1.后道工序为车边的切边模
在不锈钢餐厨具制作中,有不少产品是采用氩弧焊对接而成的。而这些对接件又是经过拉深→切边→车加工得到的。时下有较多的不锈钢制品企业为了节约成本,采用无导柱导套模具来冲剪旋转体的拉深凸缘,如图2-25所示。
在设计这类模具时,剪切线不能太逼近工件外径,而是加大一些。这是因为,在逼近工件外径的位置,材料厚度几乎等于凹模R值。将此处作为剪切线,将直接导致冲裁力增大。而由于加工过程中的诸多因素,拉深件存在着失圆的现象,造成周边剪切力不平衡。这种不平衡力会在剪切的一瞬间,将凸模压向一边,极易造成模具损坏(俗称嗑模)。
在旋转体拉深件凸缘剪边模中,通常按下式计算凹模直径:
D=d凹+2×0.6R式中 D——切边凹模直径(mm);
d凹——拉深模直径(mm);
R——凹模圆角半径(mm)。
也可将剪切线与凹模圆角的关系换算成角度,则角的值应小于50°。
图2-25 旋转体的拉深件剪边
在设计与安装此类模具时,要注意:安装模具前,要认真检查压力机的运动精度,滑枕与导轨的运动间隙不能大于凸凹模单边间隙的1/2,且要求上下一致。
2.卷边前道工序的切边模
为了保证卷边作业顺利,需要在卷边前对工件作预处理,即将接近工件边缘3倍料厚的距离做成等于或略小于卷边半径的预弯。在设计此类工件的切边模时,是可以合并考虑,为卷边工序提供这一有利条件的,如图2-26所示。
图2-26 后续卷边工序的切边模
1—橡胶 2—退料板 3—凹模 4—凸模 5—废料切刀 6—凹模保护套
所以,此类模具的凸模不是90°刃角,而是根据上述要求作10°~15°的斜角处理。在退料机构的共同作用下,这类模具能很好地完成剪边作业。
这类模具的工作原理还可扩展应用于铰链卷圆模的落料工序。
3.球形曲面剪边模
球形曲面(碗形件)剪切模,其剪切线的球心角一般都超过80°,在这种情况下,如果工件稍有偏心,或上下模运动间隙超过模具凸、凹模间隙,极易造成凸模偏边,啃坏凹模。
因此,碗形件(球面)剪切模应优选有导柱导套方式;导柱截面积较平常加大30%。优选导柱直接与凸模固定板导向的模具结构,如图2-27所示。
图2-27 碗形件剪切模
1—弹性元件(高弹橡胶) 2—隔板 3—导柱 4—导套凹模座 5—仿形压料块 6—凸模 7—凹模 8—退料块 9—传力销 10—下模座(www.xing528.com)
在确认压力机运动精度、刚度和功率有裕度的前提下,也可选择无导柱导套方式;如果选择无导柱导套冲裁,则要求压力机的滑枕与导轨间隙应调整控制在0.005~0.02mm,并须经同等出力情况下多次试冲,予以确认。
这一款式模具的设计特点如下:
1)两导柱之间的连线通过工件中心点。
2)导套优选与凸模固定板直接导向。
3)退料块兼有定位作用,要有足够的预紧力,宜用强力弹簧或碟形弹簧作为预紧装置;或采用吊装式橡胶叠层可调装置。
4)定位件仿形制作,与凸模分立,以方便凸模刃口修复。
5)上、下模安装牢固可靠。
4.圆锥体、截顶圆锥体展开料落料模
锥形件和深锥形件在拉深时,由于悬空面积大,工件腹部容易起皱,所以在设计这类产品时,尤其是尺寸较大的情况下,通常采用展开料焊接的方法替代。在生产中应注意以下两点:
1)锥形件的展开料为扇形。
2)氩弧焊有起弧和收弧段焊接不良的特点。
综合上述两条,可以在片料的两边线上各加一小段材料,一般长度取6~8mm,宽度取4~5mm,待锥筒焊接好后切除。
扇形料面积较大时,可以将凸模沿边线留(20~30)t宽度,(绝对值≥8mm)在热处理前将中间部分挖低,方便日后模具磨损后的修整。如图2-28所示。
扇形料边线过长,导致剪切力太大时,可将凸模仍保持平面,而将凹模平面磨成斜面;其高度差控制在(0.5~2)t,视边线长度和压力机出力所留裕量大小决定,沿中线两侧对称。
5.大直径圆形坯片开料模
大型面盆、浴缸之类工件的圆形坯片开料模,其剪切线长有时达到数千毫米。在使用平刃口模具时,冲裁终了的一瞬间,压力突然解除,俗称“撑腰”,此时产生的振动对压力机危害极大。此时可作以下处置:
1)过中心点将刃口圆周分成6~8等份,如图2-29所示。
图2-28 截顶圆锥体展开料落料凸模
图2-29 凹模刃口分瓣磨低
2)每间隔一等份磨低0.5t~1.5t。
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