吨位 行程次数 装模高度 600吨 工作台尺寸 最大封闭高度 3048mmX828mm 11(8)次/分 1219mm 203.2mm-965mm 气垫数量 2 滑块尺寸 3048mmX828mm 滑块行程 508mm 气垫行程 气垫能力(吨/个) 254mm 45.63 顶杆位置的分布
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4. 拉延模结构设计
本设计中,汽车大地板左右梁要经过拉延、修边和冲孔两道工序,拉延工序是其中最重要的工序,经过拉延后,直接得到零件的形状和尺寸,对其精度要求比较高,也是在零件成型过程中的第一道工序,按照工序的要求,我们将首先进行的是拉延件的模具设计。
汽车覆盖件拉延模可分为单动拉延模和双动拉延模两大类。单动拉延模在单动压力机上使用,上模是凹模,下模是凸模,也称为拉延模的倒装,中间的压边圈通过弹簧、橡皮或气垫获得压边力。单动拉延模的特点是结构简单、造价低。双动拉延模在双动压力机上使用,双动压力机上滑块分内滑块和外滑快两个部分,上模固定在内滑块上,压边圈固定在外滑块上,压边力由外滑块获得。双动拉延模的特点是压边力大,便于调节,且压边力是刚性的,压边稳定可靠;行程大,可拉延深度大的拉延件。一般用于拉延成形型面复杂落差大、表面质量要求高的大型零件。
形状简单、拉延深度不是很大的汽车覆盖件一般采用单动压力机来成形。根据汽车大地板左右梁的特点,本设计适合采用单动拉延模。
单动拉延模的工作原理
①在压面料上进行毛坯的定位; ②上模在压力机作用下向下运动;
③压边圈上的毛坯首先与上模的压料面部分接触,在压边力的作用下,毛坯压料面部分被压住;
④上模继续向下运动,开始与凸模接触,毛坯开始被挤进凹模型腔,开始拉深成形过程;
⑤零件内部的局部形状在拉延成形的后期成形; ⑥压力机上滑块到达下死点时,拉延成形过程结束; ⑦压力机上滑块回程,带动上模作回程运动;
⑧零件在顶出装置的作用下被顶出,工人取出拉延件。
拉延模的凸模、凹模和压边圈是配套制作的,尺寸都比较大,形状不规则,比较复杂,我们一般都采用铸造的方式成型,既降低了制作成本,又提高了成型效率。在铸件上把非重要部分进行掏空设计,节约材料,降低成本,又能减轻拉延模的整体重量,方便装模和模具的搬运。掏空设计后,为了增强模具和模架强度和刚度,应设置加强筋。模具和模架的壁厚一定要尽可能均匀,否则会因为材料的冷却速度差别过大,容易产生热应力,铸件薄厚连接处会产生裂纹;避免厚壁处形成金属聚集的热节,致使厚壁处容易产生缩孔、缩松等缺陷。在设计铸件壁的连接或转角时,要求铸件壁间转角处有适当的结构圆角或者45度倒角,尽力避免金属的积聚和内应力的产生。为了避免锐角连接,厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡。交叉接头尽量采用丁字交叉,避免采用十字交叉。
由[3],查得拉延模具凸模与凹模之间的间隙一般取料厚或1.1料厚,这里取1.1料厚为间隙。为防压边圈与凸模摩擦或碰撞,压边圈与凸模工作部分要留有一定的间隙,根据具体情况,本设计取4-5mm。
筋板设置应注意的问题
1、当有多条筋条交汇在一起的时候,应尽量避开多筋条交汇点,避免因铸件局部缩松而影响铸件强度;
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2、当筋板呈锐角交汇时,为避免因锐角处型砂强度不足而发生粘砂,应改成圆角交汇;
3、当遇到不等厚筋板交汇时,为避免铸件因冷却不均而引起铸件开裂,应将交汇点做成内倒角状,以扩大其接触面积[13]。
模具材料的选用
冲压模具材料的选用在在模具设计过程中也是需要重点考虑的,影响到模具能否正常工作和模具的使用寿命。压力机给冲压模具提供很大的冲模力,模具要受到较大的冲击,接触部分也会有磨损的现象,加上模具长时间工作,肯定会引起模具温度的变化,凹模和凸模尤为明显,这就需要模具材料应具备以下特点:良好的耐磨性能、抗冲击能力强,热变形应该小,淬透性,因为是铸造成型,流动性一定要好,铸造成型后还要对
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模具进行机加工,机加工性能一定要好,而且也要考虑材料的经济性,要价格便宜,采购方便等。
模具上模、下模和压边圈采用铸造结构。在拉延模中,一般采用的铸件材料有合金铸铁、球墨铸铁和灰铸铁。与其他铸铁相比,灰铸铁价格便宜,应用广泛,起产量占铸铁总产量80%以上灰铸铁成分大致范围如下:
2.9%~3.2%C,1.0%~2.5%Si,0.5~1.4%Mn,P≤0.15%,S≤0.120%。
灰铸铁的由于有石墨的存在,有优良的减振性,是制造模座的好材料;石墨本身又是良好的润滑剂,耐磨性好,机加工性也好。本设计采用高强度灰铸铁HT300,30mm最低抗拉强度为300MPa,金相组织为铁素体+片状石墨+珠光体。HT300为珠光体类型的灰铸铁,强度高,耐磨性好。
铸件在机加工前,需进行一次去应力退火,即人工时效处理,避免由于内应力的存在使铸件容易产生变形甚至开裂。
铸件工作部分和导向部分表面在机加工后用快速加热的方法进行淬火处理,淬火后硬度为50~55HRC。
4.1 凸模的结构设计
凸模是零件能否成型的重要部分,凸模的外轮廓就是拉延件的内轮廓,其轮廓尺寸和深度即为产品图尺寸,从而凸模的质量直接决定了冲压件质量的好坏。在凸模的设计中,通常采用的是两种形式:整体式和组合式。凸模和下模座连在一起,一起同时铸造出来,称为整体式;凸模和下模座分开铸造,最后装配拼合在一起的加工形式,称为组合式。汽车大地板左右梁拉延模的凸模结构与一般的拉延凸模结构相似,覆盖件上的装饰棱线、装饰筋条、装饰凹坑、加强筋、装饰凸包、凹坑等局部形状,一般都是在拉延模上一次成形。因为汽车大地板左右梁轮廓尺寸比较小,相应地,凸模的尺寸也比较小,不能进行内部挖空处理,凸模与下模座各处厚度不均,一起铸造会产生应力集中,所以本次设计采用组合式,并在凸模四周同时铸造出用于与下模座固定的法兰,拉延凸模由键槽定位,用M16螺钉连接。
凸模的UG三维设计步骤如下所示: 1、首先对所给的片体零件进行缝合,公差设置为0.05,太大了会影响零件的精度,太小缝合受阻。汽车大地板左右梁自身带有凸缘,进行凸模的拉伸,点击“拉伸”命令,设置好参数,完成凸模的拉伸,如图6所示。
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