桶身件缩口成形工艺与模具设计

摘要：介绍了缩口工艺的概念、特点、主要工艺缺陷及影响缩口变形程度的因素。 分析了桶形件的特点，通过比较传统缩口工艺模具设计特点，设计了桶形件缩口工艺的模具。在此基础上，对缩口模具的工作原理、模具主要零件相互关系及其作用做了详细的论述。实践表明，采用此工艺方案和模具结构，模具生产的零件符合精度要求，显著提高了桶形件生产效率和产品质量。 0 引言 缩口是一种成形工序，具体是指将先拉深 好的圆筒形件或管件坯料，通过缩口模具使其口部直径缩小。一般情况而言，缩口前、后的零件端部直径变化不宜过大，否则材料因为压缩变形太大会出现起皱。因此将直径较大的工件缩成口部直径较小的工件，通常需要多道缩口工序来实现。薄壁圆桶工件(口部厚度小于0.20 mm)在多道缩口工序加工中，又不同于一般厚度工件的缩口，因此其模具相关的工装设计及工艺必然有别于一般缩口Eli。缩口模有多种型式，常见的有整体凹模缩口、分瓣凹模缩口、旋压缩口等。本文主要介绍用于薄壁圆桶多道缩口的整体凹模设计。 

1、制件分析及工艺方案制定 整体凹模缩口工作示意图如图1所示。图 2为桶形件缩口成形示意图。材料为1.5 mm厚的08A1钢板，生产批量较小。零件主要技术要求为：拉深成形后工件表面无裂纹、皱折和肉眼可见的拉深印痕；直径158 C11滚压外圆无毛刺、裂纹；未注公差为IT14级。通过计算可知，该桶形件如果采用正、反拉深，需要2道工序。如果采用正拉深，则需要3道工序。拉深完之后进行缩口。本文针对零件尺寸较大的特点，重点讨论缩口工艺模具设计。

缩口时，缩口端的材料在凹模的压力下向 凹模内滑动，直径减小，壁厚和高度增加。制件壁厚不大时，可以近似地认为变形区处于切向和径向受压的平面应力状态，以切向压力为主。应变以径向压缩应变为*大应变，而厚度和长度方向为伸长变形，且厚度方向的变形量大于长度方向的变形量。由于切向压应力的作用，在缩口时坯料易于失稳起皱；同时非变形区的筒壁，由于承受全部缩口压力，也易失稳产生变形，所以防止失稳是缩口工艺的主要问题。 

2、缩口工艺模具设计 2.1 常规缩口工艺 常规零件的缩口模具 如图3所示。图3 中件8为外支承套，当上模提升时，件8在下弹顶器弹力的作用下向上抬起。当再次放人毛坯时，毛坯整个高度完全处于外支承套8之中。压力机滑块向下运动进行冲压时，缩口凹模3的端面首先与外支承套8的端面接触，并且在缩口成形过程中始终接触不脱离，令工件完全处于外支承的条件下成形，以保证工件成形部位的形状精度。在工件的试制过程中，卸料的主要矛盾发生在工件与外支承套8之间，而缩口凹模3中则不会出现卡上工件的现象，故上模中不需设置推件装置。模具采用图3所示的结构，外支承套8下部凸缘上加工有3个孑L，通过螺栓15将外支承套8与下模板12连接，达到为外支承套8限位的目的，采用顶杆10将工件从外支承套8中顶出。当顶杆10推动垫块7卸件时，螺栓15将外支承套8拉紧在下模上，以保证顺利地从外支承套中推出工件。