帶臺階外圈抽制成形工藝分析

袁福榮

(長春旭陽富維江森汽車座椅骨架有限責任公司 質保部，長春 130033)

零部件的沖壓加工成本較低，效率高，因此，沖壓工藝應用最為廣泛。特別是在軸承行業，有多種沖壓外圈和保持架等，沖壓件形狀越來越復雜，加工的精度要求也越來越高。

1 帶臺階外圈結構

某型號滾針軸承帶臺階式沖壓外圈結構如圖1所示，外圈所用材料為SPCC，壁厚T為1.1 mm。該類軸承主要用于汽車發動機，轉速為3 000～4 000 r/min，要求滾針總體外徑精度控制在0.002 mm左右，而外圈的主要控制項目是壁厚差。在原抽制成形工藝下恰恰出現了外圈壁厚不均，小圓筒孔口直徑(d3)偏小的現象，產品廢品率高，質量不穩定。

圖1 帶臺階外圈結構示意圖

2 原工藝路線及分析

2.1 原工藝路線

原工藝路線是先抽制小圓筒，后成形大圓筒，小圓筒分4步抽制成形，如圖2所示。

圖2 原工藝流程圖

2.2 存在的問題

(1)整拉過程中會在小圓筒底部產生一圈凹陷(圖3)，造成壁厚的不均勻，主要原因是在三拉過程中圓角處變薄產生壁厚差。

圖3 整拉成形工藝圖

(2)在終成形工序，由于大圓筒成形時小圓筒的孔口直徑處受壓，材料向內流動，造成孔口處壁厚增加，孔口直徑尺寸偏小(圖4)。通過增加定位裝置并不能有效解決問題，因為為保持工件原尺寸精度，定位棒與工件之間有一定的間隙，定位棒不能起到有效的定位支承作用，產品廢品率高。

圖4 終成形工藝

3 新工藝路線及分析

3.1 新工藝路線

新工藝路線是先成形大圓筒，后成形小圓筒，小圓筒分2次成形，工藝流程如圖5所示。在落拉過程中小圓筒的上端直徑已給定，并給定角度，避免了在成形時產生凹陷；在終成形工序大圓筒和小圓筒同時成形，此時小圓筒在成形時產生變薄拉深，不會有多余的材料向內收縮，所以不會產生孔口直徑偏小的現象。此工藝比原工藝減少了3道工序，不僅效率提高，而且降低了人工成本。

圖5 新工藝流程圖

3.2 加工工藝參數的給定

3.2.1RP和RD的給定

采取逆推法，模具終成形時的尺寸與工件的尺寸一致。RD的大小約是RP的0.7倍(RP為工件的圓角，工件內、外圓角均用RP表示，內、外角的大小相差一個板厚；RD為模具的圓角,凸、凹模圓角均用RD表示，大小相差一個板厚)。在初成形時，RP的大小為一拉時的1倍，RP=1則RD=0.7；在一拉時，RP的大小是一拉時的2倍，RP=2則RD=1.4；在落拉時，RP的大小是落拉時的1倍，RP=4則RD=2.8。所有的RP保證1倍的原則，RD是RP的0.7倍(圖6)。

圖6 RD與RP的關系

3.2.2 工序中抽長率及間隙的給定

落拉抽長率大于0.59，間隙為1.1T；一拉抽長率大于0.73，間隙為1.1T；成形抽長率大于0.80，間隙為1T。

4 結束語

經生產實踐證明，改進工藝路線后，產品合格率提高，生產成本降低，勞動效率得到提高。