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轉發自：鍛壓技術 第 43 卷 第 12 期 2018 年 12 月

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

作者：馬鵬輝，沈 潔，張建超（chāo），高術振

( 河北工程大學 機械與裝備（bèi）工程學院，河北 邯鄲 056038)

摘要: 根據壓延圈零件的尺寸、結構和批量要求，分（fèn）析了零件的衝壓工藝，通過（guò）對各（gè）工藝方案進行比較，設計了（le）落料 － 拉深和衝孔 － 反拉深 － 翻（fān）邊兩套複合模具。

在落料 － 拉深（shēn）複合模設計中，解決了板料的進、出料及（jí）模具結構優化（huà）等問題; 在衝（chōng）孔 － 反拉深 － 翻邊複合模設（shè）計中，借（jiè）助 4 個擋料杆對（duì）落料 － 拉深後的零件進行定位，解（jiě）決了零件在成形過程中的（de）偏移問題。

詳（xiáng）細介紹了兩套複（fù）合模具中主要（yào）零件的相關計算及具體工作過程，並使用 Pro/E 軟件完成了模具的三（sān）維設計。

經（jīng）實際生產驗證，兩套複合模具可大大提（tí）高生產效率，其合理的模具結構完全能夠保（bǎo）證壓延圈零件（jiàn）的相關尺寸要求，節約了製造成本。

關鍵詞: 壓延圈; 落料; 拉深; 翻邊; 複合模

DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2018. 12. 024

中圖分類號: TG385; TG386 文獻標識碼: A 文（wén）章編號: 1000-3940 ( 2018) 12-0131-05

Stamping process and die design of blank holder

Ma Penghui，Shen Jie，Zhang Jianchao，Gao Shuzhen

( College of Mechanical and Equipment Engineering，Hebei University of Engineering，Handan 056038，China)

Abstract: According to size，structure and bulk requirements of blank holder part，its stamping process was analyzed，and two sets of compound die of blanking-drawing and punching-reverse drawing-flanging were designed by comparing various process schemes． Then，the problems of feeding and discharging of sheet metal and the optimization of die structure were solved in the design of the blanking-drawing compound die，and the deviation of part in the forming process was solved by using four baffle rods to locate the part after blankingdrawing in the design of the punching-reverse drawing-flanging compound die． Furthermore，the related calculation of main parts and the specific working process of two compound dies were introduced in detail，and the 3D design of dies were completed by software Pro/E． After the actual production，the two compound dies can greatly improve the efficiency of production，and the reasonable die structure can ensure size requirements of blank holder part to reduce production cost．

Key words: blank holder; blanking; drawing; flanging; compound die

衝壓是利用壓（yā）力機（jī）和模具在常（cháng）溫下對（duì）板材、帶鋼、管材等型材進（jìn）行加壓，使材料產生分離或者塑性變形，從而使加工工件成形為所要求的形狀和尺寸的過程［1］。隨著（zhe）近幾年我國經濟和製造業的飛速（sù）發展，以及計算機輔助（zhù）技術、信息（xī）技術、現代測（cè）控技術等向衝（chōng）壓（yā）領域的滲透與交叉融合，衝壓模具的（de）設計將會更（gèng）加的精細化和規（guī）模化，繼續占領（lǐng）更大的（de）

收稿日期: 2018 －07 －25; 修訂日期: 2018 －11 －01

基金項目（mù）: 國家自然科學青年基（jī）金資（zī）助項目 ( 51705125) ; 邯鄲市科技局項目（mù） ( 1721205053 －2)

作者簡介: 馬鵬輝 ( 1985 － ) ，男，博（bó）士，講師

E-mail: mph813@ sin. cn

通訊作者: 沈 潔 ( 1985 － ) ，女，碩（shuò）士，助理研究員

E-mail: shenjie-yhy@ 163. com

市場［2］。

圖 1 所示為某機（jī）電產品（pǐn）上的一種壓延圈，采用 1. 5 mm 厚的 10 冷（lěng）軋鋼板製成，大批量生產。零件要求表麵無劃痕，斷麵無毛刺，拉深後沒有明顯的減薄。根據技術要求，成形工序涉及落料、拉（lā）深（shēn）、反拉深（shēn）、衝孔、翻邊。

圖 1 壓延圈零件

Fig. 1 Blank holder part

132 鍛 壓 技 術 第 43 卷

1 衝壓工藝的分析與確定

1. 1 零（líng）件的工藝分析

此次設（shè）計（jì）零件 － 壓延圈的材料為（wéi） 10 鋼，其塑性和韌性好，易於冷熱加工變形（xíng），便於進行各種工藝的實施，應用非常（cháng）廣泛。10 鋼的屈服強度不小於

