轉發(fā)自：第 43 卷 第 12 期 2018 年 12 月

Vol. 43 No. 12 FOＲGING ＆ STAMPING TECHNOLOGY Dec． 2018

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作者：馬鵬輝，沈 潔，張建超，高術振

( 河北工程大學 機械與裝備工程學院，河北 邯鄲 056038)

拉深、沖孔、翻邊、反拉深［1，4］。根據(jù)沖壓工序先后順序的不同，設計 3 種沖壓方案。方案 ( 1) 為單工序模生產(chǎn)，具體工序為，落料→拉深→ 反拉深→沖孔→翻邊。方案 ( 2) 為復合模生產(chǎn)，具體工序為，落料 + 拉深→沖孔 + 反拉深 + 翻邊。方案 ( 3) 為級進模生產(chǎn)，具體工序為，落料 + 拉深 + 反拉深 + 沖孔 + 翻邊。

方案 ( 1) 為單工序模具生產(chǎn)，在每一次沖壓過程中完成一道工序，操作相對簡單、方便，適用于精度低、中大型件的中、小批量生產(chǎn)或大型件的大批量生產(chǎn)。方案 ( 2) 采用復合模進行生產(chǎn)，即在每一次沖壓過程中完成兩道或兩道以上工序，采用復合?？梢栽谝欢ǔ潭壬辖档湍＞叩闹圃斐杀?，并且可以提高制件的加工質量和生產(chǎn)效率。方案 ( 3) 屬于級進模生產(chǎn)，在每一次沖壓過程中，在同一副模具的多個工位上同時完成多道工序，此種模具的生產(chǎn)效率很高，模具整體尺寸較大，而且每道工位之間的定位要求非常高。本零件的尺寸比較大，適合單工序?；驈秃夏Ｉa(chǎn)。通過比較各方案的特點，擬采用方案 ( 2) 來完成壓延圈的加工。

2 模具結構設計及工作過程

2. 1 落料拉深復合模

2. 1. 1 落料拉深凸、凹模尺寸計算結合模具設計要求，分別對落料凸模、凹模進行加工。落料尺寸的基本計算如公式 ( 1) 和公式

( 2) 所示。

DA = ( Dmax － XΔ) 0+δA ( 1)

DT = ( DA － Zmin) 0－δT － ( Dmax － XΔ － Zmin) 0δT ( 2) 式中，DA為落料凹模刃口尺寸，DT 為落料凸模刃口尺寸，Dmax為落料凹模刃口的上極限尺寸，X 為磨損系數(shù)，Δ 為拉深件公差，Zmin 為凸、凹模最小間隙，δT、δA 為落料凸、凹模制造公差。

查文獻 ［1］ 得凸、凹模最 小 間 隙 為 Zmin =

0. 132 mm，最大間隙為 Zmax = 0. 18 mm，凸模制造公差的數(shù)據(jù)為 δT = 0. 02 mm，凹模制造公差的數(shù)據(jù)為 δA =0. 02 mm。將以上各數(shù)值代入 δA + δT≤Zmax － Zmin 進行校核，經(jīng)計算，不等式成立。所以，可依照式 ( 1) 和式 ( 2) 確定工作零件刃口參數(shù)，即

DA1 = ( 222 － 0.75 × 0.46) +0.020 mm = 221.655 +0.020 mm，

DT1 =(221.655 －0. 132) 0－0. 02 mm =221. 523 0－0. 02 mm。在拉深時，拉深凹模和拉深凸模的單邊間隙依照 Z = t = 1. 5 mm 來確定凸凹模制造公差，選取 IT 公差等級為 12，確定 Δ =0. 4 mm，工件的內部尺寸計算公式如式 ( 3) 和式 ( 4) 所示。

Dp = ( d + 0. 4Δ) 0－δp ( 3) Dd = ( d + 0. 4Δ + 2Z) 0+δd ( 4) 式中，Dp為拉深凸模刃口尺寸; Dd 為拉深凹模刃口尺寸; d 為拉深件內徑尺寸; Z 為拉深模單邊間隙。根據(jù)式 ( 3) 和式 ( 4) 計算，當拉深尺寸為

Φ155. 6 mm 時，Dp = ( 154. 11 + 0. 4 × 0. 4) 0－0. 02 = 154. 270－0. 02 mm，Dd = ( 154. 11 + 0. 4 × 0. 4 + 1. 5 × 2) 0+0. 02 = 157 . 270+0. 02 mm。當拉深尺寸為 Φ147. 63 mm 時，Dp = ( 147. 63 +0. 4 ×0. 4) 0－0. 02 =147. 790－0. 02 mm，

Dd = ( 147. 63 + 0. 4 × 0. 4 + 1. 5 × 2 ) 0+0. 02 =

150. 790+0. 02 mm。

2. 1. 2 模具總體結構的確定圖 2 和圖 3 分別為落料 － 拉深復合模具總體設計的二維和三維裝配圖，采用正裝結構。落料凹模 6 和拉深凸模 22 裝在下模，凸凹模 9 裝在上模。復合模主要由凸凹模 9、落料凹模 6、拉深凸模 22、彈性卸料裝置 ( 7，8 和 10) 、剛性推件裝置 ( 15，

第 12 期 馬鵬輝等: 壓延圈沖壓工藝與模具設計 133

20，23 和 25) 、固 定 板 4、墊 板 ( 3，5 和 11) 、定位零件 ( 2，16) 和緊固零件 ( 13，17 和 24) 等組成，模架選用滑動平穩(wěn)、導向準確可靠的中間導柱模架［5］。復合模具工作過程為，將板料沿送進方向送料，然后啟動壓力機，上模部分在壓力機滑塊的作用下，向下移動。凸凹模 9 與板料接觸，與落料凹模接觸完成落料。隨之上模部分繼續(xù)向下移動，凸凹模 9 與拉深凸模 22 相互作用對板料進行拉深成形，當模具完全閉合之后，完成拉深工序。隨后，模具開模，在彈性卸料裝置

