放电阴极框架管连接套展开及模具设计
2013-12-31秦新平秦绍葳
秦新平， 秦绍葳
（艾尼科环保技术（安徽）有限公司 技术部，安徽 蚌埠233010）
1 引 言
图1 电除尘器阴极框架连接管套
图2 电除尘器阴极框架连接管套照片
日立如图1，实物照片见图2。材料是2.5mm 厚10 的冷钢板，使用要求：φ35 孔穿φ34 管，φ27 外圆插φ34 管内，φ21 外圆插φ27 管内。连接套作为阴极放电框架管连接用途，从图中看，尺寸精度要求不高，但形状复杂，是我公司首次从日立公司引进的移动极板除尘技术中的关键零件。
2 工艺分析
图3 修正的展开形状
此管连接套由于批量大，展开形状是开式弯曲成形件，采取冲压成形较合理。零件展开用SolidWorks 软件画出立体钣金图，因存在拉伸，经计算和反复试验，展开试样压型成品过程中长度方向缩短3mm，宽度方向单边伸长1.5mm，经如图3。采取工艺如下：第一步为落料；第二步为压型，查阅有关文献及弯曲模资料没有发现有关轴向压型弯曲的工艺及模具，经计算和反复试验，确定压型模见图7；第三步为卷圆，具体见图8。
图4
图5
图6
3 展开计算
根据以上分析，因存在拉伸，压型模的凸凹模设计较复杂，凸模与凹模所形成的内腔是展开平面形状圆柱面压型和材料流动形成扇形过渡面，特别是图1 中的21和27 及27 上部的倒锥形台部分，即两圆柱面的圆锥过渡部分。
其中，直径d1=21 的圆柱体展开33，由于管夹要留3mm 缝，所以21 半圆柱面展开为33-3=30mm。d2=27 半圆柱面展开为42-3=39。考虑到宽度方向单边拉伸后变宽1.5mm，所以21 半圆柱面展开为30-3=27；27 半圆柱面展开为39-3=36。圆锥台21 底直径d1=21，高h=4，斜边长l=5，经计算得顶直径d2=27 的圆锥台旋转体表面积为：
A1=（d1+d2）πl1/2=414+346=760
根据拉深前后表面积相等的原则，过渡处坯料可按圆锥台直径求出：
式中，A1-旋转体表面积，mm2；dx-旋转体母线形心到旋转轴线的距离（称旋转半径），mm；ll-旋转体母线长度，mm；D1-坯料直径，D1=31.8mm，r1′=16，考虑到材料的流动，r1=20。
同理，直径d3=40.2 的圆柱体展开63，由于管夹要留3mm 缝，所以40.2 半圆柱面展开为63-3=60mm。考虑到宽度方向单边拉伸后变宽1.5mm，所以40.2 半圆柱面展开为60-3=57；27 半圆柱面展开为39-3=36。圆锥台27底直径d2=27，斜边长l=14，经计算得顶直径d3=40.2 的圆锥台旋转体表面积为：
根据拉深前后表面积相等的原则，过渡处坯料直径可按下式求出：πD22/4=2735
D2=52，r2′=26，考虑到材料的流动，r2=30。其它展开尺寸也按此方法计算。经圆整得到如图3 的展开试样尺寸。
4 模具设计
由于落料模是常规模具，这里不再叙述。
根据图1 管套的外形，设计成凹模形状如图4；除去料厚，设计凸模如图5。考虑到料的延展，两个凹模在底座7 上的长度方向需各向两边延长3mm 左右。另外凹模过渡台阶处全部设计成圆滑过渡。此套模具已申报相关国家专利。经实际生产的第二步压型的零件见图6。卷圆模结构见图8。
图7
图8
5 结 论
经过4 万多个管连接套的冲制，能完全符合日立公司的要求，顺利完成了公司的任务。过去从日立公司进口一个要15 元人民币，为我公司节约成本近40万元。
［1］ 李绍林，马长福.实用模具技术手册［M］.上海：上海科学技术文献出版社，1998.
