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1、汽车连杆油封盖拉伸工艺及模具设计班级：机械034班学号：20034410428姓名：周灵喜产品分析：汽车连杆油封盖如图1所示,材料为08Al,料厚1.5mm。零件尺寸精度高,为保证密封,内表面要求光亮平整,为方便装配,端口内外均倒角。对于倒角国内厂家大都采用金属切削加工成形,生产效率和经济效益低,不利于降低生产成本。本设计采用冲压成形。图1汽车连杆油封盖2工艺分析及计算2.1冲压工艺分析(1)制件材料塑性较好,对拉伸、成形比较合适。(2)对于制件端口倒角,从工艺上首次提出利用冲压成形。如果坯件端口平齐,端口
2、倒角可以利用冲模镦角成形,但由于板料具有方向性和凸、凹模之间的间隙不均等原因,拉伸后的工件顶端一般都不平齐,为保证端口平齐需要增加修边工序。镦角采用冷镦挤压成形,而工件端口内外都需镦角,如在同一道工序上实现则出件困难,需分成两道镦角工序。(3)从制件形状看,属阶梯形拉伸件。阶梯形件的拉伸与圆筒形件的拉伸基本相同,其主要考虑的问题是阶梯件是否可以一次拉成。毛坯尺寸计算采用一种新的方法,按拉伸件体积不变原则,毛坯直径D按如下公式计算:式中:T———材料体积;t———材料厚度。按图1可计算得:D=70.9mm,毛
3、坯相对厚度为t/D×100=(1.5/70.9)×100=2.1,按小阶梯直径得拉伸系数为m=(24+1.5)/70.9=0.36,查表得相应筒形件极限拉伸系数为0.50,前者小于后者,可以判断不能一次拉伸成形。小阶梯直径与大阶梯直径之比d2/d1=24/49=0.49,接近极限拉伸系数0.5,按阶梯形件的多次拉伸原则,先拉出小阶梯法兰件。考虑到直接在壁部修边会使模具结构复杂,成本高,不易操作,在小阶梯法兰件上修边,然后将法兰翻边拉伸大台阶,以保证端口平齐。(4)制件尺寸精度、同轴度要求高,内表面要求光亮平
4、整,且圆角R0.5、R1mm较小,需要增加整形工序。由上述分析,可初步确定工序顺序为:落料拉伸(小阶梯)→修边→拉伸(大阶梯)→整形→镦内角→镦外角→冲孔。从模具结构上分析,整形、拉伸和镦内角可以复合,大、小阶梯同时整形才能保证同轴度要求。小阶梯落料拉伸能否一次拉伸成形需在后面进行工艺计算验证。此时工艺方案可暂定为:落料拉伸→修边→拉伸镦内角整形→镦外角→冲孔。划伤制件表面,无法满足产品要求。根据经验,上道工序直径可定为,24.2mm,圆角R1、R2mm可分别加大为R2、R3mm。按拉伸件体积不变原则,可以
5、计算出法兰直径:D=65.5mm。考虑到零件尺寸精度及表面质量要求较高,拉伸间隙比较小,零件局部变薄较严重,可按计算值减少3%,取法兰直径为63.6mm。由此可以设计出修边工序的工序图,见图2(c)。(3)按图2(c)加上修边余量即可得出修边前法兰直径,根据相对法兰直径df/d=63.6/25.5=2.5;df=63.6mm,查表得修边余量为单边2.5mm,修边前法兰直径为:63.6+5=68.6mm,取为69mm。即可设计出拉伸工序图,见图2(b)。(4)图2(b)为典型的带法兰筒形拉伸件,相对法兰直径:
6、df/d=69/(24.2+1.5)=2.5>1.3,属宽法兰件。根据图2(b)可以计算零件所用毛坯直径D0=75.6mm,取毛坯直径为75mm。根据毛坯的相对厚度t/D0=1.5/75=0.02及相对法兰直径df/d=2.5查表得第一次极限拉伸系数为m1J=0.37,零件的拉伸系数m=d/D0=(24.2+1.5)/75=0.34,小于极限拉伸系数,不能一次拉伸成功,需进行多次拉伸。宽法兰筒形件第一次拉伸拉成零件要求的法兰直径,在以后的拉伸工序中法兰直径保持不变,只是逐渐地缩小圆筒部分的直径。因为即使法兰
7、直径产生很小的收缩变形,也能引起筒壁传力区过大的拉力使其不能承受而破坏,造成筒壁拉裂。在保证第一次拉伸成形的法兰直径不再变化的前提下,第一次拉伸后得到根部与底部的圆角半径较大的中间毛坯,在以后各道拉伸工序中毛坯的高度基本保持不变,仅缩小圆筒部分的直径和圆角半径,这种方法制成的零件表面光滑平整,厚度均匀,不存在中间工序中圆角部分的弯曲与局部变薄的痕迹。查表得第二次极限拉伸系数m2J=0.73。初步确定各工序拉伸直径,d1=m1J×D0=0.37×75=27.75mm,d2=m2Jd1=0.73×27.75=2
8、0.25mm从上面计算可以看出,需要两次拉伸。在多工序拉伸中,拉伸系数的选取直接影响拉伸件质量。考虑到首次拉伸后材料产生硬化,使变形区变形抗力增加,第一次拉伸选取的拉伸系数可以加大一些,直径可以加大到d1=34mm,此时实际第二次拉伸系数m2=d2/d1=(24.2+1.5)/(34-1.5)=0.77,大于第二次极限拉伸系数0.73,由此可见,首次拉伸直径取,34mm是合理的。为了确保第一次拉伸已形成的法兰直径
