針对特性铰链设计和冲压工艺.docVIP

铰链长度三有多种规格，从400-1600mm不等，市场上一时购买不到满足需要的铰链，构成对生产的困扰。同时，在生产配电柜时所产生大量边角料， 都按废料处理。基于当时状况，提出利用边角料生产铰链。以下编制了铰链生产工艺，并设计了一副级进模，既满足了配电柜对各种不同长度的需要， 又降低了成本，取得了良好效果。图1是我公司生产的配电柜产品配套的铰链。 2 特型铰链工艺分析 铰链结构特点：长度从400-1600mm不等，铰链页材料按现场边角料分有2种：不锈钢和低碳钢。铰链轴是φ5 mm的冷拉不锈钢，铰链页上的安装孔φ5 mm的位置根据配电柜的需要配做。铰链页工艺是铰链的核心。图2是铰链页的零件图，铰 链由2个铰链页组成，2个铰链页结构在组合处的凸凹部分在长度方向相差20mm 其他完全一致。因此可在铰链页加工完成后裁剪一节20 mm即可，或 在模具上设置活动定位装置。 2．1 工艺计算 展开长度计算，根据公式 ： L=L1+Rπβ/180 （1） 式中：R---中性层半径，R= r+kt；r---内径，r= 2.55mm；k---中性层系数(按表1选取)； 材料 厚度，t=1．5 mm ——弯曲弧的圆心角，根据经验选 取β=296。，它与r/t 有关；Z ——直线部分长度，f = 4.55mm。把参数代入公式，经计算，f=22.4mm。 第2道预弯工序经计算修正，弯形高度为16.5 mm，见图3。?? 2．2 工艺要点 图3是铰链页工艺排样。 (1) β值的确定。在工艺计算展开长度时， 值 一般不能按图4(a)来确定。尽管考虑了中性层的位移，在实际生产过程中存在多种因素，如板料厚度公差、模具制造误差、材料塑性变形而引起的伸长等，根据经验，按图4(b)确定，效果较好，能满足产品设计要求。? (2)第1次预弯工步。预弯存在最大问题是回弹，公式(2)给出了a与a的关系，a小，a必大，第1 次预弯工步a小，则回弹大。如果回弹控制不好，则 铰链页安装孔出现圆度差。该孔出现圆度差，则铰 链页会存在2个问题：装配时铰链轴装不进去； 即使铰链轴装进去，铰链页不能灵活转动。因此， 回弹是该工步控制重点。 第2次预弯是常见弯形，在此不讨论。 一般弯曲件回弹计算公式： a=r（180°-a）（1/r凸-1/r） 式中： a——弯曲角回弹量；a ——弯曲件的弯曲角 度；r 弯曲件的弯曲半径； r凸——弯曲凸模半径。 从公式(2)可以看出，当 r一定时， a受到a和r凸 的影响。a 越小，a越大； a 越大，a越小。而第1次 预弯工步的弯曲角a已确定，且较小，只有26°，那么 只有减小r凸，以控制a。而r 减小，势必影响铰链内孔圆度，从而影响铰链质量。另外，同弹计算还 可按公式 ： a=3σnρa/Et (3) 式中：σn ——材料的屈服强度；E——材料的弹性模 量；t——材料的厚度；ρ——中性层曲率半径。 从公式(3)可知，改变中性层曲率半径ρ，也可 以控制回弹量a。因此，把第1次预弯工步设计成 图5结构，弯曲过程中发生塑性变形，使中性层有较大内移，外层拉应力增加，内层压应力减少，从而减 少a，达到控制铰链页安装孔圆度的目的。可通过模具设计间隙约等于0.8倍材料厚度的方法，使材料受到挤压变形，以实现内圆弧符合R2．5 mm要求。? (3)尺寸的确定。板料在弯曲过程中会出现图 6所示现象，即弯曲内层变宽，弯曲外层变窄。为了 保证铰链装配转动灵活，在T艺设计时有意识地把弯曲部分减小，缺口部分加大，如图3所示，弯曲部分设计为20（-0.2-0） mm，缺口部分20（0-0.2） mm。模具设计时考虑该因素，对其进一步控制。? (4)铰链页上安装孔 φ5.5mm的位置，不同规格其尺寸不同，根据配电柜的需要配做，所以，该孔另外安排工序加工。 3 模具设计 铰链弯形模具有许多种，实践应用也较普遍。但多适应于短型的铰链，而对于长型铰链弯形模具很少见到。图7是设计的铰链级进模结构(排 样图已放大)，图8(a)、(b)、(c)分别是第1次预弯、 第2次预弯和弯圆的凸、凹模与板料接触状态图。 因工件有3个工步的弯曲特征，导料卸料板B的长度设计成全程导料，而导料卸料板A的长度设计成 非全程导料、卸料，同时可以避位。因此，该模具 导料卸料板A设计长度为50 mm；安装到模具的入 料口(见图7中的件9)。模具适用于普通压力机；人 工送料或机械化自动送料。铰链页内孔尺寸精度 是工件的关键尺寸，是模具设计的核心。 冲压过程： 剪床裁料：把宽度不规则的边角 料按需要的长度挑选，剪裁成Lx45 mml 第1 工 步：条料置于导料卸料板9和12之间，步距定位销 10定位，冲槽，卸料；第2工步：第1次预弯、冲槽， 弹性浮料销浮料、卸料；第3工步：第1次预弯、冲 槽、第2次预弯，弹性浮