1、󰀁模具工業󰀂2006年第32卷第11期35滾筒洗衣機外殼成形工藝與模具設計趙燕,劉光燁,李鶴,丁乃秀(青島科技大學新材料研究重點實驗室,山東青島266061)摘要:介紹了洗衣機外殼加工工藝,設計出沖孔、翻邊一次成形模結構,包括鑲拼式結構,凸、凹模共用,減少了零件成形加工工序,縮短了模具生產周期,模具已投入生產,零件質量穩定,效果好。關鍵詞:復合模;工藝分析;鑲拼式結構中圖分類號:TG386;TG385.2文獻標識碼:B文章編號:1001-2168(2006)11-0035-04Formingprocessanddiedesignfordrum_typewashi

2、ngmachinecaseshellZHAOYan,LIUGuang_ye,LIHe,DINGNai_xiu(KeyLaboratoryforAdvancedMaterialsResearch,QingdaoUniversityofScience&Technology,Qingdao,Shandong266061,China)Abstract:Theprocessingtechnologyofdrum_typewashingmachinecaseshellwasintroducedandapunchingandflangingcompositediewasdesigned.Theapp

3、licationofinsertorcompositestructuresharedbyforcepluganddieplatecaneffectivelyreducetheprocessingstepforcomponentformingandshortentheproductioncycle.Keywords:compositedie;technicalanalysis;insertorcompositestructure1引言圖1所示滾筒洗衣機外殼零件外形尺寸較大,根據沖壓成形工藝和零件的特點,模具大部分采用鑲拼式結構,其中第3工序除了使用鑲拼式結構外,還實現了沖孔、翻邊一次成形,減少了

4、零件成形的加工工序,有利于模具的生產加工,提高了生產效率,縮短了生產周期,節約了生產成本。2工藝分析滾筒洗衣機大視窗外殼屬于剪切、沖孔、拉伸、壓形、折彎復合成形的零件,材料為0.8mm冷軋板。根據零件的特點和要求,可分5個工序來實現零件的加工成形,其中I處的圓形視窗是成形的關鍵部位之一。(1)剪切、沖孔、預沖孔。零件展開外形處的剪切,還有在圖1中I處中間視窗預沖1個󰀁200mm的圓孔,滿足材料流動和塑性變形的需要,有利于第2工序I處拉伸成形的實現。收稿日期:2006-05-25。作者簡介:趙燕(1977-),女,山東新泰人,碩士研究生,主要從事模具方面的研究工作,地址:山東省青

5、島市青島科技大學東部校區558信箱,(電話(電子信箱)zyskyfree。圖1零件圖(2)拉伸、壓彎、壓筋。I處中間圓形視窗的拉伸,II、III上、下2處的壓彎和IV處兩側加強筋的成形。(3)剪切、沖孔、預沖翻邊孔、翻邊。第2工序中拉伸、壓彎成形處的沖孔和中間視窗圓孔預沖和翻邊。36(4)折彎、壓形、翻邊。周邊V處折彎(部分處使用斜滑塊折彎成形)、II處翻邊、壓中間圓形視窗30!外形。(5)折彎。VI處折彎,零件成形。3工序模具結構第3工序除了使用沖孔、翻邊1次成形結構外,還使用了鑲拼式結構,凸、凹模共用等結構設計。零件展開尺寸為0.8mm874.8mm1620

6、83041;模具工業󰀂2006年第32卷第11期3.1鑲拼式結構鑲拼式結構廣泛應用在大型模具中,通常模板外形復雜,不能形成統一的標準,可根據零件特點和設計經驗靈活組合。第3工序模具采用如圖3所示的鑲拼式結構,上模鑲拼結構和圖中下模所示的結構類似。根據不同的功能和用途,每塊模板的選材、加工方法和精度都有所不同。圖3中模板A、B、C、D1、D2、E1、E2材料種類和尺寸根據實際需要有所差別,A板處于零件壓彎處,為36mm230mm610mm的Cr12MoV,下墊板B、E1、E2因沒有沖裁刃口,選用45鋼,C(凹模板下因高度需要墊有45鋼的墊板)、D1、D2由于沖裁需要,選用Cr12

7、MoV,機械加工、調質后線切割加工所需要的銷釘孔、內導柱孔、沖裁mm。根據毛坯尺寸及工藝分析計算,選用2500kN壓力機。模具閉合高度525mm,寬1000mm,長1880mm,總體結構如圖2所示。圖2模具總體結構圖3下模鑲拼結構圖󰀁模具工業󰀂2006年第32卷第11期刃口。根據實際情況,各模板鑲拼處留有一定的間隙,可避免各模板由于加工外形尺寸誤差而產生的干涉現象,降低了對模板周邊加工精度的要求。采用鑲拼結構有利于模板的加工生產,節約成本,但同時增加了裝配結構的層次。3.2凸、凹模共用37把凸模1、2固定到上模固定板上。由于不受機床累計誤差的影響,切割后的凸、凹

