大型顺槽皮带输送机托辊轴端盖成形工艺研究

大型顺槽皮带输送机托辊轴端盖成形工艺研究

1顺槽思想钻机图1显示了大型露头扭转箱的主辊轴的端盖。零件采用7公里长的大型顺槽胶带运输，每台机器需要140000多台。原制作工艺是:毛坯落料※拉深成形※冲孔※翻边4副单工序模具成形,占用人员多、设备多、效率低,经过多种设计方案的比较,选定了如下介绍的1副5道工序合一的复合模,经试验改进,效果较好。2次拉深、翻边成形零件外形比较简单,转角处都是R2mm圆角过渡,也没有形位公差要求,材质为Q235钢,其冷冲压性能优良外圆与内孔有一定的间距所以复合模的凸凹模壁有足够的厚度,能够满足强度要求,因此,冲压图1所示的零件,有条件选用集落料、成形、冲孔、翻边和修边的复合模。虽然具备以上条件,还要计算能否一次完成拉深及翻边成形的要求。第1步:计算拉深工艺的落料尺寸D。D按零件材料的中心线尺寸计算,经查模具设计手册:式中:a=1.72×2.75×63.5;b=4×63.5×19.25。拉深系数m=d/D=63.5/92.828=0.684。材料相对厚度t/D×100=1.5/92.828×100=1.61。依据计算得出的结果,查表得知,首次拉深系数最小值为m=0.5~0.53,而计算得出的实际拉深系数0.684大于首次极限拉深系数,所以该零件能够满足一次拉深成形。第2步:设计翻边工艺。冲孔直径d0=d1-2(h1-0.72t-0.43r)=26.5-2(6.25-0.72×1.5-0.43×2.75)=18.54mm。翻边系数K=d0/d1=18.54/26.5=0.70。相对直径d0/t=18.54/1.5=12.36mm。经查表得出最小翻边系数而计算得出的翻边系数0.70大于0.55,所以可以一次翻边成形。3上模冲压工艺模具结构如图2所示。模具1次工作行程完成5道工序,所以有些零件具有多种功能,例如,落料拉深凸凹模17又被用来做拉深凹模,拉深凸模3又被用来做冲孔和翻边凹模,工作零件12用于冲孔和翻边及修边的凸模。带台阶的零件3为冲孔和翻边的凹模,上顶件块16在弹簧的作用下与下顶件块同时分别起到翻边及拉深的压料作用,以防止制件出现皱折。为了坯料的送进及卸料和废料漏料方便,设计中将冲孔凸模12,落料拉深凸凹模17,上顶件块16及卸料板15安装在上模上,落料凹模18,拉深翻边兼修边凸凹模3安装在下模上,这样比较科学合理。在生产实际中将剪好的96mm×1.5mm的矩形板料放在凹模18上的导料板22之间(双边各留1.5mm的搭边量),定位钉与落料凹模18边缘之间的搭边距离,经查表留取1.2mm。冲床滑块带动上模冲压时,落料拉深凸模17首先与落料凹模18接触完成落料,然后继续向下运动,落料拉深凸凹模3与拉深翻边及修边凸凹模17开始在下顶件块19及上顶件块16压紧下进行拉深,当拉深过程将完成时,冲孔翻边凸模12对圆筒形制件进行冲孔,上模继续下行,工件在上顶件块16的压紧状态下完成内孔翻边,当内孔翻边结束时,凸模12与带台阶的拉深翻边凸凹模3进行挤切修边,至此就完成了落料、拉深、冲孔、翻边和修边5道工序。当上模回程时,由卸料板15对原材料进行卸料,上顶件块16和下顶件块19完成出件,挤切修边的毛刺废料从拉深翻边凸凹模3中间孔落下来,至此整个冲压工序全部完成。按模具工作的先后顺序,落料凹模18的落料工作面应比拉深凸凹模3表面高出3mm,这样可实现先落料后拉深,同样,为避免拉深工序未结束前就开始冲孔翻边,冲孔翻边凸模12的下端面比落料拉深凸凹模17的下端面缩短(17±1)mm以保证在工件拉深后再进行冲孔、翻边和修边工序。4模具压料及制作(1)拉深翻边凸凹模3及冲孔翻边凸模12是该副模具中比较关键的工件零件,由它们先后完成冲孔、翻边、修边3道工序;拉深翻边凸凹模设计成台阶式如图3所示。一是克服拉深过程中摩擦力大的问题,二是解决翻边时在转角处弯曲应力大而导致反弹,造成25mm内孔边沿下端口出现喇叭口现象。冲孔翻边凸模设计成90°锥角,翻边凸凹模之间的间隙单面控制在1.2mm,以满足成形后的拉深件侧壁变薄而成为直壁,修边间隙对修边后质量和模具寿命影响较大。冲孔翻边凸模12与拉深翻边凸凹模3双边间隙过小,则对模具的导向精度要求较高,而且模具寿命相对低,如两者间隙过大,则制件翻边口部毛刺偏大,经实验,取双面间隙0.17mm比较合适。(2)拉深翻边凸凹模3和落料凹模18用固定板2固定,因固定板一次装夹,在车床上加工出用于固定拉深翻边凸凹模3和落料凹模18,所以能够保证同轴度要求。为减小更换落料凹模18的装配误差,可再加装锥形定位销固定,以保证同轴度。下模装好后,再装上模,在拉深翻边凸凹模3与落料拉深凸凹模17之间及落料凹模18之间用铜皮调匀间隙,再固定上模,同时打锥形定位销,并用锥形定位销定位。为获得合格的冲压件,在拉深外筒时,必须注意控制好冲压翻边前的拉深深度,不能过早进行冲孔、翻边,以保证拉深在修边之前结束,否则修边会影响制件的翻边高度,因此,必须控制好落料、拉深、冲孔、翻边及修边的前后顺序。即:落料完成后拉深,拉深中途才开始冲孔、翻边,全部拉深完成后再修边。必须特别注意合理设计各工作零件之间的相互高度使其满足冲压出合格制件的要求(3)为了使卸料板15、上顶件块16及下顶件块19能分别在落料、翻边及拉深过程中起到压料作用,全部采用弹性卸料及出件装置。为此,必须经计算后合理确定各弹性工作零件的规格,以确保有足够的弹力能顺利卸料和出件,如模具下部、顶杆下端可选用可调式聚氨酯弹性装置,中间留落料孔,经实践证明件14橡胶板用聚氨酯橡胶板,比普通橡胶板耐用,寿命长达数倍,相对经济实用。(4)冲压工作零件材料的选用:拉深翻边凸凹模3、冲孔翻边凸模12、落料拉深凸凹模17、落料凹模18均采用CrWMn钢,热处理硬度58~60HRC。上顶件