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轉發自：模具技術２０１９．Ｎｏ．３ ３５

文章編號：１００１－４９３４（２０１９）０３－００３５－０４

作者：羅　楠

（陜西國防工業職業技術學院　數控工程學院，陜西　西安　７１０３００）

由于板料本身存在金屬結構組織、模具間隙、潤滑等的不均勻，會引起油擋零件拉深后邊緣不齊，需后續修邊。

由于此零件精度要求較低，所以不考慮增加修邊余量。

根據久里金法則計算，將零件中性層部分母線分為７段，如圖３所示。得到各段長度及各段形心到旋轉軸的距離Ｒｘｉ如表１所示，油擋零件表面積Ｆ０ 計算如式（１）所示。

圖３　中性層母線劃分示意

Ｆ０ ＝∑ｉ(ｎ)＝１ｌｉＲｘｉ （１）

∑ｉ(ｎ)＝１ｌｉＲｘｉ＝ｌ１Ｒｘ１＋ｌ２Ｒｘ２＋…＋ｌ７Ｒｘ７式中：ｌｉ———中性層各部分母線長，ｍｍ；

Ｒｘｉ———中性層各段形心到旋轉軸的距離，

ｍｍ；

表１　中性層各部分母線及其形心尺寸 ｍｍ

中性層各段 ｌ１ ｌ２ ｌ３ ｌ４ ｌ５ ｌ６ ｌ７

母線ｌｉ ６．００　 ２．３６　 ２．５０　 ２．３６　 ５．５０　 ３．１４　 １５．５０

形心Ｒｘｉ ２３．００　 １９．５０　 １９．２５　 ２２．００　 １５．５０　 １６．７７　 ７．２５

Ｆ０———油擋零件表面積，ｍｍ２。

　　經計算，Ｆ０＝５３４．３５ｍｍ２，代入式（２），

Ｄ＝槡８Ｆ０ （２）式中：Ｄ———坯料直徑，ｍｍ；

經計算，Ｄ≈６６ｍｍ，取毛坯尺寸為６９ｍｍ。

２．２　確定拉深次數

根據零件形狀，采用正、反拉深的方法，反拉深能夠增大坯料被拉入凹模的摩擦阻力，可以解決零件口部起皺的問題。零件的相對厚度為（ｔ／Ｄ）×１００＝１．４，正拉深和反拉深時的相對直徑值均約為１．４，查文獻［１］得知，零件的相對高度ｈ／ｄ小于表中的極限值，故正、反拉深均可一次拉深成形。

２．３　確定工藝方案

該零件的沖壓工序包括：落料、正向拉深和反向拉深。可得到以下４種工藝方案：

模具技術２０１９．Ｎｏ．３ ３７

序模，由于反拉深工序在單工序模中完成，影響整個零件的精度，而且中間過程序要取件，生產效率不高；

方案三，帶料連續拉深，或在多工位自動壓力機上沖壓成型，此方案生產效率高，操作安全，但需要專用的壓力機或自動的送料裝置，模具的結構比較復雜、制造周期長、生產成本高；方案四，落料、正拉深、反拉深復合模，一副復合模中完成所需沖壓工序，沖裁時材料處于受壓狀態，零件表面平整，模具結構緊湊，方案 四不僅減少模具制造費用，而且可提高生產效率［２－４］，故采用方案四。

３　模具設計

３．１　落料凸、凹模刃口尺寸的確定

油擋毛坯料 ６９ ｍｍ 按ＩＴ１４ 級查得

６９　－０．８７０ ｍｍ，查文獻［５］，采用分開計算法得到落料凸、凹模刃口尺寸，如表２所示。

表２　落料凸、凹模刃口尺寸 ｍｍ

參數 Ｚｍａｘ Ｚｍｉｎ Ｘ δＡ δＴ ＤＡ ＤＴ

數值 ０．０７　 ０．０５　 ０．５　 ０．０１２　 ０．００８　 ６８．６＋０．０１２　０ ６８．５　－０．００８０

方案一，落料→拉深→反拉深，單工序模，此方案結構簡單定位誤差大，生產效率低；方案二，落料→正拉深復合→反拉深單工表２中：Ｚｍａｘ，Ｚｍｉｎ———最大、最小合理間隙，ｍｍ；

