角接触球轴承防尘盖模具设计

角接触球轴承防尘盖模具设计

【摘要】在角接触球轴承防尘盖制造过程中，为了减少工序和避免工序间的产品变形，通过系统的工艺分析，采用冲孔、落料、翻边成形复合模, 一次压制成形。模具落料部分采用精密冲裁，并给出了相应的计算公式。

【关键词】防尘盖；落料；冲孔；翻边

1 冲压件的工艺方案分析

图1所示是角接触球轴承中的防尘盖，属于回转体，其重心在其回转中心，翻边中心孔与浅拉伸起伏边线有同轴度要求，加工该工件需冲孔落料内孔翻边和浅拉深起伏。一般冲制这种工件采用落料、冲孔和翻边成形两道工序完成。为了减少工序和避免工序间的产品变形, 该次采用落料冲孔翻边成形复合模, 一次压制成形。这种加工工艺中存以下主要问题：落料在翻边成形之前，直径为Φ99mm 的凸缘将手放入模具内的不安全问题。

冲裁件的形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状，以减少不宜太小，否则容易折断或压弯。如果采用带保护套的凸模，稳定性高，凸模不易折损，最小冲孔尺寸可以减小。在圆孔翻边的中间阶段，即凸模下面的材料尚未完全转移到侧面之前，如果停止变形，就会扩孔成形，其变形区材料受拉应力，切向伸长，厚度减薄，易发生破裂，属伸长类翻边。

在传统的生产中，主要采用单工序模加工，但由于单工序冲压的定位误差致使冲压件的精度难以保证。经过各方案比较，该冲裁件采用落料、冲孔、翻边成形的复合模具加工。

落料成形翻边冲孔工艺的优点是:

（1）采用复合模加工的冲压件尺寸精度比单工序冲压工艺的高,且工件平行差、同轴度、对称度误差较小。

（2）采用复合冲压工艺,提高了生产效率,且更利于批量产品质量的有效控制。

（3）落料部分采用精密冲裁,使冲裁过程始终保持纯塑性剪切变形,提高了冲件的尺寸和形位精度及表面质量。

图1零件简图

2 冲压模结构设计

2.1 落料成形翻边冲孔

落料成形翻边冲孔复合模的设计是防尘盖加工的关键,该模具结构如图2所示。该模具的工作过程为：工作时, 将剪好的板料放在导板中定位, 冲床滑块下行, 冲孔凸模首先进行冲孔, 滑块继续下行时, 冲孔翻边凸凹模与落料、成形、翻边凸凹模进行翻边, 同时, 在下模橡皮的作用下成形凹模与落料、成形、翻边凸凹模对制件初步成形。当滑块下行一定位置,兼起落料凸模作用的落料、成形、翻边凸凹模与落料凹模对制件落料。滑块到下死点时, 对制件进行整形。

图2 落料成形翻边冲孔复合模

1.模柄

2.上模座

3.垫板

4.凸模固定板

5.导套

6.定位兼卸料板

7.落料凹模

8.导柱

9.下模座10.橡胶块11.成型凹模12.制件13.翻边成形落料凸凹模14.卸料环15.冲孔凸模16.顶杆17.顶板18.打棒

为了保证冲孔和翻边两者互不干涉，既先冲孔后翻边，冲孔凸模露出翻边成形落料凸凹模一定距离，露出量为t+0.5=0.3+0.5=0.8 mm ,其中t 为料厚。模具在制造工艺中, 要严格控制各个零件的形位公差。冲孔翻边凸凹模壁厚较薄, 在热处理前适当增大磨余量。热处理后, 磨削时进刀量不宜过大, 以保证模具的尺寸精度及形位公差[6]。

2.2 落料、冲孔成形模具尺寸计算

防尘盖落料成形模具尺寸计算应以凹模为设计基准。

落料凹模尺寸

落料凸模尺寸

防尘盖冲孔成形模具尺寸计算应以凸模为设计基准。

冲孔凸模直径

冲孔凹模直径

凹模厚度H=kb凹模壁厚c=2H

式中V—工件公差D—防尘盖尺寸

, —模具的公差Z—凸、凹模间隙

b—凹模刃口的最大尺寸，mm；k—系数，考虑板料厚度的影响

x磨损系数,根据角接触球轴承防尘盖材料及精度要求x=0.75

防尘盖尺寸r依靠冲压过程自然形成。

2.3 翻边间隙和凸凹模尺寸

翻边内孔的尺寸精度主要取决于凸模，翻边凸模的直径：

式中：—翻边凸模直径的公差—翻边凹模直径的公差

—翻边凹模的直径—翻边凸模的直径

—翻边竖孔的最小直径—翻边竖孔内径的公差

图3落料、成形、翻边凸凹模尺寸简图

3 结语

模具试冲出的零件尺寸精度较高，断面平整光滑，可以有效避免工序间产品的变形。该复合模生产工艺过程合理，生产率高，生产成本较低，可以达到预期目标。

参考文献：

[1]何健.防尘盖的落料冲孔翻边成形复合模[J].轴承,1994(02).

[2]黄丽华.轴承防尘盖卷圆、翻孔复合模设计[J].模具工业,1997(01).

[3]郭振伟,原起富,牛青波.微型轴承防尘盖模具的设计[J].轴承,2005(04).

[4]唐红春,周丹江.防尘盖成型工艺分析及模具设计[J].中国科技信息,2012(08).

[5]谈建呜.608ZZ轴承防尘盖模具[J].轴承,1994(03).