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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）

摘　要：為實現一副模具完成落料、多次拉深，通過對油擋沖壓件的工藝性分析，對比不同成形方案后，設計了落料，正、反拉深復合一次成形模具。該復合模具可完成多個工序，保證沖壓件的精度和強度，滿足零件的工藝要求，減少生產設備的投入，達到提高生產效率的目的。

關鍵詞：油擋；正反拉深；一次成形中圖分類號：ＴＧ　３８５．２ 文獻標識碼：Ｂ

Ｆｏｒｍｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｄｉｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ｏｉｌ　ｂｌｏｃｋ　ｓｔａｍｐｉｎｇ　ｐａｒｔｓ

ＬＵＯ　Ｎａｎ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｂｌａｎｋｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｕｌｔｉ－ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ｏｎｅ　ｄｉｅ，ａ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｏｎｅ－ｔｉｍｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｄｉｅ　ｗｉｔｈ　ｂｌａｎｋｉｎｇ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａｎｄ　ｂａｃｋｗａｒｄ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙ　ａｎａｌｙ－ｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｏｉｌ　ｂｌｏｃｋ　ｓｔａｍｐｉｎｇ　ｐａｒｔｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅｓ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｄｉｅ　ｃａｎ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｍａｎｙ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｔａｍｐｉｎｇ

ｐａｒｔｓ，ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐａｒｔｓ，ｉｍｐｒｏｖｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｒｅｄｕｃｅｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ，ｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｉｌ　ｂｌｏｃｋ；ｆｏｒｗａｒｄ　ａｎｄ　ｂａｃｋｗａｒｄ　ｄｒａｗｉｎｇ；ｏｎｃｅ　ｆｏｒｍｉｎｇ

０　引言

拉深是利用拉深模具將平板坯料加工成具有一定形狀與尺寸的開口空心件的沖壓加工工序。拉深能夠成形旋轉體零件、盒型件以及具有各種薄壁旋轉體零件，所成形的零件尺寸從幾毫米到３ｍ不等。因此，拉深工序在航空航天、電器、汽車等工業生產與民用產品領域得到了廣泛的應用。

圖１為油擋沖壓件，材料為１０號鋼，料厚ｔ

收稿日期：２０１８－１１－０７

作者簡介：羅　楠（１９８４—），女，講師。

為１．０ｍｍ，大批量生產。油擋零件的尺寸如圖

２所示。

圖１　油擋沖壓件

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圖２　油擋零件

１　沖壓件工藝性分析

從圖２中可知該零件的精度要求不高，但要求有較高的鋼度和強度。其中 ４７ｍｍ為ＩＴ１４級，其余未標注公差，可按自由公差處理。該零件為軸對稱旋轉體，故落料片是圓形，沖裁工藝性好。零件為帶法蘭邊圓筒形件，且ＤＦ／ｄ、ｈ／ｄ都不太大，拉深工藝性較好，圓角半徑Ｒ２ｍｍ、Ｒ２．５ｍｍ大于或等于２倍料厚，適合拉深。因此，該零件的沖壓生產要用到的沖壓加工基本工序有：落料、拉深（拉深的次數可能為多次）。

２　工藝方案分析

２．１　確定毛坯尺寸

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。

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