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一個關于鉚壓工裝改用碟形彈簧設計的實例分析發(fā)布者：廈門力常彈簧有限公司 發(fā)布時間：2019-06-16 11:26
現有加工的一種產品產品，如圖1所示，圖樣要求裝入軸承后鉚壓軸承孔端面四處以軸向固定軸承，并保證軸承旋轉靈活。為了確保鉚壓后不影響軸承性能，經試驗將壓力機壓力調整為2kN，規(guī)定鉚壓每處接觸面積約為3mm²，徑向壓深約為3.5mm。由于生產批量較小，故采用手工上料、卸料。產品裝入軸承后放入工作臺上的定位套內，通過上模鉚壓四處。
起初設計的上模是分體式機構(見圖2)。由1個定位軸(材料45鋼，經調質處理)和4個鉚壓銷(材料T10A，經淬火處理)組成。其原理如下：
首先，4個鉚壓銷分別以A免緊貼定位軸的四個(18.4±0.02)mm的扁平面，用4-φ10mm孔與定位軸過盈配合壓入定位軸。然后，定位軸上的聯接孔再與按壓機聯接。工作時定位軸的導向部位逐漸插入軸承內孔，以校正軸承(工件)的位置，保證工件與工裝同心。每個鉚壓銷靠近圓弧約3mm²的端面壓入工件端面，使工件軸承孔產生塑性變形，從而達到軸向定位軸承的目的。
經生產應用，此工裝基本能滿足圖樣技術要求，鉚壓工件端面后不影響軸承的使用性能。但是該工裝工藝性差，制作困難，組裝時難以保證鉚壓銷達到設計要求，導致鉚壓的四處壓痕不對稱，大小、深度各異。并且鉚壓銷很小，經淬火處理后材料較脆，使用壽命低，鉚壓后工件與上模擠壓到一起，卸料比較困難。
為解決上述問題，第二批 產品加工時將其改進為整體式上模(如圖3示)，并增加了供卸料用的彈性橡膠墊(如圖4示)。整體式上模材料為45鋼，經淬火處理。為更好地定位，將定位軸導向部位圓角增大。改進后的上模明顯結構簡單，制作難度降低，經使用工裝調試簡單，鉚壓的四處壓痕對稱、一致，整體淬火后，使用壽命長，比原來的工裝有了很大的進步。但卸料難的問題還是沒有解決，鉚壓時，由于彈性橡膠墊的彈力小，產品與上模擠壓到一起還是很難卸下，經常有卸不下來的情況發(fā)生，且壓力太大，彈性橡膠墊使用壽命很短。
隨著該產品批量的不斷加大，從原來的每批200~300件增至5000件以上。原有整體式工裝的卸料男問題成為批量生產的瓶頸，嚴重制約著生產進度。為此，我們進行了第三次改進——實行工裝自動卸料。在原有整體式上模的基礎上增加碟簧和卸料板，每次鉚壓完成后通過碟簧使卸料板將產品自動彈出(見圖5)，取得了非常好的效果。
設計過程如下：
壓力機壓力仍調整為2kN，沖模工作行程f工作=3.5mm，按照原整體式上模的安裝空間，擬定4組對合碟形彈簧。從成本考慮首先該廠現有碟簧32X10X2.0X2.9。其外圓直徑D=32mm，內孔直徑d=10mm，厚度為2.0mm，自由高度h0=2.9mm，極限行程fm=0.9mm。
根據《設計手冊》碟簧的設計，計算如下：
(1)經查，所選碟簧在最大允許變形量0.65fm時的最大允許載荷能滿足使用要求。
(2)每個碟簧個數n=H工件/(0.5X fm)=3.5/(0.5X0.9)=7.7，取整數選用8個。
(3)每組碟簧的總壓縮量：f總=0.65XnXfm=0.65X8X0.9mm=4.68。
(4)每組碟簧的自由高度：H自由=nXh0=8X2.9=23.2mm。
(5)每組碟簧的預壓縮量：f預=(0.15~0.2)fmXn=(0.15~2)x8x0.9mm≈1.08~1.44mm。
(6)每組彈簧預壓縮后的彈簧高度：H預=H自由-f預=23.2-(1.08~1.44)mm=21.76~22.12mm，按22mm設計。
