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不对称金属垫片的落冲复合模设计

张秀英

摘  要:金属垫片是既普通又重要的零件,广泛地用于石化、机械、电力、冶金等行业。它的性能直接影响连接系统密封的可靠性。形状多种多样,大部分都是对称形,也有不对称形。这种不对称金属垫片可以采用激光切割机加工,也可采用专用的落冲复合模冲压成型。该文就针对落冲复合模冲压成型制作方式做一简单介绍。

关键词:不对称  垫片  落冲复合模

中图分类号:TG385.2                              文献标识码:A                          文章编号:1672-3791(2019)03(c)-0065-02

不对称金属垫片采用激光切割机加工,不仅效率低,加工成本高,而且增加了激光切割机的负荷,影响其他零件的加工进度。因此,设计专用的落冲复合模成为加工金属垫片的首选,下面详细介绍不对称金属垫片落冲复合模的设计过程。

1  零件分析

不对称金属垫片的形状及尺寸如图1所示,材质为SC1。外径尺寸R=50,内径尺寸r=26,厚度t=1,属于不对称薄板金属件。

2  落冲复合模的设计

2.1 零件压力中心的计算

根据冲压手册中,复杂形状的冲裁计算方法计算该零件的压力中心。

如图2所示,将零件轮廓分为7段,坐标轴选在外圆弧的圆心处。各线段的长度Li(i=1,...,7)为已知,则可计算总长L=325.32。

各段重心的计算:

直线段的重心在线段的中心点,圆弧L2、L4、L6的重心按下式计算。

(1)

式中:b为弦长;

S为弧长;

R为圆弧半径;

Z为重心到圆心的距离。

通过上式计算可知每段圆弧的弦长bi(i=2,4,6)和每段圆弧的重心Zi(i=2,4,6)。根据以上计算结果可得零件的压力中心坐标。

2.2 凸凹模工作部分尺寸和公差的计算

根据冲压手册中,凸模与凹模分开加工时,凸、凹模工作部分尺寸和公差计算公式计算不对称金属垫片的各个尺寸。

(1)冲孔φ12  d凸=12.14-0.020  d凹=12.19+0.020

(2)落料R50→φ100  D凸=99.68-0.020  D凹=99.73+0.020

(3)冲孔R26→φ52  d凸=52.23-0.020  d凹=52.28+0.020

(4)距离1 d凸=1.135-0.020  d凹=1.185+0.020

2.3 落冲复合模整体结构设计

由于模具的压力中心应该和压力机的压力中心重合,因此该模具的凹模设计及布局要围绕着压力中心重合这一点展开。根据2.1、2.2中的计算结果,用CREO三维软件绘制的凹模形状如图3所示。

根据凹模结构形状,设计凸模和凸凹模结构,合理选用标准上、下模座,导柱和导套,顶料装置采用橡胶材质。因此,设计加工出不对称金属垫片的落冲复合模如图4所示。

3  结语

该模具结构简单,使用操作简便。设计时考虑了零件的压力中心以及凸、凹模间隙等重要因素,计算准确,布局合理,冲压出的零件能满足图纸设计要求。

参考文献

[1] 宋兆哲.静密封过程中垫片的密封机理及失效分析[D].昆明理工大学,2011.

[2] 王孝培.冲压手册[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3] 伍晓红.垫片的冲压模具設计与凸模的强度校核[J].机械研究与应用,2018(3):172-173.

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