一種線槽零件的加工方法

齊珍珍 蔡羅軍

摘? 要：某部隊越野車的維護保修，涉及一種線槽零件。該線槽零件為細長結(jié)構(gòu)，具有截面復(fù)雜，加工難度大，同時維保工作時間緊任務(wù)重。因此如何采用一種高質(zhì)量，短周期，低成本的方法將其加工出來成為生產(chǎn)中必須解決的工藝問題。根據(jù)零件特點，設(shè)計加工出一種模具工裝，將其應(yīng)用在折彎機上。同時提出一種工藝方案，并通過有限元模擬分析，優(yōu)化工藝方案，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用驗證，最終將零件加工成形，高效的解決了維保任務(wù)。

關(guān)鍵詞：線槽;工藝方案;模具設(shè)計;工藝驗證

序言

部隊車輛因其使用環(huán)境的特殊性，其維護使用也有著其特殊的要求，往往需要應(yīng)對各種復(fù)雜的問題，本文介紹的就是某款越野車線槽零件加工方法。該線槽零件截面復(fù)雜且長，加工要求高，要求加工周期短，同時批量很小，使用傳統(tǒng)以往的沖壓加工工藝很難加工滿足需求。因此如何采用一種高質(zhì)量，短周期，低成本的方法，將其加工出來成為實際生產(chǎn)中必須解決的工藝問題。

該線槽結(jié)構(gòu)超長大開口度U形板材工件。其形狀主要有兩個直邊、一個半圓弧部分、兩個小R角和兩個水平面組成。這樣結(jié)構(gòu)的零件容易產(chǎn)生較大的回彈、翹曲、旁彎和開裂等缺陷[1-2]。各種不同的成形參數(shù)，如凸模尺寸、模具間隙、凹模開口、成型力等都會影響最終的加工生產(chǎn)質(zhì)量。而這就需要設(shè)計人員最好能考慮折彎件的工藝性，這一過程最好能使用模擬分析，能有起到效的輔助作用[3-5]。同時加工工裝工作部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計對最終加工效果起到關(guān)鍵作用，因此模具設(shè)計十分重要[6-7]。

本文設(shè)計加工出一種模具工裝，將其應(yīng)用在折彎機上。同時提出一種工藝方案，并通過有限元模擬分析，優(yōu)化工藝方案，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用驗證，最終將零件加工成形，高效的解決了維保任務(wù)。

1工藝方案設(shè)計

1.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

如圖1所示，零件材料為Q195，全長達2050mm，截面為深U的“幾”字型，深度達27mm，彎形摩擦力大，成形難度大，普通折彎工藝無法滿足。

1.2產(chǎn)品工藝性分析

根據(jù)經(jīng)驗公式計算成型力：

①彎曲力：

式中： —彎曲變形力;C—系數(shù)，取1～1.3;b—彎曲件寬度;t—料厚;σb—抗拉強度; —彎曲半徑;F—最終變形安全力。

②成型力：

成型力安全系數(shù)k，選擇為1.3

計算得出成型力

F=2481KN

同時，使用Atuoform-R8有限元軟件模擬分析計算，設(shè)置原材料相關(guān)參數(shù)如表1，最大成型力計算結(jié)果為2256.2KN：

公式計算結(jié)果和有限元計算結(jié)果相符。根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備情況，最終選擇數(shù)控折彎機，型號為PB400-5100。

1.3工藝方案設(shè)計

采用激光切割機下料，數(shù)控折彎機折彎兩直邊。將工件開口朝下置于工裝下模上，壓弧形。最后排平、整形，去毛刺飛邊。即工藝方案為：下料折彎專用模具彎形排平、整形去毛刺飛邊。

使用Atuoform-R8有限元軟件模擬分析成型過程。分析得出，該零件成型性不良，過程過程中有嚴(yán)重開裂風(fēng)險如圖1所示，且成型后回彈較大，達到1.81mm。

根據(jù)分析，需要調(diào)整成型工藝，成型開裂說明變形阻力過大，材料無法充分流道，考慮釋放壓邊結(jié)構(gòu)，減小摩擦阻力。同時調(diào)整彎曲部分凸模和凹模局部尺寸，適當(dāng)放大間隙。工藝調(diào)整后重新模擬分析，開裂情況顯著改善，回彈也降低到0.6mm。

最終成型方案確定為優(yōu)化后工藝方案，并依據(jù)此方案設(shè)計開發(fā)模具工裝。

2工裝設(shè)計及驗證

2.1 工裝設(shè)計

根據(jù)半成品形狀設(shè)計相應(yīng)模具工裝。上模上部分根據(jù)折彎機刀具接口部位設(shè)計，下半部分考慮到出模以及零件成形形狀，U形部位設(shè)計為直邊?？紤]到裝夾便利性，將上模分為4段。下模設(shè)計以半成品形狀以及零件形狀為基礎(chǔ)設(shè)計。由于零件彎形為開口U形，成形后必然有些微回彈，因此U形部位設(shè)計為直邊，且考慮到出模，彎形部位適當(dāng)放大間隙。由于折彎機工作平臺上僅在兩側(cè)面有定位螺絲孔，因此采取“開窗”的方式，在兩側(cè)面挖4個矩形凹槽，用壓板壓住。

2.2 試模環(huán)節(jié)

工裝實物做出來后進行試模環(huán)節(jié)。將模具在折彎機上裝好后，進行試彎。由于下模間隙調(diào)整，彎形完成后上下模分離時能帶出部分工件。零件尺寸符合要求，出模方式可接受。

2.3 工裝驗證

主要驗證以下兩個方面：1.工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，模具型腔部分尺寸是否合適;2.零件出模是否順利。驗證過程中出現(xiàn)的問題和解決措施如表2。

2.4工藝驗證

驗證內(nèi)容：1.工藝流程是否合理;2.工藝參數(shù)是否合理;3.零件回彈量是否可控;4.安裝螺絲孔位尺寸偏差。經(jīng)實踐證明，該設(shè)計方法、工裝均能完成預(yù)定目標(biāo)，符合設(shè)計預(yù)期。工藝流程、工藝參數(shù)均符合實際，完成預(yù)期，設(shè)計合理。而零件回彈量、尺寸偏差均在可接受范圍內(nèi)。最終生產(chǎn)出零件如圖2所示。

3結(jié)論

（1）通過理論計算和有限元分析，合理的設(shè)計了成型工藝方案，解決了成型開裂的問題，并有效的控制了回彈;

（2）設(shè)計的模具工裝，經(jīng)過使用驗證，高質(zhì)量、短周期、低成本得解決了生產(chǎn)使用需求;

（3）模具工裝的上下模做成整體，便于調(diào)節(jié)間隙一致。同時下?？梢宰龀伞伴_式”，便于脫模，下模中間的頂料小孔可做大成走馬孔，便于脫離。

參考文獻：

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