1、16 模具I业2()03 No 10总272洗衣机铝箱体压铆模具设计白创明1，张强2，张洲2(1甘肃工业大学，甘肃兰州 73()050；2国营长风机器厂，甘肃兰州 730050)摘要：利用压铆连接成形挂术解决了洗衣机铝箱体无法用点焊枝术进行相互连接的问题并从工艺过程、摸具结构等方面进行了详细阐述。关键词：压铆；塑性变形；工艺过程中图分类号：TG375+41 文献标识码：B 文章编号：1(】()12168(2003)10001604Design of the Pressure Riveting Die for the AluminumBox of the Washing MachineBAI C
2、huangmin91， ZHANG Qlan92， ZHANG Zhou22 State一0wned Changfeng Machine FactoryLanzhouGansu 730050，Chlna)Abstracl。 The conncctlon of the al uIninum box of the washing machlne 山a c cannot be reai1zed by spot weldlng was made by using the pressure riveting technology rlhe technologlcaprocess and the die
3、structure were statedKoy words： pressure riveting； plastic deformation； technOlOglcal prOcess为了在大批量生产中良好运行，卸料板和卸料板座材料都采用crwMn，料厚分别为15mm和30mm，硬度分别为6264IIRc和5055HRc。凸模与卸料板的间隙取与凹模间隙的l2，而卸料板座与导柱通过压盖、螺钉、弹簧圈固定，如图5所示。罔5导柱的同定1导柱2卸料极座3压盖4弹簧圈3 6导正销模具共对称设置了10个导正销，为了增强导正销的刚性和装配方便，导正销均安装在卸料板上，如图6所示。导正销用高碳高铬钢制造，硬
4、度6264HRc，导正销应高出卸料板0 5mm。导正销直径按公式d=D (00080 02)计算式中d为导正销直径，D为导正孔直径，导正销的尺寸公差取0O 005mm长度比凸模长l2mm。“嗯i图6导正销卸料板座2螺塞3导正俏4卸料板4结束语模具在一定冲次后必须进行刃磨，通常情况下，每次刃磨量约为0 070 09mm，多磨O 01mm，就会少冲近10万只引线。每次凸模或凹模进行刃磨后必须试冲纸样来调整冲裁深度，并且要用高压空气随时将冲压中产生的碎屑吹干净，并保持室内整洁干净。模其安装在250kN日产高速冲床上进行冲裁，运行情况良好。参考文献：【l】杜米福苟文熙冷冲压模具设计M1长沙湖南科学技术
5、H版社，19902扑模设rf于册编写组冲模设汁手册【M】北京：机械T业f目版社，2000万方数据模具业2(j03 No l()总272 171引言洗衣机箱体通常采用易焊接的薄板金属构件利用点焊技术焊接起来，由于点焊技术不能将铝合金等构件焊接在一起，而一般的铆接技术满足不了流水线式的大规模生产且质量不稳定，美观性差，因此为了适应洗衣机生产线的要求，必须对洗衣机铝箱体采用一种能满足大批量、高质量生产要求的新的生产方式。为此，采用模具压铆连接成形技术(即冲压连接圆点成形技术)开发了相应的模具设备，在生产中取得了成功。2洗衣机铝箱体压铆连接工艺过程分析洗衣机铝箱体压铆连接成形的核心是利用冲压连接圆点成
6、形技术，在板料上挤压出合适的圆点，使洗衣机铝箱体上、下板料连接在一起。模具压铆连接成形圆点的工艺过程可分为初期压入、初期成形、塑形成形和保压4个阶段。2 1板料初期压人阶段板料初期压入阶段(见图1)从凸模1接触上板料开始，到推杆5到达死点为止。这一过程巾，上板料在凸模l挤压力的作用下产生弯曲变形，并且局部发生塑性变形，这一阶段上、下板料主要以弹性变形为主并伴有少量塑性变形。U寸一够|冬|I板料初期压八阶段1凸模2上板料3 r板料4凹挺5推杆2 2压铆连接圆点初期成形阶段压铆连接圆点初期成形阶段从推杆5到达死点开始，至下板料与推杆5顶面完全接触并形成上部轮廓为止(如图2)。这一过程从开始到结束，
7、随着凸模l的下行，上、下板料受到推杆5顶而、凹模4侧面上部和凸模1底面及圆锥面的约束，在弹性变形和塑性变形的共同作用下形成上部轮廓。在压铆连接圆点初期成形阶段，上、下板料的颈部圆角处组织受凸、凹模的挤压，晶格被压缩，组织被强化。同2压铆连接回点初期戚形阶段l凸横2、上板料3下板料4凹模5推杆板料初期压入阶段、压铆连接圜点初期成形阶段和普通冲压相似，不同之处是在压铆连接圆点初期形成阶段必须成形出压铆连接圆点的上部轮廓。2 3压铆连接圆点塑性成形阶段在压铆连接圆点塑性成形阶段，凸模1继续下行，挤压上、下板料，直到凸模l到达死点为止(见图3)。在这一过程中，由于凹模4和推杆5组成的环形凹槽对下部材料
