轉發自：第 43 卷（juàn） 第 12 期 2018 年（nián） 12 月

Vol. 43 No. 12 FOＲGING ＆ STAMPING TECHNOLOGY Dec． 2018

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作者：馬鵬輝，沈 潔，張建超，高（gāo）術振

( 河北工程大學 機械與裝備（bèi）工程學院，河北 邯鄲 056038)

拉深（shēn）、衝孔（kǒng）、翻（fān）邊（biān）、反拉深［1，4］。根據衝壓工序先後順序的不（bú）同，設計 3 種衝壓方（fāng）案。方案 ( 1) 為單工序模生（shēng）產，具體工序為（wéi），落料→拉（lā）深→ 反拉（lā）深→衝（chōng）孔（kǒng）→翻邊。方案 ( 2) 為複（fù）合模生產，具體工序為，落料 + 拉深→衝孔 + 反拉深 + 翻邊。方（fāng）案 ( 3) 為級進模生產，具體工序為，落料 + 拉深 + 反（fǎn）拉深 + 衝孔 + 翻邊。

方案 ( 1) 為單工序模具生（shēng）產（chǎn），在每一次衝（chōng）壓過程中完成一道工（gōng）序，操作相對簡單、方便，適（shì）用（yòng）於精度低、中大型件的中、小批量生產或大型件的大批量生產。方案 ( 2) 采用複合模進行生產，即在（zài）每一次衝壓過程中完成兩道或兩道（dào）以上工序，采用複合模可以在一定程度上降低模具的製造成本，並且可以提高製（zhì）件的加工質量和（hé）生產效率。方案 ( 3) 屬於級（jí）進模生（shēng）產（chǎn），在每一次衝壓過程（chéng）中，在同一副模具的多個（gè）工位上同時完成多道工序，此種模具的生（shēng）產效率很高，模具整體尺寸較大，而且每道工位之間的定位（wèi）要求非常高。本零件的尺寸（cùn）比較大，適合單工序模或複合模生產。通過比較各方案的特點，擬采用（yòng）方案（àn） ( 2) 來完成壓延圈的加工。

2 模具結構設（shè）計及工作過程

2. 1 落料（liào）拉深複合模

2. 1. 1 落料拉深（shēn）凸、凹模尺寸計算結合（hé）模具設計要求，分別對落料凸模、凹模進行加工。落料尺寸的（de）基本計（jì）算如公式 ( 1) 和公式

( 2) 所示。

DA = ( Dmax － XΔ) 0+δA ( 1)

DT = ( DA － Zmin) 0－δT － ( Dmax － XΔ － Zmin) 0δT ( 2) 式中，DA為落料凹（āo）模刃（rèn）口尺（chǐ）寸，DT 為落料凸（tū）模刃口尺（chǐ）寸（cùn），Dmax為落料（liào）凹模刃口的上極限尺寸，X 為磨（mó）損係（xì）數（shù），Δ 為拉深件公（gōng）差（chà），Zmin 為凸（tū）、凹模最小（xiǎo）間隙，δT、δA 為落料凸、凹模製造公差。

查文獻 ［1］ 得凸、凹模最 小 間 隙 為 Zmin =

0. 132 mm，最大間隙為 Zmax = 0. 18 mm，凸模（mó）製造公差的數據為 δT = 0. 02 mm，凹模製造公差的數據為 δA =0. 02 mm。將以上各數值代入 δA + δT≤Zmax － Zmin 進行校核，經計（jì）算，不等式（shì）成立。所以，可依照式 ( 1) 和式 ( 2) 確定工作零件刃口參數（shù），即

DA1 = ( 222 － 0.75 × 0.46) +0.020 mm = 221.655 +0.020 mm，

DT1 =(221.655 －0. 132) 0－0. 02 mm =221. 523 0－0. 02 mm。在拉深時，拉（lā）深（shēn）凹模和拉深凸模的單（dān）邊間隙依照 Z = t = 1. 5 mm 來確定凸凹模製造公差，選取 IT 公差等級為 12，確定 Δ =0. 4 mm，工件（jiàn）的內部（bù）尺寸（cùn）計算公式如式 ( 3) 和式 ( 4) 所（suǒ）示。

