN压力机。模具闭合高度525mm,宽1000mm,长1880mm,总体结构如图2所示。图2模具总体结构图3下模镶拼结构图󰀁模具工业󰀂2006年第32卷第11期刃口。根据实际情况,各模板镶拼处留有一定的间隙,可避免各模板由于加工外形尺寸误差而产生的干涉现象,降低了对模板周边加工精度的要求。采用镶拼结构有利于模板的加工生产,节约成本,但同时增加了装配结构的层次。3.2凸、凹模共用37把凸模1、2固定到上模固定板上。由于不受机床累计误差的影响,切割后的凸、凹

8、模间隙均匀一致,在装模配模容易实现的同时,节省了模具材料和线切割加工时间与费用。3.3冲孔、翻边一次成形模为了减少零件的加工工序,节约成本,在中间圆形视窗处巧妙采用冲孔、翻边一次成形模,结构如图5所示。3.3.1圆形视窗展开尺寸计算根据中性层展开计算公式得:L=L1+L2+ !/180(R+X0)图3中A模板的凸模1、2可以和凹模板共用同一坯料,如图4所示。经过机械粗加工、热处理(5862HRC)后用电火花线切割机床加工,摆斜度󰀂=0.493!,分别一次割出,冲裁单边间隙为0.04mm的凸、凹模1和凸、凹模2。再通过销钉和螺钉图4凹模板图5冲孔、翻边1次成形模1.上模座2.螺钉

9、3.垫板4.固定板5.卸料螺钉6.导柱7.卸料板14.冲孔凸模8.卸料板15.凸模9.翻边凹模板10.垫板11.凹模板12.下模座13.销钉16.卸料板17.矩形弹簧18.冲孔、翻边凸凹模38式中:L1、L2 直线部分的长度,mm;! 弯曲角󰀂的补角;X0 中性层位移系数,通常小于0.5(查表取X0=0.36); 材料厚度,mm。计算可知,I处圆孔的展开尺寸为󰀁287mm,折弯处凸模尺寸为󰀁303mm。3.3.2主要零部件加工工艺(1)冲孔、翻边凸凹模。冲孔、翻边凸凹模的剪󰀁模具工业󰀂2006年第32卷第11期切内

10、圆刃口为󰀁287mm,外圆折弯刃口为󰀁303mm。可做成如图5中件18的阶梯状,以增加其强度。采用63mm350mm350mm的Cr12MoV板料,经机械加工、攻丝、热处理(硬度5862HRC)后,线切割󰀁287mm内圆和󰀁325mm外圆,以线切割的中心孔为基准,NC加工󰀁303mm的折弯处外圆台阶。(2)冲孔凸模。图5中凸模14材料为Cr12MoV,经机械加工、热处理(硬度5862HRC)后,线切割加工󰀁286.92mm外圆刀口,然后NC加工󰀁272mm的台阶外形。(3)翻边凹模。

11、图5中凹模板9材料为Cr12MoV,经机械加工、攻丝、热处理(硬度5862HRC)后,用线切割割销钉孔、预冲孔、󰀁304.6mm的翻边孔,然后以中心孔为基准,NC加工外形。另外,此外形还具有定位作用。(4)卸料板。图5中卸料板8用22mm310mm310mm45钢板料加工成形为外圆󰀁304.5mm、内圆󰀁272.1mm的阶梯状结构。卸料板16用25mm300mm300mm的45钢板料加工成直径为󰀁286.9mm的圆柱形状。卸料板7采用55mm548mm610mm的45钢板料,经机械加工、钻孔、钻穿丝孔、攻丝后,线切割加工内导柱孔、

12、凸模导向孔,然后NC加工所需要的外形,加工后结构如图6所示。3.3.3冲孔、翻边一次成形模工作过程模具工作时,将经过第1、2工序加工好的板料放在凹模板上,靠销钉和凹模板9定位。当冲床滑块下行时,内、外导柱首先进入下模的内导柱孔、外导套内导向,卸料板7、16随着模具下行,在矩形弹簧的作用下压紧板料,凸凹模18压着卸料板8下行,由凸凹模󰀁287mm的内圆刃口与冲孔凸模󰀁286.92mm外圆刃口冲断板料,完成圆孔的预冲。同时,凸凹模18的外圆刃口与凹模板9的内圆进行翻边。冲床滑块继续下行到所调校的闭合位置后,开始上行,在矩形弹簧的作用下,卸料板8上行顶出翻入凹模板9内的工件;卸料板16顶出落在凸凹图6卸料板7模内的废料,模具恢复到未闭合前的自由状态,完成整个冲压过程。4结束语使用冲孔翻边一次成形,镶拼结构减少了加工工序,降低了生产成本,提高了生产效率。模具投入生产,零件质量稳定,效果好。参考文献:1吴国相,孙丽华,李喜兵.用线切割设备一次加工出凸凹模J.煤矿机械,1999(4):30_31.2黄觉民.线切割加工与凸凹模设计J.模具工业,1994,20(1):30_32.3王朝阳,刘西林,张子公.大型镶拼冲裁模具结构CAD的研究J.模具工业,1997,23(4):3_8.书讯󰀁模具工业