( 卸料板 7、彈簧 8 和卸料螺釘 10) 的作用下，把

圖 2 落料 － 拉深復合模二維裝配圖

1. 下模座 2、16. 銷釘 3. 下模墊板 4. 凸模固定板 5. 凹模墊板 6. 落料凹模 7. 卸料板 8. 彈簧 9. 凸凹模 10. 卸料螺釘

11. 上模墊板 12. 上模座 13、17、24. 內六角螺釘 14. 模柄 15. 打料桿 18. 導套 19. 導柱 20. 推件塊 21. 導料銷

22. 拉深凸模 23. 頂件塊 25. 頂料桿

Fig. 2 Two-dimensional assembly figure of blanking-drawing compound die

板料從凸凹模 9 上卸下。開模過程中，若制件包在拉深凸模 21 上，則利用頂料桿 25 和頂件塊 23 從拉深凸模上頂下; 若卡在凸凹模 9 內部，則用打料桿 15 通過推件塊 20 把制件從凸凹模 9 內部推下。最后，取出成形后的制件，模具進入下一個工作循環(huán)。

2. 2 沖孔反拉深翻邊復合模

2. 2. 1 主要零件的設計

工作零件包括凸模、凹模和凸凹模。采用分別加工法進行加工，沖孔凸、凹模刃口尺寸分別為

Dp = ( d + XΔ ) 0－ δp = ( 63 + 0. 5 × 0. 74 ) 0－0. 02 =

63. 370－0. 02 mm，Dd = ( Dp + Zmin ) 0+ δd = ( 63. 37 +

0. 132) 0+0. 02 =63. 5020+0. 02 mm。

翻邊 凸、凹 模 刃 口 尺 寸 分 別 為 Dp = ( d +

0.4Δ) 0－δp = (119 +0.4 ×0.87) 0－0.02 mm = 119. 3480－0. 02 mm，

Dd = ( Dp + Z) 0+δd = (119. 348 + 3) 0+0. 02 mm =

134 鍛 壓 技 術 第 43 卷

圖 3 落料拉深復合模三維裝配圖

Fig. 3 Three-dimensional assembly figure of blanking － drawing compound die

122. 3480+0. 02 mm。

2. 2. 2 模具總體結構的確定

圖 3 和圖 4 分別為沖孔 － 反拉深 － 翻邊復合模具總體設計的二維和三維裝配圖。沖孔凸模 13 和凸凹模 18 裝在上模，拉深凹模 4 和凸凹模 20 裝在下模。復合模主要由沖孔凸模 13、凸凹模 18、拉深凹模 4、彈性卸料裝置 ( 5，6 和 8) 、彈性推件裝置 ( 21，22 和 23) 、固定板 7、墊板 ( 3，9) 、定位零件 ( 2，14) 和緊固零件 ( 11，15，23 和 24) 等組成，模架選用滑動平穩(wěn)、導向準確可靠的中間導柱模架。復合模具工作過程為，將上一套模具生產(chǎn)的制件放在下模部分，以擋料桿 19 進行定位，然后開動壓力機，上模部分在壓力機滑塊的作用下，向下移動，沖孔凸模 13 和凸凹模 20 與板料接觸完成沖孔工序，隨后壓力機滑塊繼續(xù)向下移動，凸凹模 18 與拉深凹模 4 和凸凹模 20 相互作用，當模具完全閉合時，完成反拉深和翻邊工序。然后，模具進行開模，在彈性卸料裝置 ( 卸料板 5、彈簧 6 和卸料螺

圖 4 沖孔 － 反拉深 － 翻邊復合模二維裝配圖

1. 下模座 2、14. 銷釘 3. 下模墊板 4. 拉深凹模 5. 卸料板 6. 彈簧 7. 凸模固定板 8. 卸料螺釘 9. 上模墊板 10. 上模座 11、15、23、24. 內六角螺釘 12. 模柄 13. 沖孔凸模 16. 導套 17. 導柱 18. 凸凹模 19. 擋料桿

20. 凸凹模 21. 頂料桿 22. 彈簧

Fig. 4 Two-dimensional assembly figure of punching-reverse drawing － flanging compound die

第 12 期 馬鵬輝等: 壓延圈沖壓工藝與模具設計 135

釘 8) 的作用下，把制件從凸凹模 18 上卸下，若制 使模具結構更直觀、可靠。最后，經(jīng)過試模驗證，件卡在下模部分，則依靠頂料桿 21 和彈簧 22 把制 加工出的壓延圈零件完全滿足相關要求，沖壓工藝件頂出。最后，取出成形后的制件，模具進入下一 合理，易于操作，可為同類型零件的加工提供借鑒。

個工作循環(huán)。

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圖 5 沖孔 － 反拉深 － 翻邊復合模三維裝配圖

Fig. 5 Three-dimensional assembly figure of punching-reverse drawing － flanging compound die

3 結語

本文根據(jù)壓延圈零件的尺寸、結構和批量要求，對其沖壓工藝性和工藝方案進行分析，設計了落料 － 拉深和沖孔 － 反拉深 － 翻邊兩套復合模具。繪制出兩套復合模具的二維裝配圖和主要零件圖，并使用Pro / E軟件完成了兩套復合模具的三維設計， ［3］

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( 上接第 130 頁)

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