CN109500252A - 一种用于大功率柴油机的异形非对称止动垫片的复合模具 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工技术领域，公开了一种用于大功率柴油机的异形非对称止动垫片的复合模具。该复合模具包括采用倒装复合模的结构，上模板、下模板由几个导向作用的导柱贯穿在一起，上模板与垫板、阳模固定板、阴模固定在一起，冲头通过过盈配合固定在阳模固定板上，下模板与复合模固定板固定在一起，复合模通过过盈配合固定在复合模固定板上，弹性垫位于卸料板、复合模固定板之间，卸料板、弹性垫与下模板固定在一起，卸件器位于阴模的凹腔内，过渡板位于上模板的凹腔内。本发明实现了薄板异形非对称止动垫片类零件一次冲制成形，提高了产品的一致性、装配的互换性。

Description

一种用于大功率柴油机的异形非对称止动垫片的复合模具

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种用于异形非对称止动垫片的复合模具。

背景技术

柴油机上各种止动垫类零件品种多，数量大，但多数以单耳、双耳、外舌等止动垫圈为主，在大功率柴油机装配过程中，尤其进/排气管等承高温零部件的装配，异形非对称结构止动垫片(厚度范围0.5mm～2mm)的设计使用是必不可少的，主要被用来防止安装的螺丝或螺栓在发动机运行振动过程中松动或松开，以避免影响整机性能，甚至发生质量事故。纵观衡量，随着新产品大功率科研柴油机研制技术的提升，对大功率高速“精品”柴油机外围零件安装的精确性和可靠性要求也越来越高，对柴油机的可靠性有着十分重要的作用。

目前，对常规的小型止动垫圈类零件的加工基本上采用复合模具一次加工或者根据产量效能的情况采用两至三道工序连续完成，但对于异形非对称止动垫片类零件的加工，基本上根据其批产量的大小及生产能力条件来决定，多品种小批件用激光切割机和数控步冲机等加工设备加工；大批件用两至三套模具分别进行落料、冲孔等方法加工。

用激光或数控步冲机设备方法加工出来的产品存在零件切割周边被热熔硬化、割渣毛刺、留有刀具锯齿痕、变形、经济成本高及精度等问题；用两至三套模具分别进行落料、冲孔等方法加工的产品无法避免采用两道工序加工所带来的模具费用的投入、设备、人员、工时等劳动成本的投入，及其工序间所带来的二次定位偏移、起皱、拉裂、平面起翘等系列问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种大功率柴油机的异形非对称止动垫片模具设计方法，解决内、外形间距较小的薄板异形非对称止动垫片类零件用落料冲孔复合模具一次冲制成形的加工难点，提高产品的一致性、装配的互换性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种用于大功率柴油机的异形非对称止动垫片的复合模具，采用倒装复合模的结构，包括上模板、下模板、复合模固定板、卸料板、复合模、阴模、卸件器、冲头、垫板、过渡板以及阳模固定板；上模板、下模板由几个导向作用的导柱贯穿在一起，形成一个主要的框架，上模板与垫板、阳模固定板、阴模固定在一起，冲头通过过盈配合固定在阳模固定板上，下模板与复合模固定板固定在一起，复合模通过过盈配合固定在复合模固定板上，弹性垫位于卸料板、复合模固定板之间，卸料板、弹性垫与下模板固定在一起，卸件器位于阴模的凹腔内，过渡板位于上模板的凹腔内，在机床的加工过程中，上模板为设备向下运行，在冲裁力的作用下，弹性垫受力压缩变形，冲头、阴模与复合模同时作用加工出零件，加工完成后，通过卸料板将板料从复合模具卸出，同时复合模具的顶杆将机床作用于顶杆上的卸料力通过过渡板和顶销作用在卸件器上，将嵌入阴模的零件顶出。

进一步的，通过下面公式确定复合模具压力中心：

式中，L代表零件图形的轮廓线划为若干简单的线段后各线段的长度，X表示各线段重心位置的X坐标，Y表示各线段重心位置的Y坐标。

本发明的有益效果:

本发明所取得的技术成果已推广应用到了多型号科研柴油机厚度范围在0.5mm～2mm之间的异形非对称结构止动垫片的加工当中。提高了零件的一致性、装配时互换性以及批产效率，降低了批产量大的零件的制造成本，提高了柴油机运行的可靠性。同时，通过对异形非对称结构止动垫片复合模具的设计制造及加工试验，实现了用复合模具一次性冲制异形止动垫类零件，为精密冲压件产品的设计加工提供了可靠的技术支撑。

附图说明

图1为异形非对称止动垫片形状示意图；

图2为本发明中异形非对称止动垫片的复合模具的结构示意图；

图3为本发明中异形非对称止动垫片的复合模具压力中心的示意图。

图中:1—下模板、2—复合模固定板、3—卸料板、4—复合模、5—阴模、6—卸件器、7—冲头、8—垫板、9—过渡板、10—上模板、11—阳模固定板

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

以某型号柴油机用的异形非对称止动垫片为研究对象，零件暂编号为ZDDP-SY，材料为08F，厚度为1.5mm，零件形状示意图见图1。设计制造合理的复合模具主要包括两个方面，一是复合模的设计要合理，即合理确定模具的总体结构、模具合适的压力中心、模具合适的闭合高度、合适的冲压设备、凸凹模和垫板等零件的强度计算及弹性元件的精确计算和选用；二是复合模的制造要到位，即模具材料的合理选用、模具的加工制造精度、模具的热处理等。

