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1工藝分析
該制件成形的難點為ϕ120mm的大圓，該圓在卷圓成形時回彈較大。制件按照傳統工藝預彎、卷圓成形后會出現較大的回彈，回彈后圓筒開口處間距增大20～30mm，而且圓筒呈橢圓形，雖經反復調整，修研模具，效果不理想，尺寸穩定性差，難以沖壓出合格的制件。經分析，預彎成形是該制件卷圓成形的關鍵，把預彎形狀由3段不同大小的圓弧組合而成，其中中部的圓弧同卷圓件成形方向相反，以控制卷圓件的回彈量，同時還應在卷圓成形工序上采取改變圓弧直徑大小的措施來減小制件成形的回彈，最后用整形工序對卷圓后的制件進行整形。
2工序圖設計
根據以上分析，成形該制件需7副模具，分別為1副沖孔、切斷模，5副彎曲模和1副整形模來完成。箍圈成形工序如圖2所示，具體工序為：①板料沖孔、切斷；②板料兩端第1次彎曲；③板料兩端第2次彎曲；④板料兩端頭部卷圓；⑤板料兩端波浪形彎曲；⑥卷圓；⑦整形。
3模具設計需注意的問題
（1）該制件有多處彎曲，毛坯展開長度按理論計算結果會與實際長度尺寸相差較大，為此，先按理論計算毛坯的展開長度并采用線切割加工制出毛坯，再在彎曲模進行試制，根據試制結果再調整毛坯的展開長度。（2）板料兩端頭部卷圓工序中，在凹模的兩端頭部必須加工出與制件頭部相同的圓弧，否則難以卷成制件相同的圓弧，影響制件的質量。（3）板料兩端波浪形彎曲工序中，如按通常的設計方式用3個相等的圓弧連接一波浪形的彎曲，反彈也會很大。根據經驗，取中間的圓弧R=70mm，兩邊的圓弧R=52mm。彎曲成形后，靠近開口的圓弧會比制件略小，然后在整形工序整形出與制件要求的圓弧尺寸。
4模具結構設計
4.1板料兩端第1次彎曲模結構設計
板料兩端第1次彎曲模結構如圖3所示。（1）為確保彎曲凸、凹模位置精度，在上、下模座上設置有ϕ16mm的滑動導柱、導套進行導向。（2）板料兩端第1次彎曲時，兩端頭部的形狀對稱，直接利用凸模與凹模剛性成形，模具結構簡單。（3）為方便模具調整、維修，凸、凹模采用鑲拼式結構。把凸模和凹模各分為3塊，并用螺釘固定，其螺紋孔為盲孔，可防止制件在沖壓過程中產生壓痕，影響制件的外觀質量。
4.2板料兩端第2次彎曲模結構設計
板料兩端第2次彎曲模結構。（1）板料兩端第2次彎曲時，凸、凹模的相關尺寸直接影響頭部卷圓的尺寸，要合理控制彎曲凸、凹模的間隙，以免彎曲后的回彈較大，在后一工序難以卷圓。因該制件為SUS430不銹鋼，設計時，在凹模的側面加一擋塊19，能平衡制件彎曲過程對凹模產生的側向力。（2）制件的板料較厚（t=2.0mm），為保證制件成形質量，模具采用3個ϕ80mm的橡膠12進行彈性壓料，橡膠安裝在下模座8的底部。（3）模具工作過程為：將上工序沖壓出的制件放入模具內，擋料塊6對制件進行定位。上模下行，對制件進行彎曲成形。上模上行，彎曲成形后的制件隨凸模一起上行，制件從凸模的側面取出。
4.3板料兩端頭部卷圓模結構設計
（1）該模具結構較復雜，為保證上、下模的位置精度，在上、下模座上設置ϕ38mm的滾動導柱、導套導向。（2）為保證上、下模有足夠的彈簧壓縮行程，上模設計上托板1和墊塊6，下模設計下托板14和墊塊13。（3）為平衡彎曲凸模2、8在卷圓過程中產生的側向力，分別在彎曲凸模2、8后側相對應的下模上設置有擋塊20。在成形時凸模的頭部先對板料兩端進行導向，再卷圓成形。（4）模具中壓料板5較狹窄，為保證壓料板的強度，不能在其內部設置小導柱，為保證壓料板滑動過程中的順暢，在壓料板的側面設計4塊壓料板擋塊7，壓料板在壓料板擋塊內滑動。該結構穩定性好，可以代替小導柱導向。（5）模具工作過程為：將上工序沖壓出的制件放入模具內，用浮動導料銷18對制件進行粗定位。上模下行，壓料板壓住制件，上模繼續下行，彎曲凸模2、8頭部的導向部分對制件進行導向，浮動導料銷在凸模下行的同時隨之下行。上模繼續下行，開始對板料兩端進行卷圓成形。
4.4板料兩端波浪形彎曲模結構設計
（1）板料兩端波浪形彎曲形狀簡單，但彎曲模結構復雜。為便于加工，彎曲凹模采用分體結構，為平衡凹模在彎曲成形過程中產生的側向力，在凹模的左、右側面設置凹模擋塊14。（2）凸模7、19固定在凸模固定板11上，中間的凸模5采用滑動結構。模具工作過程為：上模下行，中間的凸模5利用橡膠2的壓力對制件進行預成形，上模繼續下行，成形制件兩邊的弧形，直到上、下限位柱接觸后，制件波浪彎曲過程結束。
4.5卷圓模結構設計
（1）卷圓模結構簡單，上、下?？烤韴A芯棒固定座3的頭部進入導向塊7和導向塊8內導向，無需再設置導柱、導套導向。（2）為提高卷圓芯棒10的強度，在卷圓芯棒的上方加工出一缺口，鑲入支撐塊11，支撐塊的上方與上模座1連接，側面與芯棒固定座連接，支撐塊同時也起到隔離卷圓件開口處的作用。（3）用卷圓芯棒作凸模，把上工序沖壓出的制件（見2（e））反向放置在卷圓凹模5上，并用擋料塊4定位。上模下行，卷圓芯棒先接觸前一工序件的中間圓弧R70mm的頂部，上模繼續下行，對制件進行卷圓。上模上行，已經卷圓的制件隨卷圓芯棒一起上行，制件從卷圓芯棒側面取出。
4.6整形模結構設計
該工序為制件卷圓后調整圓弧的回彈，整形模結構復雜，對模具的各零部件制造精度要求高。（1）上、下?？客鼓?、19的頭部分別進入導向塊8、17內導向，無需再設置導柱、導套導向。（2）模具的芯棒18固定在芯棒固定座7上，而芯棒固定座在下模導向塊12、14內滑動。（3）把上工序卷圓的制件套入芯棒中，芯棒的凸出部分對制件起定位作用，以防止制件旋轉影響整形質量。上模下行，頂桿4在彈簧的壓力下首先使芯棒固定座及芯棒一起下行，直到制件的圓弧底部接觸到凹模9的圓弧后，凸模5、19對制件進行整形，整形后的制件從芯棒側面取出。該整形模能很好地控制制件的回彈。
5結束語
經生產驗證，箍圈成形工藝與各副模具結構設計合理，模具沖壓動作順暢，維修方便，成形的制件質量良好，滿足了制件大批量生產的需求。
作者：張水連 金龍建 單位：廣東省高級技工學校 寶爍模具上海有限公司