階梯形狀外罩類零件復合模具設計

林紅艷

（金肯職業技術學院，江蘇 南京 211156）

某階梯形狀外罩結構及尺寸如圖1，該零件要求外形美觀無劃痕、凸緣平整。材料為10鋼板，厚度2mm，較高精度，較高級的精整表面，最深拉深級的冷軋鋼板。根據要求設計了一副落料拉伸切底模具，該模具結構簡單，易于操作，產品符合設計要求，質量穩定，現已投入批量生產，取得了明顯的經濟效益。

1 設計思想

從圖1可以看出，該零件除兩個切口外，其余部分較保守的加工方法是，先落料拉伸，而后再整形，最后沖孔，這樣需要三副模具，由于在每道工序的沖壓過程中不可避免的會因各種因素而造成加工累積誤差，位置精度受到很大的影響，尤其是對一些精度高、無切削加工的薄壁件更難以保證。如果能夠在一副模具上完成落料、拉伸、沖孔，不但降低了模具的制作費用，還可以大大提高生產效率和精度要求，實踐證明一次完成落料、拉伸、沖孔是可行的，零件精度達到了設計要求。

2 落料、拉伸和切底工藝分析

（1）落料。成形凸模的刃面稍低于落料凹模的刃面約2mm，使落料完畢后才進行拉伸。

（2）拉伸。

①由圖1可知，此外罩是一個階梯圓筒件，兩相鄰的階梯直徑相差很小，拉伸時，相當于先收成近似為Φ116mm的形狀，而后再把上半部分拉伸成Φ116mm，下半部分拉伸成Φ111.5mm。但由于該件有一個階梯并且圓角比較小，它的存在必將使成形受阻，拉伸阻力增大，相應的材料承受的拉應力也增大，材料有可能被拉裂。

②零件凸緣部分要求平整、無劃痕，關鍵是解決起皺問題，所以該模具必須采用較光潔的壓料板，壓料力的大小采用橡膠來調整。

綜上分析，通過降低凸、凹模工作部分表面粗糙度值，采用合適的凸、凹模間隙，使材料處于較小的拉應力狀態，一次拉伸成形是可以實現的。

（3）切底。切底凸模與成形凸模一起，并比成形凸模高2mm左右，切底凹模同時也起壓料作用，并且在切底凹模上加工兩個小孔起到排氣作用。

3 模具結構設計

根據設計思想及工藝分析，設計了一副外罩落料拉伸切底模具，其結構見圖2。

通過試拉伸，成形凸、凹模間隙取2.05mm。成形凸模8設計為階梯整體式，中間留有Φ102.15mm的孔，與切底凸模9配合，材料選用GCr15，工作部分的硬度為60～64HRC，成形凸模8固定在下模座13上。成形凹模4固定在模板1上，材料為GCr15，硬度為60～64HRC。切口凹模5同時也是壓料作用，可以在成形凹模4內可以上下移動，材料為GCr15，硬度為56～60HRC。模具自2000年投產使用至今，運行正常，達到了設計技術要求，效率高，產品質量穩定。

圖2 模具結構