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门角整形工艺和模具设计 ( z7 W$ [: Y( t5 I4 t
我公司生产的不锈钢车的门扣铁是由四种门角和四种门扣铁组合而成，是不锈钢车重要部件之一。四种门角是整体翻边成型后切割而成，由于门角翻边成型和切割后变形，工件的圆角和竖边部分与底平面不垂直、底平面不平，致使门角的形状与门扣铁不吻合，直接影响到门扣铁组成和不锈钢车的质量，为此对其进行了技术攻关。
7 J: a3 j z# U- ]8 v# h4 s: g1 工艺分析
; s! e/ E6 }3 P" d* p1 B8 ^% x以北京5号线的门角为例，门角的形状较复杂，尺寸和形状精度要求高，因为门角是表面件，要求其外观平整、光洁，其采用的材质是不锈钢SUS301L- L T，料厚4mm。门角主要加工工艺是:激光下料－>整体翻边－>切割成四种门角。北京5号线不锈钢车的四种门角，如图1所示. T5 ?9 V5 D0 h' O6 A
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# t/ r! b/ D, }6 k由于门角翻边成型后的回弹，其圆角和竖边部分与底平面不垂直，圆角部分与底平面有4°的回弹，竖边部分与底平面有2°的回弹，如图2所示。
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为解决上述问题，保证门角的圆角和竖边与底平面垂直，其形状与门扣铁吻合，采取分别对四种门角用整形模具整形的工艺方法。
9 d& F( s; \- W1 A9 \2 模具结构
q& |& F& _: I! q) A从零件图2中可以看出，上门角左和下门角右、上门角右和下门角左翻边形状方向基本一致，所以用两套门角整形模具就可以完成四种门角的整形。为此，开发设计了两套门角整形模（左上、右下角）、门角整形模（右上、左下角）。采用上下模具结构完成门角圆角、竖边的整形，门角底平面的整形采用侧向斜楔模具结构。; Q, f# b$ x6 a4 w$ o0 V, p
门角整形模具结构，如图3所示。# U3 ]& L' p3 C( f0 q, g1 Z
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1下模板 2上模板 3导柱 4导套 5斜楔 6凸模 7凹模 8滑楔
6 V4 b5 C- l3 a- {- N$ o9特种螺钉 10拉簧 11侧压块 12压板3 D( u9 [$ _ ^1 i
2.1制件的定位方式0 v9 O/ v/ G% r" ]0 j
因门角形状不对称，整形时制件坯料定位很难实现，采用了门角的形状定位，将翻边后的门角挂靠在相应的凹模位置上，在模具整形前，斜楔夹紧坯料。对于外形尺寸相差很大的下门角，还采取了在下底板开槽作用于托料，保证定位方式的可靠性和操作方便。$ h7 g9 s( N0 d
2.2 模具的斜楔结构
8 V" e, f# J5 n3 |% f8 `/ u: ^& R7 h采用斜楔的模具结构，实现先夹紧后整形的目标，实现了整形时底平面不变形。模具整形前，上模板下行，用斜楔带动滑楔接触制件坯料和凹模，将压力机的垂直运动转变为夹紧机构的水平运动。
- \2 p2 G& |; n2 ?' y考虑在工作时的斜楔状态和滑楔的行程，斜楔的角度取45°。0 S- j! {. T$ ~# E0 ]4 B* b" b
2.3 模具的工作部分4 L0 U- Y6 B1 y6 x1 g1 d
为实现压力机一次行程完成门角所有圆角和竖边都能得到整形的目的，将坯料倾斜45º放置，模具的工作部分运动方向和整形表面相垂直。) v1 G) D- O9 i, S: K9 p$ X
凸、凹模的工作部分形状尺寸和表面精度对整形质量有很大影响，在凸、凹模工作部分预先给出相反方向2º的回弹角，凸、凹模圆角半径大于坯料的圆角半径，使得圆角部分能充分变形达到整形的目的，采取了提高模具制造精度，用三维数控机床加工凸、凹模等措施。凹模如图4所示，凸模如图5 所示。2 ?0 E2 h: d1 N$ s% e. R5 t
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# ]% p4 m* m& s% e3 模具工作过程1 D0 ]& w R F- B6 P
先将门角的坯料放在凹模上，在压力机滑块的作用下斜楔下行推动滑楔接触坯料和凹模、压紧夹住坯料。随着压力机滑块继续下行，凸模向下运动与坯料和凹模刚性接触完成门角整形过程。压力机滑块上行带动斜楔上移，在复位弹簧的作用下滑楔复位离开工件，取出工件。8 K3 v+ s* y+ ~1 Y- Y# M
4 结束语' D* K6 o1 C6 a0 X) r g) J
通过采用一系列的工艺措施和模具新结构，解决了门角整形时的坯料定位、放料和取料、底平面变形等疑难问题。整形后的门角圆角和竖边部分的垂直度、底平面不平度都满足了不锈钢车的精度要求，达到了日本标准，已经批量生产。所开发设计的门角整形模具，因结构合理，技术参数准确，均一次调试成功。5 C2 }0 C" s. r7 L5 y
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发表于 2007-7-25 10:41:59
