球瓜瓣压制胎具的设计原理和压制方法

三、球瓜瓣压制胎具的设计原理和压制方法

球瓣的压制多用冷态点压成型，胎具的设计则大同小异。下面以φ6000×22的球瓜瓣为例，叙述球瓜瓣压制胎具的设计原理和压制方法。

图6－11，为φ6000×22球体，分11等分的施工图。

图6－11　十一等分瓜瓣球体

1．凸凹模的设计

图6－12为压制φ6000×22球瓜瓣的胎具，胎具的设计原则主要有三点。

(1)凸凹模半径。

点压成形的胎具，很少采用热压，大多采用冷压，冷压的回弹较大，所以，凸凹模的半径皆应缩小，至于缩小多少，一凭经验，二凭放实样。图6－13为放实样决定凸凹模的缩小半径的方法，图6－13(a)为用设计半径和缩小后的半径划线后取得的设计数据，图6－13(b)为实际压制时胎具的结合情况。本例凸凹模半径皆为设计半径的2/3，使凸模压到设计半径后还有充足的悬空量，凭借压力的大小来达到成型后的曲率。图中还显示了缩小半径后的接触弧长为220mm，为决定凸模的最小直径提供了可靠的数据。

图6－12　球瓜瓣压制胎具

图6－13　放实样决定凸凹模的缩小半径

1．凸模　2．壳板　3．凹模

(2)压力机的压力选择。

在悬空的胎具上压制，只能凭借压力的大小来控制所要达到的设计曲率，这一点在理论上是找不到的，只能凭经验取得。

①材质的因素。材质不同，回弹量也不同，含碳量低的小于高的，含合金元素低的小于高的，如Q235－B的回弹量就小于16MnR钢的回弹量。

②板厚的因素。板厚不同，回弹量也不同，不同厚度的板压到同一曲率，薄板回弹量大，厚板回弹量小。

③压下速度的因素。压下速度快的回弹量大，速度慢的回弹量就小。例如压制一块同厚度同角度的板，速度快的易裂，速度慢的就不会裂，这与回弹的道理基本相同。

④板面积的因素。例如压制球壳板，小面积的回弹量小，大面积的回弹量大，这是因为在压制范围四周，受到未被压制部分的牵连的原因造成的，牵连小的回弹量小，牵连大的回弹量大。

(3)凸凹模直径的确定。

在压制本例的球瓜瓣时，出现了这么一种怪现象，压制范围的边缘，板不是往上翘，而是往下塌，继续压时，已压出的曲率反而被破坏。经分析原因发现，是凸模直径等于凹模直径造成的。原因找出后，凹模直径仍为φ1200mm，凸模直径则缩小为φ1000mm，上述缺陷消失。

由此可得出如下结论。

在凹模直径已定的前提下，凸模直径的确定原则有二:一是一定要比凹模直径小，二是一定要比接触直径大。比凹模直径小可防下塌，比接触直径大可提高效率(接触直径可通过放样取得，本例接触直径为φ220mm)。

2．压制方法

如图6－14所示，冷压时应采用逐点点压方法成型，压制时不能一次压到设计曲率，避免球瓣局部产生过大的变形和皱痕。每压一次要移动一次板料，距离为与前次重合1/3左右，板料经往返压制，随时用样板检查，直到样板与压出的曲率全部吻合为止。

球瓣的压制是一项复杂的压制工艺，不像人们想象的那么简单，要想完全吻合样板，需要付出相当的时间和精力，这一过程即称为矫正过程，矫正时应先矫宽度方向，后矫长度方向，弧欠要比弧过好矫正得多，所以，压制时应遵循宁欠勿过的原则，逐步进行压制。弧欠的部位可在板上垫以扁铁，使之上弧;弧过的部位可在板下最凸点垫以限位扁铁，在其两侧板上垫以扁铁，压下凸模后使之放弧。如此反复进行，才能逐步达到在设计曲率的允差范围内。

图6－14　点压成型过程