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落料拉深挤边复合模具设计 |
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作者：江门市新会机电中专学校 林其耀 |
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摘 要：介绍不锈钢球形响壶中壶盖的落料、拉深、挤边复合模具的祥细结构、模具工作原理、工艺分析计算。
关键词：落料 拉深 挤边 复合模具
一、引言
图1所示为球形响壶（SR100）的壶盖零件图，材料为不锈钢（304），材料厚度t=0.7mm。冲制的基本工序为落料、拉深、挤边、胀形镦压、冲孔、打凸点。随着冲压技术的发展和满足生产进度的需要，复合模和连续模的应用越来越广。对本产品来说，生产批量较大，材料价格高，可优先选用复合模具。实际生产中采用以下三套模具来完成：一是落料、拉深、挤边复合模；二是胀形镦压、冲孔复合模；三为打凸点模。图2所示为落料、拉深、挤边后的工序零件图，下面就该套模具作论述介绍。
注：直壁处打出2个凸起约0.5mm的凸点图中未画出
图1 壶盖零件图
图2 工序图
二、模具结构
落料拉深挤边复合模的结构见图3。模具的主要工作零件包括凸凹模8；拉深凸模11；挤边凸模12；落料凹模14；压边件13等。其中，8和14完成落料；8和11完成拉深；8和12完成挤边。另外本套模具中还包括退料件9、打料件10来完成废料、成品的退出。
图3 模具总装简图
三、工作原理
本复合模的基本工作原理是：条料放在落料凹模上，上模下行。退料件9靠弹簧力压紧条料，凸凹模8进入落料凹模14内完成落料；凸凹模8与压边块13在橡胶力的作用下压紧坯料继续下行，拉深凸模11进入凸凹模8内腔完成拉深；凸凹模8继续下行，挤边凸模12进入其内完成挤边；上模上行，挤边废料由压边块通过橡胶力顶出，条料由退料件退下，成品由打料件通过打料横梁打下，完成整个冲压过程。
四、工艺计算
1、坯料尺寸计算
（1）工序拉深高度的确定
可按表面积不变的原则来计算
a.零件图表面积S1
S1= 2πrh1+π/4（D12-D22）+πD2h2=2π×100×7.3+π/4（752-702）+π×70×8=6915.4mm²
b .工序毛坯面积S2
S2=2π×100×6.325+πD2（h-6.325）
由S1= S2可得h=19.7 mm
（2）工序落料尺寸的确定
查表可得修边余量δ取1.2mm
则落料直径 = 95.6 mm
取D=95.6 mm
（3）拉深次数的确定
m总=70/96=0.73
可一次拉深成形
2、主要力的计算
（1）落料力的计算
P1=KτbL1t
=1.3×500×π×96×0.7
=137225N
（2）挤边力的计算
P2=KτbL2t
=1.3×500×π×70×0.7
=100060N
（3）拉深力的计算
P3=Kπd1tσb
=13×π×70×0.7×700
=140084N
（4）压边力的计算
暂取压边力P 4为拉深力P 3的25%。
即P4=0.25×P3=35000N，实际压边力可通过调整橡胶预紧力来改变。
五、工艺要点
1、落料间隙
由于落料精度和断面质量要求不高，故落料时可采用较大间隙冲裁，本模具取双边间隙
Z1=0.2×0.7=0.14mm。
2、拉深间隙
壶盖直壁处与壶身是较松的间隙配合，由后续打凸点工序打出的凸点来形成稍紧的配合，故此拉深时可取单边间隙。
Z2/2=1.1×t=1.1×0.7=0.77mm。
3、挤边间隙
由于挤边处的尺寸要求为后续胀形镦压作准备，其尺寸精度和断面质量要求较高，故可取双边间隙Z3=0.07×t =0.07×0.7=0.05mm。以上各间隙在模具加工时采用凸模和凹模配合加工以便于制造。
4、其它方面
拉深凸模与挤边凸模不可按整体制造，因为挤边凸模的磨损程度远远超过拉深凸模，完成一定的冲次后必须重磨刃口，若按整体制造则给刃磨带来麻烦，本模具将两者采用止口镶嵌结构。
六、结束语
本套复合模具能在同一工位上同时完成落料、拉深和挤边工序，生产效率高，材料的利用率比采用连续模高，因此其经济性能是显而易见的，而实际生产中的使用效果也令人满意。
参考文献：
[1]翁其金.冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，1998
[2]冲模设计手手册编写组.冲模设计手册[M].北京：机械工业出版社，1998.(end)
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(1/18/2008) |
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