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轉發自：第 43 卷（juàn） 第 12 期（qī） 2018 年 12 月

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

作者：馬鵬輝，沈 潔，張（zhāng）建超，高術（shù）振

( 河北工程大學 機械與裝備工程（chéng）學院，河（hé）北 邯鄲 056038)

方案 ( 2) 為（wéi）複（fù）合（hé）模生產，具體工序為（wéi），落料 + 拉深→衝孔（kǒng） + 反（fǎn）拉（lā）深 + 翻邊。方案 ( 3) 為級進模生產，具體工序為，落料（liào） + 拉深 + 反拉深 + 衝孔（kǒng） + 翻邊。

方案 ( 1) 為（wéi）單工序模具生產，在每（měi）一次衝壓過程中完成一道（dào）工序，操作相對簡單、方便，適用於（yú）精度低、中大型件的中、小批量生產或大型件的大批（pī）量生產。

方案 ( 2) 采用複合模進行生產，即在（zài）每（měi）一次衝壓過程中完成兩道（dào）或兩道以上工序，采用複合模可以在一定（dìng）程度上降低模具的製造成本，並且可以提高製件的加工質量和生產效率。

方（fāng）案 ( 3) 屬於級（jí）進（jìn）模生（shēng）產，在每一次衝壓過程中，在同一副模具的多個工位上（shàng）同時完成（chéng）多道工序，此（cǐ）種模具的生產效率（lǜ）很高，模具整（zhěng）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（de）尺寸比（bǐ）較大，適合單工序模或複合模生產。

通過比較各方（fāng）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（zuò）過程

2. 1 落料拉深複（fù）合模

2. 1. 1 落料拉深凸、凹模尺（chǐ）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（gōng）式 ( 1) 和公式

( 2) 所（suǒ）示（shì）。

DA = ( Dmax － XΔ) 0+δA ( 1)

DT = ( DA － Zmin) 0－δT － ( Dmax － XΔ － Zmin) 0δT ( 2) 式中，DA為落料凹（āo）模刃口尺寸，DT 為（wéi）落料凸模刃口尺寸，Dmax為落料凹模刃口的上極限尺寸，X 為磨損係數，Δ 為拉深件公差，Zmin 為凸、凹模最小（xiǎo）間隙，δT、δA 為落料凸、凹模製造公差。

查文獻 ［1］ 得凸、凹模最 小 間 隙 為 Zmin =

0. 132 mm，最大間隙（xì）為 Zmax = 0. 18 mm，凸模製造公差的數據為 δT = 0. 02 mm，凹模製造公差的數據（jù）為 δA =0. 02 mm。將以上各數值代入 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，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（āo）模製造公差，選取 IT 公差等級為 12，確定（dìng） Δ =0. 4 mm，工件的內部尺寸計算（suàn）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（rèn）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（xì）。根（gēn）據式 ( 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（jù）總體結（jié）構（gòu）的確定圖 2 和圖 3 分別為落料 － 拉深複合（hé）模具（jù）總（zǒng）體（tǐ）設計的二維和三維裝配圖，采用正（zhèng）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（shàng）模。複合模主要由凸凹模 9、落料凹模（mó） 6、拉深凸模 22、彈性卸料（liào）裝置 ( 7，8 和 10) 、剛性推件裝置 ( 15，

第 12 期 馬鵬輝等: 壓（yā）延圈（quān）衝壓工藝與模具設計 133

20，23 和 25) 、固 定 板 4、墊 板（bǎn） ( 3，5 和 11) 、定位零件 ( 2，16) 和緊固零件 ( 13，17 和（hé） 24) 等組成，模架選用滑動平穩、導向準確可靠的中（zhōng）間導柱模（mó）架［5］。

複合（hé）模具工作過程為，將板料（liào）沿送（sòng）進方向送料，然後啟動壓力機，上模部（bù）分在壓力機（jī）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（mó）部分繼續向下移動，凸凹模 9 與拉深凸（tū）模 22 相互作（zuò）用對（duì）板料進行（háng）拉深成形，當模具完全閉合之（zhī）後，完成拉深工序。隨後，模具（jù）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（tú） 2 落料 － 拉深複合模二維裝配（pèi）圖

