一、引言
圖1所示零件，材料為08F，料厚為0.75mm,公差為I TI 3。原來(lái)成形的方法是:先將兩折冷沖壓部分成形，再焊接成圖1所示形狀�，F(xiàn)采用不需焊接的冷壓成形法進(jìn)行成形。冷壓成形有3種途徑:
圖1 零件圖
H;k-@J
V0/O
T~gS8
一是冷沖壓拉延折彎的方法;二是旋壓法;三是拉延與旋壓結(jié)合法。純粹用冷壓成形，在折彎頂部形狀時(shí)，很難用模具實(shí)現(xiàn);用旋壓的方法成形是沒有問題，但效率低，也不可取;采用旋壓與拉延相結(jié)合成形法，拉延成形拋物面形，頂部折疊采用旋壓成形，是一個(gè)比較適合的方案，因此采用第3種方案。其工藝路線為:拉延成形一修邊一旋壓折邊一沖孔翻邊一攻絲，即完成零件制作。下面對(duì)該件的翻邊成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)介紹如下。
1.確定小孔翻邊是否需要沖預(yù)制孔
該件料厚為0.75mm屬薄壁零件，由于要用自攻螺紋連接，為增加連接螺紋扣數(shù)才需要翻邊的。是否要制預(yù)制孔，也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)有的企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)厚度為0.8mm，自改螺紋可以不翻邊。該件料厚為0.75mm，十分接近0.8mm，且螺紋直徑為M3，翻邊后肯定會(huì)遠(yuǎn)大于0.8mm。因此，對(duì)于翻邊高度不作要求。M3螺紋底孔直徑為 ，屬小孔翻邊，不要沖預(yù)制孔。如果沖預(yù)制孔，翻邊豎邊高度會(huì)整齊些。但沖孔凸模直徑很小，對(duì)沖孔和翻邊都會(huì)帶來(lái)很多麻煩。
小凸模沖裁，特別是翻邊定位問題，可以講幾乎難于解決。如果不沖預(yù)制孔，可以保證翻邊高度而且定位不成問題，操作也十分方便;但翻邊豎邊可能會(huì)高度不一致，且對(duì)有的材料會(huì)有裂紋現(xiàn)象存在，根據(jù)08F鋼材料的機(jī)械性能分析，其強(qiáng)度極限與流動(dòng)極限對(duì)比，產(chǎn)生裂紋的可能性不太大，且根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，除豎邊高度不一致外，可能會(huì)有裂紋痕跡，但并不影響伸用.因此決定不沖預(yù)制孔。
2 翻邊力的計(jì)算
翻邊力為：
此時(shí)預(yù)制孔的直徑為 則 aA3KJa
F=1.1×3.14×200×0.75×2.4=1243(N)
該處的翻邊是大間隙翻邊，且是無(wú)預(yù)制孔翻邊。翻邊變形是先刺穿鋼板，然后再翻邊;刺穿鋼板力不大。當(dāng)大間隙翻邊時(shí)，可降低30%-35%的翻邊力，則翻邊力為810-830N。實(shí)際翻邊力還小于該值。此為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。
圖2 模具結(jié)構(gòu)
1.模框2.下�？�3.上模壓塊4.支承螺栓5.彈簧擋板6.凹�；瑝K7.螺母8.圓螺母9.凸模橡膠10.固定板11.凸檳 12.上模板13.上模推桿橡膠14.上模推桿15.退(壓)料螺桿16.壓板17.凹�；瑝K導(dǎo)向塊18.彈簧19.彈簧軸20.匹模滑塊支承塊21.中間壓料塊22.退料桿23.下模板 >xK!J?!K
圖3 上推桿作用
1.上端桿 2.彈簧墊圈 3.中間桿 4.壓料桿
au~}s |#
三、模具結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理
1.模具結(jié)構(gòu)
模具結(jié)構(gòu)如圖2(左圖為裝配圖，中圖和右圖為件5、6、17等裝配時(shí)的局部放大圖)所示;上模推桿(件4)結(jié)構(gòu)如圖3所示。
2.模具動(dòng)作過程
