2. 13. 2实例应用

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图2-127所示壳嘴，采用料厚0.8mm的不锈钢板制成，中等生产批量。

(1)工艺分析及改进

该零件为水壶的关键冲压件，加工工艺有三种：①整体多道拉深；②拉深弯曲，一条焊 缝；③拉深切边，两瓣焊合，2条焊缝。考虑到工厂的实际加工能力及生产的批量，采用第 三种加工工艺。

壳嘴原生产工艺是:落料—拉深—切边—平磨-焊接—剖开。左右两瓣同时冲压，落料 的排样如图2-128所示。

切边采用小间隙的垂直方向的直接切边模，切后冲件内缘留有拉深后的小尺圆角，需 磨平后方可焊接。该工艺虽然简单，但存在2个问题：①材料利用率低，只有47%;②磨 平工效低。

鉴于上述工艺缺点，针对性地采取了以下2项改进工艺。

第一：左右两瓣的U形落料改为S形落料，其排样如图2-129所示。这样既能提髙材 料利用率，又利于后道切边和焊接工序。

第二：改原垂直方向切边为水平切边，切后不需平磨即可焊接，大大提髙了生产 效率。

(2)模具结构

设计的浮动式水平切边模结构如图2-130所示。模具工作时，把冲件放入凹模腔，

在顶件器10的作用下，冲件不能与凹模贴合，上模下行，活动芯子7进人冲件内压缩顶件器，导正了冲件在凹模中的正确位置。上模继续下降直到4只限位柱6顶住凹模，在前、后导板的作用下，凹模除了作垂直下降运动外，同时作前后水平方向移动，而凸模在水平方向始终不动，从而逐渐完成冲件的切边工作。回程时，凹模借助聚氨酯橡胶16的弹顶作用回到原来的位置，冲件在凹模中被顶件器10顶出浮凹模平面，即可取出。

(3)模具设计分析

整套模具采用后侧导柱模架。在图2-130中，活动芯子7的固定孔加工成腰形孔，

用螺钉与凸模5连接，在两端装有2根聚氨酯棒22,下压时活动芯子跟着冲件21摆动，回上止点时自动复位。前、后导板9、20用连接板17固定成方框结构与下模座19连接。凹模8的刃口 S形曲线与拉深凹模相同，而凸模5的中部要窄6mm,工作时首先切断两头后续延到中间，形成斜刃口。为减少凹模与托板13的摩擦,在中间设计了滚柱12和保持框11,以加大弹顶力。由于本零件壳嘴要切的是左右2条S形边，切的部位不是直壁而呈椭圆，材料为厚0.8mm的不锈钢，冲裁力较大。根据冲件的特殊性，在模具设计中需考虑以下几点：①需降低冲裁力；②浮动凹模只需前后摆动；③由于取消了浮动凹模的左右摆动，因此，摆动的距离必须增大，浮动凹模左右摆动6mm;④因剪切部位是椭圆，剪切容易产生刀刃位移，必须加强顶力，保持凸、凹模的间隙。

采用改进加工工艺后，由于S形冲件两瓣不对称，因此，拉深、切边2道工序务必分左 右两瓣开模。为减少模具制造费用，采用组装结构，即加工2个凸模，凹模采取正反两用的 方法。因此，S形工艺的模具投人要比U形髙，另外采用的浮动式水平切边模比垂直切边 模造价贵2倍左右。

(4)工艺改进的技术经济分析

改进后的S形排样的材料利用率为56%，比U形提高9%，且垂直切边改水平切边后， 可取消磨平工序，此2项改进可使每只壳嘴增效0.7元以上。经批量生产证明，该工艺改进 是经济合理的。

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