汽车连杆油封盖拉伸工艺及模具设计详解.doc

汽车连杆油封盖拉伸工艺及模具设计 班级：机械034班 学号：20034410428 姓名：周灵喜 产品分析： 汽车连杆油封盖如图1所示,材料为08Al,料厚1.5mm。零件尺寸精度高,为保证密封,内表面要求光亮平整,为方便装配,端口内外均倒角。对于倒角国内厂家大都采用金属切削加工成形,生产效率和经济效益低,不利于降低生产成本。本设计采用冲压成形。 图1汽车连杆油封盖 2工艺分析及计算 2.1冲压工艺分析 ( 1) 制件材料塑性较好,对拉伸、成形比较合适。 ( 2) 对于制件端口倒角,从工艺上首次提出利用冲压成形。如果坯件端口平齐,端口倒角可以利用冲模镦角成形,但由于板料具有方向性和凸、凹模之间的间隙不均等原因,拉伸后的工件顶端一般都不平齐,为保证端口平齐需要增加修边工序。 镦角采用冷镦挤压成形,而工件端口内外都需镦角,如在同一道工序上实现则出件困难,需分成两道镦角工序。 ( 3) 从制件形状看,属阶梯形拉伸件。阶梯形件的拉伸与圆筒形件的拉伸基本相同,其主要考虑的问题是阶梯件是否可以一次拉成。 毛坯尺寸计算采用一种新的方法,按拉伸件体积不变原则,毛坯直径D按如下公式计算: 式中:T———材料体积;t———材料厚度。 按图1可计算得:D=70.9mm,毛坯相对厚度为t/D×100= ( 1.5/70.9) ×100=2.1,按小阶梯直径得拉伸系数为m= ( 24+1.5) /70.9=0.36,查表得相应筒形件极限拉伸系数为0.50,前者小于后者,可以判断不能一次拉伸成形。 小阶梯直径与大阶梯直径之比d 2/d 1 =24/49=0.49,接近极限拉伸系数0.5,按阶梯形件的多次拉伸原则,先拉出小阶梯法兰件。考虑到直接在壁部修边会使模具结构复杂,成本高,不易操作,在小阶梯法兰件上修边,然后将法兰翻边拉伸大台阶,以保证端口平齐。 ( 4) 制件尺寸精度、同轴度要求高,内表面要求光亮平整,且圆角R0.5、R1mm较小,需要增加整形工序。 由上述分析,可初步确定工序顺序为:落料拉伸 ( 小阶梯) →修边→拉伸 ( 大阶梯) →整形→镦内角→镦外角→冲孔。 从模具结构上分析,整形、拉伸和镦内角可以复合,大、小阶梯同时整形才能保证同轴度要求。小阶梯落料拉伸能否一次拉伸成形需在后面进行工艺计算验证。此时工艺方案可暂定为:落料拉伸→修边→拉伸镦内角整形→镦外角→冲孔。 划伤制件表面,无法满足产品要求。根据经验,上道工序直径可定为,24.2mm,圆角R1、R2mm可分别加大为R2、R3mm。 按拉伸件体积不变原则,可以计算出法兰直径:D=65.5mm。考虑到零件尺寸精度及表面质量要求较高,拉伸间隙比较小,零件局部变薄较严重,可按计算值减少3%,取法兰直径为63.6mm。 由此可以设计出修边工序的工序图,见图2( c) 。 ( 3) 按图2 ( c) 加上修边余量即可得出修边前法兰直径,根据相对法兰直径df/d=63.6/25.5=2.5;df =63.6mm,查表得修边余量为单边2.5mm,修边前法兰直径为:63.6+5=68.6mm,取为69mm。即可设计出拉伸工序图,见图2 ( b) 。 ( 4) 图2 ( b) 为典型的带法兰筒形拉伸件,相对法兰直径:df/d=69/ ( 24.2+1.5) =2.51.3,属宽法兰件。 根据图2 ( b) 可以计算零件所用毛坯直径D 0 =75.6mm,取毛坯直径为75mm。 根据毛坯的相对厚度t/D0=1.5/75=0.02及 相对法兰直径df/d=2.5查表得第一次极限拉伸系 数为m 1J =0.37,零件的拉伸系数m=d/D 0 = ( 24.2+1.5) /75=0.34,小于极限拉伸系数,不能一 次拉伸成功,需进行多次拉伸。 宽法兰筒形件第一次拉伸拉成零件要求的法兰直径,在以后的拉伸工序中法兰直径保持不变,只是逐渐地缩小圆筒部分的直径。因为即使法兰直径产生很小的收缩变形,也能引起筒壁传力区过大的拉 力使其不能承受而破坏,造成筒壁拉裂。 在保证第一次拉伸成形的法兰直径不再变化的前提下,第一次拉伸后得到根部与底部的圆角半径较大的中间毛坯,在以后各道拉伸工序中毛坯的高度基本保持不变,仅缩小圆筒部分的直径和圆角半 径,这种方法制成的零件表面光滑平整,厚度均匀,不存在中间工序中圆角部分的弯曲与局部变薄的痕迹。 查表得第二次极限拉伸系数m 2J =0.73。初步确定各工序拉伸直径,d 1=m1J×D0=0.37×75=27.75mm,d2=m2Jd1=0.73×27.75=20.25mm 从上面计算可以看出,需要两次拉伸。在多工序拉伸中,拉伸系数的选取直接影响拉伸件质量。考虑到首次拉伸后材料产生硬化,使变形