压力控制器阀盖深件成型工艺改进及模具设计方案

1、压力控制器阀盖拉深件成型工艺改进及模具设计-机械制造论文压力控制器阀盖拉深件成型工艺改进及模具设计周林军1，李林鑫1，任小鸿1(四川化工职业技术学院，四川泸州，646005)摘要：针对压力控制器阀盖加工过程中难以满足形位公差要求、易拉裂 等质量问题，对原有单冲模具成型工艺进行了分析，发现原工艺中采用“落料拉 深一二次拉深-切边、冲中孔-冲凸缘孔”四副单工序模具的加工方式，会使毛 坯在各工序模具重复定位时精度降低，导致产品成型质量不高，且生产效率低， 生产成本高。为了解决上述问题，通过优化设计，将原有单工序加工方式改进为 连续成型工艺，并根据工艺设计出连续级进模具。通过试制与批量生产，产品生产效

2、率提高了 5倍以上，有效提高了零件的加工质量，降低了操作人员的工作强 度，完全满足压力控制器阀盖的批量生产要求。关键词：压力控制器；阀盖；拉深；工艺；模具。Pressurecon trollervalve Gellar deepmoldi ngprocessimproveme nt and mold desig nZhou LinJun ，Li LinXin ，Ren Xiao Hong (Sichua n vocati onal college of chemical tech no logy，Luzhou Sichua n, 646005) Abstract: For pressureco

3、n trol valve cover process ing difficult to meet the shape and positi on tolera nces,easy to crack and other quality problems, the origi nal single-shot molding process were analyzed and found thatthe original processin a“ BlankingDrawing The secondFodrawing f Trimmingf Punch in the holef Conflict e

4、dge ofthe holedeputy sin gle-step mold process ing methods, will reduce the accuracy of the rough mold process isrepeated at each locati on, result ing in moldi ng quality is not high, and low productivity, high product ion costs. To solve the above problem, by optimiz ing the desig n of the origi n

5、al sin gle-step processing methods to improvethe continuous molding process, and according to the technical design of the continuous progressive mold. Throughtrial and mass product ion, product ion efficie ncy is improved by more tha n five times, to effectively improve partquality and reduce the wo

6、rk inten sity of operators, to fully meet the pressure con trol valve cover product ionrequ ireme nts.Keywords: pressure controller； valve cover; ； drawing ； process ；die1产品结构及工艺分析压力控制器阀盖在压力控制器中用于连接压力接头与阀体的作用，压力 接头固定在阀盖上，如图1所示。阀盖与阀体承受一样的压力，同时又要保证 连接稳定不漏气。图2为压力控制器阀盖产品图，材料为SPEC（深冲光泊料）， 料厚1.5mm。该产品为带凸缘

7、筒形拉深件，最高拉深高度为29.5mm，筒形壁与凸缘非圆角过渡，拉深时，筒壁与筒底过渡圆角处容易拉裂，根据筒形结构， 方形凸缘上的孔是装配孔，有尺寸和位置度要求，所以，凸缘外形边和产品上所 有孔都在拉深成形后冲裁。产品展开的最大毛坯尺寸为 D，计算方法如下:D * 4 J.t d,护理餅+,W 3如”旺时P朋44K4'i叽Fi坷豪*；r<4i*- -hiXfir一一电录分岂底过鉄隨対耳小 沖fid工方ft.电堺尺产骷总的拴澤点斂为r h=M：4片叭令斗時詞12.LttaftmjfWi# Ij=r+£ Od-IL iTShiS.1 ujta,产品雀“豊44 2氷特譚t陀

8、冷卄品五帳枪舉"舟住>!"療混鞫蠡（常 盘嶽事就楼挥）1-* ISd«1 0 -Q 1ft* - OS0 $ 7 13p 1A * 曲0 4S-C. 9G：i 0301Q S3-13 53fl. 3S-3 as6 Sap uH scrfi. 63&20 廿P. 750.冷a Tt(LTMlSfl. TSP KftlCrt.s;乩:g T®：! & ：M 污3900. ®l-0. S3&.K>0.S4O.KH3.K!'|0,anGLfi3. HF S3a.as-«i-96Q. S&-C

