阶梯形钣金件冲压分析与模具设计

1、阶梯形钣金件冲压分析与模具设计摘要:本文通过对阶梯形件的冲压分析与模具设计，简述了此类零件从理论分析到模具设计制作的过程，强化对阶梯形件拉深特点的研究与认知。关键词：阶梯形钣金件拉深模具设计冲压分析随着我国工业化水平的提高，具有强度高，可靠性强，成本低廉的阶梯形钣金零件在产品开发与研制中被广泛应用，现就此类零件冲压过程及模具结构设计分析如下。1阶梯形件冲压分析1.1零件图形与性能分析零件为阶梯形钣金件一外罩（见图1）,材料08F,壁厚较薄,厚度为0.5mm,并在口部拉深直径变小，形成小圆角圆弧过度，整体成圆筒状：具有很高的强度和可靠性。对于此类零件生产时适合采用多次拉深成型,既满足了产品设计要

2、求又提高了材料利用率和生产效率，因此被广泛应用。1.2引深工艺分析作为引深件在确定其引深加工时，首先考虑零件的复杂程度是否适合引深加工，然后确定加工工序及方法，计算零件的引深次数，必须做到在毛坯内部的应力不超过材料的强度极限下，还能充分利用材料的塑性，在毛坯侧壁强度允许的条件下，采用最大可能的变形程度。确定零件的引深次数，先应计算出零件的展开毛坯直径D。根据久里金法则，即任何形状的母线AB绕轴线YY旋转，所得到的旋转体面积等于母线长度L与其重心绕轴线旋转所得周长2nX的乘积（X是该段母线重心至轴线的距离）。即：旋转体面积:F=2nLX毛坯面积:F0=nD2/4（D为毛坯直径）毛坯直径：中L为旋

3、转体母线长度；X为旋转体母线形心到旋转轴线的距离（称旋转半径）。根据弓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，可知拉深系数小于极限拉深系数，其拉深次数为2次。如果相邻两阶梯直径之比（di/di-1）小于相应圆筒形件的极限拉深系数时则由直径di-1到di按凸缘件的拉深方法拉深，但由于小台阶高度较小，故采用从大阶梯到小阶梯一次拉深，因此确定第一次拉深直径经查上表选择最大一次拉深系数为0.5,即d1/D=0.5,d仁10.5,故先拉深出直径巾10.5圆筒，然后再通过二次拉深直接拉深成型。1.3工序确定落料，通过计算得出毛坯为直径21

4、的圆片，故先落料毛坯。直筒引深，即先将零件引深为直筒形状。零件先落料成12mm的圆形薄片,然后经过第一道引深模具将其引深成为外径为10.5mm高度为13mm的圆筒零件,通过此道工序的加工可降低下次引深成型的难度，为下一道阶梯形引深做准备。阶梯形引深，即在第一道圆筒引深成形的基础上，将零件外形一次性引深到零件图纸要求尺寸，零件外形复杂具有一定难度，端部变形较大且引深圆角较小，故在加工中需增加润滑，以有利于成型，避免产生褶皱或开裂。2模具设计与加工2.1落料模落料模具按照一般落料模具设计，考虑到材料的利用率，毛坯材料选择为工0.5x25X1(每条材料成活为40件。2.2直筒引深模产品成型第一道直筒

5、引深模，模具采用传统的设计方法，凸凹模带压料板一次引深成型，成型后再由弹簧弹出机构将零件弹出，方便卸料。模具加工主要以电火花加工为主，凸凹模表面光洁度应达到0.8,增加弹顶器弹出机构。采用标准模架，加工精度高，加工效率高。2.3阶梯形引深模阶梯形引深模，考虑到零件的外形和加工的工艺性，将模具设计成凸模在下，凹模在上的倒装结构，在压力机的作用下，零件缓慢进入凹模,通过挤压变形，将圆筒形零件引伸成图纸要求的形状，增加卸料杆和卸料块，这样可防止零件在拉深过程中，工件的边壁起皱，而且使零件放置和取出时方便简单，提高生产效率。同时，是模具机构紧凑，制造简便，维修容易。3结语通过对阶梯形件引深技术的研究，冷冲压工艺过程的分析及对产品的生产实践，掌握了阶梯形件引深的引深规律，得到了稳定的、可行的引深工艺技术参数。为批量生