有凸缘圆筒形件冲压成形工艺及模具设计

有凸缘圆筒形件冲压成形工艺及模具设计内容摘要：

 2mm=76964 2mm， 凹A ＇ = 凹A =4 2mm ， 12 环A ＇ = 凹A ＇ + 环A =4 +46254 2mm =4 2mm， D＇ =’环A4 = =112mm 则第四次拉深 时半成 品的高度 为： 4H =4 ( 2D 凸d 2)+2 4r =(1122812 )m m+24m m =45mm 5H = 工件H =53mm 各半成品的外 形总高 用： nH +，分 别为： 1h =， 2h =， 3h =， 4h = ， 5h =。 画出拉深工序 图 画出 各次 拉深 件的 简图 ，便 于设 计各 次拉 深 模， 可避 免设 计拉 深模时， 将重 要尺 寸搞 错。 如果 拉深 次数 较少 ，也 不 用画 出工 序图。 本 次拉深简图如下图 所示： R 8R 834.5φ 8 1φ 6 2R 5R 537.5φ 8 1φ 4 9 R 4R 442.5φ 8 1φ 4 0 13 48R4R 4φ 8 1φ 3 5 54.5R 3. 5R 3 .5φ 8 1φ 3 2 . 5 图 3 有凸缘圆筒 形拉深件 的工序 图 工艺方案的确定 根据制件的 工艺分 析 ,知道制件 是个带 凸缘筒形 拉深件。 所以它 的基本工序有：落料 、拉深。 根据这两个基 本工序 可拟出三 种方案 ： 方案一：先落 料、后 拉深。 采 用两个 单工序模 生产。 方案二：落料 拉深复 合冲压。 采用复 合模生产。 方案三：拉深 级进冲 压。 采用 级进模 生产 比较三种方 案，方 案一：模 具结构 简单，但 需要两 道工序两 副模具 ，生产效率低 ，难以 满足工 件大批量 生产的 要求。 方案二 ： 只需 一副模具 ，生产 效率 高， 尽管 模具 结构 较方 案一 复杂 ，但 由 于零 件的 几何 形状 简单对称 ，模 具制 造并 不困 难。 方案 三： 也只 需一 副 模具 ，生 产效 率高 ，但模具 结构 比较 复杂 ，操 作不 方便。 对 上述 三种 方 案的 分析 比较 ，该 工件若能一次拉深 ，则其 冲压生产 采用方 案二为佳。 第一 步是 落料 ，然 后进 行 五次 拉深。 由 于本 工件 采用 了 图一 的拉深过程 ，而 且每 次拉 深都 有余 料返 回凸 缘， 为了 去 掉筒 壁上 的压 痕和 凸缘上的波纹，须 加一次 整形工序 ，最后 是修边。 必要的工艺计算 排样 计算 这里毛坯直 径 Ф111mm 不算太 小，考虑到 操作方便 ，排 样采用 单排。 14 采用侧压装置 ，查参 考文献 [6 ]取其搭 边数值 ： 图 4 排样图 条料两边 a=，进距 方向 a1 =， 条料与导 料板之 间的间隙c=。 进距 h=D+a1 =111+=112mm 条料宽度 b=D+2a+C=111+2+≈114mm 板料规格查参 考文献 [2 ]选用 23003000 的钢板 裁板条数 2011423001  bBn 每条个数 26114 0012  h aAn 每板总个数 5 2 0262021  nnn 总 材料利用率 BA Dn  24 总总 =% 15 计算压边力， 拉深力 为了解决拉 深过程 中的起皱 问题，生产实 际中的主 要方法 是在模具 结构上采用压料 装置。 压边 圈产 生的 压边 力 QF 大小 应适 当， QF 太小 ，防 皱效 果 不好 ； QF 太大， 则会 增大 传力 区危 险断 面上 的拉 应力 ，从 而 引起 材料 严重 变薄 甚至拉裂。 因 此， 实际 应用 中， 在保 证变 形区 不起 皱 的前 提下 ，尽 量选 小的压边力。 因为本制件是 轴对称 零件，所 以不用 计算压力 中心。 由表 [6 ]中公 式计算第 一次拉 深的压边 力为： P 值由表 [6 ]查得 P=3Mpa。 1QF = 4 [D2（ 1d +2 凹r ） 2 ]P = 4 [（ 60+28） 2 ]mm2 3Mpa =16789N； 以后各次的压 边力为 ： 2QF = 4 （ 1d 2 2d 2） P=4 （ 602 472 ） mm2 3Mpa=3276N； 3QF = 4 （ 2d 2 3d 2） P=4 （ 472 402 ） mm2 3Mpa=1434N； 4QF = 4 （ 3d 2 4d 2） P=4 （ 402 362 ） mm2 3Mpa=716N； 5QF = 4 （ 4d 2 5d 2） P=4 （ 362 342 ） mm23Mpa=330N； 16 拉深力按式 [ 6 ]计算。 