復雜曲線零件沖壓模具設計

姜雪燕 王麗卿 陳娟

【摘 ?要】本文以復雜曲線零件為研究對象，通過沖壓加工的方法，制定合理的加工工藝方案，經過分析計算，設計了拉深模和整形模，突破性的解決了該類零件生產中使用傳統加工方法遇到的問題，提高了零件的生產效率、材料利用率和加工質量。

【關鍵詞】復雜曲線零件;模具設計;沖壓

1 引言

復雜曲線零件在機械產品、軍工、航空領域應用廣泛，市場需求量大。但由于復雜曲線零件，具有曲線頂部圓角半徑小，零件外觀要求嚴格的特點，所以該類零件加工難度大。國內大部分企業采用傳統機械加工的方法進行該類零件加工，首先精密鑄造毛坯后，使用車削加工等機械加工的方法加工出該類零件。采用這樣的加工方法，存在多方面的缺陷：一是產品合格率低。由于鑄件中不可避免存在著氣孔、砂眼等鑄造缺陷，當對內外表面進行機械加工時，遇到氣孔、砂眼等鑄造缺陷后，整個零件就只能報廢，據統計合格品率不足60%。二是刀具損耗大。在機械加工中碰到氣孔、砂眼等鑄造缺，極易出現崩刃現象。三是鑄造毛坯制造的該零件材質分布不均勻，容易在鑄造缺陷處產生氧化生銹等問題，影響零件的強度與可靠性。總體來看，采用傳統的加工方法不僅生產效率低、合格率低、材料利用率低、產品質量不高，而且生產成本高。

我們決定突破傳統加工方法，采用沖壓加工方法生產該零件，提高生產效率，降低生產成本。沖壓加工技術具有生產效率高、產品質量高、材料利用率高、生產成本低的特點。在深入分析各類曲線零件制造工藝的基礎上，對該類零件進行工藝分析，制訂出多種較為可行的沖壓加工方案。充分考慮各種因素的影響，對可行性較高的方案設計沖壓模具并進行試制。通過對樣件進行對比與分析，并以此為依據修改原有方案，選定合理的加工方法，突破傳統加工方法，實現該類零件的沖壓生產。也可應用于類似零件的生產，取得更為廣泛的經濟效益與社會效益。

2 零件工藝性分析

2.1 形狀分析

圖1所示零件成形難度大，零件h/d>1 屬于典型深曲線拉深件，所以該零件沖壓加工難度較大。而且頂部圓角半徑較小，R/t=6/2.5=2.4，同時零件外觀要求較嚴格，沖壓成形較困難。

2.2 尺寸精度分析

零件尺寸精度高，沖壓件加工精度大部分在IT13級以下，該零件的外徑為φ 為IT11級精度，用普通沖壓設備成形難以達到精度要求。

3 沖壓加工方案確定

為了能加工出符合要求的零件，我們針對其技術指標進行分析，并根據現有的設備、工藝，提出兩種可行的方案。第一種方案，使用階梯法進行沖壓;第二種方案使用曲面增大法進行沖壓。

4 模具設計

根據分析計算，共設計了兩套模具，一套為兩次拉深使用的拉深模，一套為多次整形使用的整形模。

5 結語

本文以復雜曲線零件為研究對象，通過沖壓加工的方法，突破性的解決了該類零件生產中使用傳統加工方法遇到的問題。可以推廣應用推廣于該類零件的大批量生產，可以有效降低生產成本，提高加工質量。

（作者單位：濰坊職業學院 機電工程學院）