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新技术新工艺:水壶壶身的胀形工艺及模具

2023-01-04

【作 者】张世俊;吴鹄翔;刘斌

【前 言】

水壶壶身如图1所示,材料为厚0.7mm的1Cr18Ni9Ti板材。1Cr18Ni9Ti虽然具有良好的塑性和较高的延伸率,但是,不锈钢板材强度高,成形过程中受力情况复杂,加工难度大,尤其是奥氏体不锈钢在塑性变形时还发生应力诱发马氏体相变,材料严重加工硬化,造成成形条件更加复杂。

通过对壶身的工艺分析及计算,确定冲压工艺为:落料→拉伸→2次拉伸→切边→卷边→完全退火→胀形→冲小孔。由于胀形是成形的关键工序,故本文只探讨壶身的胀形工艺。

【聚氨酯胀形模结构及胀形原理】

聚氨酯胀形模采用了具有高强度、高硬度、耐磨、耐油、耐老化、抗撕裂强等性能的聚氨酯橡胶做凸模,利用其受压后横向膨胀而卸载后自行恢复原状的特性使零件胀形,即利用它的各向流动性质,在变形过程中其形状的变化来成形各种冲压件,所以它具有刚性胀形模那样易于控制而不易流散、无污染及流体胀形模的贴模性好和表面质量好等优点,而且又克服了刚性及液体胀形模的缺点。此外,聚氨酯胀形模结构简单、生产周期短、成本低、易于修复,它不仅适合于中小批量和单件生产,也适合于大批量生产。

如图2所示聚氨酯橡胶凸模装在下模。凹模由两块刚性的钢模拼块组成,装在上模导轨上。工作时,将圆筒毛坯套在聚氨酯凸模上,凹模下行,当凹模的锥面与锥套的锥面接触后,在锥面的水平分力作用下,使左右凹模拼块沿导轨向中心移动,当凹模的圆柱面进入锥套的圆柱面后凹模拼块完成合模。凹模继续下行,通过毛坯底面压缩聚氨酯橡胶芯模,先压出壶底凹坑并胀形壶身。凹模下行,行程由油压机挡块调节。胀形时,弹簧A对毛坯施加轴向压力,使金属流向胀形区,减少金属变薄,有利于胀形,提高极限胀形系数,轴向力可由螺母调节。

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