반밀폐 쉘 스탬핑 공정 및 금형 설계

2021/08/20


증폭기에 사용되는 반밀폐 쉘을 예로 들어 분석합니다.스탬핑 공정, 간섭 문제 및 굽힘 공정의 기술적 어려움에 대한 일회성 성형을 보장하고 가공 효율성과 정확성을 향상시키기 위해 해당 다이를 설계하십시오.
The bending of closed parts usually requires more than two processes to complete, and the material is often unloaded manually or by cylinder in the 스탬핑 공정. One-time forming of closed parts can reduce the number of processes and the number of dies, which is conducive to improving work efficiency and product accuracy and reducing production costs.

2 반밀폐 쉘 구조 및 공정 분석

항공 부품의 계기 또는 증폭기 조립을 위한 반밀폐형 쉘이 많이 있습니다. 증폭기의 반 밀폐형 하우징 부분은 그림 1에 나와 있으며, 재질은 3A21 녹슬지 않는 알루미늄 판, 재질 두께 t = 2mm, 주요 구조는 대칭입니다. 도면의 관련 치수 정확도 요구 사항에서 볼 수 있듯이 부품의 모양, 내부 캐비티 및 구멍의 위치 치수는 IT10 수준에 도달하고 내부 굽힘 반경 R에 도달하는 정확도가 높을 필요가 없음을 알 수 있습니다. 부품의 두께는 2mm이고 재료의 국부적으로 얇아지는 것은 30%로 허용됩니다.


그림 1 반폐쇄 쉘 부품

부품 구조에서 쉘은 5면 완전 밀폐형이며 여섯 번째 측면은 개방형 반밀폐형 구조가 아니며 첫 번째 굽힘 완료 후 구조의 여섯 번째 측면도 구부립니다(그림 2 참조). 도 1의 굽힘 치수를 보면 1차 굽힘 성형이 크게 어렵지는 않으나 2차 굽힘 플랜지 부분의 크기가 작아 굽힘 후에 금형을 풀 수 없는 문제가 있다. 또한, 벤딩이 완료된 후 부품에 많은 홀 가공이 필요하므로 벤딩 구조의 크기를 보장해야 합니다. H / D ‰ˆ 1.5에서 두 번째 굽힘 (여기서 H는 굽힘 높이, 약 6mm, D는 굽힘 직경, 약 4mm) 플랜지 굽힘이 더 어렵습니다. 특히 플랜지 반경과 플랜지 높이가 비슷합니다. 성형시 구조를 만드는 것은 당기는 균열이 생기기 쉽기 때문에 필요한 공정을 거쳐야 합니다. 동시에 상부와 인접하는 직각굽힘성형부가 더 짧고 반대쪽이 열려 있기 때문에 과잉삼각형에 가해지는 접선력이 크지 않고, 즉 둥근부에 과잉재료가 가해지게 된다. 장력의 순수한 방사형 흐름과 정확히 일치하지 않습니다. 반대로 접선 방향의 재료 구속이 없기 때문에 재료가 주로 가로 방향으로 흐르므로 재료 변형을 크게 개선하고 하나의 플랩으로 형성 할 수 있습니다.


그림 2 쉘의 3차원 수치 모델

3 Semi-closed shell 스탬핑 공정 analysis

(1) 공정 흐름 쉘의 주요 공정 흐름은 표 1과 같다. 쉘 가공에는 10가지 공정이 포함되며, 그 중 주요 성형 공정은 와이어 커팅과 2가지 벤딩 공정이다. 부품이 대칭 부품이기 때문에 전개 후 모양이 비교적 복잡하지 않으므로 모양이 드롭 다이로 가공되지 않고 주로 와이어 커팅 및 케미컬 에칭에 의해 가공되어 가장자리에서 재료의 강도와 가공 정확도를 보장할 수 있습니다. . 펼친 모양을 완성한 후에는 2개의 굽힘이 필요하며 굽힐 면이 3개 있습니다. 첫 번째 굽힘은 부품의 4개의 긴 측면의 굽힘을 완료하고 부품은 굽힘 및 성형 후 그림 3에 표시됩니다. 두 번째 굽힘 부분은 상단의 반폐쇄 부분이며 굽힘이 완료된 부분은 그림 4와 같다.

표 1 쉘의 주요 가공 공정



그림 3 첫 번째 굽힘 및 성형


그림 4 2차 굽힘 및 성형

첫 번째 굽힘 완료 시 쉘은 변형으로 인한 치수 불안정성을 초래하고 굽힘의 두 번째 반폐쇄 부분은 따라서 위치 편차 문제를 생성합니다. 굽힘 완료 전후에 셸은 모양에 따라 위치해야 하는 정사각형 구멍과 장착 구멍으로 처리됩니다. 따라서 첫 번째 굽힘, 용접 성형 및 용접 종양 제거 후 성형을 위한 금형 설계가 필요합니다. 완전한 스탬핑 및 성형을 달성하기 위해 첫 번째 및 두 번째 굽힘 금형과 후속 성형 금형 외에도 쉘 가공에 총 3 세트의 금형이 필요합니다.

