【doc】驻车制动器底板成形工艺

【doc】驻车制动器底板成形工艺 驻车制动器底板成形工艺 9马动嚣趣硝魂 江南航天科技第l期 1引言 顾富康 (江南航天集团3535厂)?弓5{=)毛 我厂生产的手制动器总成是根据手制动器总成技术任务书GHT1030--3507000JR 的要求,是为航天牌GHT1030型轻型载货汽车相配套的产品.该手制动器中的基盘(见 图1)是一个厚料复杂引伸件,材料为08.,kt.基盘的成型工艺具有下列特点: 1)材料厚,厚度为2.5毫米. 2)71伸半径小,r=2毫米(小于常规引伸r?t的最小极限). 3)形状复杂,成形面多(盘的中部有马蹄形加强筋和二个锥形凸台,筋上还要冲出四 个小凸台). 4)成形精度高(71伸内径为l94+】_毫米}六个凸台的平面度为0.12毫米;底面 的平面度为0.12毫米;六个凸台与底面的平行度为0.30毫米). 根据有关资料介绍,国外厚料复杂件的引伸—般均在双动或三动冲床上完成,比较先 进的均采用数控冲床,严格地控制压延力和压延速度.国内汽车零件生产的专业厂引伸件 的生产—般也采用双动冲床或在专用设备E进行加工,有的采用热引伸工艺. 为了探索在单动冲床上引伸厚料复杂件的可行性,我们在开式固定台压力机和闭式 单点压力机上并配备必要的模具进行一系列的工艺试验.最后成功地生产出了该零件.引 伸件的各项指标均满足设计要求,质量达到了国外同类车型手制动器的水平. 2工艺设计 2.1引伸参数的确定及冲压力计算 2.1.1毛坯料直径 D:(1) = ?190.+4?196.5?17.5+6.28?3.25?190+8? =232(毫米) 式中:dr_弓l伸件底部非圆弧部份的直径 h一引伸件非圆弧部份高度; 2.1.2毛料相对厚度 ?42? 曲一引伸断面直径; r一引伸件底角半径. ‘ 《’ 图1手制动器基盘示意图 t0EA一 亩’100一’1001_08(2) 式中:峨坯料直径;t—材料厚度. 2.1.3引伸系数 查有关资料得m=0.53 2.1.4确定引伸次数 d=D?m=232?0.53----123(毫米)(3) 由于d,<196毫米,因此该零件一次引伸就可达到要求. 2.1.5引伸压力 计算引伸压力的目的,一方面是为了选择设备}另—方面是为设计模 具提供资料.根 据压延力来考 P=ndI吨k =3.,196. ,, l I 强度. (4) 5?2.5?40?0.95 , ?43? ?59000(kB) 式中: d一引伸直径;t一毛坯料厚度; 一 材料的极限强度;k一修正系数 为了防止在引伸过程中零件的边壁起皱,有时需要采用压边装置.引 伸时是否采用压 边装置,是依据毛坯料厚度与引伸前零件直径之比即?一去?100来 决定的. 如果?>2不使用压边圈; 如果?<1.5应使用压边圈; 如果?在1.5,2之间二种方式均可采用. 前面已计算出?一1.08<1.5,因此应使用压边圈. 压边圈的压力必须适当,较高的压力会使工件的底部开裂,而压力过 低又会使工件的 边壁起皱 用平毛料的压边力: Q一{[D一(d】+2r)]q(5) 一 [232(196.5+2.8.5)].0.3 ?2000(ks) 式中: D_-毛坯料直径; r一凹模圆角半径 总的引伸压力: d-一引伸后直径; q—单位压边力. P总一P+Q 一 59000+2000—61000(kB) 2.1.6压马蹄形筋时的近似压力 P压~F%n一(LB)z,n ?l7.5?210?40?l 一 147000(kg) 式中: F一压筋时的面积; B—筋的宽度} L—筋的长度; %一材料的强度极限; (6) (7) n一与材料厚度有关的修正系数. 