大年夜凸缘法兰成形筹划和模具设计-片头模版

零件的尺寸公差哀求一样平常，未注公差为GB/T13914-2013，成形冲压件尺寸公差为FT9，精度属于中等。
零件成形的难点是拉深和胀形，这2道工序成形后零件如图3所示。

2　零件成形工艺方案

成形法兰零件的传统方案是按圆筒外径φ82.5mm拉深，然后胀形和镦压，现考试测验用相反的工艺方案成形，即按法兰凸缘最大外径略小的外圆进行拉深，然后缩口和镦压。

2.1　传统成形工艺方案

传统成形工艺方案：①拉深成形为与零件圆柱面直径相同的圆筒形件，如图4（a）所示；②胀形，如图4（b）所示；③镦压和整形，如图4（c）所示。

2.2　新成形工艺方案

新成形工艺方案：①拉深成形为比零件圆柱面大但比凸缘直径小的圆筒形件，如图5（a）所示；②缩口，如图5（b）所示；③缩口整形，如图5（c）所示；④镦压和整形（见图4（c））。

3　模具设计

3.1　传统成形工艺模具设计

3.1.1　拉深模设计

传统成形工艺拉深模构造如图6所示。
法兰零件经打算拉深毛坯尺寸为φ134mm，公差±0.1mm，厚度为1.5mm。
材料相对厚度为：tD×100=1.5134×100=1.12个中，t为材料厚度，mm；D为毛坯外径，mm。
根据材料相对厚度查《冷压冲模设计》：低碳钢不该用压边圈时第1次拉深系数：当t/D×100=1时，m1=0.75；当t/D×100=1.5时，m1=0.65，法兰拉深系数为m1=81134=0.6，小于低碳钢不该用压边圈时第1次拉深系数0.65，以是该拉深模要设计压边圈。
采取压边圈的拉深模第1次拉深系数：当1<t/D×100<1.5时，0.5<m1<0.53。
由上述剖析可知，原则上通用圆柱面凹模构造的拉深模必须设置压边圈（压板）。

在拉深前和拉深过程中，首先通过拉深凹模和压边圈给毛坯的两大面施加适当的压边力，防止毛坯起皱及拉深时底部开裂。
如果采取锥形凹模构造的拉深模，当d1/d2=0.6，t/D×100=1时，m1=0.58；当d1/d2=0.6，t/D×100=1.5时，m1=0.56，个中，d1为凹模锥形部分下端直径，mm；d2为凹模锥形部分上端直径，mm。

由上述剖析可知，如采取锥形凹模的拉深模可以不设置压边圈，即可一次拉深完成，为了简化模具构造，采取锥形凹模构造。
成形法兰的拉深模采取正装构造，拉深完成后拉深凸模4连续向下运动使拉深件的口部低于卸料板7的下端面，这时拉深件包裹住拉深凸模4，压力机滑块返程时拉深凸模4向上运动，拉深件被卸料板7挡住而从拉深凸模4上卸下。

3.1.2　胀形模设计

胀形模构造如图7所示。
胀形系数K=94.5/81=1.16，查阅设计手册碳素构造钢极限胀形系数为1.2，该零件材料为DC04，胀形工序成形是可行的。
胀形凸模材料选用橡胶，当拉深件底部受压力向下运动与胀形凸模打仗，胀形凸模受压后体积不变，高度降落，径向方向向外膨胀变大，将圆筒形件的底部向外胀形至胀形工序形状尺寸。

3.1.3　镦压与整形模设计

镦压与整形模构造如图8所示，将胀形后的工序件放在定位块5上，对工序件鼓肚进行镦压与整形，使2个料厚的材料重叠。
镦压与整形结束后推件块4将成形零件从定位块5上推出脱模。

3.2　新成形工艺模具设计

新成形工艺的拉深模构造与传统成形工艺的拉深模构造相同，其拉深系数比传统成形工艺的拉深系数大，拉深成形可行。

3.2.1　缩口模设计

缩口模构造如图9所示。
缩口系数m=8191.5=0.885，查阅设计手册低碳钢（软钢）：无芯柱极限缩口系数0.75，内部有芯柱极限缩口系数0.35。
为了防止工序件缩口部位在缩口过程中与原毛坯对应位置发生偏斜，采纳有芯柱的缩口模构造，根据上述数据，缩口工序成形是可行的，缩口角度取60º。
活动定位块7一方面在缩口开始前对缩口毛坯进行定位；另一方面在缩口过程中随着缩口凹模低落而低落，连续对缩口毛坯进行定位。

3.2.2　缩口整形模设计

缩口整形模构造如图10所示，由于缩口后的工序件缩口根部有较长的锥面，缩口未达到图纸哀求的圆柱面长度，以是须要将一部分锥面连续缩口整形变为圆柱面。
该方案的镦压与整形模与传统成形工艺方案的构造一样。

4　结束语

上述2种成形法兰凸缘的方案都可行，传统成形工艺方案适宜于凸缘尺寸较小的零件，新成形工艺方案适宜凸缘尺寸较大的零件，2种方案的成形工艺相反，新成形工艺方案的模具构造相对繁芜，比传统的胀形工序多了一道整形工序，生产本钱较高，但相对传统成形方案模具利用寿命要长。
2种方案的模具都是一次试模成功，成形零件尺寸符合图纸哀求，零件成形质量稳定，生产效率高，取得了良好的经济效益。

▍原文作者：刘五一，郭喜禄

▍作者单位：陕西烽火通信集团有限公司