Dp = ( d + 0. 4Δ) 0－δp ( 3) Dd = ( d + 0. 4Δ + 2Z) 0+δd ( 4) 式中，Dp為拉深凸模刃（rèn）口尺寸; Dd 為拉深凹模刃口尺寸; d 為（wéi）拉（lā）深件內徑尺寸; Z 為拉深模單邊間隙。根據式 ( 3) 和式 ( 4) 計算，當拉深尺寸為

Φ155. 6 mm 時，Dp = ( 154. 11 + 0. 4 × 0. 4) 0－0. 02 = 154. 270－0. 02 mm，Dd = ( 154. 11 + 0. 4 × 0. 4 + 1. 5 × 2) 0+0. 02 = 157 . 270+0. 02 mm。當拉深尺寸為 Φ147. 63 mm 時，Dp = ( 147. 63 +0. 4 ×0. 4) 0－0. 02 =147. 790－0. 02 mm，

Dd = ( 147. 63 + 0. 4 × 0. 4 + 1. 5 × 2 ) 0+0. 02 =

150. 790+0. 02 mm。

2. 1. 2 模具總體結構的確定（dìng）圖 2 和圖（tú） 3 分別為落料（liào） － 拉深複合模（mó）具總體設計的二維（wéi）和三維裝配圖，采用正裝結構。落料凹模 6 和拉深凸模 22 裝在（zài）下模，凸凹模（mó） 9 裝在上模（mó）。複合模主要由凸凹模 9、落料凹（āo）模 6、拉深凸模 22、彈性卸料裝置 ( 7，8 和 10) 、剛性推件裝置 ( 15，

第 12 期 馬鵬輝等: 壓延圈（quān）衝壓工（gōng）藝（yì）與模（mó）具設計 133

20，23 和 25) 、固 定 板 4、墊 板 ( 3，5 和（hé） 11) 、定位零（líng）件 ( 2，16) 和緊固零件 ( 13，17 和 24) 等組成，模架選用滑動平穩、導向準確可靠的中間導柱模架［5］。複合模具工（gōng）作（zuò）過程為，將板料沿送進方向送料，然後啟動壓力（lì）機，上模部分在壓力機滑塊的作用下，向下移（yí）動。凸凹模（mó） 9 與板料接觸，與（yǔ）落料凹模接觸（chù）完（wán）成落料。隨之上模部（bù）分繼續向下移動，凸凹模 9 與拉深凸模 22 相互（hù）作用對板（bǎn）料進行拉深（shēn）成形，當模具完全閉合之後，完成拉深工序。隨後，模具（jù）開模，在彈性卸料裝置

( 卸料板 7、彈簧 8 和卸料螺釘 10) 的作用下，把

圖 2 落料 － 拉深複合模二維裝配圖

1. 下模座 2、16. 銷釘 3. 下（xià）模墊板 4. 凸模固定板 5. 凹模墊板 6. 落料凹模 7. 卸料（liào）板 8. 彈簧 9. 凸凹（āo）模（mó） 10. 卸料螺釘

11. 上模墊板 12. 上模座 13、17、24. 內六角螺釘 14. 模柄 15. 打料杆 18. 導套 19. 導柱 20. 推件塊 21. 導料銷

22. 拉深凸模 23. 頂件塊 25. 頂料杆

Fig. 2 Two-dimensional assembly figure of blanking-drawing compound die

板料從凸凹模 9 上卸下。開（kāi）模過程（chéng）中，若製件包在拉（lā）深凸模 21 上，則利用頂料杆 25 和頂件塊 23 從拉深凸模上頂下; 若卡在凸凹模 9 內部，則用打料杆 15 通過推件塊 20 把製件從（cóng）凸凹模 9 內部（bù）推下。最後，取（qǔ）出成形後的製件，模具進入（rù）下一個工作循環。

