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轉(zhuǎn)發(fā)自：生產(chǎn)主輔工藝 Manufacture

作者：談?wù)?middot;無錫鵬德汽車配件有限公司張雨·南京工程學(xué)院

齒圈壓板一般被安裝在凹模上以便于使坯料在精沖過程中始終受到壓邊力作用，從而提高坯料的塑性變形能力壓邊力的作用顯著。壓邊力過大，坯料與模具之間產(chǎn)生的摩擦力會(huì)變大，導(dǎo)致坯料難以被拉入凹模 此時(shí)坯料將會(huì)在底部轉(zhuǎn)角處發(fā)生裂紋。

壓邊力過小 坯料在精沖過程中容易發(fā)生起皺現(xiàn)象，降低精沖質(zhì)量 況且起皺的坯料若拉入凸凹模間隙中就會(huì)被卡住，既易損壞模具，又使工件底部拉裂眾人對(duì)齒圈壓板的作用進(jìn)行了理論分析和有限元仿真。早年曾有人對(duì)齒圈壓板進(jìn)行仿真研究，由于當(dāng)時(shí)受有限元技術(shù)水平的限制，所得結(jié)果不夠準(zhǔn)確。程萬軍就齒圈壓板在理論上進(jìn)行靜水壓力影響的研究，提出了靜水壓力和齒圈壓板齒形角的關(guān)系。

為分析v 形齒圈壓板對(duì)剪切面的影響，T．s水wak對(duì)精沖過程中的v形齒圈壓板進(jìn)行有限元仿真，結(jié)果表明齒圈越高光亮帶越大，齒距越大光亮帶越小。Lazarev和 K。c。v利用有限元方法模擬后提出了合適的v形齒圈形狀，并通過試驗(yàn)確定了v形齒圈的位置和外斜量的關(guān)系

齒圈壓板的齒形參數(shù)

根據(jù)精沖件的厚度、坯料材質(zhì)和精沖件的性能要求，需要合理選用不同的齒圈壓板齒形參數(shù)。圖1為齒形參數(shù)符號(hào)含意的圖解

圖1齒形參數(shù)圖解

o嚙形角以和阝，選擇如表1所示

（2嚙高h(yuǎn)。齒高的選擇受到坯料的厚度和性能等因素的影響。坯料越厚、坯料強(qiáng)度越低，選用的齒高就大，反之選用的齒高就小。齒高h(yuǎn)和料厚s之間有關(guān)系h：KS，其中K為系數(shù)

〈3）齒距a。齒距是指凹模刃口到齒頂?shù)木嚯x 實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)把齒頂位置設(shè)計(jì)得靠近凹模刃口一些 般取a/S：0、6一0，8

（4）齒根半徑r。一般r/h：0．3一0．5，或著r：h。

表1齒形角的數(shù)值

帶狀斜齒分段齒圈壓板

傳統(tǒng)的V形齒圈壓板，其齒圈具有封閉線狀的模式。為了提高齒圈壓板的壽命，以下將會(huì)對(duì)齒圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，如圖2所示

改進(jìn)后的齒圈壓板沿零件輪廓線切線方向設(shè)置呈一定角度的多段斜齒，變?cè)瓉淼木€狀直齒連續(xù)齒圈為帶狀斜齒分段齒圈，成組形成斜向分段齒圈，每段斜齒的兩端具有菱形結(jié)構(gòu)。這種齒圈結(jié)構(gòu)具有以下特占 (l)用具有一定寬度的帶狀斜齒齒圈取代原來的線狀直齒齒圈，增加了垂直于沖裁方向限制坯料移動(dòng)的

1 2 3 4 5 10 11 7 9

1一斜齒2一斜齒間平面3一小孔4一排氣法蘭外輪廓5一大孔

7一斜齒內(nèi)端輪廓9一齒圈壓板10一斜齒外端輪廓11一排氣法蘭

1一斜齒2一斜齒間平面4一排氣法蘭外輪廓6一齒頂角

(b)齒廓剖面

圖2配套厚法蘭精沖模具的齒圈壓板示意圖

材料尺寸，相當(dāng)于增大了壓邊量可提供更大和更可靠的壓邊力，從而可為精沖剪切變形區(qū)提供更大的靜水壓應(yīng)力，對(duì)限制坯料在沖裁過程中向剪切區(qū)流動(dòng)有

〈2）使用帶狀斜齒齒圈后在需要提供同樣的壓邊力時(shí)，能縮小齒圈高度，減小壓機(jī)對(duì)齒圈的壓力，延長了齒圈壓板的壽命。

（3）使用帶狀斜齒齒圈后增強(qiáng)了齒圈的強(qiáng)度，類似于使用斜齒輪代替直齒輪，能達(dá)到減小搭邊尺寸的目的，延長了齒圈壓板的壽命。

@由于斜齒端部的菱形結(jié)構(gòu)，使得單段斜齒的結(jié)構(gòu)合理，每段斜齒的兩端不易崩裂，強(qiáng)度更好。

設(shè)計(jì)帶狀斜齒分段齒圈時(shí)，采用Abaqus軟件獲得精沖模具和坯料在精沖過程中的靜水壓應(yīng)力分布云圖，據(jù)此調(diào)整并設(shè)計(jì)帶狀斜齒分段齒圈壓板的斜齒角度、齒圈寬度、帶狀長度和分布等，使得坯料剪切變形區(qū)具有最大靜水壓應(yīng)力。

齒圈壓板的其他問題

〈1嚙圈壓板選材。齒圈材料對(duì)壽命的影響主要體現(xiàn)在材料的材質(zhì)、硬度和韌性等方面。齒圈材料硬度要遠(yuǎn)大于加工坯料硬度

〈2嚙圈壓板制造。齒圈壓板制造時(shí)，平行度、垂直度、同軸度等形位公差，加工工藝、裝配精度等因素都會(huì)對(duì)齒圈壽命產(chǎn)生影響

（3）齒圈壓板表面強(qiáng)化。對(duì)齒圈壓板進(jìn)行表面硬化處理，提高其綜合力學(xué)性能。除氮碳共滲、離子氮化、滲硼、滲鈮、滲釩、表面鍍硬鉻和電火花強(qiáng)化外，化學(xué)氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積〈PVD）已逐步采用，良好的表面強(qiáng)化可提高壽命幾倍到幾十倍。