轴用弹簧挡圈的冲压工艺分析及模具设计5.docVIP

轴用弹簧挡圈的冲压工艺分析及模具设计 袁泉，刘光超 （四川理工学院机械工程学院，四川 自贡 643000） 摘 要：介绍一副用于制造轴用弹簧挡圈的模具，对其工艺方案、排样及压力中心作了详细的分析，设计出多工位级进模结构，并对模具结构及设计要点进行了总结，模具结构合理可靠，对同类零件的加工具有一定参考价值。 关键词：轴用弹簧挡圈；冲压工艺；模具设计；级进模 中图分类号：TG386.1 文献标志码：A 文章编号： Shaft circlip stamping die design and process analysis Yuan Quan, Liu Guangchao （School of Mechanical Engineering，Sichuan University of Science Engineering，Zigong 643000，China） Abstract：Introduced a pair of spring retainer shaft used in the manufacture of molds for stamping in the process, the process plan and basic layout analysis, the design of the multi-position progressive die stamping partition structure, and mold design key points a summary of the mold structure, reliable, high precision and productivity, as part of the same process provides a reference. Key words：spring sheet; stamping process; die design; Progressive Die 0 引言 轴用弹性挡圈是一种安装于槽轴上，肪止零件轴向窜动的机械标准件，在机械工程领域需用量大且使用广泛，适宜采用冲压模具大批量生产。由于该挡圈的内径比装配轴径稍小，安装时须用卡簧钳插入挡圈的钳孔中扩张挡圈，才能放入预先加工好的轴槽上，因此国家标准中对挡圈的结构和尺寸精度有较高的要求。下面以适配轴径32mm规格的轴用弹性挡圈为例，介绍该类零件的冲压工艺及模具设计。 1 工艺性分析 如图1所示，轴用弹性挡圈工件较小，厚度仅为1.2 mm。冲裁轮廓由内外圆弧段、开口处直线段及2个钳孔组成，其内、外圆弧的中心在横向有一偏心距，结构较复杂。由公差等级表确定其加工精度为：挡圈内圆弧mm为IT8级，偏心距mm为IT10级，其余尺寸未注公差，按IT14级确定。普通冲裁所能达到的精度一般为IT10-14级，故除内圆弧尺寸外的其余尺寸均可采用IT8级的普通冲裁模。由于内圆弧尺寸精度等级较高为IT8级，其对应模具尺寸可采用IT7-6级精度设计。材料为弹簧钢65Mn，其延伸率为14-22.5%，屈强比为0.63-0.75，冲压性能与Q275接近，适合冲压成型，且综合力学性能优于碳钢。但弹簧钢冲裁过程中弹性变形量大，弹性回复值较高，使得挡圈上尺寸为3mmm的开口不易保证，因此模具应考虑回弹设计。 图1 零件图 Fig.1 Parts Figure 2 冲压工艺方案的确定 轴用弹性挡圈的冲裁包括冲孔和落料两个基本工序，可采取不同的工序组合及先后顺序来确定工艺方案。由于挡圈需求量大，产量高，可排除低效率的单工序冲裁模生产；复合模生产效率较高，但其关键零件凸凹模的最小壁厚取决于挡圈孔轮廓边缘的宽度尺寸，经计算该壁厚不得小于3.2mm，而挡圈上相应部位的最小宽度约为2 mm，故受到挡圈结构尺寸的限制和凸凹模壁厚强度的要求，不能采用复合模结构；级进模是一种工位多，效率高的冲模，广泛应用于尺寸较小冲件的生产，其冲孔和落料分别安排在2个工位进行，从而保证了刃口的壁厚强度要求，因此，综合比较，采用冲孔-落料级进模冲裁是最佳方案。 3 排样设计 合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具使用寿命的有效措施。轴用弹性挡圈轮廓为简单圆结构，其排样主要有单排，双排，三排方式。单排方式材料利用率较低不予考虑，计算出双排利用率22.86%，三排利用率24.69%，因此采用三排。送料方式为侧刃定距，为保证料尾材料的充分利用，侧刃采用对角布置。如图2所示。工作时，条料每次送料距离为40 mm，从左向右工位顺序如下：第1工位冲2个中间排钳孔，第2工位冲中间排内轮廓圆孔、上下排4个钳孔及下侧刃，第3工位空工位+导正销，第4工位冲上下排2个内轮廓圆孔，第5工位中间排外轮