8、的圆角处无约束力，材料首先在挤压力的作用“F向环形凹槽处流动，填充环形凹槽。当环形凹槽处于充满状态时，材料流向环形凹槽处的阻力逐步增大，使凹模侧面的阻力变得相对较小，上板料中的材料开始同时挤向环形凹槽和下板料的侧面。在这一过程中，由于压铆连接圆点初期成形阶段形成了连接圆点的卜部轮廓，使上板料颈状部位材料变薄和硬化，阻止了其材料沿最小阻力方向向上流动，材料只能向外流动，从而形成倒锥，使上、下板料相互咬合而连接在一起。最后当凸模l到达下死点时，压铆连接圆点完全成形。吲3压铆连接圃点塑性战形阶段1凸模2上板料3F板料4凹模5推杆作者简介：白刨明(1970一)，崩+什肃兰州人，丁程师土要从事摸具cAD
9、cAM技术研宄，地舢“肃J业尢学106信箱。电话：13659451259E、a【兀g。ky163 2 4保压阶段收稿日期：2003_05一07 在保压阶段，模具应继续保持一定时间的压力黪万方数据18 (模具I业)2003 N。10总272使上、下板料充分填充环形凹槽并保证压铆连接圆点完全定型，同时起到防止回弹的作用。保压阶段控制得好坏直接影响产品的合格率。从以上工艺过程分析可咀看出，压铆连接是一种物理连接，它对材料的本征特性几乎没有损伤，反而在挤压作用下，晶粒细化，承载能力提高。上、下板料相互咬合部分(即压铆形成的连接圆点)是由模具挤压而产生的，因此塑性变形时，在表面张力的作用下(表面积趋于最
10、小)，各组成部分形成平滑过渡，从而产生一个既无棱边又无毛刺，且不存在明显应力集中的圆连接点，所以压铆连接圆点具有极好的动态连接疲劳强度。而且在整个圆点成形过程中没有高温和化学变化，无论材料有无镀层、夹层或覆盖物，都可保留其原有性能不受损伤。相对而言，点焊属于内在连接，损害了材料的本征特性，而且焊点熔区小，应力相对集中，在焊接过程中产生的高温使焊点组织的晶粒粗化，降低了疲劳强度和抗腐蚀性能，且设备投入成本高，污染环境。铆接和压铆连接的机械性能基本相似，但它难以适应规模化生产的需求，且质量不稳定，工序多，劳动强度大，另外，需要额夕卜投入铆钉等原材料，也提高了产品的生产成本。3洗衣机铝箱体压铆模具结
11、构设计3 1模具结构及工作过程为了叙述方便，下面用一个压铆连接成形圆点的结构为例来说明洗衣机铝箱体压铆模具设计。图4所示为洗衣机铝箱体上、下板料压铆连接时1个圆点的压铆模具结构，将洗衣机铝箱体上、下板料重叠后放入模具中，当模具合模后，凸模3将上、下板料同时压入凹模5的型腔中。同时推杆6在箱体下板料的压迫下随着往下移动。随着凸模3的继续伸入及推杆6的逐渐下移，当推杆6退到死点后由于凸模仍在继续向下伸入，在挤压力的作用下，箱体上、下板料压铆连接圆点的底部和周边开始变化，底部和周边变形后多余的材料向推杆6与凹模5预留的环形凹槽流动，于此同时，上板料也向下板料的圆柱侧面挤入，使两种被铆接的材料之间形成
12、相互嵌套，产生如图5所示的形状，从而达到铆接的目的。压铆连接圆点形成后要进行一定时间的保压。开模时压料板4将压铆连接圆点从凸模3中推出，整个工作过程完成。在实际生产中，为使上、下板料连接牢固及表面平整，压铆模具设计了许多压铆连接圆点，所有凸模、凹模必须完全一致。在冲压成形过程中，所有凸模和凹模的行程必须相等，凸模和凹模必须同时接触板料，使得作用于板料上的负荷分散，最大限度地控制折皱压痕的产生，从而有效地提高产品的表面质量。霹 鬻诳 孵图4压铆模具结构】上模座2凸模固定板3凸模4压料板5凹模6推杆7下模座8顶出机构图5压铆成形圃点结构1上板料2 r板料3 2凸、凹模参数设置漫下板料厚度为乱，上板
13、料厚度为8：凹模直径为d。，凹模圆角半径为r。，凹模深度为，环形凹槽开口为6。，凸模直径为d：(大端)，凸模圆角半径为凸模高度为：，凸模锥度为n：，在进行凸、凹模设计时应满足以下关系式：(1)环形凹槽应采用三角形结构，且d，6，这样有利于材料在塑性成形时上、下板料同时进入环形凹槽。(2)凹模深度：(8。+d：)，凸模高度：大于凹模深度。(3)凸模圆角半径r：d：，凹模圆角半径r。按板料拉伸设计。(4)凸模锥度a：的选择应满足下列2个条件：有利于形成可靠的连接圆点；有利于模具脱模。万方数据模具I业)2003 N。10总272 19加热板铆合模具的设计制造粱(南京旭光仪器厂，壮江苏南京 21000
