淺談殼體模具設(shè)計(jì)

【摘 要】外殼類零件表面要求特別高，尤其是在尺寸精度方面，且對(duì)形位公差要求高，所以模具制造成形后，都應(yīng)用整形工藝達(dá)到了尺寸精度，同時(shí)零件的端平面達(dá)到形位公差要求。對(duì)于凸緣部位的淺拉深，采用壓邊圈兼作淺拉深凸模的作用，取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】外殼；工藝分析；模具結(jié)構(gòu)；經(jīng)濟(jì)

圖1所示的零件是試制的一種用于與軸承配合的軸外殼零件。該零件尺寸精度高，壁厚要求均勻，拉伸高度大，翻邊要求高，是加工難度較大的產(chǎn)品。而它的精度和質(zhì)量好壞直接影響裝配質(zhì)量和外觀。軸承外殼傳統(tǒng)工藝都是采用鑄造或壓鑄的方法先制造出毛坯，然后經(jīng)過(guò)多道工藝的機(jī)床粗加工和精加工才能成形。圖1所示零件的制造精度要求，用機(jī)械加工的方法不難辦到，但是浪費(fèi)大量的材料，而采用沖壓的方法則較難實(shí)現(xiàn)，可是經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析可以用沖壓工藝成功地制造出了該零件，其中重要的措施是提高了模具的制造精度，以保證零件的精度要求。凸模與凹模的圓柱度誤差取為0.004mm，其尺寸精度比制件的精度提高了2級(jí)。下面是圖1零件圖（材料為2mm厚的08F鋼板）對(duì)沖壓件的沖壓工藝性和所用模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。

圖1 零件外殼

一、沖壓工藝分析

該零件總體屬于內(nèi)孔翻邊件是伸長(zhǎng)類變形。圓孔翻邊變形特點(diǎn)是：由于凸緣部位有部位分淺拉深，淺拉深直徑Ф90mm，深度10mm且總體翻分高度較高為41mm，因而采用沖孔翻邊工藝是無(wú)法達(dá)到零件要求的，必須采用先拉深到位后再?zèng)_孔然后再進(jìn)行翻邊工藝才能達(dá)到零件要求。如圖1所示，在直徑Φ47■■mm的圓筒底部有R1mm的圓角，且直徑的精度要求高，在一次拉深工藝中是不可能達(dá)到的，因而在拉深后要增加一次整形工藝，使圓筒直徑達(dá)到尺寸精度要求和圓筒底圓角R1mm的要求，同時(shí)對(duì)凸緣進(jìn)行平面度和垂直度的校正。經(jīng)過(guò)翻邊工藝的計(jì)算，在直徑為Φ47■■mm，高30.5mm的底部進(jìn)行預(yù)沖孔就可一次翻成零件的高度41mm，必須注意，由于翻過(guò)直徑Φ44.5■■mm尺寸精度高，翻邊凸模和凹模的間隙要取小值些，且凸模的尺寸精度要高些，如翻邊后直徑達(dá)不到精度要求，該直徑要增加一次整形工藝?？偨Y(jié)上述工藝分析，加工該零件需要七道工序，分別為：落料、階梯拉深、整形、沖底孔、翻邊、切邊、沖小孔。落料工藝比較簡(jiǎn)單，采用落料階梯拉深復(fù)合模，在階梯拉深工藝中，為了有效地控制壓邊力，采用了將彈性元件裝在下模座下的倒裝形式，并且采用了錐形壓邊圈的錐形做成了零件淺拉深的尺寸，壓邊圈兼起淺拉深凸模的作用，并采用凸模做成，這樣落料下來(lái)的材料在拉深時(shí)先將毛坯壓成錐形，一方面有利于進(jìn)一步拉深變形；另一方面拉深結(jié)束形成半成品的階梯拉深件。其復(fù)合模結(jié)構(gòu)如圖2：

圖2 落料拉深模

注：1.打桿、2.打塊、3.凸凹模、4.拉深凸模、5.落料凹模、6.錐形壓邊圈、7.頂桿。

由于零件Φ47■■mm的尺寸精度高，又在圓筒底部有R1mm的圓角半徑，且凸緣平面有平面度和垂直度要求，因而采用整形模同時(shí)對(duì)這三個(gè)部分進(jìn)行整形和校正。綜合以上分析，加工如圖1所示零件共用了四副模具，其分別為：落料階梯拉深復(fù)合模、整形模、沖底孔翻邊復(fù)合模。

二、注意事項(xiàng)

（1）合理確定壓邊力，實(shí)際使用證明，模具間的間隙值和壓邊圈對(duì)板料的壓邊力和分布的控制對(duì)制件的外觀質(zhì)量影響很大，因此在模具的制造和使用時(shí)必須仔細(xì)掌握。（2）拉深后再翻邊 若制件要求的翻邊的高度較大，可采用先拉深、沖底孔再翻邊的方法。

三、結(jié)語(yǔ)

（1）若制件要求的高度較大，可采用先拉深、沖底孔再翻邊的方法。（2）拉深件的高度H對(duì)拉深成形的次數(shù)和成形質(zhì)量均有重要的影響。（3）拉深件的圓角半徑，拉深件凸緣與筒壁間的圓角半徑取ra≥2t（t為材料的厚度）為便于拉深順利進(jìn)行，通常取ra≥（4～8）t；當(dāng)ra﹤2t時(shí)，需增加整形工序。拉深件底與筒壁間的圓角半徑應(yīng)取rt≥（3～5）t；當(dāng)零件要求rt﹤t時(shí)，需增加整形工序。（4）拉深件的尺寸精度，拉深件的徑向尺寸精度可在FT1～FT10之間選擇，對(duì)于精度要求較高則需增加校形工序。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]湯習(xí)成.冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006