階梯形鈑金件沖壓分析與模具設(shè)計(jì)

1、階梯形鈑金件沖壓分析與模具設(shè)計(jì)摘要:本文通過對(duì)階梯形件的沖壓分析與模具設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)述了此類零件從理論分析到模具設(shè)計(jì)制作的過程，強(qiáng)化對(duì)階梯形件拉深特點(diǎn)的研究與認(rèn)知。關(guān)鍵詞：階梯形鈑金件拉深模具設(shè)計(jì)沖壓分析隨著我國(guó)工業(yè)化水平的提高，具有強(qiáng)度高，可靠性強(qiáng)，成本低廉的階梯形鈑金零件在產(chǎn)品開發(fā)與研制中被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)就此類零件沖壓過程及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析如下。1階梯形件沖壓分析1.1零件圖形與性能分析零件為階梯形鈑金件一外罩（見圖1）,材料08F,壁厚較薄,厚度為0.5mm,并在口部拉深直徑變小，形成小圓角圓弧過度，整體成圓筒狀：具有很高的強(qiáng)度和可靠性。對(duì)于此類零件生產(chǎn)時(shí)適合采用多次拉深成型,既滿足了產(chǎn)品設(shè)計(jì)要

2、求又提高了材料利用率和生產(chǎn)效率，因此被廣泛應(yīng)用。1.2引深工藝分析作為引深件在確定其引深加工時(shí)，首先考慮零件的復(fù)雜程度是否適合引深加工，然后確定加工工序及方法，計(jì)算零件的引深次數(shù)，必須做到在毛坯內(nèi)部的應(yīng)力不超過材料的強(qiáng)度極限下，還能充分利用材料的塑性，在毛坯側(cè)壁強(qiáng)度允許的條件下，采用最大可能的變形程度。確定零件的引深次數(shù)，先應(yīng)計(jì)算出零件的展開毛坯直徑D。根據(jù)久里金法則，即任何形狀的母線AB繞軸線YY旋轉(zhuǎn)，所得到的旋轉(zhuǎn)體面積等于母線長(zhǎng)度L與其重心繞軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)2nX的乘積（X是該段母線重心至軸線的距離）。即：旋轉(zhuǎn)體面積:F=2nLX毛坯面積:F0=nD2/4（D為毛坯直徑）毛坯直徑：中L為旋

3、轉(zhuǎn)體母線長(zhǎng)度；X為旋轉(zhuǎn)體母線形心到旋轉(zhuǎn)軸線的距離（稱旋轉(zhuǎn)半徑）。根據(jù)弓I深原理t/D=0.5/212%;d2/d1=6.5/9.80.66h/d=13.3/6.5=1.8查下表，可知拉深系數(shù)小于極限拉深系數(shù)，其拉深次數(shù)為2次。如果相鄰兩階梯直徑之比（di/di-1）小于相應(yīng)圓筒形件的極限拉深系數(shù)時(shí)則由直徑di-1到di按凸緣件的拉深方法拉深，但由于小臺(tái)階高度較小，故采用從大階梯到小階梯一次拉深，因此確定第一次拉深直徑經(jīng)查上表選擇最大一次拉深系數(shù)為0.5,即d1/D=0.5,d仁10.5,故先拉深出直徑巾10.5圓筒，然后再通過二次拉深直接拉深成型。1.3工序確定落料，通過計(jì)算得出毛坯為直徑21

4、的圓片，故先落料毛坯。直筒引深，即先將零件引深為直筒形狀。零件先落料成12mm的圓形薄片,然后經(jīng)過第一道引深模具將其引深成為外徑為10.5mm高度為13mm的圓筒零件,通過此道工序的加工可降低下次引深成型的難度，為下一道階梯形引深做準(zhǔn)備。階梯形引深，即在第一道圓筒引深成形的基礎(chǔ)上，將零件外形一次性引深到零件圖紙要求尺寸，零件外形復(fù)雜具有一定難度，端部變形較大且引深圓角較小，故在加工中需增加潤(rùn)滑，以有利于成型，避免產(chǎn)生褶皺或開裂。2模具設(shè)計(jì)與加工2.1落料模落料模具按照一般落料模具設(shè)計(jì)，考慮到材料的利用率，毛坯材料選擇為工0.5x25X1(每條材料成活為40件。2.2直筒引深模產(chǎn)品成型第一道直筒

5、引深模，模具采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，凸凹模帶壓料板一次引深成型，成型后再由彈簧彈出機(jī)構(gòu)將零件彈出，方便卸料。模具加工主要以電火花加工為主，凸凹模表面光潔度應(yīng)達(dá)到0.8,增加彈頂器彈出機(jī)構(gòu)。采用標(biāo)準(zhǔn)模架，加工精度高，加工效率高。2.3階梯形引深模階梯形引深模，考慮到零件的外形和加工的工藝性，將模具設(shè)計(jì)成凸模在下，凹模在上的倒裝結(jié)構(gòu)，在壓力機(jī)的作用下，零件緩慢進(jìn)入凹模,通過擠壓變形，將圓筒形零件引伸成圖紙要求的形狀，增加卸料桿和卸料塊，這樣可防止零件在拉深過程中，工件的邊壁起皺，而且使零件放置和取出時(shí)方便簡(jiǎn)單，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，是模具機(jī)構(gòu)緊湊，制造簡(jiǎn)便，維修容易。3結(jié)語通過對(duì)階梯形件引深技術(shù)的研究，冷沖壓工藝過程的分析及對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)實(shí)踐，掌握了階梯形件引深的引深規(guī)律，得到了穩(wěn)定的、可行的引深工藝技術(shù)參數(shù)。為批量生