205 MPa，抗（kàng）拉強度不小（xiǎo）於 335 MPa，伸長（zhǎng）率不小於

30% ，抗剪強度在 330 ～380 MPa 之間。

該零件為帶（dài）凸緣的斜壁圓形對稱件，厚度（dù）為 1. 5 mm，沒有厚度不變的要求，底部圓角半徑 Ｒ =

3 mm，滿足拉（lā）深工藝對形狀和（hé）尺寸的要求（qiú），適合拉深成形。零件的所有尺寸均未標注公差，采用普通拉（lā）深、翻邊即可達到［3］。

1. 2 衝（chōng）壓工藝方（fāng）案的確（què）定

通過零件結構分析可知，成形過（guò）程的基本工序有落料、拉深、衝孔、翻邊、反拉深［1，4］。根據衝壓工序（xù）先後（hòu）順序的不同，設計 3 種（zhǒng）衝壓方案。方案 ( 1) 為單工序模生產，具體工序為，落料（liào）→拉深→ 反拉（lā）深→衝孔→翻邊。方案 ( 2) 為（wéi）複合模生產，具體工序（xù）為，落料 + 拉深→衝孔 + 反（fǎn）拉深 + 翻（fān）邊。方案 ( 3) 為級進模生產，具體工序為，落（luò）料 + 拉深 + 反（fǎn）拉（lā）深 + 衝孔 + 翻邊。

方案 ( 1) 為單工（gōng）序模具生（shēng）產，在每一次（cì）衝壓過（guò）程中完成一（yī）道工序，操（cāo）作相（xiàng）對（duì）簡單、方便，適用於精度低、中大型件的中、小批量（liàng）生產或大型件的大批量（liàng）生產。方（fāng）案 ( 2) 采用複合模進行生產，即在每（měi）一次衝壓過程中完成兩（liǎng）道或兩道以上工序，采用複合模可（kě）以在一定程度上降低模具的製（zhì）造成本，並且（qiě）可以提高製件的加工質量（liàng）和生產效率（lǜ）。方案 ( 3) 屬於級進模生產，在每一（yī）次衝壓過程中，在同一副模具的多個工位上同時完成多道工序，此（cǐ）種模（mó）具的生產效率很高，模具整體尺寸較大，而且每道工位之間的（de）定位要求非常高。本零件的尺寸比較大，適合單工序模或（huò）複合模生產。通過比較各（gè）方案的特點，擬采用方案（àn） ( 2) 來完（wán）成壓延圈的加工。

2 模具結構設計及（jí）工作過程（chéng）

2. 1 落料拉深複合模

2. 1. 1 落料（liào）拉深凸、凹模尺寸計算結合（hé）模具設計要求，分別對（duì）落料凸模、凹模進行加工（gōng）。落料尺寸的基本計算如（rú）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為落料凹模刃口尺寸，DT 為落料凸模刃口尺寸，Dmax為（wéi）落料凹模刃口的（de）上極限尺寸，X 為磨損係數，Δ 為拉深件公差，Zmin 為（wéi）凸、凹模最小間隙，δT、δA 為落料凸、凹模（mó）製造公（gōng）差。

查文獻 ［1］ 得凸、凹模最 小 間 隙 為 Zmin =

0. 132 mm，最大間隙（xì）為 Zmax = 0. 18 mm，凸模製造公（gōng）差的數據為 δT = 0. 02 mm，凹（āo）模製造公差（chà）的數據為 δA =0. 02 mm。將以上各數值代入 δA + δT≤Zmax － Zmin 進行（háng）校核，經計算，不等式成立。所以，可依照式 ( 1) 和式 ( 2) 確定工作零件刃口參數，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，拉深凹（āo）模和拉深凸模的單邊間隙依照 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，工件的內（nèi）部尺寸計算公式如式 ( 3) 和式 ( 4) 所示。

Dp = ( d + 0. 4Δ) 0－δp ( 3) Dd = ( d + 0. 4Δ + 2Z) 0+δd ( 4) 式中，Dp為拉深凸模刃口尺寸; Dd 為拉深凹模刃口尺寸; d 為拉（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（chǐ）寸為

Φ155. 6 mm 時（shí），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（zǒng）體結構的確定圖 2 和（hé）圖（tú） 3 分別為落料 － 拉深複合模具總體設計的二維和三維裝配圖，采用正裝（zhuāng）結構。落料凹模 6 和拉深凸模 22 裝在下模，凸凹模（mó） 9 裝在上模。複合模主要由凸凹模 9、落（luò）料（liào）凹模 6、拉深凸模 22、彈性卸（xiè）料（liào）裝置 ( 7，8 和 10) 、剛性推件裝置 ( 15，

第 12 期 馬鵬輝（huī）等: 壓延圈衝壓工藝與模具設計 133

20，23 和 25) 、固 定 板 4、墊 板 ( 3，5 和（hé） 11) 、定位零（líng）件 ( 2，16) 和（hé）緊固零件 (