考虑到实际生产中还有许多其它因素的影响,如冲床的老化程度,冲床零件磨损后强 度所允许承受的变形力,冲床曲轴的回转角度以及推件力,压缩卸料板,气垫,橡皮,弹簧 等所需力的影响,我们选择了Jll--100开式固定台压力机和JA31—160A闭式单点压力 机进行试验.模具结构根据二台机床的特点进行设计. 2.2确定TE,合理安排工艺流程 2.2.1工艺原则 ? 44? { 孟 复杂形状工件的引伸,由于其工作形状的多样性,虽然不能用统一的来确定工艺 程序,但整个冲压成形工序是遵循以下的工艺原则来进行的: 1)工件采用分步引伸,增加压延次数. 2)统一定位基准,协调工序问尺寸 3)先压延内部,后压延外部. )横的,斜的与竖的压延部份,变形抵抗力最小,可顼先压成. 5)在每一次压延中,应引入凹横比下一次成形所需要的多一些的材料(约多出1O, l5%).如果材料不够时,便会发生破裂}而引入太多时.又会发生皱纹. 5)工件的最后形状,使用特备的校形模子,压至图纸规定的要求. 2.2.2工艺流程(见图2) 根据上原则,我们制订的工艺流程如下: 晰鲁位孔卜_—卉卜凸古硼睇 冲赫受六十凸台虚彤卜-————暮辩卜_————擅} 整形—冲孔——冲孔 图2工艺流程 t? 2.2.3分步引伸的工艺方法 1)引伸半径小(r一2)的问 过小的引伸半径会造成零件引伸开裂使引伸工作无法进行.因为圆角半径过小,由 于模口太尖而引起压延力急剧增加,甚至使压延件产生划痕及裂纹;但是圆角半径也不能 过大.否则会使压边圈下毛料面积减少,从而使悬空段增大,引起皱纹.根据该零件的实际 加工情况,第一次引伸采用r--6毫米的引伸半径,然后采甩整形模整形以达到r=2的设 计要求. 2)马蹄形筋和上面四个凸台的加工 四个凸台靠近加强筋的边缘,如果先压加强筋后冲凸台,那么靠近边缘地方的材料就 无法流动,其结果势必是等于变薄引伸,甚至有拉裂的危险.而四个凸台的工作面不允许 材料变薄量太厉害,所以考虑工艺时就不能按变薄引伸来处理.权衡利弊,在加工时先冲 出四个凸台而后冲加强筋. 3)二1,锥形凸台的加工 由于这二个凸台形状不,工艺计算时只能把它近似看作锥体,按锥形工件的引伸 .45. 进行计算.该凸台的高度为6.5毫米,近似于0.57倍的锥体平均直径,属于中等深度锥形 工件,不能一次成形.由材料的相对厚度去×100计算可知,当×100>2.5时,须采用先 + 引伸后精压成形的加工方法.已知该凸台t=2.5毫米,D=22毫米,则吉×i00=1].36> 2.5.因此我们在第一次引伸时其高度比成形高度高近1毫米,其总的面积比成形后的面 积多15左右.第二次将其压至规定要求 2.2.4形状公差和位置公差的保证 六个凸台的平面和基盘的底面均是安装面,4一10.5孔和.70孔是和发动机端盖 相配的.为了保证六个凸台的平面度,凸台与底面的平行度,以及底面的平行度,我们安排 在JA3l一160A机床上.采用模具整形的方法来保证孔的位置度公差我们根据要素与基 准的不同情况,采取”定位相同,分面加工”的原则,分别由z.~tJ冲孔模完成. 2.2.5关于定位问题 定位基准选择是否得当,是试验能否成功的关键.由于该零件加工工 序多,为了保证 各次加工后尺寸的一致陛,考虑到该零件的实际加工情况,只能把定位孔放在中间(070 孔位置.