淺談殼體模具設計

【摘 要】外殼類零件表面要求特別高，尤其是在尺寸精度方面，且對形位公差要求高，所以模具制造成形后，都應用整形工藝達到了尺寸精度，同時零件的端平面達到形位公差要求。對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。

【關鍵詞】外殼；工藝分析；模具結構；經濟

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品。而它的精度和質量好壞直接影響裝配質量和外觀。軸承外殼傳統工藝都是采用鑄造或壓鑄的方法先制造出毛坯，然后經過多道工藝的機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，用機械加工的方法不難辦到，但是浪費大量的材料，而采用沖壓的方法則較難實現，可是經過認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。下面是圖1零件圖（材料為2mm厚的08F鋼板）對沖壓件的沖壓工藝性和所用模具的結構進行了分析。

圖1 零件外殼

一、沖壓工藝分析

該零件總體屬于內孔翻邊件是伸長類變形。圓孔翻邊變形特點是：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法達到零件要求的，必須采用先拉深到位后再沖孔然后再進行翻邊工藝才能達到零件要求。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到的，因而在拉深后要增加一次整形工藝，使圓筒直徑達到尺寸精度要求和圓筒底圓角R1mm的要求，同時對凸緣進行平面度和垂直度的校正。經過翻邊工藝的計算，在直徑為Φ47■■mm，高30.5mm的底部進行預沖孔就可一次翻成零件的高度41mm，必須注意，由于翻過直徑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，如翻邊后直徑達不到精度要求，該直徑要增加一次整形工藝。總結上述工藝分析，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。落料工藝比較簡單，采用落料階梯拉深復合模，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，這樣落料下來的材料在拉深時先將毛坯壓成錐形，一方面有利于進一步拉深變形；另一方面拉深結束形成半成品的階梯拉深件。其復合模結構如圖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對這三個部分進行整形和校正。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：落料階梯拉深復合模、整形模、沖底孔翻邊復合模。

二、注意事項

（1）合理確定壓邊力，實際使用證明，模具間的間隙值和壓邊圈對板料的壓邊力和分布的控制對制件的外觀質量影響很大，因此在模具的制造和使用時必須仔細掌握。（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、結語

（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對拉深成形的次數和成形質量均有重要的影響。（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）為便于拉深順利進行，通常取ra≥（4～8）t；當ra﹤2t時，需增加整形工序。拉深件底與筒壁間的圓角半徑應取rt≥（3～5）t；當零件要求rt﹤t時，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，對于精度要求較高則需增加校形工序。

參 考 文 獻

[1]湯習成.冷沖壓工藝與模具設計[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2006