Ｘ———磨損系數；

δＡ，δＴ，———凸、凹模的制造公差，ｍｍ；

ＤＡ，ＤＴ———落料凸、凹模尺寸，ｍｍ。

３．２　工作零件設計

３．２．１　落料凹模

圖４為落料凹模。落料凹模上設置有擋料銷孔、用來固定的螺紋孔和銷釘孔若干，同時，在內圈設計了限位倒角，以限制壓邊圈的行程。

圖４　落料凹模

３．２．２　落料凸模與正拉深凹模

圖５為落料凸模與拉深凹模。在此凸、凹模內部同樣設計了限位倒角，以限制壓邊圈的行程，在上圓口設計了安裝反拉深凸模的沉槽。

３．２．３　反拉深凸模

圖６為反拉深凸模。為方便安裝推桿，在反拉深凸模上設計了３個推桿孔。在其內部設計了透氣孔，以使拉深后的沖壓件不受空氣的

圖５　落料凸模與拉深凹模

壓力而緊緊地包住在凸模上。在頂端設計了圓凸緣結構，方便裝配與固定。

圖６　反拉深凸模

３．２．４　正拉深凸模與反拉深凹模

圖７為正拉深凸模與反拉深凹模。在反拉深凹模上設計了３個螺紋孔，以便與下模板固定。在其內部設計了１個螺紋大孔，用以安裝彈簧。

圖７　正拉深凸模與反拉深凹模

３．３　落料正、反拉深復合模結構

圖８是落料正、反拉深復合模的結構圖。模具的落料部分采用正裝式，正拉深部分采用倒裝式，反拉深部分采用正裝式。模座下的緩沖器兼作壓邊與頂件，同時設有彈性頂件裝置，這種結構操作方便，出件暢通無阻，生產效率高。

當上模下行時，帶動落料凸模與正拉深凹模５完成落料、正拉深，下壓邊圈２５與頂桿２４共同作用實現壓邊。完成正拉深后，上模繼續下行，帶動反拉深凸模１０下行，連同正拉深凸模與反拉深凹模２３共同作用進行反拉深，反拉深時上壓邊圈１３進行壓邊，彈簧２２與頂料板２０保證零件地面的平整。反拉深完成后，上模上行，彈簧２２推動頂料板２０將成形后的油擋零件由下模中頂出。可見，此復合模可順利完成落料，正、反拉深工序，實現油擋零件的成形。

１－上模座　２，２２－彈簧　３－卸料板　４－圓柱銷　５－落料凸模與正拉深凹模　６－上墊板　７－推件板　８－凸緣模柄　９－打桿

１０－反拉深凸模　１１－推桿　１２，１４，１５，２１，１９－螺釘　１３－上壓邊圈　１６，３０－導套　１７，２９－導柱　１８－下模座　２０－頂料板

２３－正拉深凸模與反拉深凹模　２４－頂桿　２５－下壓邊圈　２６－圓柱銷　２７－凹模固定板　２８－落料凹模　３１－擋料銷圖８　落料正、反拉深復合模

（下轉第５８頁）

５８ Ｄｉｅ　ａｎｄ　Ｍｏｕｌｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．３　２０１９

５　結論

針對翻邊起皺缺陷問題，采用本文所述的方法，建立翻邊模型，快速計算翻邊后材料延伸率，并根據本文通過理論與實際對比所建立的判據，快速、有效地識別起皺狀態，在整車開發早期階段推動設計更改，提高項目團隊的決策效率。

圖１７　翻邊后返修

參考文獻：

［１］ 徐榮麗．板料成形過程中的起皺研究［Ｊ］．大眾科技，

２０１９（３）：１０２－１０３．

［２］ 李軍．鈑金件曲面連續翻邊成形數值模擬與工藝優化設計研究［Ｄ］．合肥：合肥工業大學，２０１６．

［３］ 趙會敏，李軍．基于Ｄｙｎａｆｏｒｍ的一種零件連續翻邊

成形方法［Ｊ］．汽車零部件，２０１５（１）：３７－４０．

［４］ 張新杰．曲面翻邊類零件的成形工藝模擬與分析

［Ｊ］．模具技術，２０１３（５）：９－１５．

［５］ 王玉峰，田前程，施雄飛，等．沖壓制件翻邊缺陷分析

圖１８　飾板遮蓋

［Ｊ］．汽車與配件，２０１３（２）：３４－３５．

４　結論

（１） 所設計的落料正、反拉深復合模可在一副模具上一個行程內完成落料及正、反拉深。

（２） 利用正、反拉深復合一次成形油擋沖壓件，不僅提高了生產效率，而且減少生產設備的投入，同時達到減排、降耗的目的。

大學出版社，２０１３：１７５－１７６．

［２］ 中國機械工程學會鍛壓學會．鍛壓手冊［Ｍ］．北京：

機械工業出版社，１９９３．

［３］ 陳煒，陶宏之．基于數值模擬的板料多道次拉深工藝

研究［Ｊ］．農業機械學報．２００２，３３（４）：９５－９８．

［４］ 姜奎華．沖壓工藝與模具設計［Ｍ］．北京：機械工業出版社，１９９８．

［５］ 王孝培．實用沖壓技術手冊［Ｍ］．北京：機械工業出版社，２０１３：５３－５８．

參考文獻：

［１］　石小艷．沖壓模具設計與制造［Ｍ］．北京：北京理工

［２］　陳炎嗣．沖壓模具技術手冊［Ｍ］．北京：北京出版社，參考文獻： １９９６：１５５．

［１］　文紅全．４００３ｍｏｄ鐵素體不銹鋼焊接工藝試驗研究 ［３］　萬戰勝．沖壓工藝及模具設計［Ｍ］．北京：中國鐵道

［Ｊ］．機車車輛工藝，２００９（６）：２２－２４． 出版社，１９９５：２０２－２０３．