一、确定模具结构

根据零件形状的不规则性，考虑到操作的方便性和安全性，能否装拨料装置，废料能从凸凹模的孔漏出，以防止在凸凹模孔内积聚等因素，该模具采用倒装复合模的结构，如图2。

模具包括上模板10、下模板1、复合模固定板2、卸料板3、复合模4、阴模5、卸件器6、冲头7、垫板8、过渡板9以及阳模固定板11。所述上、下模板上不仅要安装冲模的全部零件,而且要承受和传递冲压力。图2中，复合模中上下模板由几个导向作用的导柱贯穿在一起，形成一个主要的框架，上模板由销钉和螺钉与垫板8、阳模固定板11、阴模5固定在一起，冲头7通过过盈配合固定在阳模固定板11上，下模板用销钉和螺钉与复合模固定板2固定在一起，卸件器6位于阴模的凹腔内，过渡板9位于上模板10的凹腔内，复合模4通过过盈配合固定在复合模固定板2上，卸料板3与弹性垫通过螺钉与下模板1连接，在机床的加工过程中，上模板为设备向下运行，在冲裁力的作用下，弹性垫受力压缩变形，冲头7、阴模5与复合模4同时作用加工出零件，加工完成后，机床复位，弹性垫回弹力，通过卸料板将板料从复合模卸出，同时模具的顶杆将机床作用于顶杆上的卸料力通过过渡板9和顶销作用在卸件器6上，将嵌入阴模5的零件顶出，至此加工过程结束。

二、确定复合模具压力中心

从试验零件的结构特点可以看出，模具的压力中心不能按对称的单孔压力中心计算，只能按非对称的多孔压力中心求法求解，零件轮廓线划为若干简单的线段如图3所示。具体求解过程如下：

复合模具压力中心计算公式:

式中，L代表零件图形的轮廓线划为若干简单的线段后各线段的长度，X表示各线段重心位置的X坐标，Y表示各线段重心位置的Y坐标。

在模具试模冲制零件的过程中，先对模具的闭合间隙进行了调整，用复合模具试冲了10件选定的零件，抽取5件对其主要尺寸进行了测量(见表2)，外形及孔的尺寸均符合图样要求。随后，用该模具又试冲了200件该制动垫片的时候，其凹模从圆弧舌根处发生了开裂的迹象。针对此情况对凹模舌根单薄处采取加厚加强的方式，以增强其抗剪强度，解决了疲劳开裂的问题。

表2某止动垫片的测量记录

本发明的有益效果:

本发明所取得的技术成果已推广应用到了多型号科研柴油机厚度范围在0.5mm～2mm之间的异形非对称结构止动垫片的加工当中。提高了零件的一致性、装配时互换性以及批产效率，降低了批产量大的零件的制造成本，提高了柴油机运行的可靠性。同时，通过对异形非对称结构止动垫片复合模具的设计制造及加工试验，总结和开拓出了用复合模具一次性冲制异形止动垫类零件时的思路和方法，为精密冲压件产品的设计加工提供了可靠的技术支撑。

Claims (2)

1.一种用于大功率柴油机的异形非对称止动垫片的复合模具，其特征在于，采用倒装复合模的结构，包括上模板(10)、下模板(1)、复合模固定板(2)、卸料板(3)、复合模(4)、阴模(5)、卸件器(6)、冲头(7)、垫板(8)、过渡板(9)以及阳模固定板(11)；上模板(10)、下模板(1)由几个导向作用的导柱贯穿在一起，形成一个主要的框架，上模板(10)与垫板(8)、阳模固定板(11)、阴模(5)固定在一起，冲头(7)通过过盈配合固定在阳模固定板(11)上，下模板(1)与复合模固定板(2)固定在一起，复合模(4)通过过盈配合固定在复合模固定板(2)上，弹性垫位于卸料板(3)、复合模固定板(2)之间，卸料板(3)、弹性垫与下模板(1)固定在一起，卸件器(6)位于阴模的凹腔内，过渡板(9)位于上模板10的凹腔内，在机床的加工过程中，上模板(10)为设备向下运行，在冲裁力的作用下，弹性垫受力压缩变形，冲头(7)、阴模(5)与复合模(4)同时作用加工出零件，加工完成后，通过卸料板(3)将板料从复合模具卸出，同时复合模具的顶杆将机床作用于顶杆上的卸料力通过过渡板(9)和顶销作用在卸件器(6)上，将嵌入阴模(5)的零件顶出。

2.如权利要求1所述的用于大功率柴油机的异形非对称止动垫片的复合模具，其特征在于，通过下面公式确定复合模具压力中心：

式中，L代表零件图形的轮廓线划为若干简单的线段后各线段的长度，X表示各线段重心位置的X坐标，Y表示各线段重心位置的Y坐标。