落料拉深复合模设计与制造

拉深模设计与制造

零件简图：如图8.2.7所示。

生产批量：大批量

材料：镀锌铁皮

材料厚度：1mm

1．冲压件工艺性分析

该工件属于较典型圆筒形件拉深，形状简单对称，所有尺寸均为自由公差，对工件厚度变化也没有作要求，只是该工件作为另一零件的盖，口部尺寸φ69可稍作小些。而工件总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求。

2．冲压工艺方案的确定

该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案：

方案一：先落料，后拉深。采用单工序模生产。

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。

方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，生产效率低，难以满足该工件大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率较高，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，送进操作不方便，加之工件尺寸偏大。通过对上述三种方案的分析比较，该件若能一次拉深，则其冲压生产采用方案二为佳。

3．主要设计计算

（1）毛坯尺寸计算

根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D，具体计算见表8.2.7。

（2）排样及相关计算

采用有废料直排的排样方式，相关计算见表8.2.7。查板材标准，宜选750mm×1000mm 的冷轧钢板，每张钢板可剪裁为8张条料（93mm×1000mm），每张条料可冲10个工件，故每张钢板的材料利用率为68%。

（3）成形次数的确定

该工件底部有一台阶，按阶梯形件的拉深来计算，求出h/dmin=15.2/40=0.38，根据毛坯相对厚度t/D=1/90.5=1.1，查表4.4.3发现h/dmin小于表中数值，能一次拉深成形。所以能采用落料-拉深复合冲压。

（4）冲压工序压力计算

该模具拟采用正装复合模，固定卸料与推件，具体冲压力计算见表8.2.7所示。根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23-25。

（5）工作部分尺寸计算

落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算见表8.2.8所示。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合，所以在设计时可将其尺寸作小些，即拉深凹模尺寸取φ68.1+0.08mm，相应拉深凸模尺寸取φ66.1-0.05mm。工件底部尺寸φ43 mm、φ40 mm、3mm与R2 mm因为属于过渡尺寸，要求不高，为简单方便，实际生产中直接按工件尺寸作拉深凸、凹模该处尺寸。

4．模具的总体设计

（1）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-拉深复合模。

（2）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（本副模具固定卸料板与导料板一体），送进步距控制采用挡料销。

（3）卸料、出件方式的选择

模具采用固定卸料，刚性打件，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力。（4）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，该复合模采用中间导柱的导向方式。

5．主要零部件设计

（1）工作零件的结构设计

由于工件形状简单对称，所以模具的工作零件均采用整体结构，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的结构如图8.2.8所示。

为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低。所以图8.2.8a）所示拉深凸模，其长度L可按下式计算：

材料：CrWMn 热处理：工作部分局部淬火，硬度60～64HRC

材料：CrWMn 热处理：工作部分局部淬火，硬度60～64HRC

图8.2.8b）所示凸凹模因为型孔较多，为了防止淬火变形，除了采用工作部分局部淬火（硬度58～62HRC）外，材料也用淬火变形小的CrWMn模具钢。

（2）其它零部件的设计与选用

①弹性组件的设计

顶件块在成形过程中一方面起压边作用，另一方面还可将成形后包在拉深凸模上的工件卸下。其压力由标准缓冲器提供。

②模架及其它零部件的选用

模具选用中间导柱标准模架，可承受较大的冲压力。为防止装模时，上模误转180°装配，将模架中两对导柱与导套作成粗细不等：

5．模具总装图

由以上设计，可得到如图8.2.9所示的模具总装图。为了实现先落料，后拉深，应保证模具装配后，拉深凸模6的端面比落料凹模5端面低3mm。

1—凸凹模2—推件块3—固定卸料板4—顶件块5—落料凹模6—拉深凸模

图8.2.9 盖落料-拉深复合模

模具工作过程：将条料送入刚性卸料板3下长条形槽中，平放在凹模面上，并靠槽

的一侧，压力机滑块带着上模下行，凸凹模1下表面首先接触条料，并与顶件块4一起压住条料，先落料，后拉深；当拉深结束后，上模回程，落料后的条料由刚性卸料板3从凸凹模上卸下，拉深成形的工件由压力机上活动横梁通过推件块2从凸凹模中刚性打下，用手工将工件取走后，将条料往前送进一个步距，进行下一个工件的生产。6．冲压设备的选定

通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足使用要求。

7．工作零件的加工工艺

本副模具工作零件都旋转体，形状比较简单，加工主要采用车削。

图8.2.8 b）所示凸凹模的加工工艺过程如表8.2.9 所示。拉深凸模和落料凹模的加工方法与凸凹模相似，限于篇幅，在此就不介绍了。

8．模具的装配

本模具的装配选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。

装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面3mm，顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5 mm，以实现落料前先压料，落料后再拉深。