圓筒內(nèi)六角階梯級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

0 引 言

圖1所示為圓筒內(nèi)六角階梯制件，材料為08F鋼，料厚為1.0 mm，年產(chǎn)量500多萬件。制件以前采用10副模具成形，分別為：①落料拉深復(fù)合模；②第2次拉深；③第1次階梯拉深；④第2次階梯拉深；⑤第3次階梯拉深；⑥第4次階梯拉深；⑦第5次階梯拉深；⑧六邊形及口部整形；⑨落料及沖底孔；⑩底孔倒角。該工藝成形速度慢、設(shè)備投資大、所占人工多、制件制造成本高、成形制件穩(wěn)定性差導(dǎo)致不良率高，難以滿足大批量生產(chǎn)的需求。經(jīng)對(duì)成形工藝進(jìn)行優(yōu)化分析，將10道工序集成在1副級(jí)進(jìn)模中，采用新工藝來降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，使成形的制件質(zhì)量穩(wěn)定、一致性高，降低加工成本。

1 成形工藝分析

從圖1可以看出，制件整體形狀由口部最大直徑為

19.5 mm的圓筒、中部平行面為11.8 mm的六邊形、下部為

9.3 mm的圓筒形組成，并由2種不同角度的錐形及圓弧過渡連接，口部和下部在沖壓結(jié)束后，進(jìn)行螺紋加工。

為提高制件的成形質(zhì)量及降低制件的加工成本，經(jīng)分析，制件采用單排排樣的成形方法配合自動(dòng)送料實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。從圖1還可看出，制件形狀較為復(fù)雜，在級(jí)進(jìn)模內(nèi)完成制件的沖壓，需經(jīng)過內(nèi)、外工藝切口、沖工藝孔、多次拉深、階梯拉深、整形、沖底孔及落料等工序，其中在成形中部六邊形前，必須先在前一個(gè)拉深工序成形圓筒形。因此對(duì)成形中部六邊形的前一工序相對(duì)應(yīng)位置的拉深直徑尺寸控制較為嚴(yán)格。

2 制件拉深工藝計(jì)算

2.1 制件毛坯直徑計(jì)算

制件是由3部分組成的階梯形拉深件，在計(jì)算制件的毛坯尺寸前，先將制件中部六邊形（見圖2）的中心層長度尺寸在AutoCAD測量，測量其長度為36.44 mm，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)在六邊形的中心層總長度上加1.2 mm的補(bǔ)償量，計(jì)算圓筒形的中心層直徑為

12 mm，如圖3所示。

制件是一個(gè)階梯無凸緣拉深件，級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中，修邊余量設(shè)在帶料平面上，當(dāng)拉深口部直徑為

19.5 mm時(shí)，修邊余量

選2.0 mm，考慮制件為多次階梯拉深，經(jīng)過每次拉深后材料的塑性變形會(huì)有變化，導(dǎo)致留在凸緣部分的修邊余量產(chǎn)生凸耳或一邊多一邊少的現(xiàn)象，經(jīng)反復(fù)考慮及結(jié)合以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，將修邊余量從理論

=2.0 mm調(diào)整為

=3.0 mm。

級(jí)進(jìn)模條料排樣設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，經(jīng)分析，制件成形采用21個(gè)工位單排排列方式，排樣如圖5所示，工位①：沖導(dǎo)正孔；工位②、④、⑤、⑦、⑧、?、?：沖內(nèi)圈切口及空工位；工位③：外圈切口；工位⑥：首次拉深；工位⑨：第2次拉深；工位⑩：第1次階梯拉深；工位?：第2次階梯拉深；工位?：第3次階梯拉深；工位?：第4次階梯拉深；工位?：第5次階梯拉深；工位?：整六邊形；工位?：整口部；工位?：沖底孔；工位?：底孔倒角；工位[21]：落料。

拉深件總面積按下式計(jì)算。

以上資料是根據(jù)各地均衡試驗(yàn)場地中入滲儀觀測數(shù)據(jù)求得的，在有地形起伏、洼地和溝渠入滲的情況下，表中的數(shù)據(jù)可能偏小。

