异形扁管工艺设计

第37卷第2期低压.故七2012年4月Vol 37 No. 2FORGING STAMPING TECHNOLOGYApr.2012异形扁管工艺设计杨海荣(常州铁道高等职业技术学校机械工程系,江苏常州213011)摘要:对某汽车底盘用异形扁管进行工艺分析,制定了对称两件同时加工的冷成形加工工艺。工艺中采用先弯管成形,后经压扁、钻孔、切割、去毛刺等工序来完成加工成形。工艺方案设计充分考虑了异形扁管的结构特点,采用简洁的弯管压扁组合工艺,同时设计了相应的模具和检具,保证了产品的生产质量。生产实践证明,改进的工艺方案加工效率高,产品质量好,节约原材料,为企业生产带来了效益。关键词:汽车底盘;冷成形;异形扁管;压扁工艺DOI:10.3969/小isn10003940.2012.02.014中图分类号:TG386.43文献标识码:A文章编号:10003940(2012)0200603Process design of irregular flat tube(Mechanical Engineering Department, Railway Professional Technical College of Chang Zhou, Changzhou 213011, China)Abstract: The process of irregular flat tube which used in the car chassis was analyzed, and the cold forming processthat two symmetric parts were produced at one time was formulated. In the process, the tube bending forming following the tube flattening, drilling, cutting and burring processes were adopted. In the designed process scheme, the ir-regular flat tube structure features were adequately considered, and the compact process of the combination of bendingand flattening was adopted. At the same time, some related dies and checking tools were designed, which guaranteedthe product quality. The production practice proves that the designed process scheme can have a high working efficiency, save raw materials and have good product quality, which could bring benefits for the enterprise.Keywords: car chassis; cold forming; irregular flat tube; flattening process异形管在汽车配件中的应用比较广泛,由于管好的实现不同形状的端部连接,是比较理想的汽车子形状的变化可以有效的利用车体空间,还可以更结构零件。但异形管的成形一般都比较复杂,通常需要多道工序,同时由于弯管局部的大变形容易出收稿日期:2011-10-11;修订日期:2011-12-11现拉裂、起皱、内凹等缺陷,需要选择适当的加工作者简介:杨海荣(1979-),女,硕士,讲师工艺及设备才能得到满意的效果。加工异形管的方电子信箱:yanghairong2005@sina.com法一般有弯管成形、冲压成形、金属及橡胶的内胀的稳定性。生产适应性好、投资小、制造周期短,对轿车副车架总成上普遍存在的金属管型件的开发和制造具有实用参考价值。参考文献[1]苑世剑.内高压成形技术现状与发展趋势[J.金属成形工图16压扁工序件艺,2003,21(3):1-3Fig. 16 Flattening operation part[2]刘强.先进成形工艺在奔腾轿车上的应用[].锻造与冲3结论压,2009,(7):33-34[3]林通,张侃,胡仁喜,等. AutoForm4,0钣金冲压成形分采用在下模加筋的整改方案简单、易行,更改析从人中国煤化工却版社,2010周期短,很好的解决了金属管件成形中的凹坑不稳4]李硕本业出版社,1982定问题,控制了回弹的产生。[5]中国机⊥子县a在⊥性罗x联①手册:第二卷[M3版.北京:机械工业出版社,2008使用普通冲压模具即可保证产品的质量和生产第2期杨海荣:异形扁管工艺设计成形,以及油液的内高压成形等。在制定异形管加成形,成形形状如图2所示。