8、模間隙均勻一致,在裝模配模容易實現的同時,節省了模具材料和線切割加工時間與費用。3.3沖孔、翻邊一次成形模為了減少零件的加工工序,節約成本,在中間圓形視窗處巧妙采用沖孔、翻邊一次成形模,結構如圖5所示。3.3.1圓形視窗展開尺寸計算根據中性層展開計算公式得:L=L1+L2+ !/180(R+X0)圖3中A模板的凸模1、2可以和凹模板共用同一坯料,如圖4所示。經過機械粗加工、熱處理(5862HRC)后用電火花線切割機床加工,擺斜度󰀂=0.493!,分別一次割出,沖裁單邊間隙為0.04mm的凸、凹模1和凸、凹模2。再通過銷釘和螺釘圖4凹模板圖5沖孔、翻邊1次成形模1.上模座2.螺釘

9、3.墊板4.固定板5.卸料螺釘6.導柱7.卸料板14.沖孔凸模8.卸料板15.凸模9.翻邊凹模板10.墊板11.凹模板12.下模座13.銷釘16.卸料板17.矩形彈簧18.沖孔、翻邊凸凹模38式中:L1、L2 直線部分的長度,mm;! 彎曲角󰀂的補角;X0 中性層位移系數,通常小于0.5(查表取X0=0.36); 材料厚度,mm。計算可知,I處圓孔的展開尺寸為󰀁287mm,折彎處凸模尺寸為󰀁303mm。3.3.2主要零部件加工工藝(1)沖孔、翻邊凸凹模。沖孔、翻邊凸凹模的剪󰀁模具工業󰀂2006年第32卷第11期切內

10、圓刃口為󰀁287mm,外圓折彎刃口為󰀁303mm。可做成如圖5中件18的階梯狀,以增加其強度。采用63mm350mm350mm的Cr12MoV板料,經機械加工、攻絲、熱處理(硬度5862HRC)后,線切割󰀁287mm內圓和󰀁325mm外圓,以線切割的中心孔為基準,NC加工󰀁303mm的折彎處外圓臺階。(2)沖孔凸模。圖5中凸模14材料為Cr12MoV,經機械加工、熱處理(硬度5862HRC)后,線切割加工󰀁286.92mm外圓刀口,然后NC加工󰀁272mm的臺階外形。(3)翻邊凹模。

11、圖5中凹模板9材料為Cr12MoV,經機械加工、攻絲、熱處理(硬度5862HRC)后,用線切割割銷釘孔、預沖孔、󰀁304.6mm的翻邊孔,然后以中心孔為基準,NC加工外形。另外,此外形還具有定位作用。(4)卸料板。圖5中卸料板8用22mm310mm310mm45鋼板料加工成形為外圓󰀁304.5mm、內圓󰀁272.1mm的階梯狀結構。卸料板16用25mm300mm300mm的45鋼板料加工成直徑為󰀁286.9mm的圓柱形狀。卸料板7采用55mm548mm610mm的45鋼板料,經機械加工、鉆孔、鉆穿絲孔、攻絲后,線切割加工內導柱孔、

12、凸模導向孔,然后NC加工所需要的外形,加工后結構如圖6所示。3.3.3沖孔、翻邊一次成形模工作過程模具工作時,將經過第1、2工序加工好的板料放在凹模板上,靠銷釘和凹模板9定位。當沖床滑塊下行時,內、外導柱首先進入下模的內導柱孔、外導套內導向,卸料板7、16隨著模具下行,在矩形彈簧的作用下壓緊板料,凸凹模18壓著卸料板8下行,由凸凹模󰀁287mm的內圓刃口與沖孔凸模󰀁286.92mm外圓刃口沖斷板料,完成圓孔的預沖。同時,凸凹模18的外圓刃口與凹模板9的內圓進行翻邊。沖床滑塊繼續下行到所調校的閉合位置后,開始上行,在矩形彈簧的作用下,卸料板8上行頂出翻入凹模板9內的工件;卸料板16頂出落在凸凹圖6卸料板7模內的廢料,模具恢復到未閉合前的自由狀態,完成整個沖壓過程。4結束語使用沖孔翻邊一次成形,鑲拼結構減少了加工工序,降低了生產成本,提高了生產效率。模具投入生產,零件質量穩定,效果好。參考文獻:1吳國相,孫麗華,李喜兵.用線切割設備一次加工出凸凹模J.煤礦機械,1999(4):30_31.2黃覺民.線切割加工與凸凹模設計J.模具工業,1994,20(1):30_32.3王朝陽,劉西林,張子公.大型鑲拼沖裁模具結構CAD的研究J.模具工業,1997,23(4):3_8.書訊󰀁模具工業