油孔夾環成形工藝模具設計論文

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油孔夾環成形工藝模具設計論文

1油孔夾環的成形工藝及仿真

1.1成形工藝

(1)材料。

所用材料為碳素鋼,抗拉強度、屈服強度分別為375~460MPa、215MPa,伸長率為21~25%。由于該材料強度符合標準,且斷面收縮率、伸縮率等塑性指標均較高,經退火處理,可得到較小的rmin/t,所以適合彎曲成形。

(2)表面與側邊質量。

油孔夾環形狀復雜,由直線及圓弧構成。為方便批量制作,厚度設計為0.5mm,如表面存在裂紋、劃傷或側邊存在冷作硬化、毛刺等缺陷,則制作中易開裂。因此,制作時可首先清理毛刺,將表面朝向彎曲凸模,以此獲得更小的rmin/t。

(3)板料纖維方向。

零件的折彎線與纖維方向應垂直,可得到更小的rmin/t。制作彎曲件排樣時,應考慮經濟性因素,將彎曲線與纖維方向的夾角控制在30°以上。而對于生產批量、尺寸標注等,均應符合工藝標準要求。綜上所述,產品彎曲工藝良好,可采用彎曲成形方法加工。

1.2仿真分析

在過去,模具設計主要依靠設計人員的經驗與設計資料,所以校核計算比較粗略,且不完整、不全面,無法客觀反映模具的真實工況。模具制造完成后,往往需反復實驗、返修與改進,甚至造成模具報廢,損失較大。因此,在模具設計階段,如可應用有限元技術,將各種工況全考慮在內,比如模具應力、應變等,則可保證模具的安全性,延長其服務年限,進而保證產品質量。采用有限元技術,可考慮擠壓中的多重因素,獲得可靠的力學參數。本次模具設計中,成形夾塊、凸模等模塊均采用有限元分析。其中,紅色區域為應力、應變最大值,藍色區域為其最小值。而其它顏色區域介于兩者之間。應力分析模擬圖中能夠看到,應力荷載最大值在彎曲圓角位置,這一位置的應力荷載大小未超出材料的應力承受范圍,因此不會出現凸模形變。合力位移在彎曲圓角處的最大,這一位置的合力位移大小同樣未超出零件制作材料的承受范圍,與設計要求相符合。凸模應變模擬圖中可知,應變最大值位于彎曲部分的連接處,應變也未超出承受范圍,可滿足作業時的工況要求。同理,夾塊應力、合力位移與應變均在允許范圍內,符合設計規范的要求。

2模具設計分析

2.1模架與導向分析

模具可選用中間導柱模架,采用一次彎曲成形工藝來確保產品的精度符合要求。同時,為了減少制作成本,需選用標準模架。模具包括滑動導向組件、模柄、蓋板、下模座與上模座。其中,上模座由斜楔、墊板組成,這些組件之間由定位銷及標準固件進行連接,形成一個完整的工作體。為了方便夾塊磨損時的更換,成形工作體由成形夾塊、燕尾滑塊等連接,且通過彈簧拉伸復位。此外,為了保證復位過程中的穩定與平衡,可布置4根對稱的拉伸彈簧,確保拉伸復位的精度與力度。

2.2定位與導向分析

本文設計的彎曲模為燕尾滑塊、導軌結構形式,是把滑座固定于燕尾滑塊上,而滑輪接收來自斜楔的作用力,以此能夠運動。而在定位方面,該彎曲模設計成為定位換擋結構形式,工件與定位板間保留了一定的間隙,而其尺寸大小,由板料形狀、板料尺寸決定。

2.3卸料與壓料分析

本彎曲模采用一次彎曲成形方式,在彎曲成形過程中,具有壓料作用的零件包括凸模、芯子與成形夾塊,可在很大程度上確保工件的尺寸精度。卸料過程中,應將斜楔提升一定高度,方可開始卸料,此時凸模停留在下死點,所以在設計時,應保證凸模固定板與墊板的安全距離,使其可沿固定方向作用在卸料圈上,實現預期的設計目標。

2.4模具動作的過程

模具動作過程為:在成形夾塊上放上坯料,隨著壓力機滑塊的下降,后斜楔會沿后蓋板下降,以此帶動滑輪、卸料棒與卸料圈向后移動。其中,壓力機滑塊保持下行,凸模壓坯料,彎曲成U形后,滑輪接受來自兩側斜楔的作用力,可向成形夾塊中間移動,將坯料彎曲成形。同時,連接于雙動液壓缸上的芯子,在作用力下可出現一凹圓。卸料過程:壓力機滑塊上升,斜楔回上,在卸料彈簧作用下,凸模保持不動,安全距離為30cm,之后成形夾塊、滑座在彈簧作用力下移動回原位。同時,后斜楔開始上上,在拉簧作用下向前移動,完成卸料。

3結語

在本文中,筆者從油孔夾環的成形工藝及仿真、模具設計兩個方面做了探究。合理布置零件成形工序,并通過仿真軟件輔助模具設計,可得到水平較高的模具結構,保證設計模具的精度與效率,為此類零件的彎曲設計提供一定的參考。

作者:張君 單位:寧夏天地奔牛銀起設備有限公司

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