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1、1999年第3期机械开发59文章编号:1008-35X(1999)03-0059-03拉伸切边模设计张少锋,肖思农(广东工业大学,广东广州510643)摘要:介绍拉伸切边复合模具的结构形式,对控制工件切边质量的主要技术参数,作了简要的计算分析和阐述。关键词:拉伸切边模;切边质量;控制技术中图分类号:TG76文献标识码:B板料经拉伸成形后,其口部一般都有不平的凸缘,常常要进行切边。其切边方式通常采用滚轮式、涨切式或浮动式切边模,但这几种切边方式都需要另外设计一副切边模,且易引起工件断面形状的变化。为此,设计了一副制造图1所示工件的拉伸切边复合模(见图2),该模具采用了尖刃凸模和带拉伸圆角的凹
2、模进行切边,经使用,获得了满意的效果。1模具结构形式的确定1.1凸模刃口形式的选择1.1.1凸模结构形式拉伸切边模的特征是改变拉伸凸模的结构,设置切边刃口。有以下两种凸模刃口形式。(1)切边刃口断面夹角大于90°的形式,如图3(a)。其特征是刃口倾角应大于摩擦自锁角,一般取12°～15°。对于不变薄拉伸,剪切间隙值取材图1零件图料厚度的25%～35%;对于变薄拉伸,值取上道工序拉伸件壁厚的25%～[1]35%;软材料取小值,硬材料取大值。(2)切边刃口断面夹角等于90°的形式,如图3(b)。1.1.2凸模结构的分析(1)图3(a)所示凸模结构有如下缺点:切边后工件的高度取决于图3(a
3、)所示的L值,而L值不易精确确定,当工件的高度尺寸有较高要求时,此值难以保证。值不易测量,且当切边刃口钝化或部分崩裂后不易修复。当切边刃口钝化或部分崩裂后,对于倒装式拉伸切边模,工件容易紧粘附在凸模上,难以卸下。(2)对于图3(b)所示结构,只要合理选择技术参数,并图2模具结构且将拉伸凸模和切边凸模做成两件,然后用螺钉、销钉定位联1拉伸凸模2拉伸凹模3切边凸模接,就能有效地克服上述缺点。经过两种凸模形式试验,证明图3(b)形式效果更好。收稿日期:1999-05-2560机械开发1999年第3期1.2正装和倒装形式的选择带有弹性压边装置的拉伸切边模,有正装和倒装两种形式。对于薄料浅拉伸件
4、,可以采用正装形式,否则,采用倒装形式。因倒装拉伸切边模的压边圈在下模,压料装置可以装在工作台下面的宽敞空间,压边行程大,模具结构紧凑,对于压边力大,工件高度高的拉伸件比较适合。1.3卸件方式工件在拉伸时,由于拉伸力的作用或润滑油等因素影响,使得工件很容易被粘附在凸模上。对于倒装拉伸切边模,当切边刃口钝化后,工件更容易粘附在凸模上。为此在凸模上开设6.5mm的通气孔,并在通气孔中通压缩空气,卸件困难的问题得到解决。2主要技术参数2.1拉伸凹模圆角半径和拉伸间隙的确定利用尖刃凸模与带圆角的凹模进行切边时,切边工件边缘形图3凸模切边刃口的形式状(如图4)与普通冲裁时工件的边缘形状是不同的,其冲切
5、边缘形状与凹模圆角半径r及拉伸间隙Z有关。[2]为了使工件切边质量最佳,拉伸凹模圆角半径r及拉伸间隙Z应符合下列条件:r(3～4)t0Z=(0.82～0.85)t01/m式中:m——切边前的拉伸系数t0——毛坯料厚(mm)拉伸系数在m≤0.7时取0.82,而当m>0.8时取0.85,对于本工件,由上式得:r≥4.5～6mmZ≈1.65=1.1t0[3]从有利于拉伸来看,根据经验公式:r=0.8(D-d)tZ=(1～1.1)t图4切边工件的边缘形状式中D——毛坯直径(mm)d——拉伸件直径(mm)t——板料厚度的平均值(mm)求得r=6.7mm。取r=7mm,Z=1.1t,能够满足切边工件质
6、量的要求。2.2切边间隙的确定对于拉伸切边模,切边的单边间隙原则上不得超过0.02mm,但这对于模具制造的要求未免过于苛刻。根据生产实验可知,当取r=7mm、Z=1.1t0时,对于t0=1.5mm的软钢板料,只要单边间隙不超过0.08mm,就能保证工件端部不出现毛刺。因此设计的单边间隙为0.04～0.06mm。1999年第3期机械开发613模具材料的选择此拉伸切边模的易损部位主要在切边凸模和拉伸凹模,材料选择Cr12M0V钢。这种钢具有淬火变形小,淬透性好,耐磨性高等特点,但它的最大缺点是碳化物分布很不均匀,这不仅使钢的强度大为降低,而且往往造成模具在使用过程中出现崩刃损坏。为此,可通过改锻
7、来改变原材料的碳化物分布状况,以便提高模具的使用寿命。该模具把拉伸成形和切边合二为一,降低了模具制造成本,提高了产品生产效率。投入使用半年以来,都能稳定地生产出合格产品,达到了设计的目的,满足了生产的要求。参考文献:[1]高云显.挤切修边模的设计[J].锻压技术,1988,2.[2]周开华.冷冲压译文集[M].北京:国防工业出版社,1979.[3]《冲压工艺及冲模设计》编写委员会.冲压工艺及冲模设计[M].北
