4 精密下料技术.ppt

第二部分汽车产品的精密体积成形技术
1 精密下料技术
精密塑性成形工艺对毛坯下料质量要求
随着精密模锻等精密塑性成形工艺的不断发展,对下料的质量要求也有所提高,如何提高毛坯的几何精度、断面质量、重量公差及生产率等,已构成发展精密塑性成形工艺的一个重要配套环节。
以精锻用的毛坯为例,一般均以棒材为原材料,经过下料后要求重量公差小、断面塌角小、断面平整并与轴线垂直。目前,生产中评定毛坯的剪切质量和精度,通常以η0=△v/v,f0=f/d,k0=k/b,b0=b/d, s0= u1u2/d和φ等技术参数或以△v、f、k、b、d-d1等数值来表示。式中,η0、f0、k0、b0、s0和φ分别为毛坯的体积偏差(或重量偏差)、塌陷、压塌、断面不平度,断面椭圆度和断面倾角。△V为剪切后的毛坯实际体积与精锻工艺所要求的毛坯体积的差值,V为精锻工艺所要求的毛坯体积。 f、k、b、φ、d和d1等符号的意义如图1—1所示。
精密塑性成形工艺对毛坯下料质量要求
图1 评价毛坯剪切质量的一些技术参数
f、k-分别为静、动剪刀形成的压塌深度 b-断面不平度
φ-断面倾角 d、d1-分别为棒料直径和毛坯最小直径
c-断面光亮带宽度 L-毛坯长度
精密塑性成形工艺对毛坯下料质量要求
精锻工艺对毛坯质量和精度的要求,如表1所列。
名称
冷锻
热锻
锻造、挤压
闭式模锻
开式模锻
体积偏差η0
塌陷f0
压塌k0
断面不平度b0
断面椭圆度s0
断面倾角φ0


0
0

1°





3°





5°





7°
表1 锻造工艺对剪切毛坯的质量要求
精密下料方法及设备
近十多年来,国外在研究棒料精密下料工艺方法和设备中,对提高剪切断面质量、减少断面不变形、严格控制重量公差以及提高生产率等方面,做了大量工作。国内也有一些单位进行了研究,并取得了一定的效果。这里,仅选择几种比较成熟适用的方法和设备进行介绍。
径向夹紧剪切及剪切设备
在冲床和剪床上安装专用模具装置下料
自动卧式带锯床锯切下料
径向夹紧剪切及剪切设备
径向夹紧剪切时,棒料处于夹紧和受压状态,这样剪切下的毛坯能与棒料平行下移,使剪切面变形小,从而得到毛坯断面光滑平整以及断面倾角较小的剪切效果。
图2所示为径向夹紧剪切。这种精密下料方法与板料的精密冲裁十分相似。可以看出,为了增大径向夹紧力,常采用增加夹紧长度或加大单位夹紧力的方法来改变剪切区的应力状态,限制棒料的轴向位移,达到塑性剪切的目的。
目前在生产中,采用棒料径向夹紧剪切的设备或模具结构形式很多,通常可以归纳为两类,即为专用剪断机的轻向夹紧剪切和在普通压力机上安装专用模具的径向夹紧剪切。
径向夹紧剪切及剪切设备
图2 径向夹紧剪切
1-动剪刀 2-夹紧块 3-棒料 4-静剪刀 5-挡板
径向夹紧剪切及剪切设备
图3所示为采用液压-机械传动式棒料剪断机工作原理。它是根据径向夹紧剪切原理,由夹紧机构活塞2和5,分别将毛坯和棒料8夹紧。而夹紧力和剪切力应保持一定的比例关系,即 P夹=P剪K
式中
P夹-剪切时的夹紧力(kN);
P剪—剪切力(kN);
K—比例系数,~。
图3 液压-机械传动式
棒料剪切机工作原理
1-剪切滑块活塞
2、5-夹紧机构活塞
3-杠杆 4-静剪刀
6、7-夹紧块8-棒料
9-动剪刀 10-液压泵
11-油箱 12-单向阀
径向夹紧剪切及剪切设备
由图1—3可知,夹紧机构活塞2、5和剪切滑块活塞1,均由曲柄连杆带动的液压泵10供油,而活塞2、5和1的三个活塞缸是由同一管道连接的,因此,缸内的液压是相同的。在剪切过程中,活塞1、2和5均向前移动。活塞2上的夹紧块7将棒料紧压在静剪刀4上,活塞 1上的动剪刀9和活塞5上的夹紧块6将棒料另一端夹紧。由于活塞l的面积大于活塞5,故活塞1能带动动剪刀9继续前进,将棒料8切断。剪切后,活塞2、5和1的三个活塞缸先后排油,在杠杆3、弹簧和气垫作用下,分别将夹紧机构和夹紧块回复到原始位置,用以准备下一次的棒料送人和剪切。
这种液压-机械传动剪切机传动平稳,能够保证夹紧块6和7的夹紧力大小相等,并与剪切力成一定比例,故毛坯的剪切面光滑整齐,断面倾角Φ也较小。
这种剪切机的现有规格为2250~12500kN。