由于该零件在垂直方向是单面冲筋,在冲筋时材料有单面拉伸现象,势必会导致 定位钉倾斜或把定位孔拉大.使重复定位精度降低.而在水平方向两边都有加强筋,且尺 寸相同,在冲筋时两边材料拉伸对称.因此把定位孔安排在水平方向.有利于定位精度的 保证.试验结果表明,这样安排是合理的. 2.2.6关于材料及半成品的处理 国产材料的性能是否符合规范要求,也是整个试验的技术难点之一.为了保证试制的 一 次陛成功,考虑到国产材料的特点及每批材料的不稳定性,首先将坯料进行软化退火, 降低硬度.其热处理工艺规范是680~710C,保温4,6小时,后随炉冷却.另外,为了消 除金属在引伸过程中产生的内应力.恢复塑性.在六个凸台预成形后再安排一次退火热处 理.以保证压延工作的顺利进行.其热处理规范是760~780”C,保温20~40分钟后,在箱 内空气冷却. 2.2.7关于润滑 为了减少坯料,压边圈及模具工作部份之间的摩擦,同时又为了使工件容易从模具脱 下来或顶出计,根据国内外推荐的资料及试验结果,我们采用的润滑剂如下: 锭子油41石墨粉17鱼肝油l0油酸10 硫磺粉6钾肥皂4水l2% 4结束语 实践证明,采用上述工艺方法可稳定地生产出高质量的产品,本工艺具有下列特点: 1)通过试验,摸索出行之有效的工艺方法,证明在单动冲床上引伸厚料复杂件是可行 的. 2)采用分步引伸的工艺方法,有利于产品质量的保证,而且对模具修理也比较方便. 3)按目前的加工工艺方法质量较稳定,冲件质量达到了El本丰田车手制动器样机的 水平. ? 46? (下转69页) 5结束语 通过上述分析,对焊接残余应力的影响有了一定的认识,如何在焊接过程中控制内应 力以及焊后消除应力的措施方面都作了分析比较,尤其是运用振动时效法来消除焊接残 余应力,作了较为详细的介绍. 当然.任何事物都是一分为=的,都有其局限性,振动时效法也不例外.振动时效法消 除残余应力,其效果与时效装置的工艺参数选择有着重要关系,重点是时效频率,激振力, 工件的激振点及支撑点,振动时间的确定.必须按操作规程去执行对于较小组件(重量低 于200kg),由于工件的固有频率太高,常常超出市场时效装置的频率范围及激振器不好 装夹等原因,必须借助于工艺平台进行振动时效才行.而在实际生产中,工件的大小,重 量,结构,形状等是千变万化的,因此在没有进行振动时效之前很难确切给出工件的各种 工艺参数.如振动频率,振动力的大小及振动点支承点的位置等,必须通过一次或几次的 工艺调整才能得出.建议首先对部分非关键件采用该方法消除残余 应力,在取得较系统, 全面的工艺参数或测试数据及使用经验后,再逐步将该方法扩大用于其它部件消除残余 应力. 参考文献 王嘉玲编.焊接质量与焊条使用.国防工业出版社,1994 焊接检查工培训教杯机械工业出版社.1992 智能型振动时效裴置产品手册_深圳天源瑞兰电器制造有限公司.1991 机械电子工业部JB/T5926--91,1997 QB/44030031792-93深圳市企业产品标准.1993 产品部件振动H时效残余应力测试报告.四川联台大学.1996 (I-接46页) 4)该产品已通过贵州航天工业总公司的鉴定,与航天牌GHT1030双排座轻型载货汽车 配套. 玲压冲模酗第四机械工业部出版 [苏联]M?E祖巴卓夫着.冷压技术 [日]吉田弘美等暮冲压技术 冷挤压技术.上海凡民出版社 钣金工必读,天津科学技术出版社 参考文献 ? 69?