翻邊工藝在寬凸緣沖壓件成形中的應(yīng)用
彭重安（湖南儀器儀表總廠微型電機廠）
1概述
盤式電機前端蓋多屬寬凸緣沖壓件，據(jù)其工作性質(zhì)，對尺寸精度、形位公差提出了較高的要求。在寬凸緣拉伸中，當(dāng)零件的凸緣寬度大干某一數(shù)值后，凸緣部分不再產(chǎn)生明顯的塑性流動，毛坯的外緣尺寸在成形前后保持不變。通常該類零件的成形采用等高多次變徑拉延法或局部脹形后通過整形達到成形目的。由于零件幾何形狀復(fù)雜，成形難度大，很難保證尺寸精度形位公差。采用翻邊工藝成形該類零件，解決了用常規(guī)方法成形后所產(chǎn)生的質(zhì)量問題。實踐證明，掌握好該類零件在沖壓成形中毛坯變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點，靈活運用各種成形方法，不但沖制件在質(zhì)量上得以保證，而且能拓寬該類零件成形的途徑。
圖1是100zyt和100zyx兩種盤式電機前端蓋，共同特點是幾何形狀相似。按電機裝配要求，提出的尺寸精度和形位公差相同。不同的是外形尺寸，按用戶要求100zyx前端蓋中φ2lmm和φ35.2mm，臺深4.4mm，為使用時安裝配合尺寸；100zyt前端蓋中φ2lmm和φ35.2mm臺深1mm無配合關(guān)系。其余外形尺寸一致。零件的關(guān)鍵尺寸是φ19，φ108mm及這兩個部位的同軸度；φ19mm對b面的垂直度。在裝配時，φ19mm孔與轉(zhuǎn)子上的軸承外徑配是靠φ108mm圓周上2-φ4凸臺定位，以保證與電機機殼裝配后的位置精度。
1．未注公差尺寸按it14
2．其余各處內(nèi)外圓角為r0.5mm
3．材料：薄鋼板(1.5-b- gb 708 -(0.8-ⅱf-sgb710-65)
當(dāng)凸緣拉伸件凸緣的相對直徑d/d0于1.4時為寬凸緣件。這兩個零件的凸緣對直徑d/d0=125/21≈6，毛坯相對厚度t/d0×100=1.2。由[1]查知，用材08f時，無需中間退火，所能完成的拉伸工序次數(shù)為3至4次。經(jīng)計算，如采用等高多次變徑拉延法，拉延次數(shù)需達5次之多，還需增加退火工序。這樣不但拉伸工步多，模具數(shù)量多，費用較高，而且此法只適用于毛坯相對厚度大的情況。采用沖壓工藝應(yīng)以最少的工序和最少的模具沖制出復(fù)雜零件，設(shè)計的模具應(yīng)保證制件符合圖紙要求。為此首先采用脹形工藝成形。
由[1]可知，材料在一次成形工序中的極限延伸率，應(yīng)滿足不等式
式中l(wèi)1——成形后沿截面的材料長度，l2-成形前材料原長，δ——材料延伸率
由 圖 1 將 已 知 條件33(ll)mm、21(/)mm、百分之32(δ)代入式(1)不滿足條件。
由[2]知，平端面沖頭脹形時可能達到的深度（軟鋼）為
據(jù)圖l已知條件d= 2lmm時，可能達到的****深度h - 4.2mm。
根據(jù)(l)、 (2)式得知，零件不能一次成形到圖紙要求，需增加工序，采用球形沖頭進行脹形、整形，以完成零件成形。通過實踐，在生產(chǎn)中出現(xiàn)質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率達百分之三左右。后改為翻邊工藝成形，取得了很好酌效果，廢品率降至百分之一。下面分別對零件在用脹形、翻邊成形中的工藝和受力狀態(tài)進行分析比較。
2 100zyt前端蓋工藝分析
2.1分析比較
2.1.1脹形工藝
優(yōu)點：少一道工序，減少加工周期。關(guān)鍵尺寸φ19采用車加工，能保證尺寸精度和形位公差。后續(xù)工序均以φ19孔定位，由于定位基準(zhǔn)的重合，均能保證尺寸精度和形位公差。
缺點：第一，工序成形后端面不平。由(2)可知，當(dāng)脹形沖頭直徑為d（圖2）時，脹形時毛坯的塑性變形局限于一個固定的（直徑為種變形區(qū)范圍之內(nèi)，材料處于雙向受拉的應(yīng)力狀態(tài)。工序脹形時，變形區(qū)冷變形的硬化效應(yīng)引起材料機械性能的變化，屈服極限δs和強度極限δb隨變形程度的加大而增加。延伸率δ和斷面收縮率ψ降低。材料的變形程度取決于零件尺寸，且與脹形沖頭的幾何尺寸、表面粗糙度、模具工作狀態(tài)中潤滑、壓邊力漳大小等因素有關(guān) |