先將修邊后成形的毛坯放入下�？颍止喊逋葡蛎鳎姑鞣牌�，同時(shí)也可檢驗(yàn)毛坯是否放平，上模推桿組件和凸模下降，當(dāng)凸模還未接觸手壞前.卜椎桿繼續(xù)下行.帶動(dòng)凹模滑塊組件3、20、21等壓住被加工毛坯，再繼續(xù)往下行時(shí)，凹�；瑝K垂直方向不再運(yùn)動(dòng)，上模推桿繼續(xù)下行，帶4凹�；瑝K徑向向外運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位置，并對(duì)毛坯端面起支承作用。當(dāng)翻邊凸模接觸坯料并且翻邊，此時(shí)的上模推桿則不能下行，上模推桿壓縮上模推桿橡膠相對(duì)上模板作向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)翻邊完成后，凸模上行，當(dāng)凸模完全離開毛坯后，上模推桿在橡膠力的作用下，上模推桿與固定板端面接觸，機(jī)床繼續(xù)上行時(shí)，上模推桿上移6.75mm,凹�；瑝K在彈簧的作用下同樣移動(dòng)6.75mm距離回復(fù)到初始狀態(tài)產(chǎn)品可以退出(此時(shí)，上模推桿斜面仍與凹�；瑝K斜面接觸，并是凹�；瑝K行程終止位置)。上模推桿繼續(xù)上行，帶動(dòng)凹�；瑝K上行。當(dāng)上模推桿及組件完全離開毛坯后，轉(zhuǎn)動(dòng)壓板、頂料機(jī)構(gòu)將毛坯頂出完成產(chǎn)品的制作。沖下一個(gè)零件前，頂料機(jī)構(gòu)回到原始位置，重復(fù)上一次循環(huán)。
3.移動(dòng)凹模鑲塊尺寸的計(jì)算
毛坯端面入口尺寸為φ76.5mm,凹�；瑝K收攏尺寸為75.5 mm較為合適，徑向外擴(kuò)的最大尺寸為94mm，則移動(dòng)的最大距離為:(94mm-75.5mm)/2=9.25mm，翻邊孔中心距為85.5mm,翻底孔為q)2.4mm，故85.5mm+2.4mm-87.9mm≈88mm稍微擴(kuò)大點(diǎn)為89mm。可使凹�；瑝K移動(dòng)距離大于孔的邊緣，滿足翻邊要求尺寸。其移動(dòng)距離為:(89mm-75.5mm)/2-6.75 mm。上模推桿角度為45°，當(dāng)凹模滑塊向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，其兩凹�；瑝K邊的距離為:(6.75mm×0.707mm)×2=9.54mm。
4.設(shè)計(jì)說明
(1)為了使翻邊力不全部作用在滑塊導(dǎo)向塊上，故在推桿中部增加一圓螺母，將滑塊壓住，使翻邊力作用在圓螺母的端面，這樣不會(huì)影響運(yùn)動(dòng)和間隙，使工件翻邊工序平穩(wěn)進(jìn)行。圓螺母為M52×1.5,寬度為11.5mm(非標(biāo)準(zhǔn)件)。
(2)固定板與上模推桿采用H7/h6間隙配合，且導(dǎo)向部分稍長(zhǎng)點(diǎn)，避免上模推桿擺動(dòng)，滑板導(dǎo)向塊的間隙也要調(diào)整為H7/ h6間隙配合并要磨光，以減少摩擦。
(3)工件經(jīng)過修邊和旋壓成形后，內(nèi)邊還可能有毛刺，為使凹模滑塊向外伸時(shí)，能順利插入工件下端面，凹�；瑝K外緣處要有倒角，并且要求凹�；瑝K與工件下端面留有0.03mm左右的間隙，以利于滑塊能運(yùn)載順暢。由于間隙很小，故也不會(huì)影響翻邊的效果。
(4)前面計(jì)算出凹�；瑝K間距離為9.5mm,翻邊后豎邊的外徑為3.9mm，從以上的數(shù)據(jù)可知，此時(shí)曠沖孔翻邊與平時(shí)用凹模翻邊時(shí)情況不一樣，沒有凹模使翻邊豎邊成形，而只是靠凸模下行時(shí)成形，為了仗豎邊成形，凸模直徑可稍為大一點(diǎn)，使用設(shè)備為油壓機(jī)在成形時(shí)稍微停頓一下以便豎邊形狀穩(wěn)定。
(5)在沖孔翻邊時(shí)，8mm折邊處會(huì)受力而使豎邊變形，但此時(shí)翻邊凸模處有壓縮橡膠作用在豎邊處起到加強(qiáng)豎邊的作用，使其不變形。
(6)該種方法生產(chǎn)沖孔翻邊后的產(chǎn)品，比不上有完整凹模成形的精度，但能滿足使用要求，端面圓角稍大，但不影響使用，用自攻螺絲聯(lián)接后，端面能密合。該工藝與一般沖壓相比效率雖然低些，們?nèi)圆皇橐环N高扮率的工藝。
