柴油机油箱下体冲压工艺及模具的设计

 1 工艺分析 

    可知该油箱下体有两个特点：①呈阶梯形状的盒形件，该零件长方体盒形处浅端深度为40mm，深端深度为118.5mm，并且从浅端过渡到深端采用垂直台阶的过渡形式，拉伸工艺差。如果采用一次拉伸成形，则较深端需要大量材料流进以补充成形．避免零件拉裂。而对较浅的一端则需在同样的时间内少量材料流进，避免零件起皱。在垂直台阶处只用R20mm圆角过渡，材料的流动性差，阻力大，不宜成形，这就要求毛坯板料拉伸时以极不均匀的方向流人拉伸凹模，很难一次拉伸成形。⑨另外该零件是极不对称的宽凸缘的盒形件，三边的凸缘宽度为1lmm，一边的凸缘宽度为233mm，这就造成了拉伸时，宽凸缘的一边由于压边面积大，摩擦阻力大，材料流动慢而窄凸缘的三边材料流动速度快，R30mm圆角处对应毛坯材料向直边转移时，A处和B处向宽边转称材料少而向中边转移的多，结果造成宽凸缘与窄凸缘的圆角过渡处，切向压应力和径向拉应山及剪应力不均衡，容易引起该处凸模圆角拉裂或起皱严重的现象，致使该零件的受力状况、工艺设计复杂化。 

    2　工艺参数的计算 

    根据带凸缘的盒形件拉伸成形极限计算，由于该零件H实际高度=118.5mm，根据冲压手册计算，假设该油箱下体为352mm×118mm×118.5mm,凸缘宽度为11mm，对称阶梯盒形件，由于r/B=0.254，l/D宽=0.27，Hmax=114mm，H实际高度>Hmax，故该假设油箱下体不能一次拉伸成形，那么加上极不对称宽凸缘后，该油箱下体更不能一次拉成形。如果分为二次带凸缘的盒形件拉伸，则第—次盒形件的深度为78.5mm，第二次盒形件的深度为43mm均大大小于Hmax=114mm，并且经计算该油箱下体的拉伸力均小于传力区的承载力，所以分为二次拉伸的工艺完全可行，但是必须准确计算每道工序的拉伸系数。 

    3 冲压工艺及模具结构 

    鉴于以上两方面的分析决定实行如下冲压工艺流程：①下料毛坯；②第一次带凸缘的盒形件的拉伸(292mm×ll8mm×78．5mm)；①第二次带凸缘的盒形件的拉伸(352mm×121．5mm×43mm)；④压(R30mm，R63mm)凸起同时整形盒形件的拉仲圆角R8m为R3nun；③切边。共5道工序完成该油箱下体的冲压工序，其中两道拉伸工序的衔接配合好是关键，否则容易造成拉伸破裂废品较多和切边后凸绿直边处起皱牧大，影响后面缝焊油箱上、下体工序从而造成油箱漏油。

    根据制定各道工序工艺参数，验证相应的模具时，确定该油箱下体所采用的材料为宝钢sT16．试模结果为：抽箱下体一次拉伸模、反向压凸起整形模、切边模均易实现，最难实现的是油箱下体二次带凸缘的拉伸模设计，必须设计结构合理才能避免在零件的A处起皱较大和c圆角处(图1所示)产生滑移现象。为了解决这一问题，设计了如图5所示的二次拉伸模，该拉伸模采用凹模压形垫浮动顶出块的结构，在进行二次拉伸时首先对板料进行顶压．材料的流动方向，最后试模成功并投人大批量的生产。 


    4 结束语 

    实践证明：对于类仅阶梯状的带不对称凸缘矩形盒形件，完全可以采用二闪分段拉伸的工艺方法来实现。 

参考文献 
1　王孝陪　冲压手册　北京机械工业出版社，1998 
2　中国机械工程学会锻压学会　锻压手册（冲压部分）机械工业出版社　2002 
3　李硕本　冲压工艺学　机械工业出版社　1982