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气瓶缩口的模具设计与制造探讨

摘要:分析了某气瓶的设计工艺、制件工序以及计算,重点介绍了关于缩口工序相关的模具设计过程,并结合相关的缩口凹模和垫柱制造的要求提出了制造过程。通过实践证明,模具的结构设计是合理的,而加工质量也具有良好的稳定性,能为同类模具的设计提供良好的参考。

关键词:气瓶缩口;模具设计;冲压工艺;气瓶

1分析缩口工艺的计算情况

1.1气瓶缩口的系数计算分析在计算过程中,针对气瓶缩口计算需要重点掌握好气瓶的缩口系数。在本次计算中,用系数K表示缩口气瓶的极限。但是在实际计算过程中,极限缩口的系数大小和气瓶的材料、性质、坯料表面的质量、材料的厚度以及缩口模具实际的形状等具有十分密切的关系,因此,在计算气瓶缩口中,就要掌握好这些信息。通过上表对缩口所使用的各种材料情况进行总结可知如果气瓶中的制件缩口系数较小时,则可以有效控制缩口的系数,并使制件中各个缩道满足一定的要求,使气瓶中的缩口能在制作过程中更好地体现科学性。由于在各个不同的多道缩中,尤为重要的是制作工序中的第一道工序,可以运用低于平均系数的K值,一般情况下可以小于10%,而对于缩口系数,在后面的工序中则需要保证每道工序都不低于平均值。然而,可以接受的缩口范围以及系数情况为5%~10%.因此,在本次研究中可知,已知气瓶的高度d大约是34mm,而d0大约为49mm。根据以下计算公式:K=d/d0.(1)式(1)中:d为缩口之后的制件中心直径;d0为气瓶缩口中制件之前的中心直径。由式(1)可得出K=0.69.在本次研究中,制件所包含的底部其缩口件可以通过外在支撑的情况而对模具的结构、形式进行控制。而根据平均缩口所得到的系数分析,K=0.55~0.60,因此,在实际制作过程中,需要一次性形成缩口。1.2缩口前对毛坯高度的计算情况,在处理过程中,需要充分保证缩口之前的毛坯高度(h0)处于一个科学的定位中。因此,在本次计算中可以得到的毛坯高度的实际值大约是84mm,

2分析气瓶的工序设计情况

在气瓶的制作过程中,设计该制件就要掌握好工序图。应做好计算工作,由于在制作过程中气瓶的缩口情况是通过毛坯计算的,而制件中的缩口情况则不等同于实际制作情况,因此,在制作过程中要保证毛坯尺寸中的圆筒形为空心件;在缩口15处,其毛坯尺寸不会再次拉伸,一般只对圆筒形件中的毛坯进行计算,而在最后的环节中才可以准确地掌握各工序所需要的拉升系数、拉伸直径和高度等。

3缩口模具的设计和制造过程

3.1缩口模具的设计情况3.1.1模具的结构特点本模具主要包括的结构大致可以分为两个不同的部分,一般情况可以将其视为上、下两部分。在模具上方,主要由模座、上垫板、推杆和模柄组成,还包括带内芯子的顶出器和缩口凹模零件;下模部分主要包括外支撑套、底板、垫柱、顶板、下模座、橡胶和螺杆等。具体如图2所示。3.1.2上模部分缩口情况分析由于气瓶中的凹模与上模座之间主要采用的是销钉定位,而在螺钉紧固的情况下,下模部分中各个不同的垫柱可发挥良好的稳固作用,应设计直径为130mm,深度为5mm。此外,两套夹柱之间大约有25mm的空间进行导柱滑动、导向定位。3.1.3掌握整个缩口的制作过程缩口在气瓶制作过程中主要发挥支撑和定位的作用,可以采用良好的外支撑套进行定位。根据当前的设计情况分析,支撑定位一般是设计具有滑动性的支撑,因此,在缩口之前,则需要掌握好力度。此时,可以运用橡胶把外支撑套扎紧,从而使坯件在放入之后更好地支撑外撑套和上平面。这样做的目的在于除了可充分确保缩口中的坯件外形,还可以起到良好的支撑作用,从而保证缩口的质量。3.1.4缩口结束气瓶结构处于缩口结束时,则可以通过带内芯子起搭配良好的顶出作用,使台阶处于良好的平面上。此时,缩口可以在底部保持良好的平整性,不会因缩口的尺寸而发生镦压的情况,这能更好地提升制件质量,也保证了口部外径的尺寸满足要求。3.2分析模具的工作过程当气瓶在工作中,需要对前一工序所涉及的部件进行支撑。此时,可以通过外支撑套和垫柱支撑。在上模下行中,应保证良好的稳定性,外支撑套可以在上平面中紧贴缩口凹模,而在下平面上则能发挥缩口凹模的作用,使坯件可以实现良好的缩口。斜面缩口结束时,可以通过上模继续下行,使带内芯子可以在顶出器的作用下提升缩口的质量,并在带内芯子与缩口凹模之间保持良好的流动性。此时,可以形成直径35mm,高5mm的筒形。缩口结束时,需要具有良好的平整度,一方面可保证缩口的口部有良好的尺寸,另一方面则能提升缩口的质量。因此,在实际制件过程中,应较好地使用缩口凹模,并在外支撑套和橡胶的顶力下复位。

4结束语

通过对气瓶中结构外支撑套的分析可知,运用滑动的方式可帮助气瓶有效顶出,在坯件部分则可以使用7个外支撑套对平面进行固定。这样做的主要目的是保证整个气瓶缩口处形成良好的支撑,保证气瓶缩口不发生变形或出现任何质量问题。本文中所设计的结构主要针对缩口结束部位,运用不同的带内芯子可以使气瓶的台阶平面保持良好的平衡,并能保证缩口的位置和表面整平,从而使制件口部的外径尺寸和端面平整度满足质量要求。

参考文献

[1]袁东红,汪云,幸福堂,等.高压空气吹除压载水舱的关键技术仿真[J].武汉工程大学学报,2014,36(04).

[2]刘志炎.出租车CNG气瓶安装监检中的相关问题[J].中国特种设备安全,2015,31(02).

[3]肖东.CNG加气站安全隐患及其技术评价[J].节能,2016,35(03).

作者: 余得贤 单位:广东技术师范学院

 

  发布时间:2017/5/9 11:44:31  阅读人次