【doc】250摩托车变档轮挤压工艺与模具

【doc】250摩托车变档轮挤压工艺与模具 250摩托车变档轮挤压工艺与模具 』—J6 金属成形工艺METALFORMINGTECHNOLOGYVo[.14.?.2I99613 1引言 250摩托车变档轮挤压工艺与模具 重庆大学邱忠义艾百胜 37;.q4 夥 A-[摘要]夼绍了25fl摩托车变档轮挤压工艺与模具?该模具结构具有节省贵 重模具材料,易干加工,更换方便的特点,可供类似挤压模设计参考. 关键词丝砰,交移艘 采用挤压工艺取代大部分切削加工.能达到节约 原材料,提高生产率,提高产品质量,降低成本的目的. 挤压工艺是批量生产的一种先进的少无切削加工工 艺.对变档轮这样的复杂零件,更是效益显着. 2变档轮挤压工艺分析 2.1挤压件图设计 250摩托车变档轮如图1所示.该零件形状比较复 收稿日期t1996一O1一o8 (接l2页) 由此计算得汽车后桥壳液压胀形时的工艺参数如表3所示. 衰3汽车后桥壳液压胀搿工艺估算值 图3后桥壳胀形件中央部分截面图 4展望 依据高产,优质,低耗这一原则和现代生产技术的 发展可以推测藏压胀形技术的工业应用将沿着如下几 十方面发展: (1)优化的生产工艺及模具设计I (2)新型的胀形尤其是固体介质(如橡胶)的研 制.以利于对产品表面清理,密封及环境等技术方面的 控制和处理; (3)胀形性能良好的材料的研制.如超塑性材料. 这样既能成形复杂的零件.卫不需要太大的胀形力; (4)非圆断面坯料或者其它复杂形状的胀形. 参考文献 1TerumoriUeda,DifferentialGearCastir~forAutomobil~ byLiquidBulgeFormingproeessPartISheetMetalIn— dustries.1983.60(3)t18l,185 2TerumorlUeda.DifferentialGearCastingforAurora曲lies byLiquidBulgeFormingProemsPartII,SheetMetMIn dustries.1983,60(4)I22O,224 4划克璋.日车时藏压唯形技术,1984?(1):48,56 雷丽萍清华大学机城系100084 金属成形工艺METALFORMINGTECHNOLOGYVo1.14.Ng_.21996 缺陷t (1)齿下端面充不满I (2)在挤出6一4柱时,齿侧下方出现明显收缩 这两种缺陷均为金属流动速度各处不同所造成的,工 艺上无法克服二次挤压采用先挤齿形,切除挤压 余科,然后进行二次挤压,由齿形挤出6-4强柱实践 证明,二次挤压方案是可行的+挤压件达到了挤压沣图 的要求. 综上所述.制定出批量生产变档轮工艺为下料 (f25×30)I加热到750'C,温镦饼(f42×10.6),正挤 齿形}切除挤压余料I再加热?00"C,温挤6一f4柱I退 火I机加(中孔,齿端面,4柱端面)?热处理. 3变档轮挤压模具 变档轮两次挤压的挤压模工作部分均安装在一副 透用模架上使用安装,拆卸方便,不需调整对中,装上 就可使用.所以这里仅就两副挤压模工作部分设计介 绍如下. 图2变挡轮挤压件国 3.1挤齿横工作部分设计. 挤齿模工作部分如图3.件1-1为凸模+直接装在 通用模架上模上.凸模与凹模的件1—3双面间隙0.2 nlnl.凹模芯部横向分割为3件,件1-3为装科部分+孔 径43.1,上方设单面l0锥角.便于放料和顶出工件. 件1—6为挤齿工作带部分,齿形按挤压件尺寸加放热收 缩量,但未加组合凹旗子紧时的收缩量因为第一次挤 压还不是挤压件最终尺寸,允许齿形尺寸超差,但宜偏 小.为保证齿形与凹模外四的同心度,该件内,外形都 用慢走丝线切割一次切成.之后钳修齿部入口圆角,以 利于金属流动和润滑剂的保持.但必须保证 齿疆圆直径+2R?43.1 挤齿工作带留4rtlm,以下用腐蚀法消气.为防止挤压 时横向溢料,件1-3与件1-6的接台面保证3mrtl宽的 一 周平整,光洁,外侧以1.,3消气.件1—7为垫板,它 起顶杆导向和承受挤压力的作用模芯部分这样分割 主要考虑加工方便,同时也考虑到这三件中,仅件1-6 为易损件+为了单件更换方便,故三件外形均作成圆柱 形,用过渡配合装入凹模套件l一4中.