引言

冷擠壓加工是一種常見(jiàn)的加工工藝,但如何保證產(chǎn)品質(zhì)量卻是一個(gè)難題,因?yàn)閿D壓過(guò)程中模具受力非常復(fù)雜,影響因素較多。比如尋油彈的冷擠壓加工難度很大,由于上道工序擠壓后存在著嚴(yán)重的形位誤差,下道工序很難保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品數(shù)量的生產(chǎn),往往加工幾個(gè)或十幾個(gè)零件上模就損壞,造成了嚴(yán)重的成本上升,給企業(yè)帶來(lái)了很大的困惑,因此如何解決上述問(wèn)題具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際意義。

1冷擠壓加工模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一種冷擠壓加工模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示,工作時(shí)工件放入下模10內(nèi),壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)連接桿1、螺母2、凹?jí)|3、上模4向下移動(dòng),下模體13固定在工作臺(tái)上,下模10安裝在下模套9中,并用壓圈8通過(guò)螺栓5、墊圈6和7固定安裝于下模座上。當(dāng)滑塊向下移動(dòng)時(shí)上模4進(jìn)入工件型腔內(nèi)并根據(jù)型腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)自由尋找位置,自動(dòng)導(dǎo)正,隨著凸模的向下運(yùn)動(dòng)工件與頂料桿12接觸,工件、頂料桿、上凸模、下模腔形成強(qiáng)大的擠壓力使被加工零件擠壓成型。本套復(fù)雜模具涉及冷擠壓加工技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種冷擠壓工序加工模具結(jié)構(gòu)裝置。

2設(shè)計(jì)目的

冷擠壓是在常溫下工件通過(guò)在模具型腔內(nèi)的擠壓變形獲得所需要的零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的工藝過(guò)程。由于冷擠壓加工零件尺寸準(zhǔn)確、表面光潔,節(jié)約原材料,生產(chǎn)效率高,可加工形狀復(fù)雜的零件,擠壓件具有強(qiáng)度高、剛性好、重量輕等特點(diǎn),所以在汽車、航空航天、石油、化工、軍工產(chǎn)品等多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件的制造。

冷擠壓由于在加工過(guò)程中工件在封閉的模具中成型,尋油彈頭在擠壓時(shí)處于強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài),模具承受三向壓應(yīng)力,單位面積上承受的載荷非常大,很容易造成模具表面金屬磨損、剝落而失效。由于上道工序加工存在著誤差,這種誤差包括尺寸誤差、表面幾何形狀誤差、表面相互位置誤差,特別是工件內(nèi)孔與外圓柱面的同軸度誤差,工件內(nèi)孔軸線與底平面的X方向與Y方向的垂直度誤差,其中垂直度誤差會(huì)對(duì)凸模產(chǎn)生較大的彎矩,由于工件是隨機(jī)安放于下模腔,致使凸模在加工過(guò)程中由于不同的工件誤差不同承受著方向不定的彎曲力,造成凸模的彎曲應(yīng)力反復(fù)循環(huán)作用,使凸模的應(yīng)力集中處產(chǎn)生開(kāi)裂、疲勞折斷。由于模具的損壞極大地影響了生產(chǎn)效率,增加了產(chǎn)品成本,這個(gè)問(wèn)題一直困擾著企業(yè)產(chǎn)品的加工,且保證不了產(chǎn)品質(zhì)量。研究本套模具的目的是提供一種結(jié)構(gòu)、工藝和使用簡(jiǎn)單、合理,成本低,性能穩(wěn)定,使用壽命長(zhǎng)的冷擠壓加工裝置。

3技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的,采用如下技術(shù)方案,設(shè)計(jì)了一種冷擠壓加工模具結(jié)構(gòu):

(1)根據(jù)以上加工工藝過(guò)程分析,由于在上道工序工件存在誤差,模具在擠壓加工時(shí)X軸移動(dòng)方向受到干涉,限制了凸模的X軸移動(dòng),所以本模具凸模在徑向方向留有一定的間隙,當(dāng)模具動(dòng)態(tài)接觸工件時(shí)模具是掛在螺母端面上的,且Z軸方向也留有間隙,所以在X軸方向是可移動(dòng)的,消除了工件X軸方向產(chǎn)生的誤差帶來(lái)的影響。

(2)根據(jù)以上加工工藝過(guò)程分析,由于在上道工序工件存在誤差,模具在擠壓加工時(shí)Y軸移動(dòng)方向受到干涉,限制了凸模的Y軸移動(dòng),所以本模具凸模在徑向方向留有一定的間隙,當(dāng)模具動(dòng)態(tài)接觸工件時(shí)模具是掛在螺母端面上的,且Z軸方向也留有間隙,所以在Y軸方向是可移動(dòng)的,消除了工件Y軸方向產(chǎn)生的誤差帶來(lái)的影響。

(3)根據(jù)以上加工工藝過(guò)程分析,由于在上道工序工件存在誤差,模具在擠壓加工時(shí)X軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度受到干涉,擠壓加工時(shí)限制了凸模的X軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以本模具凸模在X軸方向留有一定的間隙,當(dāng)模具動(dòng)態(tài)接觸工件時(shí)模具是掛在螺母端面上的,且Z軸方向也留有間隙,并在Z軸設(shè)計(jì)出凸模球面和凹?jí)|片球面,凸?？梢岳@X軸轉(zhuǎn)動(dòng),用以補(bǔ)償上道工序加工工件的誤差,消除了工件X軸方向產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)誤差。

(4)根據(jù)以上加工工藝過(guò)程分析,由于在上道工序工件存在誤差,模具在擠壓加工時(shí)Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度受到干涉,擠壓加工時(shí)限制了凸模的Z軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以本模具凸模在Z軸方向留有一定的間隙,當(dāng)模具動(dòng)態(tài)接觸工件時(shí)模具是掛在螺母端面上的,且Z軸方向也留有間隙,并在Z軸設(shè)計(jì)出凸模球面和凹?jí)|片球面,凸?？梢岳@Z軸轉(zhuǎn)動(dòng),用以補(bǔ)償上道工序加工工件的誤差,消除了工件Z軸方向產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)誤差。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)大量實(shí)踐可知,本模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決了產(chǎn)品質(zhì)量不合格、模具大量損壞的問(wèn)題,使產(chǎn)品質(zhì)量和模具壽命得到了很大的提高,本模具的結(jié)構(gòu)能夠保證加工過(guò)程中即使上道工序?qū)ぜa(chǎn)生加工誤差也不會(huì)對(duì)本道工序造成模具損壞的嚴(yán)重影響,提高了生產(chǎn)效率,保證了加工質(zhì)量,大大降低了模具損壞的成本,為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益做出了突出貢獻(xiàn)。