弯曲的管子走向和零工成形的工艺方案时,需要考虑节约材料、加工效件图一致,即中心线各交点的坐标点尺寸及弯曲半率、成形质量等因素,同时还要根据工厂的设备情径不变。管子弯好后要用弯管检模逐一检验,因为况选择相应的工艺方案H。管子的弯曲走向对压扁后的成品影响很大,因此要严格控制7。在弯管后即可压扁成形,在压扁成形PNT710±0.2PNT点和A点截面时要考虑后续工序,由于压扁后要加工管端直径为φ50mm的孔,因此,在压扁工序最好加工出孔加PNT3PNTS工的定位结构。B点和PN点截面PNT3PNT6PNT2PNT坐拆点PNT6名称xyzPNTl5 PNT5PT|14500240.0030.00图2弯管工序图1异形扁管Fig 2 Bending processFig. 1 Irregular flat tube图3所示为压扁成形半成品,在零件的压扁中图1所示是汽车底盘的一种支撑件,一端为管心成形出一个凹坑,这个凹坑即是用来作为孔加工状,规格为鲕50mm×3.0mm,另一端为扁状带圆的定位结构。在实际成形中发现,管子压扁的中心弧缺口,缺口尺寸为R50mm,两端口的中心层周部分会因管子中空而成内凹变形,而模具的凸点成长相等。零件两端分别与底盘其他零件相应的孔和形对压扁内凹形成了牵拉作用,使内凹范围大大减圆柱焊接组装,两端的位置精度要求比较高。零件小,并在打孔后将凹曲部分去除,对管子最终成形成左右对称,两件同时使用,成空间形状,需多工不会造成影响。序成形加工。从形状上看,零件的成形加工属于管子成形,但一端又成扁形,属异形管成形,是冲压工艺中的一种特种成形5。如果将两个零件单个来看,零件的一端为圆管,另一端为扁形缺口,可以通过弯管后压扁成形,但由于扁口一端的直线段比较短,在弯管时需要在扁口一端加以延长6,在压扁后再切割掉,这样势必会造成材料浪费,同时两个零件分别加工也会增加加工工序。由于两个零件是左右对称的,所以,两个零件同时下料加工,成图3压扁工序形后再切割开,这样在弯管时不会有废料,同时工Fig 3 Flattening process序也会大大减少。图4为钻孔工序。压扁后零件的基本形状已经1制定工艺方案形成,后面则需打孔、切割及去毛刺等工序,最后左右对称的两个零件中间有一个宽10mm的缺利用检具做成成品检验即可。在打孔时可利用摇臂口,先将两个零件的中间补上看作一个零件,那么钻床进行加中国煤化工较大,可分成这个新的零件则成为一个中心线为4个R80mm的两步进行加CNMHG孔,再扩孔到圆角及5个直线段组成的异形管,在压扁成形前符0m合弯管规律,因此,第1步应采用自动弯管机弯管图5为切割工序。切割工序可利用锯片切割,62锻压技术第37卷图4钻孔工序Fig 4 Drilling process图6压扁凸凹模Fig 6 Flattening punch and die切割的锯片选用两个2mm的锯片中间加一个6mm厚的垫片后夹紧,进行一次性切割10mm宽的割终零件需要成品检验,由于管子成空间走向,使用缝时两端和相应的孔及圆柱配合焊接,因此,设计的检具需要模拟工件的使用状态,设计有相应的孔及圆柱,并包含公差检测功能。3结论压扁异形管的加工最终采用了节省材料、成品率高、工序少的加工工艺方案,在工艺方案设计中充分考虑了零件的结构特性及前后工序的衔接、设图5切割工序备、成本等因素,设计了最佳的工艺方案。工艺中Fig 5 Cutting process还设计了弯管检具及成品检具,保证了产品的成品合格率,也为产品的工艺改进和调整提供了参考。2模具及检具设计参考文献设计中采用一次成形对称两工件的加工工艺,工艺中共有落料、弯管、压扁、打孔、切割、去毛[1]冯柄尧,韩秦荣,股镇海,等.模具制造与设计简明手册刺、成品检验等几道工序。弯管工序需要设计自动LML上海:上海科技技术出版社,1991弯管机的弯管模及弯管检模,只需按照常规弯管模[2]王同海.管材塑性加工技术[M北京:机械工业出版社,1998具及检具设计即可。[3]日本塑性加工学会.压力加工手册[K].北京:机械工业压扁工序零件要在油压机上成形,需设计专用出版社,1984的压扁模具。压扁模具主要由上下凸凹模组成,凸[4]要奎华冲压工艺学DM北京;机械工业出版社,19凹模的内腔边缘以零件侧向投影的中心分割线为界[5]李云江特种塑性成形[M北京:机械工业出版社,2008限,内腔形状与零件空间形状相对应,内腔的边缘[6]王孝培,冲压手册[M北京,机被工业出版社,204.需要设计倒角,尺寸为R3mm,以避免将工件划[7]夏巨湛.精密塑性成形工艺[M北京:机械工业出版社,伤,同时在内腔中心位置设计凸点和凹坑,以加工出工件打孔的定位结构。压扁模具的上下凸凹模如[8]梁柄文,冷冲压工艺手册D.北京:北京航空航天大学出图5所示。压扁模的材料为Cr12MoV,热处理硬度版社,2004[9]姜奎华.冲压工艺与模具设计[M]北京:机械工业出版58~62HRC8社,1999打孔和切割工序也需要设计专用夹具,满足压[10崔忠圻。金属学及热处理CM北京,机械工业出版杜,扁管子的定位、夹紧以及钻头和切割片的让位。最中国煤化工CNMHG