摘要:介紹了萬向節(jié)軸承套熱擠壓件圖的設(shè)計和熱擠壓模的結(jié)構(gòu),對反擠壓凹模和反擠壓凸模的主要尺寸進(jìn)行了計算。
關(guān)鍵詞:萬向節(jié)軸承;熱擠壓;模具設(shè)計
一、前言
生產(chǎn)實踐證明,熱擠壓是一種生產(chǎn)效率高、勞動強(qiáng)度低、加工質(zhì)量好、省料、省工和成本低的金屬壓力加工方法。這種先進(jìn)的加工方法,可以取代或部分取代金屬切削加工,為機(jī)械加工實現(xiàn)少無切削創(chuàng)造了條件,現(xiàn)以解放CA10B萬向節(jié)軸承套為例,介紹其熱擠壓模具設(shè)計。
圖1是解放CA10B萬向節(jié)軸承套的產(chǎn)品零件圖,材料為15Mn。從零件形狀看,該零件應(yīng)采用反擠壓工藝;從零件的尺寸精度和表面粗糙度要求來看,均超過熱擠壓所能達(dá)到的要求,故應(yīng)放一定的加工余量,以留作熱擠壓后的機(jī)械加工。
圖1解放CA10B萬向節(jié)軸承套產(chǎn)品零件圖
二、擠壓件圖的設(shè)計
根據(jù)圖1的產(chǎn)品零件圖,可知D=39mm,H/d=17.5/31<1.6,查表1求得單邊余量為1mm,徑向公差為 +0.5高度方向公差為+1.0和中心偏差為0.3mm。可繪制軸承套的熱擠壓件圖,如圖2所示
圖2萬向節(jié)軸承套熱擠壓件圖
表1鋼質(zhì)機(jī)械零件熱擠壓件的余量和公差
三、模具的設(shè)計與計算
1.反擠壓模結(jié)構(gòu)
我廠所用反擠壓模如圖3所示。由圖中可以看出,凹模24以凹模墊板15與下模板12定位。凹模與凹模壓緊圈18采用錐面配合,用內(nèi)六角
螺釘19與下模板緊緊連接。
由頂桿導(dǎo)向套16和頂桿17組成頂出機(jī)構(gòu),在氣墊的作用下將擠壓件從凹模內(nèi)頂出。頂桿導(dǎo)向套的一部分伸出下模板,主要是為了解決壓力機(jī)閉合高度不夠而采取的措施,將熱擠壓模安裝到壓力機(jī)上時,它將伸進(jìn)壓力機(jī)工作臺孔內(nèi)。
圖3反擠壓模結(jié)構(gòu)圖
脫料板22和帶凸肩
螺釘13及彈簧7組成卸料機(jī)構(gòu),用于將箍在凸模23上的擠壓件脫下,彈簧的作用是支承脫料板,并能保證脫料板和帶凸肩
螺釘上下移動,從而減少凸模的長度,彌補(bǔ)壓力機(jī)行程不夠大的不足。
凸模23與凸模壓緊圈4也采用錐面配合,以凸模壓緊圈的凸肩和上模板2的凹槽定位,用內(nèi)六角
螺釘3與上模板緊緊連接。
導(dǎo)套6和導(dǎo)柱11用壓配合分別壓入上模板和下模板而組成導(dǎo)向系統(tǒng),使熱擠壓模有較高的精度和工作可靠。由于導(dǎo)向系統(tǒng)的連接,從而構(gòu)成了一套完整的反擠壓模。
將自來水由管接頭20通入,實現(xiàn)凹模冷卻。反擠壓凹模可做成整體式或鑲套式。
在反擠壓模的側(cè)面,由上砧塊5,下砧塊8,高度調(diào)節(jié)塊9,柱銷21和調(diào)節(jié)
螺釘14等組成鐓粗臺。設(shè)置鐓粗臺的目的,主要是為了清除氧化鐵皮和改變坯料直徑。
整副反擠壓模在壓力機(jī)上安裝時,是靠模柄1與壓力機(jī)定位的。由圖3可以看出,只要更換凸模,凹模和脫料板,便可生產(chǎn)不同規(guī)格的反擠壓杯形擠壓件。
2.反擠壓凹模主要尺寸的計算
組合式擠壓凹模如圖4所示。其尺寸的計算,通常是根據(jù)擠壓件的外徑先算出凹模型腔的工作直徑,然后根據(jù)凹模型腔的工作直徑算出其它各部分尺寸。
圖4反擠壓模凹模
(1)凹模內(nèi)腔直徑(即工作直徑)
D=D`+δ`D`
式中D——擠壓件的外徑,mm
δ`——鋼的收縮率,可取δ`=1.2%~1.5%
(2)凹模外套底部外徑
D1=(2.5~3.0)D
(3)凹模外套底部墊板孔直徑
D2=D1-(20mm~30mm)
(4)凹模內(nèi)套承壓面直徑
D3=(1.3~1.7)D
(5)凹模內(nèi)套外徑
D5=(1.2~1.3)D
(6)凹模內(nèi)套高度
h=h0+(3~5)R
式中h0——坯料在模腔中的高度,本模具取h0=35mm
R——凹模入口處圓角半徑,一般取2~5mm
(7)凹模與模板定位高度
h`=(0.1~0.2)D
(8)凹模外套高度
H=h+h
(9)凹模外圓錐度
α=(10°~15°)
(10)凹模型腔的內(nèi)壁錐度(即出模斜度)
β=(0°10`~0°20`)
反擠壓凹模的材料,一般可以用3Cr2W8V和5CrMnMo,熱處理硬度為HRC50~55,模具壽命一般可達(dá)3000件左右。
3.反擠壓凸模主要尺寸的計算
在進(jìn)行反擠壓凸模(圖5)主要尺寸的計算時,首先必須滿足擠壓件圖的要求,在確定凸模工作直徑d的基礎(chǔ)上才能計算其余各部分尺寸。
圖5反擠壓模凸模
(1)凸模工作直徑
d=D"+δD"
式中D"——擠壓件的內(nèi)徑,mm
(2)凸模端部直徑
d2=(0.5~0.7)d
(3)凸模桿部直徑
d1=0.95d
(4)凸模緊固部分直徑
D=d+(1+2htanα)
(5)凸模自由部分高度
H=(2~7)d1
(6)凸模緊固部分高度
h=(1.3~1.8)d
(7)凸模工作部分高度
h1=(0.3~0.5)d
(8)凸模變徑過渡部分高度
h2=(0.3~0.7)d1
(9)凸模緊固部分錐度
α=(10°~15°)
(10)凸模工作錐度
β=(120°~160°)
反擠壓凸模的材料,一般可用3Cr2W8V和5CrMnMo,熱處理硬度HRC55~60,模具使用壽命可達(dá)3000~5000件
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http://www.yangfine.cn/Article/mjjs/200809/320.html