該模具用碟簧取代彈性橡膠墊卸料，完全解決了卸料難的問題，且該工裝結構相對簡單，加工精度低，工人操作方便，卸料及時準確，使用壽命長，提高效率40%以上，深受操作工人的歡迎。
以上就是廈門力常彈簧有限公司給大家整理“一個關于鉚壓工裝改用碟形彈簧設計的實例分析”的相關內容，如果大家還有更多關于碟形彈簧,碟形彈簧,高溫碟形彈簧,碟形彈簧廠家,不銹鋼碟形彈簧,DIN6796碟墊等信息，可以關注廈門力常彈簧有限公司。電話：0592-5731967
起初設計的上模是分體式機構(見圖2)。由1個定位軸(材料45鋼，經調質處理)和4個鉚壓銷(材料T10A，經淬火處理)組成。其原理如下：
首先，4個鉚壓銷分別以A免緊貼定位軸的四個(18.4±0.02)mm的扁平面，用4-φ10mm孔與定位軸過盈配合壓入定位軸。然后，定位軸上的聯接孔再與按壓機聯接。工作時定位軸的導向部位逐漸插入軸承內孔，以校正軸承(工件)的位置，保證工件與工裝同心。每個鉚壓銷靠近圓弧約3mm²的端面壓入工件端面，使工件軸承孔產生塑性變形，從而達到軸向定位軸承的目的。
經生產應用，此工裝基本能滿足圖樣技術要求，鉚壓工件端面后不影響軸承的使用性能。但是該工裝工藝性差，制作困難，組裝時難以保證鉚壓銷達到設計要求，導致鉚壓的四處壓痕不對稱，大小、深度各異。并且鉚壓銷很小，經淬火處理后材料較脆，使用壽命低，鉚壓后工件與上模擠壓到一起，卸料比較困難。
為解決上述問題，第二批 產品加工時將其改進為整體式上模(如圖3示)，并增加了供卸料用的彈性橡膠墊(如圖4示)。整體式上模材料為45鋼，經淬火處理。為更好地定位，將定位軸導向部位圓角增大。改進后的上模明顯結構簡單，制作難度降低，經使用工裝調試簡單，鉚壓的四處壓痕對稱、一致，整體淬火后，使用壽命長，比原來的工裝有了很大的進步。但卸料難的問題還是沒有解決，鉚壓時，由于彈性橡膠墊的彈力小，產品與上模擠壓到一起還是很難卸下，經常有卸不下來的情況發(fā)生，且壓力太大，彈性橡膠墊使用壽命很短。
隨著該產品批量的不斷加大，從原來的每批200~300件增至5000件以上。原有整體式工裝的卸料男問題成為批量生產的瓶頸，嚴重制約著生產進度。為此，我們進行了第三次改進——實行工裝自動卸料。在原有整體式上模的基礎上增加碟簧和卸料板，每次鉚壓完成后通過碟簧使卸料板將產品自動彈出(見圖5)，取得了非常好的效果。
設計過程如下：
壓力機壓力仍調整為2kN，沖模工作行程f工作=3.5mm，按照原整體式上模的安裝空間，擬定4組對合碟形彈簧。從成本考慮首先該廠現有碟簧32X10X2.0X2.9。其外圓直徑D=32mm，內孔直徑d=10mm，厚度為2.0mm，自由高度h0=2.9mm，極限行程fm=0.9mm。
根據《設計手冊》碟簧的設計，計算如下：
(1)經查，所選碟簧在最大允許變形量0.65fm時的最大允許載荷能滿足使用要求。
(2)每個碟簧個數n=H工件/(0.5X fm)=3.5/(0.5X0.9)=7.7，取整數選用8個。
(3)每組碟簧的總壓縮量：f總=0.65XnXfm=0.65X8X0.9mm=4.68。
(4)每組碟簧的自由高度：H自由=nXh0=8X2.9=23.2mm。
(5)每組碟簧的預壓縮量：f預=(0.15~0.2)fmXn=(0.15~2)x8x0.9mm≈1.08~1.44mm。
(6)每組彈簧預壓縮后的彈簧高度：H預=H自由-f預=23.2-(1.08~1.44)mm=21.76~22.12mm，按22mm設計。
該模具用碟簧取代彈性橡膠墊卸料，完全解決了卸料難的問題，且該工裝結構相對簡單，加工精度低，工人操作方便，卸料及時準確，使用壽命長，提高效率40%以上，深受操作工人的歡迎。
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