件1—4切开一条 缝,使之成为一弹性夹持器.有利于装,拆和予紧,将以 上组合件作为凹模内层,再设计予应力组合凹模结构. 考虑到挤压时凹模齿顶处有较大的应力集中,设计时 按凹模内表面不能承受拉应力条件设计两层予紧组合 凹模"].整十组合凹模用突缘定位装于通用模架下模 上顶扦1—8与凹模垫1—7双面间隙0.2o,直接放入凹 模垫中,透用模架上另带有璜杆直接硬件1-8. 3.2挤6一4柱的横具 第二次挤压的变形程度达90.9OA,故单位压力也 特别高,若模芯采用与挤齿模类似的横向分割,挤压时 挤4柱的工作部分承受很大的挤力而有下沉的趋势, 挤不了几十件就台产生横向溢料,顶不出工件,既使顶 出了的工件,也困切断横向溢料而在齿曲下端面产生 纵向毛刺,因该端面不再加工,故飒向毛刺影响产品质 量,想清除也很困难所以设计时对工作部分采用了纵 邱忠义等:250摩托车变挡轮挤压工艺与模具 向分割方式.其结构如图4所示. 由图4可见.件2—4和件2-6缎向分割方式组合成 凹模工作部分,件2.4是该工序的装料部分同时又是 齿形的最终成形部分.故齿形的上端要便于放斟.下端 应保证挤压件齿形部分能达到图2要求.从理论上讲, 该齿形尺寸应该是挤压件图尺寸加热收塘量,再加旋 加予应力后的收缩量.再减去挤压时凹模齿形的膨胀 围3挤齿模工作部分 图'挤6.4柱模具工作部分 量.但由于形状复杂,难准确计算.实际采用试验测 ,外 量.然后修正的办法确定该模具齿形尺寸.谀件内形亦同样用慢走丝线切割一次切成.以保证其同心.在 距下端面25mm以上部分,钳修入口和入模锥角,以 便于挤压坯件放入凹模.件2-6为挤6一4柱的工作部 分,厚度为15mm.为保证6一4柱与齿形的相关位置. 顶杆孔,6一4圆孔和外齿彤也用慢走丝线切割同时切 出,然后钳修4入口R?1.这里应该说明件2-6的齿 形尺寸若与件2—4完全一样,尉会在予紧后形成倒锥, 使顶出困难,因为这两件壁厚不同,予紧后收缩不一样 所致.为此-件2-6的齿形尺寸应比件2—4的齿形尺寸 略小一些,但过小,该件无予紧效果也会影响使用寿 命.综合两方面考虑.实际件2-6齿形尺寸比件2-4单 面藏小0.02mm.?4孔径,6-4柱中心线直径也均按 实测修正.件2-8为承力垫,同时起顼杆导向作用.将件 2—4和件2-6的组合件与件2-8一起按过渡配合装入凹 模套2-5中,将其作为凹模内层,再按凹模内壁不允许 承受拉应力的二层予紧组合凹模设计法叫设计予应力 圈尺寸和过盈量. 该模具的凸模考虑仍用线切割加工,故采用组合 式.凸模件2-3的齿形尺寸比凹模件2—4的齿形尺寸单 面藏小0.1mm. 3.3模具材料及热处理 两副模具工作部分的内层组件均使用高速钢 W6MoSCr4V2.热处理HRC60~62.凹模套使用H13. 热处理HRC52~55.这是因为这些零件在模具工作状 态下温升较大.所以采用了回火温度较高的材料.予应 力圈温升不同,但一直处于拉应力状态下工作,应使用 韧性好的材料,这里选用的是35CrMoA.其硬度中层为 HRC47~50.外层为HRC43~45. 3.4关于组台凹模设计说明 一 般认为,温挤压组合凹模设计应该考虑温度梯 度对过盈量的影响.但设计计算很麻烦.实际上从凹模 内表面到予应力圈外表面的温度差仅lOOX3左右.最严 重的情况也不可能超过2oox3,对过盈量的影响很小. 加之组合凹模设计是按凹模全域受内压的条件下设计 的,实际上凹模并非全域受压.在这种条件下,根据应 力传递特征,各层予应力圈受内压面积逐步扩大,故其 实际应力值低于全域受压的应力值,即使在内,外温差 为20ox3的条件下,使实际过盈量增加,也不可能使予 应力圈所受实际内压达到其屈服应力.根据作者十来 年从事温挤压的经验,直接采用玲挤压凹模强度理论 设计法设计的十几种温挤压模具,从未出现过问题.证 明这样设计是可行的,也是安全的. 参考文献 1耳忠义.狰挤压凹攘强度理论设计.重庆大学.1978. (2):128,147 邱忠义重庆大学机械工程二熏630044