(2) 쉘 펼침 블랭크 형상 및 크기 결정 쉘은 2회 굽혀야 하므로 굽힘 형상 크기의 1차 보증으로 펼침 크기의 정확한 계산이 매우 중요하므로 2차 굽힘 노치 부분을 고려하여야 한다. 계정. 펼친 블랭크 형상을 결정한 후 공식을 사용하여 형상 크기를 계산하며 필요한 경우 테스트 굽힘 방법으로 최종 펼친 크기를 결정할 수 있습니다.

최종 형상이 합리적이며, 기존 굽힘 부품의 계산 방법에 따라 그 굽힘 성형 부품의 블랭크 크기를 계산할 수 있는 이 부품 굽힘 각도는 90°, 블랭크 및 펼침 길이입니다.

여기서, L은 블랭크의 전체 길이(mm)입니다. 직선 모서리 길이(mm)의 경우 l 1, l 2; r 굽힘 반경(mm); 표 2에 따른 중성층 변위 계수에 대한 x; t 블랭크의 두께(mm).

표 2 중성층 변위계수 x 값


쉘 부분의 두께 t = 2mm, 굽힘 반경 r = 2mm, 따라서 중성층 변위 계수 x = 0.32, 쉘 제품 도면 및 전개 다이어그램에 따라 각 섹션의 전개 길이가 계산됩니다. 또한 판금 굽힘 요구 사항에 따라 4면을 구부려야 하는 부분에 4× Ï† 1.5mm의 가공 구멍을 설계했으며 최종 전개도는 그림 5와 같다.


그림 5 쉘 블랭크 전개

4 반 밀폐형 쉘 스탬핑 다이 디자인

주 구조용 벤딩 다이 및 성형 다이, 클로저의 벤딩 다이를 포함하여 반 밀폐 쉘 부품 성형의 주요 프로세스를 완료하려면 3 세트의 다이가 필요합니다.

(1) 굽힘다이 디자인 The bending of the whole structure of the shell is the first bending, which needs to be carried out with the help of bending dies. Figure 6 shows the bi-directional bending mold structure, need to be combined with special equipment for clamping, the main structure of the mold for bending type tire 10, its four faces for bending positioning surface, in the bending process, using the holes on the platen 2 for positioning, followed by bending of the four sides. Clamping block 9 is cylindrical, bending the part will be fixed in the vise, each 스탬핑 공정 can be completed one side of the bending, cylindrical structure can ensure that the four sides of the bending random rotation, and thus ensure a bending in place.



그림 6 쉘 타이어의 굽힘 유형
1-고정 핀 2-누름 플레이트 3-육각 나사 4-육각 너트 5-상부 클램프 플레이트 6-T 슬롯용 나사 7-하부 클램프 플레이트 8-육각 소켓 헤드 캡 나사 9-클램핑 블록 10-벤딩 타입 타이어 11 - 원통형 핀

벤딩 형 타이어 10의 재료는 CrWMn이며 열처리는 부품의 경도를 보장하고 부품이 파손되는 것을 방지하기 위해 50 ~ 55HRC로 담금질됩니다. 표면 처리 기술은 Ct.O(표면 흑화 및 산화 처리)입니다. 유형 타이어는 모 놀리 식 구조이며 외부 표면의 거칠기 값은 0.8mm에 도달해야합니다. 따라서 밀링 머신을 먼저 채택한 다음 와이어 컷 슬로우 워킹 가공을하고 모양은 약 15도 가공하면서 반동 각도는 금형 테스트 과정에서 작업 연삭으로 트리밍 할 수 있습니다. 압력판(2)과 벤딩형 타이어(10) 사이의 간격을 조절하기 위한 몰드 조립체, 간격 값은 일반적으로 1.1t(t는 쉘 값)이다. 클램핑의 정확성을 보장하기 위해 클램핑 플레이트의 나사 구멍은 압력 플레이트로 만들어야 합니다.

(2) shaping 다이 디자인 After the shell bending is completed, the size correction also needs to use the shaping die (see Figure 7), shaping in the 63t hydraulic press. The mold can ensure the consistency of the size of the inner cavity of the shell by expanding the shape during the 스탬핑 공정. The die is divided into three main parts, the stripper plate 3, the positioning plate 6 and the legs 7 are installed in the lower part of the machine, and the shell is placed in the positioning plate. When shaping, the mold tire 2 is placed on the top of the shell, then the upper mold pushes the handle 13 and the pallet 12 downward under the action of the hydraulic machine slider, which makes the mold tire all enter the shell slowly under the action of external force, and the upper mold continues to move downward until it reaches the depth of the shell, then the part will be naturally released from the stripper plate under the action of the insert plate 1.


