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轉子沖孔落料復合模設計

轉子沖孔落料復合模設計


1 引言

復合模是指沖床在一次行程中,完成落料、沖孔等多個工序的一種模具結構。相對其他冷沖壓模具結構而言,它具有以下一些優點:①工件同軸度較好,表面平直,尺寸精度較高; ②生產效率高,且不受條料外形尺寸的精度限制,有時廢角料也可用以再生產。它的缺點是:模具零部件加工制造比較困難,成本較高,并且凸凹模容易受到最小壁厚的限制,而使得一些內孔間距、內孔與邊緣間距較小的下件不宜采用。由于復合模本身所具有的一些優點較明顯,故模具企業在條件允許的情況下,一般傾向于選擇復合模結構。圖1所示為某電機上的旋轉轉子片,應企業要求采用復合模結構生產。
2 產品簡介及工藝分析
圖1所示為某電機上的旋轉轉子片,材料為冷軋鋼板,料厚t=O.8mm,轉子片尺寸如圖1所示。技術要求工件無毛刺,尺寸精度高。轉子外形周圍裝卡電線使用,直徑為∮13.32mm的大圓孔過軸使用,4個小圓孔為轉子裝配重疊時定位用,1個小壓痕為定位使用。一個旋轉轉子由幾十個轉子片重疊而成,因此生產批量極大。應企業要求采用落料沖孔復合模結構設計。

由圖1尺寸可以看出,孔間距最小為13mm。查沖壓手冊資料可知,其刃口壁厚已經達到了最小厚度限制。故在設計復合模零件時,如何加工制造凸凹模,并能夠保證凸凹模有一定的刀口強度,使之符合企業的生產批量要求,是
模具設計及工藝編制時考慮的一個重要問題。

3 模具結構

圖2所示為轉子落料沖孔復合模結構圖。它采用沖床打料桿及頂出器卸料。彈壓板、定位柱負責將條料托起、定位。
沖裁時,落料凹模,凸模與凸凹模作用對壞料進行沖孔落料,回程時,打料桿在沖床滑塊的作用下對頂件器施加作用力將零件推出凹模型腔。

4 模具零部件設計

4.1 凸凹模設計與制造

凸凹模的設計是復合模的重點。它的設計有兩種方案:有肩式凸凹模和無肩式凸凹模。前者裝配時由鉗工直接壓進固定板并打入止轉銷即可,后者還需要鉗工進行鉚接。前者的優勢是鉗工的工作量小,模具的保險系數大。后者的優勢是加工制造起來相對簡單。轉子片落料沖孔復合模最終選擇了有肩式凸凹模結構。

凸凹模的加工工藝關系到凸凹模的整體尺寸精度和使用壽命的長短。由于內孔之間的最小壁厚已經達到了所要求的極限,在模具設計時漏料孔的設計加工頗費周折。一要保證漏料孔加工后達到一定的光潔度,以保證夠順利卸料;二是要保證刃口壁厚均勻以確保刀口強度。敵對漏料孔的相對位置尺寸精度和形狀尺寸精度要求較高,這也增加了加上的難度。


經過慎重考慮最終選擇了以下加工工藝路線:

下料--車削(臺階)--劃線--預打鋁絲孔--熱處理--精車--電加工(外形及內孔)--腐蝕(漏料孔)--清洗。

其中漏料孔部分采用腐蝕工藝完全滿足了技術要求。腐蝕前首先在工作而上鉆出∮1mm的鉬絲孔,后經過熱處理,電加工型腔孔,再經過工藝處理,進行漏料孔腐蝕;經過腐蝕后的漏料孔相對于圓型孔或異型孔都均勻擴大了單邊0.2mm。既保證了漏料孔能夠順利排料,同時也保證了沖裁刃口的強度。

4.2 頂出器的設計與制造

頂出器的結構設計類似凸凹模的設汁。不過采用無肩式頂出器時,需鉗工進行鉚翻1mm的臺階才能保證工作順利。采用有肩式頂出器后,加人了復合模頂出時的保險系數。同時在頂出桿的預留空間上起到了一定的作用。使
模具設計達到了簡化。

圖4所示為頂出器尺寸結構圖。頂出器在線切割加工時,鉬絲線由臺階部5分切進去,僅需保證與落料凹模相配合的一部分外形尺寸。因而其加工工藝路線如下:

下料--車削(臺階)--劃線--預打鉬絲孔--精車--電加工(外形及內孔)。

 
由于沖孔時的個別凸模直徑較小,故在線切割時,型腔應加工成滑動配合,沖裁時可以起到導向作用。
4.3 凸模的設計與制造

根據內孔的不同形狀選用不同的凸模結構、圓形孔及刊凸采用圓形階梯結構凸模。異型凸模采用螺釘吊住的力法進行固定。凸模尺寸和結構見圖5。

4.4 限位柱的設計

由于打凸的深度只有O.2mm,故在沖裁時,凸模必須有限位裝置來保證進入凹模刃口的深度。在復合模結構中增加了兩個限位柱,來確保模具的安全。沖裁時,操作工可以通過限位柱目測凸模進入凹模的深度,從而達到了安全的要求,

5 結束語

復合模零部件采取腐蝕工藝后,加工出的漏料孔壁光滑,尺寸一致,且最大限度地保證了刃口的強度。
該模具經試模一次成功,沖出的工件毛刺小,表面平整,達到了企業的技術和批量生產的要求。

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