華航HKHT軸承防塵蓋沖壓工藝及模具設(shè)計【含CAD圖紙+三維UG+文檔】
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I S S N1 0 0 0 - 3 7 6 2軸承2 0 0 5 年第4 期C M l 1 1 4 8 T HB e a l i I l g2 0 0 5 ，N o 4微型軸承防塵蓋模具的設(shè)計郭振偉，原起富，牛青波( 洛陽軸承研究所，河南洛陽4 7 1 0 3 9 )摘要：針對卷邊防塵蓋落料一翻邊加工工藝存在的高度平行差難以保證的問題，設(shè)計提出了落料成形翻邊沖孔模復(fù)合沖壓工藝，模具落料部分采用精密沖裁，并給出了相應(yīng)的計算公式。實用證明，采用復(fù)合模加工的沖壓件精度好，效率高。關(guān)鍵詞：微型軸承；防塵蓋；模具；設(shè)計中圖分類號：T H l 3 3 3 3 ；T G 3 1 5 2文獻標識碼：B文章編號：1 0 0 0 3 7 6 2 ( 2 0 0 5 ) 0 4 0 0 1 0 0 3微型軸承，特別是高精度微型軸承，對防塵蓋尺寸及形位精度和外觀質(zhì)量的要求較高，由于其結(jié)構(gòu)尺寸較小，加工難度較大。所以，對防塵蓋沖壓模具的設(shè)計和制造都要求嚴格，特別是在設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)把握產(chǎn)品的設(shè)計要求，較好地體現(xiàn)產(chǎn)品性能。本文主要對不可拆卸型結(jié)構(gòu)防塵蓋的沖壓模具和裝配模進行討論。l 工藝設(shè)計分析圖1 所示為不開槽的外翻邊結(jié)構(gòu)防塵蓋，在成形工藝上屬于淺拉深，拉深高度的平行差一般較難保證。由于微型軸承小規(guī)格尺寸的防塵蓋設(shè)計要求高度平行差為O 0 2 0 0 4m n l ，實際應(yīng)用中高度平行差也嚴重影響到軸承產(chǎn)品的質(zhì)量，主要因為：由于微型軸承防塵蓋內(nèi)徑與內(nèi)圈擋邊之間的間隙較l , ( o 4m i l l 左右) ，因此防塵蓋平行差過大時，裝配過程中會使裝配沖頭接觸防塵蓋時有先后，使防塵蓋偏移軸承中心，嚴重時可造成防塵內(nèi)徑與內(nèi)圈擋邊接觸，從而影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度。平行差過大，使裝配后的防塵蓋在套圈密封槽里高度差過大，嚴重時最高點將超出套圈端面。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)中，卷邊防塵蓋采用落料一翻邊兩次工藝，翻邊后的高度平行差達不到要求，主要由于單工序沖壓的定位誤差，致使防塵蓋高度差難以保證。經(jīng)過多次試驗改進，采用一次落料成形翻邊沖孔復(fù)合沖壓工藝，然后再翻邊、打字。收稿日期；2 0 0 4 0 8 1 3 ；修回日期：2 0 0 4 0 8 2 3作者簡介：郭振偉，洛陽軸研科技股份有限公司產(chǎn)品開發(fā)部工程師。圖1 外翻邊結(jié)構(gòu)防塵蓋落料成形翻邊沖孔工藝的優(yōu)點是：( 1 ) 采用復(fù)合模加工的沖壓件尺寸精度比單工序沖壓工藝的高，且工件平行差、同軸度、對稱度誤差較小。( 2 ) 采用復(fù)合沖壓工藝，提高了生產(chǎn)效率，且更利于批量產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。( 3 ) 落料部分采用精密沖裁，使沖裁過程始終保持純塑性剪切變形，提高了沖件的尺寸和形位精度及表面質(zhì)量。2 模具設(shè)計2 1 落料成形翻邊沖孔模落料成形翻邊沖孔復(fù)合模的設(shè)計是防塵蓋加工的關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)如圖2 所示。模具的動作過程：沖床滑枕下沖時，成形凸模先壓退料環(huán)使板料預(yù)成盆形，繼續(xù)下沖時與下凸凹?；緵_壓成盆形。再下沖時，強力壓板壓下，落料、翻邊凸凹模與凹模落料進行外翻邊，再下沖時，沖孔凸模與下凸凹模沖出內(nèi)孔，料芯在下凹凸模孔中掉出，當沖床滑到最低點時，外翻邊到底成形凸模底面與下凸凹模平面相碰，防塵蓋平面整挺。當滑枕回升時，強力壓板由橡膠作用頂下外面板料，成形凸模由彈簧推出，退料環(huán)頂出防塵 萬方數(shù)據(jù)郭振偉等：微型軸承防塵蓋模具的設(shè)計d l = D r 一2 一2 rd 2 = D th = h i t 2 一r其中h l 由圖1 求得1 4h l ： ( 日一t r ) 2 +1 5( 旦學(xué)一t ) 2 1 2 + r + t、，Jo1 6然后，按淺拉深公式計算即l 一下模座；2 一橡膠；3 一導(dǎo)柱；4 一導(dǎo)套；5 一上模座；6 一模柄；7 一墊板；8 一頂板；9 一沖孔凸模；1 0 一翻邊、落料凸凹模；1 1 一成形凸模；1 2 一橡膠；1 3 一強力壓板；1 4 一凹模；1 5 一退料環(huán)；1 6 一F 凸凹模圖2 落料成形翻邊沖孔復(fù)合模蓋。