F=Kπdtσb 由表 [6 ]查出 因数 K。 1m = Dd1 = mmmm11160 =， 1K =； 2m =12dd = mmmm6047 =， 2K =； 3m =23dd = mmmm4739 =， 3K =； 4m =34dd = mmmm3933 =， 4K =； 5m =45dd = =， 5K =； 则各次拉深力 为： 1F =（ 160440） N =124344N 2F =（ 47440） N = 3F =（ 40440） N = 4F =（ 36440） N = 5F =（ 34440） N = 按式 [6 ]计算压力 机公称 压力。 压F ≥（ F+ QF ） 代入各次的压 边力， 拉深力， 得： 1压F ≥226KN， 2压F ≥127KN， 3压F ≥103KN， 4压F ≥85KN， 5压F ≥57KN。 17 模具工作部分尺寸的计算 拉深间隙对 拉 深过 程有较大 的影响。 它 不仅影 响拉深件 的质量 与尺寸精 度， 而且 影响 拉深 模的 寿命 以及 拉深 是否 能 够顺 利进 行。 因此 ，应该综 合考 虑各 种影 响因 素， 选取 适当 的拉 深间 隙 值， 既可 保证 工件 的要求，又能使拉 深顺利 进行。 由表 [6 ] 有 压 料 圈 拉 深 时 单 边 间 隙 值 查 得 ， 1Z ／ 2= 2Z ／ 2= 3Z ／2=== ， 4Z ／ 2=== ， 5Z ／2===。 因此各次拉 深间隙 为： 1Z = mm， 2Z =， 3Z =， 4Z =，5Z =。 凸模、凹 模的选用 在制件 拉深过程 中有 着 很大的作 用。 凸 模圆角 半径的选 用可 以大 些， 这样 会减 低板 料绕 凸模 的弯 曲 拉应 力， 工件 不易 被拉裂， 极限 拉深 因数 会变 小些 ；凹 模的 圆角 半径 也 可以 选大 些， 这样 沿凹模圆 角部 分的 流动 阻力 就会 小些 ，拉 深力 也会 减 小， 极限 拉深 因数 也会相应 减小。 但 是凸 、凹 模的 圆角 半径 也不 易过 大 ，过 大的 圆角 半径 ，就会减 少板 料与 凸模 和凹 模端 面的 接触 面积 及压 边 圈的 压料 面积 ，板 料悬空面积增大， 容易产 生失稳起 皱。 1凸r = 1凹r =（ ） mm= 2凸r = 2凹r =（ ） mm= 3凸r = 3凹r = 4凸r = 4凹r =（ ） m m= 5凸r = 5凹r = 工件r = 、凹模工作部分的尺寸和公差 对于 多次 拉深 ， 工序 件尺 寸无 需 严格 要求 ，前 四 次拉 深以 凹模 为基准，模具的 制造公 差按 IT10 级选取 ，由式 [6 ]计算出 各次凹模 的尺寸为： 1dD =  mm， 2dD =  mm， 3dD =  mm， 4dD =  mm。 18 由式 [6 ]计算出各 次凸模 的尺寸为 ： 1Dp = 0  mm， 2Dp = 0  mm， 3Dp = 0  mm， 4Dp = 0  mm。 第五 次 拉深 是最后 一次 拉深， 由于 要求 零件尺 寸标 注在外 形， 因此以凹模为设 计基准 ，模具按 I T8 级选取公 差。 由式 [6 ]、式 [6 ]计算出模具的 尺寸为 ： 5dD =（ △ A0) =（ ）  mm=  mm 5Dp =（ D max △ 5Z 0)T =（ ）  mm=  mm 模具总体设计 模具类型的选 择 由冲 压工 艺分 析可 知， 采 用复 合冲 压， 所以 模具 类型 为 落料 拉伸复合模。 定位方式的选 择 因为 该模 具使 用的 是条 料 ，所 以导 料采 用导 料板 ，送 进 步距 控制采用挡料销。 卸料、出件方 式的选 择 模具 采用 固定 卸料 ，弹 性 打件 ，并 利用 装在 压力 机 工 作 台下 的标准缓冲器提供压 边力。 导向方式的选 择 为了 提高 模具 寿命 和工 件 质量 ，方 便安 装调 整， 该复 合 模采 用后侧导柱的导向方 式。 主要零部件的设计 拉深凹模 内、外 形尺 寸和 厚度 已 由前 面的 计算 确定 ；拉 深凹 模 需要 有三 个螺钉与上模座固 定，还 需要两个 与上模 座同时加 工的销 钉孔。 19 拉深凸模 拉深 凸模。