14、6)摘要：介绍了利用液压机或冲床的一个工作循环，完成零件翻边、胀形、铆合3道工序的铆舍模具的结构，该模具结构简单，设计合理，操作方便。关键词：加热板；模具；翻边；胀彰；铆合中图分类号：TG375 4l 文献标识码：B 文章编号Desi2n and Manufacture of the Riveting DiefOr the Heating PlateLIANG Zhuang(NanJlng Xuguang Instrument Factory，Naniillg，Jlangsu 210006，Chlna)Abstract： By 0ne 0peratlon cycle of a hydrau】l
15、c Or stamplng machine， the designed nVetlngdie could complete 3 pressing procedures of flanglng， bulglng and nVeting The dle structure ls simple the design is reasonable and the operation 1s easyKey words： beating pIate： die；flangIng； bulging； “Vetlngl引言加热板铆合模是我厂为一合资企业制造的，要求利用液压机或冲床的一个工作循环将3种规格的24根加
16、热管与连接板铆合成一体铆合后的加热管作者简介：梁壮(1957一)，男，亨工苏宝应凡，高级工程师，主要从事模具设计及模具制造工艺编制等，地址：南京旭光仪器厂机械分厂。屯活，(025)2652842收稿日期：20030319与连接板之间不得有松动，连接板不得有明显翘曲等缺陷。该模具的特点是可同时完成冲压加工中的翻边、胀形、铆合3道工序。2零件工艺分析2 1加热管图1所示零件是铆接前的加热管工序件，此工序件是由铝板经冲裁、挤压、拉伸、切断等工序加工3 3；中压设备选择 能发生塑性变形的金属板件都可以采用压铆连接，压铆连接模具一般选用气、液压设备。通过软 它可以用于风机设备、复印机机座、计算机壳体、牙
17、到位(即在模具接触工件前系统内只有低压)，可在 医机器外壳、洗衣机壳体、冰箱门、微帔炉波导管、干快进行程中保护模具，保证工件无冲击、无噪声，极 燥机顶盖、液化气炉盘等的连接工艺。大地提高了工件的加工质量，改善了工作环境，符合环保工作要求。模具接触工件后，通过油压开关和压力表控制冲压力，可以实现无级调节，在保压过程中非常有用，有利于压铆连接圆点的形成提高产品质量的稳定性。4结束语洗衣机铝箱体压铆模具经过大批量生产实践证明，完全能够满足自动化、规模化生产的要求且质量稳定，生产效率高，设备投入成本低，环保无污染，为企业带来了可观的经济效益。另外，压铆连接适用范围极广，理论上讲，只要参考文献：【1蒋奎
18、华 冲压工艺学与模具设计【M】北京：机械工业H版利，1995【21 工孝培 冲匪设计资料【M1北京：机械工业出糖社1984【3徐芝纶弹塑性力学M】北京：高教出版社，1995【41韩向东 冲压圆点连接机理韧探【J1模具工业，2001，(9)【5】胡亚民 一种先进的板料冲压连接技术TOx连接技术【j1锻压机械。2()00，(5)万方数据洗衣机铝箱体压铆模具设计作者： 白创明， 张强， 张洲作者单位： 白创明(甘肃工业大学,甘肃,兰州,730050)， 张强,张洲(国营长风机器厂,甘肃,兰州,730050)刊名： 模具工业英文刊名： DIE & MOULD INDUSTRY年，卷(期)： 2003(
19、10)参考文献(5条)1.胡亚民 一种先进的板料冲压连接技术TOX连接技术期刊论文-锻压机械 2000(05)2.韩向东 冲压圆点连接机理初探期刊论文-模具工业 2001(09)3.徐芝纶 弹塑性力学 19954.王孝培 冲压设计资料 19845.蒋奎华 冲压工艺学与模具设计 1995本文读者也读过(10条)1. 周敏.朱晓川 洗衣机脱水桶模具型芯凹坑加工期刊论文-机械工程师2008(3)2. 赵中里.韩静涛.刘新忠.杜延强 两种冲铆连接技术的对比试验研究会议论文-20063. 项辉宇.冷崇杰.钟约先.焦洪杰 流动模拟技术在洗衣机面板模具设计中的应用期刊论文-模具工业2002(11)4. 邓红英 大容量洗衣机底座模具的热流道设计期刊论文-模具工业2000(12)5. 赵旭.李鸿升.赵慎严 波轮式洗衣机洗涤模式与优缺点的研究期刊论文-家用电器科技2002(1)6. 晓林 海尔“双动力“动力创新期刊论文-中国质量与品牌2004(10)7. 宋宝玉 气液增力缸在圆形板件连接中的应用期刊论文-机床与液压2001(4)8. 姚伟煌.陈坤锋 TOX连接设备的合理操作和维护期刊论文-设备管理与维修2006(9)9. 王金芳 模具专业中的教与学期刊论文-职业2011(24)10. 伟华 洗衣机变洗碗机期刊论文-农村电工2003,11(4)本文链接：http:/
