半箱体破裂原因分析及模具改进(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-27 原文发表:2007-06-27 人气:1

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根据模具工作过程可知：成形过程中，上模成形块2与下模6一直实施坯料压边，当成形IOnm后，翻边凹模9与下模6开始对零件边缘进行翻边，此时，成形部位的金属需要从侧边流动变得已不再通畅，造成应该变形的部分——变形区成为强区，而本应是传山区的零件边缘却过早产生厂塑形变形，并受到较大的压边力作用，使传力区的材料难以流动到变形区，从而加大了危险断面处的拉应力，导致变形区的成形只能依靠减薄料厚来供给成形的需要，当延伸率超过延伸极限时，板料变薄严重或破裂。由于制什右边成形时成形边缘大大多于左边成形边缘能转移的材料，这就使得左边成形部位比右边更易破裂，另一方面，下模成形块3与下模6由于结构上的原因，将形成一尖角A(如图2俯视图示)，从而使金属材料在该处须向径向及横向转移动．由于模具结构及成形过程的限制，该处金属流动阻力最人，使传力区的材料难以流向成形区，造成成形破裂。该处尖角也往往成为破裂源，造成周围的材料产生裂纹。

根据上述分析知，破裂的原因在于：压边过多、翻边过早使成形区阻力太大，金属流动不畅而产生严重变薄导致破裂；模具结构不合理，尤其是下模分块位置不合理，分块造成的尖角A使板料在鼓包成形及翻边时与之产生摩擦划伤，加速了半箱体的破裂趋势。

根据零件结构，设计了图2所示模具：

5 模具改进思路及要点

由于模具体积大，重量达2t多，加之模具修理周期长，易影响零件生产进度，故不便于对模具作较大的改进，只能进行局部改进，同时又要保证模具生产出不破裂的半箱体。控制金属流动的基本原则是开流、限流，即需要金属流动的地方减小阻力，让其顺利流动。在不需要金属流动的地方加大阻力，限制其流动。

依据上述原则，改进后模具结构如图3所示，采取了以下措施：

(1)将原上模成形块2从成形处分割成上模块(图3件1)及上模块Ⅱ(图3什4)曲部分，更换原卸料螺钉(田2件4)和弹簧(图2件5)为卸料螺钉I(图3件2)、弹簧1(图3件3)和卸料螺钉Ⅱ(图3件5)、弹簧Ⅱ(图3件6)，卸料螺钉I、弹簧I比原卸料螺钉和弹簧长30mm，而卸料螺钉Ⅱ、弹簧Ⅱ比原卸料螺钉和弹簧短30mm。
(2)为保证零什不偏移，依然实施压边，但根据零件成形特点，在鼓包成形的上模块Ⅱ底而加工出让位槽，对其不实施压边。
(3)增大弯曲及成形圆角部位的单边间隙0.1mm．从而减轻材料受模具的束缚而造成流动困难。

(4)增大翻边凹模(图2件9)圆角为R12mm，下模成形块圆角取R8mm，以利于金属的转移，
(5)为避免下模成形块(图2件3)与下模(图2件6)分块部位形成的尖角A，造成板料在鼓包成形及翻边时的摩擦划伤，在其相配的上模块Ⅱ(图3件4)部位加大圆角为R16mm，并使该部位间隙单边加大0．3mm，对形成的较大圆角在加工完后利用手工校正。通过采取措施(1)、(2)后，在60mm高度鼓包成形时，坯料成形是自山的；而在后续成形时．尽管坯料被压紧，翻边也同时进行，但巾于开设了让位槽，因而成形过程中的金属流动仍然是通畅的。

6效果及结论

改进后的模具经重新试模，零件全部符合图纸要求，未能产生破裂。

模具改进的成功表明：依据金属流动的开、限流原则，对成形、翻边复合件进行仔细分析，合理安排好成形及翻边的“节奏”，设置好恰当的压边形式，保持金属流动的通畅，能妥善解决好零件破裂问题，生产出合格的零件。

参考文献
1 冲模设计手册编写组，冲模设计手册北京机械工业出版社，1988
2 万战胜等，冲压模具设计，中国铁道出版社，1983 (

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