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

11. 上模墊（diàn）板 12. 上（shàng）模座 13、17、24. 內六角螺釘 14. 模柄 15. 打料杆 18. 導套（tào） 19. 導柱 20. 推件塊（kuài） 21. 導料（liào）銷（xiāo）

22. 拉深凸模 23. 頂件塊（kuài） 25. 頂料（liào）杆

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，若製件包在拉深凸模 21 上，則利用頂料杆（gǎn） 25 和頂件塊 23 從拉深凸模上頂下; 若卡在凸凹模 9 內部，則用打料杆 15 通過推件塊 20 把製（zhì）件從凸凹模 9 內部推下。

最後（hòu），取出成形後的製件，模具進（jìn）入下（xià）一個工作循（xún）環。

2. 2 衝孔反拉（lā）深（shēn）翻邊複合模

2. 2. 1 主要（yào）零件的設計

工作零件包括凸（tū）模、凹模和凸凹模。采用分別加（jiā）工法進行加工，衝孔凸、凹模刃口尺（chǐ）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（tū）、凹（āo） 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 落料拉深複合模三維裝配圖

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 分別為衝孔 － 反拉深 － 翻邊（biān）複合模具總體設計的二維和三維裝配圖。衝孔凸模 13 和凸凹模 18 裝在上模，拉深凹（āo）模 4 和凸凹模 20 裝在下模（mó）。複合模主要（yào）由衝孔凸模 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（hé）緊（jǐn）固零件 ( 11，15，23 和 24) 等組成，模架選用滑動平穩、導向準（zhǔn）確可靠（kào）的中間導柱模架。複合模具工作過程為，將上一套（tào）模具生產的製件放在下模部分，以擋料杆 19 進行（háng）定位，然後開動壓力機，上（shàng）模（mó）部分（fèn）在壓力機滑塊的作（zuò）用下，向下移動，衝孔凸模 13 和凸凹模 20 與板料接觸完成衝孔工序，隨（suí）後（hòu）壓力機（jī）滑塊繼（jì）續向下移動，凸（tū）凹模（mó） 18 與拉深凹模 4 和凸凹模 20 相互作用，當模具完全（quán）閉合時，完成反拉深和翻邊工序。然後，模具進行開模，在彈性（xìng）卸料裝置 ( 卸（xiè）料板 5、彈簧 6 和（hé）卸料螺

圖（tú） 4 衝孔 － 反拉深 － 翻邊複合模二維裝配圖

1. 下模座 2、14. 銷釘 3. 下模墊板 4. 拉深凹模（mó） 5. 卸料板 6. 彈簧（huáng） 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（liù）角螺釘 12. 模柄 13. 衝孔凸模 16. 導套 17. 導（dǎo）柱 18. 凸凹模 19. 擋料杆

20. 凸凹模 21. 頂料杆 22. 彈簧（huáng）

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

第 12 期 馬鵬輝等: 壓延（yán）圈衝（chōng）壓工藝與模具設計 135

釘 8) 的（de）作用下，把製件從（cóng）凸凹模 18 上卸下，若製 使（shǐ）模具結構更直觀、可靠。最後，經過試模驗證，件卡在下模部分，則依靠頂料杆 21 和彈簧 22 把製 加工出的壓延圈零件完全滿足相關要求，衝壓工藝件頂出。最後，取出成形後的製件，模具進入下一 合理，易於操作，可為（wéi）同類型（xíng）零件的加工提供借鑒（jiàn）。

個工作循環。

參考（kǎo）文獻:

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圖 5 衝孔 － 反拉深 － 翻邊複合模三維裝配圖

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

3 結語（yǔ）

本文根據壓延圈零件的尺寸、結構和（hé）批量（liàng）要求，對其衝壓工藝性和工（gōng）藝方案進行分析，設計了落料 － 拉深和衝孔 － 反拉（lā）深 － 翻邊兩（liǎng）套複合模（mó）具。繪製出兩（liǎng）套複合模具的二維裝配圖和主要零件圖，並使用Pro / E軟件完成（chéng）了兩套複合模（mó）具的三維設計， ［3］

［4］

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