引言

冷擠壓加工是一種常見的加工工藝,但如何保證產(chǎn)品質(zhì)量卻是一個難題,因為擠壓過程中模具受力非常復雜,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),往往加工幾個或十幾個零件上模就損壞,造成了嚴重的成本上升,給企業(yè)帶來了很大的困惑,因此如何解決上述問題具有較高的學術價值和實際意義。

1冷擠壓加工模具結構設計

一種冷擠壓加工模具設計結構如圖1所示,工作時工件放入下模10內(nèi),壓力機滑塊帶動連接桿1、螺母2、凹墊3、上模4向下移動,下模體13固定在工作臺上,下模10安裝在下模套9中,并用壓圈8通過螺栓5、墊圈6和7固定安裝于下模座上。當滑塊向下移動時上模4進入工件型腔內(nèi)并根據(jù)型腔內(nèi)的結構自由尋找位置,自動導正,隨著凸模的向下運動工件與頂料桿12接觸,工件、頂料桿、上凸模、下模腔形成強大的擠壓力使被加工零件擠壓成型。本套復雜模具涉及冷擠壓加工技術領域,具體為一種冷擠壓工序加工模具結構裝置。

2設計目的

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

冷擠壓由于在加工過程中工件在封閉的模具中成型,尋油彈頭在擠壓時處于強烈的三向壓應力狀態(tài),模具承受三向壓應力,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,其中垂直度誤差會對凸模產(chǎn)生較大的彎矩,由于工件是隨機安放于下模腔,致使凸模在加工過程中由于不同的工件誤差不同承受著方向不定的彎曲力,造成凸模的彎曲應力反復循環(huán)作用,使凸模的應力集中處產(chǎn)生開裂、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,這個問題一直困擾著企業(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構、工藝和使用簡單、合理,成本低,性能穩(wěn)定,使用壽命長的冷擠壓加工裝置。

3技術方案

為實現(xiàn)上述目的,采用如下技術方案,設計了一種冷擠壓加工模具結構:

(1)根據(jù)以上加工工藝過程分析,由于在上道工序工件存在誤差,模具在擠壓加工時X軸移動方向受到干涉,限制了凸模的X軸移動,所以本模具凸模在徑向方向留有一定的間隙,當模具動態(tài)接觸工件時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軸方向是可移動的,消除了工件X軸方向產(chǎn)生的誤差帶來的影響。

(2)根據(jù)以上加工工藝過程分析,由于在上道工序工件存在誤差,模具在擠壓加工時Y軸移動方向受到干涉,限制了凸模的Y軸移動,所以本模具凸模在徑向方向留有一定的間隙,當模具動態(tài)接觸工件時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軸方向是可移動的,消除了工件Y軸方向產(chǎn)生的誤差帶來的影響。

(3)根據(jù)以上加工工藝過程分析,由于在上道工序工件存在誤差,模具在擠壓加工時X軸轉動自由度受到干涉,擠壓加工時限制了凸模的X軸轉動,所以本模具凸模在X軸方向留有一定的間隙,當模具動態(tài)接觸工件時模具是掛在螺母端面上的,且Z軸方向也留有間隙,并在Z軸設計出凸模球面和凹墊片球面,凸?？梢岳@X軸轉動,用以補償上道工序加工工件的誤差,消除了工件X軸方向產(chǎn)生的回轉誤差。

(4)根據(jù)以上加工工藝過程分析,由于在上道工序工件存在誤差,模具在擠壓加工時Y軸轉動自由度受到干涉,擠壓加工時限制了凸模的Z軸轉動,所以本模具凸模在Z軸方向留有一定的間隙,當模具動態(tài)接觸工件時模具是掛在螺母端面上的,且Z軸方向也留有間隙,并在Z軸設計出凸模球面和凹墊片球面,凸?？梢岳@Z軸轉動,用以補償上道工序加工工件的誤差,消除了工件Z軸方向產(chǎn)生的回轉誤差。

4結語

通過大量實踐可知,本模具的結構設計解決了產(chǎn)品質(zhì)量不合格、模具大量損壞的問題,使產(chǎn)品質(zhì)量和模具壽命得到了很大的提高,本模具的結構能夠保證加工過程中即使上道工序對工件產(chǎn)生加工誤差也不會對本道工序造成模具損壞的嚴重影響,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)濟效益做出了突出貢獻。