端蓋沖壓工藝及模具設(shè)計

1引言
    端蓋是某通用機械上的一種零件，使用數(shù)量較多(每臺6—8件)，原為鑄鐵件，如圖1所示，其工藝過程為：鑄造——機加工(車、銑)，工序較多、生產(chǎn)周期長、材料消耗多、效率低、成本高，不能較好地適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。筆者經(jīng)過對該零件結(jié)構(gòu)及使用要求的分析研究，按照不降低使用性能為前提，將其改為沖壓件，如圖2所示。材料08F，厚度1mm，用沖壓方法完成零件加工。經(jīng)實踐證明，該工藝可行性好，效率高、成本低、經(jīng)濟效益顯著。

2 工藝分析及工藝方案的確定
    沖壓是機械制造業(yè)中一種較先進(jìn)的加工方法，與切削加工相比，具有材料利用率高、制品力學(xué)性能好，互換性強、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。在經(jīng)濟、技術(shù)兩方面郁具有很大的優(yōu)越性，把鑄造件改為沖壓件，目的是為了提高牛產(chǎn)率，降低成本，增加經(jīng)濟效益，但是否可行，需要具備如下條件：①制品改進(jìn)后須不降低原使用性能要求；(2)制品須具有相當(dāng)?shù)纳�產(chǎn)批量(每月2000件)；(3)改進(jìn)后的制件應(yīng)具有良好的沖壓工藝性。經(jīng)對原制件進(jìn)行認(rèn)真分析認(rèn)為可行，改為圖2結(jié)構(gòu)，分析其沖壓工藝性，主要上藝難點在于4個凸臺的成形，其相對高度較人，凸臺之間距離又相對小，因此，在成形過程中，材料變形復(fù)雜，尤其足凸臺內(nèi)側(cè)及兩凸臺之間圓弧部分，材料補充困難，僅靠變薄拉仲難以達(dá)到要求，且易出現(xiàn)拉裂，經(jīng)充分考慮成形條件和沖壓工藝難點分析，提山改進(jìn)設(shè)計后沖壓工藝要點：①采取預(yù)沖中心孔，以改善4個凸臺內(nèi)側(cè)及凸臺之間的材料流動；②將毛坯下成方形，以便四角從外側(cè)補充4個凸臺用料，⑦采取先將4個凸臺拉伸到一定高度時再落制件外圓料的方法，使得在拉仲過程中材料易于得到補充日外圓相對準(zhǔn)確(后一工序進(jìn)行前，不必再修外圓邊)。
綜合上述分析，確定沖壓工藝過程如下：用兩個復(fù)合工序(2副模具)完成對該制什加。第一道工序：沖山心預(yù)孔-拉凸臺斗-落料。第二道工序：沖孔(修內(nèi)孔邊)。

3模具結(jié)構(gòu)
3.1 沖中心預(yù)孔拉伸落料復(fù)合模
    沖孔拉伸-落料復(fù)合模如圖3所示，采取后側(cè)滑動導(dǎo)向模架，正裝式結(jié)構(gòu)。其工作過程是：開模狀態(tài)下，先將板料放在落料凹模3及沖孔凹模4上，擋料銷6定位，起動壓力機，滑塊F行，彈壓卸料板7在彈簧9的作用下將板料壓緊，隨著滑塊的下降，對板料先沖中心預(yù)孔，隨后拉仲4個凸臺，當(dāng)凸臺拉伸墓本成形即拉仲深度為5mm后，落料凸模10與落料凹模3開始落料，滑塊繼續(xù)下行至下死點，對于件進(jìn)行鐓壓校形�；瑝K間程，彈壓卸料板7將廢料卸下，打料板16將制件推下，中心預(yù)孔廢料從下模中漏下，完成第一道工序的加工。
3．2 應(yīng)當(dāng)注意的問題
    沖孔-拉伸斗落料復(fù)合模裝配須保證。開始工作的順序為：沖中心預(yù)孔-拉伸4個凸臺-落料，即圖3中下模中件3、件4上平面下齊時，上模件15下下作面最低，件10成形凸部分次之，落料凸模(件10的外部)最高。
    壓、卸料部分經(jīng)試模調(diào)整應(yīng)保證壓邊及卸料力適當(dāng)，動作順暢，功能滿足模具工作要求。

3.3 沖孔(修內(nèi)孔邊)拉伸復(fù)合模
    沖孔(修內(nèi)孔邊)-拉伸復(fù)合模如圖4所示，采用后側(cè)滑動導(dǎo)向架，倒裝式結(jié)構(gòu)，用于完成內(nèi)孔修邊及外邊緣拉伸，其工作過程簡單，不再贅述。


4 結(jié)束語
    經(jīng)實際生產(chǎn)驗證，端蓋經(jīng)上述結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計及工藝改進(jìn)后，在完全滿足使用要求情況下，生產(chǎn)效率大幅度提高，制品尺寸穩(wěn)定性增加，材料消耗降低，制造成本累計降低20%。按單件節(jié)約2元，該型號產(chǎn)品產(chǎn)量5萬臺/年計算，則直接節(jié)約資金為：2元/件*(6~8)件/臺*5萬臺/年=60~80萬元/年，經(jīng)濟效益十分可觀。
    以上方法對類似產(chǎn)品具有一定的借鑒作用。運用同樣方法，該廠已經(jīng)對同系列零件進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)，效果良好。
    充分利用現(xiàn)代制造技術(shù)對傳統(tǒng)機械零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)、優(yōu)化設(shè)計、優(yōu)化工藝方法，是機械行業(yè)搞好內(nèi)部挖潛、提高效率、增加效益的重要途徑。