確定拉深系數(shù)是拉深工藝計(jì)算必不可少的環(huán)節(jié)，首次拉深時(shí)，應(yīng)把條料上的圓形毛坯在拉深凸模與拉深凹模的作用下全部拉入凹模內(nèi)，因此首次拉深系數(shù)應(yīng)參照無凸緣拉深工藝計(jì)算，查得首次拉深系數(shù)

≈0.51～0.57。第2次及以后各次拉深按連續(xù)拉深計(jì)算拉深系數(shù)，查得拉深系數(shù)

、

、…、

m

≈0.76～0.9，具體按實(shí)際生產(chǎn)調(diào)整后的拉深工藝計(jì)算，如表2所示。

2.2 拉深系數(shù)及拉深直徑的確定

推算拉深件毛坯直徑可按下式計(jì)算。

3 排樣設(shè)計(jì)

計(jì)算帶修邊余量的凸緣直徑為

25.5 mm，繪制計(jì)算毛坯直徑如圖4（a）所示，分解后簡圖如圖4（b）所示，將圖4（b）各幾何體分別按表1所列的公式求出其表面積，再將各表面積總和相加即為制件的毛坯表面積，計(jì)算毛坯直徑。

4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具結(jié)構(gòu)如圖6所示，模具外形尺寸為1 050 mm×330 mm，合模高度為350 mm，模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下。

例1:“I hope that he will be a successful president for all Americans.”(Hillary Clinton，2016)

（1）模具工作時(shí)，在模具相對(duì)應(yīng)的壓力機(jī)工作臺(tái)側(cè)面安裝自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

（2）為確保模具沖壓精度，采用內(nèi)、外導(dǎo)向裝置，分別在模具內(nèi)部設(shè)置16套小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套，在模座上（模板外部）設(shè)置4套外導(dǎo)柱、導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向。

（3）為了防止拉深過程中制件有斷差，縮短模板總體長度，使落料順暢及方便模具零件維修，將模具分為4組，第1組：內(nèi)、外工藝切口與首次拉深；第2組：第2次拉深至第2次階梯拉深；第3組：第3次階梯拉深至第5次階梯拉深、整形制件中部六邊形及口部

角；第4組：沖底孔、壓底孔毛刺及制件落料。為方便首次拉深的調(diào)整，卸料板與卸料墊板將首次拉深與工藝切口工序分開。

第2次拉深凸模材料為SKH51，熱處理硬度為60～62 HRC，表面粗糙度及形位公差如圖7所示，加工工藝如表3所示。

（5）為簡化凹模結(jié)構(gòu)、降低凹模加工成本，工位⑩、?階梯拉深凹模采用兩層結(jié)構(gòu)，見圖6階梯拉深凹模組件39、40；工位?、?、?階梯拉深凹模及工位?整六邊形凹模采用三層結(jié)構(gòu)，見圖6凹模組件35、36。兩層凹模結(jié)構(gòu)及三層凹模結(jié)構(gòu)的固定方式均采用螺釘從凹模上平面往下鎖緊，方便拆裝。

1.3.4 物理防治害蟲、控制病毒傳播 使用防蟲網(wǎng)防止室外害蟲入內(nèi)，并充分利用蚜蟲、白粉虱、潛葉蠅強(qiáng)烈的趨黃性在室內(nèi)掛黃板進(jìn)行誘殺，以期消滅病毒傳播媒介。防治白粉虱、潛葉蠅等可避免病毒病從傷口侵入，從而提高西葫蘆抗病性。

5 部分零部件設(shè)計(jì)與制造工藝

5.1 拉深凸模設(shè)計(jì)與制造

（4）條料的定位。首次拉深以2個(gè)安裝在卸料板上的導(dǎo)正銷對(duì)條料進(jìn)行導(dǎo)向定位，第2次拉深采用凸模

3 mm圓角與凹模

1.5 mm的圓角在拉深開始接觸時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向定位；第1次至第5次階梯拉深均以制件最大圓筒直徑

