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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

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。

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圖１為油擋沖壓件，材料為１０號鋼，料厚ｔ為1.0ｍｍ，大批量生產。油擋零件的尺寸如圖２所示。

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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Ｄ_Ｆ／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）。

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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Ｒ_ｘｉ如表１所示，油擋零件表面積Ｆ_０ 計算如式（１）所示。

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經計算，Ｆ_０＝534.35ｍｍ^２，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：方案一，落料_→拉深_→反拉深，單工序模，此序模，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：Ｚ_ｍａｘ，Ｚ_ｍｉｎ———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；Ｄ_Ａ，Ｄ_Ｔ———落料凸、凹模尺寸，ｍｍ。

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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。

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。

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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69－0.87ｍｍ，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。

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。

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