2. 2 衝孔反拉深翻邊複合模

2. 2. 1 主要零件的設計

工作零件包括凸模、凹模和凸凹模。采用分別加工法進行加（jiā）工，衝孔（kǒng）凸（tū）、凹（āo）模刃口（kǒu）尺寸分別為

Dp = ( d + XΔ ) 0－ δp = ( 63 + 0. 5 × 0. 74 ) 0－0. 02 =

63. 370－0. 02 mm，Dd = ( Dp + Zmin ) 0+ δd = ( 63. 37 +

0. 132) 0+0. 02 =63. 5020+0. 02 mm。

翻邊（biān） 凸、凹 模 刃（rèn） 口 尺 寸 分 別 為 Dp = ( d +

0.4Δ) 0－δp = (119 +0.4 ×0.87) 0－0.02 mm = 119. 3480－0. 02 mm，

Dd = ( Dp + Z) 0+δd = (119. 348 + 3) 0+0. 02 mm =

134 鍛 壓 技（jì） 術 第 43 卷

圖 3 落料拉深複合模（mó）三維裝配圖

Fig. 3 Three-dimensional assembly figure of blanking － drawing compound die

122. 3480+0. 02 mm。

2. 2. 2 模具總（zǒng）體結構的確定

圖 3 和圖（tú） 4 分別（bié）為衝孔 － 反拉深 － 翻邊複合（hé）模具總體設計的二維和（hé）三維裝配圖。衝孔凸模 13 和凸凹模 18 裝在上模，拉深凹模 4 和凸凹模 20 裝在下模。複合模主要由衝孔凸模 13、凸凹模 18、拉深凹模 4、彈性卸料裝置（zhì） ( 5，6 和 8) 、彈性推件裝置 ( 21，22 和 23) 、固定板 7、墊板 ( 3，9) 、定位零件 ( 2，14) 和緊固零件 ( 11，15，23 和 24) 等組（zǔ）成，模架選用滑動平穩、導（dǎo）向準確可靠的中間導柱模架。複合模（mó）具工作過程為，將上（shàng）一套模具生產（chǎn）的製（zhì）件放在下模部分，以擋料杆 19 進行定位，然後開動壓力機，上模部分在壓力機滑塊的作用下，向下移（yí）動，衝孔凸模 13 和凸（tū）凹模 20 與板料接（jiē）觸完成衝孔工序，隨後壓力機滑塊繼（jì）續向下移動（dòng），凸凹模 18 與拉深凹模 4 和凸凹模 20 相互（hù）作用，當模具完全（quán）閉（bì）合時，完成反拉深和翻邊工序。然後，模具進行開模，在（zài）彈性卸（xiè）料裝置 ( 卸料板 5、彈簧 6 和卸料（liào）螺

圖 4 衝孔 － 反拉深 － 翻邊複合模二維裝配圖

1. 下模座 2、14. 銷釘 3. 下模墊板 4. 拉深凹模 5. 卸料板 6. 彈簧 7. 凸模固定板 8. 卸料（liào）螺釘（dìng） 9. 上模墊（diàn）板 10. 上模座 11、15、23、24. 內六角螺釘 12. 模柄（bǐng） 13. 衝孔凸模 16. 導套 17. 導柱 18. 凸凹模 19. 擋料杆

20. 凸凹（āo）模 21. 頂料杆（gǎn） 22. 彈（dàn）簧

Fig. 4 Two-dimensional assembly figure of punching-reverse drawing － flanging compound die

第 12 期 馬鵬輝等: 壓（yā）延圈衝壓工藝與模具設計 135

釘（dìng） 8) 的作用下，把（bǎ）製件從凸凹模 18 上卸下，若製 使模具結構更直觀、可靠。最（zuì）後，經過試模驗證，件卡在（zài）下模部分，則依靠頂料杆 21 和彈簧 22 把製（zhì） 加工出的壓延圈零件完全滿足相關（guān）要求，衝壓工藝件頂（dǐng）出。最後，取出成形後的製件，模具進入下（xià）一 合理，易（yì）於操作，可（kě）為同類型零件的加工提供借鑒（jiàn）。

個工作（zuò）循環。

參考文獻:

［1］ 柯旭貴，張榮清． 衝壓工藝與模具設計 ［M］． 北京: 機械工業出版社，2017．

Ke X G，Zhang Ｒ Q． Stamping Process and Design of Mold ［M］．

Beijing: China Machine Press，2017．

［2］ 李光耀，王琥，楊旭靜，等． 板料衝壓成形工藝與模具設計製造 中 的 若 幹 前 沿 技 術 ［J］． 機 械 工 程 學 報，2010，46

( 10) : 31 －39．

Li G Y，Wang H，Yang X J，et al． Some new topics on process design and mould manufacture for sheet metal forming ［J］． Journal of Mechanical Engineering，2010，46 ( 10) : 31 －39．

圖 5 衝孔 － 反（fǎn）拉深 － 翻邊複合模三維裝配（pèi）圖

Fig. 5 Three-dimensional assembly figure of punching-reverse drawing － flanging compound die

3 結語

本文根據壓延圈（quān）零件的尺寸、結構和批量要求，對其衝壓工藝性和工藝方案進（jìn）行分析，設計（jì）了落料 － 拉深和衝（chōng）孔 － 反拉深 － 翻邊兩套複（fù）合模具。繪製出兩套複合模具的二維（wéi）裝配圖和主要零件圖，並使用Pro / E軟件完成了兩套複合模具的三維設計， ［3］

［4］

［5］ 齊衛東． 衝壓模（mó）具設計手冊 ［M］． 北京: 北京（jīng）理工大學出版社，2010．

Qi W D． Stamping Die Design Manual ［M］． Beijing: Beijing Institute of Technology Press，2010．

閆華軍，邵明傑，張雙傑，等． 連杆衝壓（yā）工藝分析及結（jié）構設計 ［J］． 鍛壓技術，2017，42 ( 6) : 56 －60．

Yan H J，Shao M J，Zhang S J，et al． Stamping process analysis and structural design of connecting rod ［J］． Forging ＆ Stamping Technology，2017，42 ( 6) : 56 －60．

高軍． 衝壓模具標準件選用與設（shè）計指南 ［M］． 北京（jīng）: 化學工業出版社，2007．

Gao J． Guide for Selection and Design of Standard Parts for Stamping Die ［M］． Beijing: Chemical Industry Press，2007．

檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（lì）檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（lì）檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（lì）檪檪（lì）檪檪檪檪檪檪（lì）檪檪檪檪檪

( 上（shàng）接第 130 頁)

［3］ 鍾群鵬，趙子華． 斷口學 ［M］． 北京: 高等教育出版社，

2005．

Zhong Q P，Zhao Z H． Fracture ［M］． Beijing: Higher Education Press，2005．

［4］ 張菊水． 鋼的（de）過（guò）熱過（guò）燒 ［M］． 上海: 上海科學技術出版社，

1984．

Zhang J S． Overheated Steel ［M］． Shanghai: Shanghai Science and Technology Press，1984．

［5］ 趙德穎（yǐng），張連東，朱（zhū）恩領，等（děng）． 枝杈類（lèi）鍛件擠壓過（guò）程折疊缺陷形成研究 ［J］． 塑性（xìng）工程學報，2017，24 ( 2) : 10 －16．

Zhao D Y，Zhang L D，Zhu E L，et al． Folding defect formation of branch-type forgings during extrusion ［J］． Journal of Plastic

Engineering，2017，24 ( 2) : 10 －16．

［6］ JB/T 8420—2008，熱作（zuò）模具鋼顯（xiǎn）微組織評定 ［S］．

JB/T 8420—2008． Microstructure evalsuation of hot work die steel

［S］．

［7］ 鄭學坊，邱允新，唐鎮南（nán）． 金相分析技（jì）術 ［M］． 上海: 上海科學（xué）技術出版社，1987．

Zheng X F，Qiu Y X，Tang Z N． Metallographic Analysis Technology ［M］． Shanghai: Shanghai Science and Technology Press， 1987．

［8］ 張棟，鍾培德，陶春虎，等． 失效分析 ［M］． 北京: 國防工業出（chū）版社． 2003．

Zhang D，Zhon P D，Tao C H，et al． Failure Analysis ［M］．

Beijing: National Defense Industry Press，2003．

［9］ 張魯陽． 模具失（shī）效與防護 ［M］． 北京: 機械工業（yè）出版社，

1998．

Zhang L Y． Mold Failure and Protection ［M］． Beijing: China

Machine Press，1998．