그림 7 쉘 성형 금형
1 - 삽입 플레이트 2 - 모양 타이어 3 - 탈형 플레이트 4, 8 - 원통형 핀 5, 10 - 육각 나사산 6 - 위치 지정 플레이트 7 - 다리 9 - 플레이트 11 - 상단 플레이트 12 - 팔레트 13 - 핸들

금형 설계에서 스트리퍼 플레이트(3)와 포지셔닝 플레이트(6)를 조립한 후 내부 캐비티의 중심이 중첩되어야 하고 레그(7)의 4개의 바닥 표면은 조립 후에 동일 평면이어야 합니다. 스트리퍼 플레이트 3 및 다리 7. 성형 금형의 주요 부분은 유형 타이어이며 구조는 모 놀리 식이며 강도를 높이기 위해 재료는 T7A 탄소 공구강, 열처리 담금질 50 ~ 55 HRC, 표면 Ct.O의 치료기술 성형 부품을 금형에서 매끄럽게 만들기 위해 외부 표면 거칠기 값이 0.8μm에 도달해야하므로 밀링 횟수를 사용하여 형상 크기 거칠기 가공, 열처리 담금질 50 ~ 55 HRC, 최종 성형 크기 보장하는 연삭기. 나머지 플레이트 부품의 대부분은 플라스틱 부품의 외관이 손상되지 않도록 하기 위해 30 ~ 35HRC에 대한 열처리 요구 사항 45 강재, 표면 처리 Ct.O, 샌드위치 목재 보드의 팔레트 선택을 사용합니다.

포지셔닝 플레이트 6, 스트리퍼 플레이트 3의 핀 구멍 및 캐비티 처리는 일관된 위치를 보장하고, 스트리퍼 플레이트 3과 포지셔닝 플레이트 6 조합이 내부 캐비티의 중심이 겹치도록 포지셔닝 핀과 나사의 조합을 사용하여 금형 어셈블리를 만듭니다. 다리와 손잡이는 주로 넘버 터닝으로 가공되며, 길이 사이즈는 조립 후 수정이 가능합니다.

(3) 쉘 벤딩 가공의 어려움의 두 번째 벤딩 금형 반 폐쇄 부분에서 반 폐쇄, 그림 8은 두 번째 벤딩 유형 타이어, 주로 쉘 벤딩의 나머지 폐쇄 부분을 완료합니다. 벤딩 타이어가 완성된 후 반 폐쇄 캐비티에서 떨어질 수 있도록 하기 위해 벤딩 몰드 설계를 Haff 구조로 설계 - 고정된 경사 쐐기의 가장 중앙 부분, 타이어의 다른 부분 그것으로, 제거하기 쉬운 타이어의 각 부분에 있는 M8 나사 구멍의 디자인. 구부릴 때 먼저 쿠션을 쉘에 넣은 다음 타이어와 쐐기를 차례로 넣은 다음 클램퍼로 구부립니다. 굽힘이 완료되면 먼저 웨지 부분을 제거하고 타이어의 다른 부분을 위한 공간을 남겨둔 다음 각각 꺼냅니다.


그림 8 두 번째 굽힘 금형에서 반 폐쇄
1 - 패드 2 - 타이어 A 3 - 타이어 B 4 - 타이어 C 5 - 웨지 6 - 타이어 D

그림 8의 금형 부품 2~6에 사용된 재료는 T7A이며 부품 분해의 경도를 보장하기 위해 50~55HRC의 열처리 요구 사항이 있습니다. 패드 1은 일반 45 스틸을 사용합니다. 금형가공시 형타이어와 슬랜트웨지를 수선하여 베이스플레이트를 제작하고 M8의 나사구멍을 이용하여 전체를 성형하고 각 형타이어의 형상치수를 재단하여 사이즈를 확보합니다. 유형 타이어의 크기는 198mm×95.7mm×106mm이며 허용 오차 요구 사항을 충족합니다. 트리밍이 끝난 후 각 타입의 타이어는 도면에 표시된 위치에 따라 A, B, C, D로 표시되어 있어 사용이 편리합니다.

5. 결론

본 논문에서 연구한 쉘은 반폐쇄 형태이다. 합리적인 공정배치와 디자인을 통해해당 금형, 굽힘의 간섭 문제가 방지되고 폐쇄형 부품의 가공이 완료되어 향후 유사한 구조의 판금 부품 생산에 대한 참조를 제공합니다.