為保證工件的平行差及高度的技術(shù)要求，模具的落料部分采用精密沖裁，強力壓板設(shè)計為凸臺形結(jié)構(gòu)( 見圖3 ) ，強力壓板式精沖的沖裁間隙很小，僅為沖件板料的1 。1 5 ，落料凹模和沖孔凸模刃口采用相當于料厚l 2 的圓角，可以避免較大的拉應(yīng)力使板料撕裂。模具采用滾珠式的導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，既提高模具定位精度，又利于實現(xiàn)精密沖裁?？紤]到防塵蓋的技術(shù)要求及其對微型軸承制造精度的影響，應(yīng)在模具設(shè)計時對幾個重要環(huán)節(jié)，包括落料尺寸、淺拉深成形模具尺寸、落料刃口尺寸進行精確計算。強力壓板圖3 凸臺形強力壓板2 1 I 落料尺寸計算根據(jù)模具動作過程可以看出，防塵蓋的沖壓工藝過程是：成盆形一落料一翻邊一沖孔。成形在落料之前結(jié)束，故在計算落料尺寸時，基本不考慮盆形高度，只考慮外翻邊高度尺寸即可。外翻邊高度尺寸按淺拉深工藝計算( 圖4 ) 。先計算出中心層尺寸可。落料外徑優(yōu)= 【d + 4 d 2 h + 2 兀以l + 8 r 2 】1 龍( 1 )dd圖4 防塵蓋落料成形翻邊沖孔工藝圖2 1 2 淺拉深成形模具尺寸計算防塵蓋淺拉深成形模具尺寸計算應(yīng)以凹模為設(shè)計基準。凹模尺寸D 凹= ( D 2 一必) + 扣( 2 )凸模尺寸D 凸= ( D 2 一必一Z ) 巳“( 3 )式中工件公差D 2 防塵蓋尺寸艿凹、艿凸模具的公差z 凸、凹模間隙菇磨損系數(shù)，根據(jù)微型防塵蓋材料及精度要求石= 0 7 5防塵蓋尺寸r 依靠沖壓過程自然形成。2 1 3 落料刃口尺寸計算凹模的制造公差艿凹= A 4則凹模尺寸D 凹= ( 玩一必) + 扣( 4 ) 萬方數(shù)據(jù)1 2 軸承) 2 0 0 5 N o 4凸模尺寸按照凹模尺寸配作，由于微型軸承防塵蓋板料的厚度0 3n - K f l ，所以凸、凹模具間隙選為0 0 0 5r f l m 。在模具裝配時，沖裁間隙應(yīng)分布均勻?qū)ΨQ。利用該模具所沖制的6 0 8 2 Z P 5 防塵蓋，外翻邊平行差達到0 0 2 0 0 4n l l n ，滿足工藝要求。2 2 外翻邊打字模模具結(jié)構(gòu)基本與卷邊防塵蓋的卷邊模相同，即將前面翻邊成形的防塵蓋的外翻邊壓成斜翻邊，達到產(chǎn)品技術(shù)要求。模具的上凸模限制防塵蓋尺寸D l ，打字工藝是在模具斜料板上用電蝕字做成字頭使翻邊和打字兩道工序一次完成。2 3 裝配模通過分析影響帶防塵蓋軸承裝配質(zhì)量的主要因素，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計要求，在裝配模上做了多次試驗，最后選擇裝配質(zhì)量好的沖頭結(jié)構(gòu)( 見圖5 ) 。對于微型軸承防塵蓋的裝配，相應(yīng)沖頭尺寸為( 單位m m )d l = D + ( 0 2 0 4 )d 2 = Dd 3 = D 1 0 5h 2 = 0 2 0 3式中D 軸承外徑D 防塵蓋尺寸在裝配防塵蓋時( 見圖6 ) ，軸承外圈首先在V形鐵上粗定位，然后由裝配沖頭的內(nèi)芯導(dǎo)人軸承內(nèi)孔進行精定位，這樣可以消除套圈密封槽的偏圖6 防塵蓋裝配后心對裝配的影響，防塵蓋的定中心性能較好。沖頭頭部錐度可使防塵蓋定中心有導(dǎo)向，同時，也使防塵蓋外翻邊有一個外漲量。沖頭的小凸部分h 2 在沖頭下壓時，將防塵蓋外翻邊下壓，同時，限制其向里翻邊，保證防塵蓋外翻邊均低于外圈端面。沖頭下沖位置有小平面保護，當沖頭壓到最低時，小平面壓在套圈端面上。為了減少沖頭壓力及位置對軸承質(zhì)量的影響，采用氣動壓力機裝配防塵蓋，氣動壓力機可調(diào)整氣壓來控制沖壓力的大小。在裝配時，只要調(diào)整到保證防塵蓋不松動時的最小壓力即可，這樣可使外圈變形量達到最小。3 結(jié)束語通過6 0 8 2 Z P 5 等型號微型深溝球軸承防塵蓋的生產(chǎn)，并對該模具所加工防塵蓋進行檢驗，產(chǎn)品達到技術(shù)要求，且防塵蓋裝配后軸承的V o p值遠小于G B T 3 0 7 1 9 4 規(guī)定值，軸承旋轉(zhuǎn)靈活。( 編輯：趙金庫) 萬方數(shù)據(jù)微型軸承防塵蓋模具的設(shè)計微型軸承防塵蓋模具的設(shè)計作者：郭振偉， 原起富， 牛青波， GUO Zhen- wei， YUAN Qi - fu， NIU Qing- bo作者單位：洛陽軸承研究所,河南,洛陽,471039刊名：軸承英文刊名：BEARING年，卷(期)：2005(4) 本文鏈接：http:/
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