通風管沖壓工藝分析及模具設計

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　　摘  要：通風管作為通風設備的零件之一，主要功能就是送風、通氣、散熱。因此通風管的沖壓工藝的安排及模具的設計顯得尤為重要。合理的工藝路線和模具設計能保證加工出尺寸合格產品，以及好的表面粗糙度。尺寸合格便于安裝，好的表面粗糙度更加有利于送風、通氣、散熱。該文就通風管沖壓工藝分析及模具設計做了詳細的闡述。
　　關鍵詞：通風管  沖壓工藝分析  模具設計
　　中圖分類號：TU834                                文獻標識碼：A                        文章編號：1672-3791（2019）02（c）-0086-02
　　1  工藝分析
　　通風管作為通風設備的零件之一，廣泛運用于各類產品中，主要功能就是送風、通氣、散熱。圖1所示為零件通風管外形尺寸，此零件比一般的零件的外形尺寸大，材料為10鋼，料厚1mm，大批量生產。零件有多個臺階面，精度要求較高，需要安排多道拉深工序，壓筋加工凸耳，沖孔模沖壓出筒壁均布的孔4-φ4.2。
　　零件沖壓成形方案分析及確定如下。
　　該零件是筒型件，屬于階梯形工件，而且壁厚只有1mm，因此需要多道拉深，由大階梯到小階梯拉深才能成形，確保加工出合格零件。具體工藝路線如下：首先要下料→落料拉深1→落料拉深2→落料拉深3→退火→拉深4→拉深5→退火→校正→拉深6→平大端面→車底面→壓筋→車小端面→車大端面→沖孔→去毛刺→檢驗。此工藝路線安排了多道拉深，可以防止破裂，同時在拉深工序后增加了退火工序，避免了在拉深過程中材料發生硬化，塑性減弱，材料發生開裂。由于篇幅所致，此工藝圖略去。
　　2  模具設計
　　2.1 設備的選擇
　　在生產設備及環境不變的情況下，該方案需要6套拉深模，1套校正模，1套壓筋模，1套沖孔模。拉深模均采用100T的液壓機，而其余模具選擇80T的壓力機。
　　2.2 拉深模工作部分的參數
　　工序圖按寬凸緣筒形件，寬凸緣筒形件的拉深常用的有兩種方法，而我們采用的是減小筒的直徑，增加高度，從而得到所需要的拉深件，而圓角半徑基本保持不變，它適用材料較薄的中小型零件（d<200mm），首次拉深獲得的凸緣直徑，以后各工序逐步減少筒形部分直徑，同時需要在第一道工序中拉入比工件最后拉深部分所需的表面積多5%左右，即展開直徑時，除了考慮修邊余量外，還要增加這部分面積，這樣計算的寬凸緣直徑是φ220.7mm。首套模具是落料拉深復合結構（見圖2）。
　　此套模具不僅要沖壓外形還要拉深，屬于復合結構的模具。拉深模工作部分的參數確定主要是圓角半徑和間隙的確定。此落料拉深模的第一道工序是帶凸緣筒形零件拉深時，在首次拉深的過程中壓料圈一直壓住凸緣部分，故不會起皺。凹模圓角的半徑即是零件所要求的凸緣處的圓角半徑圓角半徑R9，或者根據公式：
　　拉深間隙的確定、拉深模的凸模及凹模之間的單面間隙，影響拉深力與拉深件的質量。間隙大，則摩擦力小，能減少拉深力，但間隙大，精度不易控制;間隙小，摩擦力就大，增加拉深力，因此需用拉深系數值較大。間隙如果小于材料厚度，就帶有變薄拉深的影響，拉深件的精度及表面粗糙度至就低。所以合適的間隙也是拉深成功的重要因素，所以第一次拉深的單面間隙可按公式計算：
　　
　　后續工序的模具時壓筋模和沖孔模的設計主要是考慮的定位裝夾，壓筋模采用斜塊和定心件裝夾成形零件，采用此類結構便于在模具使用過程中調整，沖孔模設計時主要考慮裝夾過程中防止零件受力變形，并且沖裁過程中零件發生移動。
　　3  結語
　　綜上，通風管的沖壓工藝路線及模具設計經過實踐的生產運用，合理可行。大幅度提高了公司的生產效率，為類似產品的工藝路線安排和模具設計提供可借鑒的模板。
　　參考文獻
　　[1] 虞傳寶.冷沖壓及塑料成型工藝與模具設計資料[M].北京：機械工業出版社，1992：158.
　　[2] 陳鎮庭，劉世安.拉深模設計手冊[M].上海：上海市虹口區科學技術協會，1983：92-95.
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