冰箱底钢板冲压工艺分析及模具设计套筒热挤压工艺与模具设计

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1、本文通过对冰箱底钢板冲压工艺进行分析，合并工序，减少模具数量，节约模具投入，缩短产品的加工周期，有效地控制生产成本。1引言图1所示零件，是某冰箱配件的重要零件——底钢板。材料为0.03mm厚的镀锌钢板，年产量200万件，要求冲压加工后表面光洁平整、无飞边、无毛刺，不允许起皱、拉裂等现象。从零件结构分析，要保证该零件顺利成型，关键是凸模与凹模的间隙、成形中部凸苞时的压边力调整合理，如果把它分开加工，很容易保证，但模具的数量会增加，模具投入会成倍增长，产品的加工周期会延长，因此，经过认真的分析后，采用复合模结构来解决这一问题。图1底钢板零件图2工艺分析要保证零件的

2、质量，冲压工艺的方法有两种：①按落料→冲凸苞→冲月牙→弯四周边→弯“Z”形。这样的工序加工，没有任何问题。但模具的数量会增加到5副，这样模具投入增加，模具制造周期延长，最关键的是增加两道工序后产品的加工周期延长，加工成本居高；按年产量200万件计，成本会增加不少；②把落料→冲凸苞→冲月牙合并成一副复合模（这里主要讨论此复合模），合理配置各凸模与各凹模之间间隙、中部凸苞成形区域内合理调整压边力。可有效地保证了产品质量。通过对以上两种方案对比，很直观地选用方案②。3模具结构及工作过程模具结构如图2所示。凹模结构如图3所示。模具工作过程：把正确地安装在冲床上，上滑块

3、下行时，卸料板3在弹簧或聚氨酯的作用下压紧零件表面继续向下，中部成形凸苞凸模逐步进入下模13，在达到下死点前1mm时，其它凸模开始切削，达到下死点后，完成各孔切削及中部凸苞成形。滑块上行，在弹簧（压缩弹簧）或聚氨酯的作用下卸料板3推出零件，成形、切切削结束。重复这一循环过程，得到落料、月牙成形后的凸苞成形后的合格零件。图2模具结构1.下模座2.导柱3.卸料版4.同定板5.导套6.上模座7.上垫板8.凸模Ⅰ9.凸模Ⅱ10.凸模Ⅲ11.凸模Ⅳ12．螺钉13.下模14.凸模Ⅴ15.凸模Ⅵ16.凸模Ⅶ17.凸模Ⅷ18.下垫板19.凸模Ⅸ20.月牙凸模21.柯凸苞凸模图

4、3凹模结构4模具关键零件的加工该模具加工的难点是凹模、固定板。根据上述凹模、同定板的结构来看，孔多，且形状不同、凸凹模之间的间隙又小，形位公差要求高。结合已有设备，选用慢走丝加工凹模、固定板上各孔。5冲压设备选用因零件结构较大，切边、冲孔冲压力较小，中部成形凸苞的压力较大，模具外形较大。结合本公司现有设备，选用JH36-250冲床，完全满足要求。6结束语该模具经试模调试，现已批量生产使用6个月，加工产品95万件。模具未发现异常。实践证明，采用复合模结构方案完全能保证零件的尺寸、质量要求挤压件设计和坯料的计算套筒零件如图1所示，材料为30Mn。采用反挤压工艺成形

5、毛坯。零件尺寸精度超出了热挤压所能达到的要求，需加放机加工余量。根据图1的产品零件图，可知D=39mm，H/d=60/31=1.94。查资料得单边余量为1.25mm，径向公差为-0.3+0.6；中心偏差0.4mm；高度方向的单边余量6mm，公差为-0.5+1.0。从而设计套筒的热挤压件如图2所示。经计算得到挤压件体积为51637mm3。根据体积相等的原则和挤压件体积（加上1%的烧损量），初步算得坯料尺寸为φ35×54.2mm，再加上下料负公差0.7mm，确定下料尺寸为φ35×54.9mm。2工艺过程(1)下料。将整根的30Mn棒料剪切成φ35×54.9mm。剪

6、切斜度不得大于0.5mm，剪切后的坯料断面不许有剪切毛刺。(2)加热。加热设备选用中频感应加热炉，钢温不低于1200℃，采用流水加热，坯料中心与表面的温差不大于50℃。(3)镦粗预制坯。为便于毛坯在凹模腔内准确定位，将加热坯料外径镦粗至φ41.3mm(预制坯高度H≈40mm)。(4)热挤压。将镦粗后的毛坯放在反挤压模内挤压。开始挤压温度为1150～1200℃，终止挤压温度不得低于900℃，挤压件的中心偏差为0.3mm，上口高低不平度不得大于5mm，弯曲度在66mm长度内不得大于0.25mm。(5)热处理。采用余热退火处理，挤压件退火处理后的硬度为207～240

7、HB。(6)清理。热处理后挤压件应进行酸洗清理，清理后的挤压件表面不许有过蚀麻点和残留氧化铁皮存在。挤压成形工步如图3所示。工艺计算和设备选择3.1变形程度计算反挤压筒形件的变形程度即断面收缩率（参见图2）。满足钢质零件热挤压变形程度εF＜60%的要求。3.2挤压力的计算已知挤压方法，被挤压材料，终止挤压温度不低于900℃。单位挤压力p和总挤压力P按下式计算：式中K——安全系数，取1.3A——凸模与坯料接触表面在凸模施力方向的投影面积，算得A=638mm2Z——模具的形状系数，查资料可知，Z=1.2n——挤压方式及变形程度修正系数，查资料可知，当反挤压断面收缩

8、率47.2%时，n=4.5如何定义象高