弹壳冲压工艺

      弹壳冲压工艺分析及模具设计 刘晓冰   摘　要：分析了弹壳成形工艺，设计了合理的模具结构，经使用证明，在卧式压力机上完全可以实现此类零件的大批量生产。关键词：弹壳； 拉深； 模具设计； 卧式压力机分类号：TG386 文献标识码：B文章编号：1001-4934(2000)02-0029-05 Abstract：This article analyzes the forming of shell case,and designs rational mould structure.The result shows that the forming of these parts can be finished in large quantities with horizontal machine.Key words：shell case; drawing; mould design; horizontal machine▲ 0、引言 图1为弹壳零件图，月产量为300万件，其制造质量的好坏直接影响射钉弹的紧固性能和使用效果。其为H68M0.58，在该零件中，其底部大圆盘成形及筒壁成形是关键，若成形好，弹壳底部圆盘饱满美观，尺寸合格，发火性能就好；若成形差，底部圆盘不均匀，底厚和底圆直径尺寸超差，射钉弹边缘发火效果就差。因此，选择合理的冲压工艺并设计可靠的模具来保证弹壳的大批量生产显得十分重要。 图1　弹壳 1、工艺分析 1.1、料片尺寸计算因h/d=11.6(6.8-0.2)=1.78查表知修边余量δ取2mm。根据体积不变原则 V0=π｛(6.8/2)2×(13.6-1.4)+(8.32/2)2×1.4-(6.26/2)2×(13.6-5)-(5.78/2)2×(5-1.4)-［(8.32-0.58×2)/2］2×(1.4-0.56)}=40.173πV=π(D/2)2t=V0D2=(40.173π×4)/0.58π 毛坯直径D=16.65mm。1.2、拉深系数及压延次数毛坯相对厚度(t/D)×100=(0.58/16.65)×100=3.48查表得： M1=0.50 Mn=0.70故 N=1+［lgDn-lg(M1D)］/lgMn=1+［lg6.8-lg(0.50×16.65)］/lg0.70=1.586 取N=2其中： N—拉深次数；Dn—工件直径，mm；D—毛坯直径，mm；M1—第一次拉深系数；Mn—第二次以后各次的平均拉深系数。所以二次拉深次数为：M1=0.50, M2=0.70各次拉深直径为：D1=0.50×16.65=8.325mmD2=0.70×8.325=5.828mmD2=5.828mm＜6.8mm(工件直径)，说明允许的变形程度未用足，应对各次拉深系数作适当调整，使均大于相应的极限拉深系数。经调整后实际选取如下：M1=0.53、M2=0.77，各次拉深直径确定为： D1=0.53×16.65=8.83mmD2=0.77×8.83=6.799mm 1.3、工艺流程根据上述计算，考虑工厂设备情况，确定如下工艺流程：落料冲盂→一次拉深→挤口→打底。其工艺流程图及主要参数如图2所示。将各工序成形力计算如下： 图2　工艺流程图(a) 落料冲盂(63kN双动压机)　(b) 一次拉深(63kN卧式压机)(c) 挤口(63kN卧式压机)　(d) 打底(63kN卧式压机) (1) 落料冲盂力P1=1.3πDτt+3(σb+σs)(D-d-r)t=1.3π×16.65×392×0.58+3(392+245)(16.65-8.32-2.5)×0.58=17 302.4 N式中：D—毛坯直径,mm；τ—材料抗剪强度，MPa;σb—材料抗拉强度，MPa；σs—材料屈服极限，MPa；d—压延凹模直径，mm；r—压延凹模圆角半径，mm；t—材料厚度，mm。(2) 一次拉深力P2=3(σb+σs)(D1-d1-r1)t=3(392+245)(8.32-6.8-1)×0.58=576.4N式中： D1—冲盂后毛坯直径，mm；d1—一次压延凹模直径，mm；其余同上。