19.5 mm的導(dǎo)向凹模進(jìn)行定位。

5.2 拉深凹模設(shè)計(jì)與制造

通過對(duì)階梯六邊形件的沖壓工藝進(jìn)行分析，采用單排排列的落料、沖孔、拉深及底孔倒角的沖壓工藝，設(shè)計(jì)了排樣及模具結(jié)構(gòu)，并對(duì)部分零部件的設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行了介紹，要點(diǎn)歸納如下。

6 結(jié)束語

第2次拉深凹模材料為V30硬質(zhì)合金，形位公差及表面粗糙度值如圖8所示，加工工藝如表4所示。

我國的行政強(qiáng)制執(zhí)行實(shí)行行政機(jī)關(guān)強(qiáng)制執(zhí)行（限于有法律明確授權(quán)情形）與申請人民法院強(qiáng)制執(zhí)行并存的“二元制”格局。實(shí)踐中，大量行政行為因?yàn)閷?shí)施機(jī)關(guān)沒有法定行政強(qiáng)制執(zhí)行權(quán)，需要通過申請法院強(qiáng)制執(zhí)行。受復(fù)雜因素的影響與制約，法院辦理此類案件的難度較大，執(zhí)行的積極性與效果不夠理想。于是，界于二者之間，由法院負(fù)責(zé)“裁”、行政機(jī)關(guān)負(fù)責(zé)“執(zhí)”的裁執(zhí)分離模式應(yīng)運(yùn)而生。由于該模式有效解決了行政機(jī)關(guān)想執(zhí)行卻無權(quán)、法院有權(quán)卻難以執(zhí)行的困境，確立了制度化的行政、司法協(xié)作與監(jiān)督機(jī)制，既調(diào)動(dòng)了雙方的積極性，又確保了執(zhí)行的合法性與有效性。

（1）為降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，將原工藝采用10副模具改為1副級(jí)進(jìn)模的新工藝進(jìn)行沖壓。

有人說，這個(gè)故事是納爾遜兄弟的老二，愛德華多，替老大克里斯蒂安守靈時(shí)說的?？死锼沟侔灿谝话司艓啄暝谀^(qū)壽終正寢。揆乎情理，這種說法不太可能；但可以肯定的是，在那落寞的漫漫長夜，守靈的人們一面喝馬黛茶，一面閑聊，有誰聽到這件事，告訴了圣地亞哥·達(dá)波維，達(dá)波維又告訴了我。幾年后，在故事發(fā)生的地點(diǎn)圖爾德拉，又有人對(duì)我談起，這次更為詳細(xì)，除了一些難免的細(xì)小差別和走樣外，大體上同圣地亞哥說的一致。我現(xiàn)在把它寫下來，因?yàn)槿绻覜]有搞錯(cuò)的話，我認(rèn)為這個(gè)故事是舊時(shí)城郊平民性格的一個(gè)悲劇性的縮影。我盡量做到有一說一，有二說二，但我也預(yù)先看到自己不免會(huì)做一些文學(xué)加工，某些小地方會(huì)加以強(qiáng)調(diào)或增添。

（2）制件在級(jí)進(jìn)模中沖壓較為復(fù)雜，提出先沖導(dǎo)正銷孔及內(nèi)、外圈切口，接著進(jìn)行多次拉深，最后沖孔、底孔倒角及落料的沖壓工藝。

以核心崗位能力要求為基礎(chǔ)構(gòu)建課程體系，真實(shí)地體現(xiàn)了企業(yè)對(duì)高職類人才的要求，使學(xué)生所學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)與企業(yè)要求基本對(duì)接，培養(yǎng)出更符合企業(yè)需求的高技能人才。

（3）生產(chǎn)中連續(xù)拉深配合自動(dòng)送料裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，滿足大批量生產(chǎn)的需求。

（4）模具投入生產(chǎn)85～95沖次/min，各拉深凸模與凹模平均使用壽命可達(dá)1 500萬～2 000萬沖次。

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