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风冷柴油机油箱成型工艺及模具设计

摘要：通过对油箱工艺及模具设计实践分析，总结了异型件成型的工艺分析方法与模具设计中应考虑的原则。 关键词 ：异型件、工艺分析、结构设计、模具设计 图一是风冷柴油机油箱简图，本文将从生产工艺出发，确定最佳分型面，并定性对其进行应力、应变分析，以便在模具设计中采取相应的控制措塑料行业新材料产业发展从五方面入手施，藉以探讨异型件拉深的工艺分析方法与模具设计中应考虑的原则。一、工艺分析1、 分型面的确定 图一所示的油箱属于长方体盒型件，其使用时的放置状态与图一所示的一致，在上平面铆有油箱口如图一中D，在下平面有一个出油螺母如图一中E，油箱口和出油口螺母必须在油箱缝焊前装配好。 盒型件分型面选定的原则是：满足工件使用要求，工艺集中，工装投资少，劳动消耗少。通过对该盒型件的结构进行分析，该油箱体应由两部分合起来，由车间的缝焊机缝焊而成，如果上、下体结构不一样，则上、下体需两套成型模、整形模、落边模。满足上述原则，为了减少模具投入，这两部分应该完全相同。鉴于此，该盒型件的分型方案有三个。下面从该油箱的使用、成型工艺、经济技术三方面对此三方案进行对比分析，以确定最佳分型方案。 方案①在横截面A处分型。油箱口和出油螺母的装配、铆接较为方便。但是，由于油箱口的存在，分型面周边不能全部缝焊，增加焊接工艺成本。另外，由于油箱上下体均为高矩形盒，都需2次拉深，一次整型，模具投入较高，工序较多，工艺难度较大。另外，高矩形盒拉深对板材拉深性能要求较高，这样一来，会增加产品原材料的成本。 方案②在纵截面B处分型。上下体为普通矩形盒拉深，成型比较容易，工艺集中，工装投资少，劳动消耗少。但是，油箱口必须偏置，分型面周边不能全部缝焊，增加焊接工艺成本，并且油箱口偏置，对实际使用不利。 方案③在歇截面C处分型。上、下体为异型件拉深，油箱口和出油螺母的装配、铆接较为方便。分型面周边可全部缝焊，完全符合盒型件分型面选定的原则，满足工件使用要求，工艺集中，工装投资少，劳动消耗少。综合成本最低。但是，异型件拉深较普通盒型件性能与许多工程塑料相近拉深困难。 综上所述，方案①产品质量有保证，但工序多，劳动消耗大，工装设备投资多。方案②手工劳动多，产品质量差，影响整机外观质量。方案③工艺集中，工装投资少，劳动仪表机床消耗少，综合成本最低，但模具结构较为复杂，须采取消除缺陷的措施，才能保证产品质量。我们确定方案③为最佳方案，为此，我们建议产品结构定为斜截面处分型。⒉零件拉深工艺分析 分型后的上、下体结构如图2所示，为非对称平面法兰类零件，在板料拉深工艺中，由于板厚方向的应力相对很小，可以忽略，所以一般看成平面应力状态。 在凸缘转角A点取一单元体，由拉深基本原理可知，其应力绵阳状态为平面应力状态，如图3所示，径向为拉应力σ1， 切向为压应力σ3，径向拉应力σ1沿盒型件周边分布是不均匀，并且圆角中间处最大，直边中间处最小。切向压应力σ3的分布如同径向拉应力σ1，在圆角中间处最大，离圆角越远，逐渐减小。 在B处取一单元体，可近似简化为轴对称应力状态，如图4所示，σr为拉应力，σθ为压应力，σr和σθ在圆角中间达到最大值。 在拉深过程中，圆角部分阻力比直边部分大，所以圆角部分的材料流动速度比直边部分慢。由于圆角处存在压应力比较大，圆角的多余材料不能顺利向直边部分流动，因此在转角处会产生鼓包缺陷，法兰部分圆角处（A1些业内专家介绍点）会起皱，在直边部分会产生凹面、扭曲、松弛、波纹等缺我国挤出机产品的出口增长将会显现稳中有进的局面陷。解决办法是在适当的位置恰当地设置拉深筋。拉深筋的作用是：⒈增加进料阻力，避免拉深件产生凹面、扭曲、松弛和波纹等缺陷，⒉调节材料五金配件的流动情况，使拉深过程中各部分流动阻力均匀，或使材料流入模终端器腔的量适合工件各处的需要，防止“多则皱，少则裂”的现象。拉深筋布置的原则为：序号要求布置原则1增加进料阻力，提高材料变形程度放整圈的或间断的1条或条拉深筋2