9、. B7CLBT.sa2产品的工艺改进该产品原工艺采用的是“落料拉深一二次拉深一切边、冲中孔一冲凸缘 孔”四道单工序成型，采用单冲模生产需采用四套模具生产，在工序间定位时， 因人为因素，使定位精度差，产品质量稳定性较差，合格率只有约 90%，而且 生产率低，每小时生产 300400pcs，难以满足生产要求。为了解决以上所 述问题，对生产工艺进行改进，计划采用用级进模生产，提高质量稳定性和生产 效率，降低生产成本。2.1原工艺设计及生产效果原生产工艺为：第一工序是开料、拉深，开料的板材宽度100mm，步距98mm，为了一次拉深就能达到产品高度，开料工件尺寸设为直径94mm，凸模直径38.1mm，

10、拉深高度为30mm，凸模圆角R5,凹模圆角R8。第二工序整形，整形后高度为29.5mm ,凸模直径37.9mm ,凸缘与筒壁的过渡区根 据产品结构仿形加工凸模，凸模圆角半径为R4。第三工序切边、冲孔，此工序将凸缘的边缘冲裁为边长45mm 的方形，将圆孔底部直径为8.9的孔冲出，冲 头直径预留磨损量，直径为9.05。第四工序冲凸缘上的四个孔，孔直径为3.8mm， 冲头直径设为3.87mm。经过实际生产，单冲模的生产效率局限于最低生产效 率的工序，第一工序在正常生产状态时效率最低，平均每小时生产350pcs，这个生产效率难以满足生产要求。由于第一、二工序成形后，工件外形发生变化， 边缘的不确定性，

11、使工件在第二、三工序的模具上定位也不确定，容易生产出费 品，费品率达15%。四个工序，需要增加四个操作人员，人力成本大，人为因 素的不确定性会增高费品率，还可能进一步降低生产效率。2.2工艺优化设计为了提高生产效率和保证产品质量，对产品的生产工艺进行优化，采用 级进模生产工艺替换单冲模生产工艺，改进的工序图如图3所示。料带宽度102mm，步距93mm，材料利用率提高了 3.2%。料带采用双边导正，导正孔 直径5mm，保证了后序生产定位的准确性。图3中第、工序使拉深毛坯料 与料带隔离，且与料带保持连接，毛坯料直径89mm。图3中第工序为首次拉深，拉深高度22.5mm，凸模筒壁直段直径为52mm，

12、凸模圆角半径为R5， 拉深系数0.58，从表1中可查知，此工序符保拉深要求。图3中第工序第二 次拉深，拉深高度31.4mm，凸模筒壁段直径37.9mm，圆角半径为R4，拉 深系数为0.73，符合拉深要求。图3中第工序空步，为以后改善模具预留工 位。图3中第(11)、(12)工序为两序整形工序，整形高度都为29.5mm，凸模筒壁段直径37.9mm。图3中第(14)工序冲孔，冲五也圆孔。图3中第(15)、(16)工序飞 边，冲裁凸缘边缘。图3中第(17)工序出产品，禾I用料带将产品推出模具，同时 将料带切断。其余工序为空步工序，主要用于隔开工作工序，加强模板强度。2.3级进模具设计图4为新设计的级

13、进模具总装图，模具总长1840mm,宽470mm,闭 合高度541mm,上脱料板生程为25mm，采用250吨位的双曲柄冲床生产。 生产前，料带在自动送料装置的控制下沿导料板和导料销的导料槽均匀地从左往 右送，步距为93mm ；开模时，导料销将料带托在模板上方 35mm 处，保证顺 利送料；第1工位在料带两侧冲出两个直径5mm 的导正工艺孔，随后在32个 导正钉的精确定位下，逐工位的进行撕开、拉深、整形、冲孔和飞边等的工序冲 压工作；切断后的工件在料带的推送下滑出模具。模具中的下模板、上垫板、止档板和脱料板均采用 Cr12钢，热处理要 求硬度达到HRC52，其余的模板和垫板采用 A3钢。拉深、整

14、形的凸模和凹模 的材质采用DC53，热处理要求硬度HRC60HRC62 ;冲孔冲头和冲孔镶件 也采用DC53,热处理要求硬度HRC60HRC62 ;其余与料带或工件相接触 的镶件用Cr12钢。2.4改进后的级进模实际使用效果通过试制与批量生产，采用级进模生产，生产率提高到平均每小时1800pcs，废品主要出现在调模阶段，废品率可控制在0.3%以下，人员只需一 人，人力成本明显下降，减少模具和人为的不确定因素，产品质量显著提高。模 具实物和产品实物图如图5所示图3级逬模生产7：序图3结论通过合理的排样设计、模具结构的优化设计，级进模生产工艺完全能满 足压力控制器阀盖零件的生产要求，其特点如下：（1）拉深零件在生产过程采用级进模具，材料利用率提高，且操作灵 活自如；（2