(3) 挤口力P3=1.3πτD2t=1.3π×392×6.8×0.58=6 311N式中： D2—弹壳外径，mm;其余同上。(4) 打底成形力P4=1.15σb×2t/D0+p×A=(1.15×392×2×0.58)/8.32+1 500π(5.78/2)2=39 401.3N所以考虑设备使用情况选用如下设备：落料冲盂：(63kN双动压力机)、一次拉深、挤口、打底(63kN卧式压力机)。1.4、落料排样设计由于此零件是大批量生产，落料冲盂采用三冲在63kN双动压力机(J45-6.3)上进行，其排样方式如图3所示。其中A、B、C三点为落料凸模的中心点，送料步距为18.15mm。 图3　落料排样图 2、模具设计 2.1、落料冲盂模落料冲盂模结构如图4所示，它采用了三冲排样方式，在63kN立式双动压力机上运行：当压力机的外滑块下行到下死点前，落料凸模9和落料凹模7完成落料。当外滑块继续下行时，落料凸模9被用作压边圈压料，内滑块下行，拉深凸模13和拉深凹模4进行弹壳的拉深成形。当内外滑块上行过程中，退料板8卸下边料，刮模2卸下制件。同时，在设备上配装了自动送料装置，调整其送料步距为18.15mm，采用0.58mm×51.5mm带料时，完全可以实现自动化生产。为了方便模具间隙的手工调整，压模板Ⅰ5、压模板Ⅱ6设计为图5所示的结构，即加工为100mm×100mm整体后划线铣成3件，压模板Ⅰ、Ⅱ同时作成。为提高拉深凹模的使用寿命以及制件的表面质量，拉深凹模4采用镶嵌结构，内层材料用硬质合金YG6，外层材料用45#钢，如图6所示凹模工作带宽度为1.5mm，斜度15°，便于拉深成形。 图4　弹壳落料冲盂模1—下模板　2—刮模　3—橡皮圈　4—拉深凹模　5—压模板Ⅰ　6—压模板Ⅱ　7—落料凹模8—退料板　9—落料凸模　10—模座11—接头　12—凸模座　13—拉深凸模14—垫板　B1—螺钉M8×40 图5　压模板Ⅰ、Ⅱ结构图 图6　拉深凹模 2.2、一次拉深、挤口模具结构一次拉深和挤口工序采用了相同的模具结构，如图7所示，其结构简单，容易调整，再配上中间制件自动送料装置(挂钩式)，完全实现自动化生产。需说明几点：(1) 由于一次拉深时制件未引通，所以采用模外退料，即用刮模进行刚性退料。(2) 一次拉深凸模粗糙度值大于凹模粗糙度值，使制件能贴于凸模上，便于采用刮模退料。(3) 挤口凸、凹模的间隙大小十分关键，最初取0.02mm制件口部毛刺较大，且口部不平，经过多次试验最终取双边间隙为0.10mm，挤口效果非常满意。 图7　一次拉深、挤口模具结构图1—凸模　2—夹头　3—刮模　4—凹模　5—模垫　6—模套 2.3、打底模具弹壳打底模具配装有自动送料和自动退件装置，在63kN式压力机上实现自动化生产。其模具结构如图8所示。设计打底模具时着重考虑以下几点：(1) 弹壳内径尺寸和形状与打底凸模外径相吻合；外径与打底凹模内径相吻合；底盘外径与底模内径相吻合。(2) 弹壳底厚从压力机内滑块调整，底盘高度从压力机外滑块调整。(3) 底冲用以压印字样和平底，这样使弹壳底部成形和压印字样同时完成。(4) 为提高打底凹模的使用寿命，采用镶嵌结构，其内层材料用YG6或YG8，外层材料用45#钢，加工中内外层镶嵌采用热压配合。 图8　弹壳打底模具结构图1—打底凸模　2—打底凹模3—底模　4—底冲　5—底冲套 3、结束语 经过长期使用证明，象弹壳这类多次拉深件要仔细分配其各次拉深系数，同时采用较为合理的模具，可以在普通卧式压力机上实现自动化生产，从而降低成本，创造较好的经济效益。■ 作者简介：刘晓冰(1969～)，男，师。作者单位：刘晓冰（成都华川电装品总厂， 四川 成都　610106） 参考文献： ［1］王孝培.冲压手册［M］.北京：机械工业出版社，1983.［2］肖景容等.冲压工艺学［M］.北京：机械工业出版社，1990.   [关闭窗口]   建议使用IE4.0以上浏览器,800×600分辩率,以获得最佳效果 版权所有? 中国轻工模具信息网 Copyright(C)1996-2001 WWW.PM-INFO.COM All Rights Reserved 联系我们请点这里