风冷柴油机油箱成型工艺及模具设计剥皮刀

风冷柴油机油箱成型工艺及模具设计

风冷柴油机油箱成型工艺及模具设计 2011： 摘要：通过对油箱工艺及模具设计实践分析，总结了异型件成型的工艺分析方法与模具设计中应考虑的原则。 关键词 ：异型件、工艺分析、结构设计、模具设计 图一是风冷柴油机油箱简图，本文将从生产工艺出发，确定最佳分型面，并定性对其进行应力、应变分析，以便在模具设计中采取相应的控制措施，藉以探讨异型件拉深的工艺分析方法与模具设计中应考虑的原则。一、工艺分析1、 分型面的确定 图一所示的油箱属于长方体盒型件，其使用时的放置状态与图一所示的一致，在上平面铆有油箱口如图一中D，在下平面有一个出油螺母如图一中E，油箱口和出油口螺母必须在油箱缝焊前装配好。 盒型件分型面选定的原则是：满足工件使用要求，工艺集中，工装投资少，劳动消耗少。通过对该盒型件的结构进行分析，该油箱体应由两部分合起来，由车间的缝焊机缝焊而成，如果上、下体结构不一样，则上、下体需两套成型模、整形模、落边模。满足上述原则，为了减少模具投入，这两部分应该完全相同。鉴于此，该盒型件的分型方案有三个。下面从该油箱的使用、成型工艺、经济技术三方面对此三方案进行对比分析，以确定最佳分型方案。 方案①在横截面A处分型。油箱口和出油螺母的装配、铆接较为方便。但是，由于油箱口的存在，分型面周边不能全部缝焊，增加焊接工艺成本。另外，由于油箱上下体均为高矩形盒，都需2次拉深，一次整型，模具投入较高，工序较多，工艺难度较大。另外，高矩形盒拉深对板材拉深性能要求较高，这样一来，会增加产品原材料的成本。 方案②在纵截面B处分型。上下体为普通矩形盒拉深，成型比较容易，工艺集中，工装投资少，劳动消耗少。但是，油箱口必须偏置，分型面周边不能全部缝焊，增加焊接工艺成本，并且油箱口偏置，对实际使用不利。 方案③在歇截面C处分型。上、下体为异型件拉深，油箱口和出油螺母的装配、铆接较为方便。分型面周边可全部缝焊，完全符合盒型件分型面选定的原则，满足工件使用要求，工艺集中，工装投资少，劳动消耗少。综合成本最低。但是，异型件拉深较普通盒型件拉深困难。 综上所述，方案①产品质量有保证，但工序多，劳动消耗大，工装设备投资多。方案②手工劳动多，产品质量差，影响整机外观质量。方案③工艺集中，工装投资少，劳动消耗少，综合成本最低，但模具结构较为复杂，须采取消除缺陷的措施，才能保证产品质量。我们确定方案③为最佳方案，为此，我们建议产品结构定为斜截面处分型。⒉零件拉深工艺分析 分型后的上、下体结构如图2所示，为非对称平面法兰类零件，在板料拉深工艺中，由于板厚方向的应力相对很小，可以忽略，所以一般看成平面应力状态。 在凸缘转角A点取一单元体，由拉深基本原理可知，其应力状态为平面应力状态，如图3所示，径向为拉应力σ1， 切向为压应力σ3，径向拉应力σ1沿盒型件周边分布是不均匀，并且圆角中间处最大，直边中间处最小。切向压应力σ3的分布如同径向拉应力σ1，在圆角中间处最大，离圆角越远，逐渐减小。 在B处取一单元体，可近似简化为轴对称应力状态，如图4所示，σr为拉应力，σθ为压应力，σr和σθ在圆角中间达到最大值。 在拉深过程中，圆角部分阻力比直边部分大，所以圆角部分的材料流动速度比直边部分慢。由于圆角处存在压应力比较大，圆角的多余材料不能顺利向直边部分流动，因此在转角处会产生鼓包缺陷，法兰部分圆角处（A点）会起皱，在直边部分会产生凹面、扭曲、松弛、波纹等缺陷。解决办法是在适当的位置恰当地设置拉深筋。拉深筋的作用是：⒈增加进料阻力，避免拉深件产生凹面、扭曲、松弛和波纹等缺陷，⒉调节材料的流动情况，使拉深过程中各部分流动阻力均匀，或使材料流入模腔的量适合工件各处的需要，防止“多则皱，少则裂”的现象。拉深筋布置的原则为：序号要求布置原则1增加进料阻力，提高材料变形程度放整圈的或间断的1条或1-3条拉深筋2

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