免责声明：本文援引自网络或其他媒体，与扬锻官网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。

转发自：锻压技术 第 43 卷 第 12 期 2018 年 12 月

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

作者：马鹏辉，沈 洁，张建超，高术振

( 河北工程大学 机械与装备工程学院，河北 邯郸 056038)

摘要: 根据压延圈零件的尺寸、结构和批量要求，分析了零件的冲压工艺，通过对各工艺方案进行比较，设计了落料 － 拉深和冲孔 － 反拉深 － 翻边两套复合模具。

在落料 － 拉深复合模设计中，解决了板料的进、出料及模具结构优化等问题; 在冲孔 － 反拉深 － 翻边复合模设计中，借助 4 个挡料杆对落料 － 拉深后的零件进行定位，解决了零件在成形过程中的偏移问题。

详细介绍了两套复合模具中主要零件的相关计算及具体工作过程，并使用 Pro/E 软件完成了模具的三维设计。

经实际生产验证，两套复合模具可大大提高生产效率，其合理的模具结构完全能够保证压延圈零件的相关尺寸要求，节约了制造成本。

关键词: 压延圈; 落料; 拉深; 翻边; 复合模

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

中图分类号: TG385; TG386 文献标识码: A 文章编号: 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

冲压是利用压力机和模具在常温下对板材、带钢、管材等型材进行加压，使材料产生分离或者塑性变形，从而使加工工件成形为所要求的形状和尺寸的过程［1］。随着近几年我国经济和制造业的飞速发展，以及计算机辅助技术、信息技术、现代测控技术等向冲压领域的渗透与交叉融合，冲压模具的设计将会更加的精细化和规模化，继续占领更大的

收稿日期: 2018 －07 －25; 修订日期: 2018 －11 －01

基金项目: 国家自然科学青年基金资助项目 ( 51705125) ; 邯郸市科技局项目 ( 1721205053 －2)

作者简介: 马鹏辉 ( 1985 － ) ，男，博士，讲师

E-mail: mph813@ sin. cn

通讯作者: 沈 洁 ( 1985 － ) ，女，硕士，助理研究员

E-mail: shenjie-yhy@ 163. com

市场［2］。

图 1 所示为某机电产品上的一种压延圈，采用 1. 5 mm 厚的 10 冷轧钢板制成，大批量生产。零件要求表面无划痕，断面无毛刺，拉深后没有明显的减薄。根据技术要求，成形工序涉及落料、拉深、反拉深、冲孔、翻边。

图 1 压延圈零件

Fig. 1 Blank holder part

132 锻 压 技 术 第 43 卷

1 冲压工艺的分析与确定

1. 1 零件的工艺分析

此次设计零件 － 压延圈的材料为 10 钢，其塑性和韧性好，易于冷热加工变形，便于进行各种工艺的实施，应用非常广泛。10 钢的屈服强度不小于

205 MPa，抗拉强度不小于 335 MPa，伸长率不小于

30% ，抗剪强度在 330 ～380 MPa 之间。

该零件为带凸缘的斜壁圆形对称件，厚度为 1. 5 mm，没有厚度不变的要求，底部圆角半径 Ｒ =

3 mm，满足拉深工艺对形状和尺寸的要求，适合拉深成形。零件的所有尺寸均未标注公差，采用普通拉深、翻边即可达到［3］。

1. 2 冲压工艺方案的确定

通过零件结构分析可知，成形过程的基本工序有落料、拉深、冲孔、翻边、反拉深［1，4］。根据冲压工序先后顺序的不同，设计 3 种冲压方案。方案 ( 1) 为单工序模生产，具体工序为，落料→拉深→ 反拉深→冲孔→翻边。方案 ( 2) 为复合模生产，具体工序为，落料 + 拉深→冲孔 + 反拉深 + 翻边。方案 ( 3) 为级进模生产，具体工序为，落料 + 拉深 + 反拉深 + 冲孔 + 翻边。

方案 ( 1) 为单工序模具生产，在每一次冲压过程中完成一道工序，操作相对简单、方便，适用于精度低、中大型件的中、小批量生产或大型件的大批量生产。方案 ( 2) 采用复合模进行生产，即在每一次冲压过程中完成两道或两道以上工序，采用复合模可以在一定程度上降低模具的制造成本，并且可以提高制件的加工质量和生产效率。方案 ( 3) 属于级进模生产，在每一次冲压过程中，在同一副模具的多个工位上同时完成多道工序，此种模具的生产效率很高，模具整体尺寸较大，而且每道工位之间的定位要求非常高。本零件的尺寸比较大，适合单工序模或复合模生产。通过比较各方案的特点，拟采用方案 ( 2) 来完成压延圈的加工。

2 模具结构设计及工作过程

2. 1 落料拉深复合模

2. 1. 1 落料拉深凸、凹模尺寸计算结合模具设计要求，分别对落料凸模、凹模进行加工。落料尺寸的基本计算如公式 ( 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为落料凹模刃口尺寸，DT 为落料凸模刃口尺寸，Dmax为落料凹模刃口的上极限尺寸，X 为磨损系数，Δ 为拉深件公差，Zmin 为凸、凹模最小间隙，δT、δA 为落料凸、凹模制造公差。

查文献 ［1］ 得凸、凹模最 小 间 隙 为 Zmin =

0. 132 mm，最大间隙为 Zmax = 0. 18 mm，凸模制造公差的数据为 δT = 0. 02 mm，凹模制造公差的数据为 δA =0. 02 mm。将以上各数值代入 δA + δT≤Zmax － Zmin 进行校核，经计算，不等式成立。所以，可依照式 ( 1) 和式 ( 2) 确定工作零件刃口参数，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。在拉深时，拉深凹模和拉深凸模的单边间隙依照 Z = t = 1. 5 mm 来确定凸凹模制造公差，选取 IT 公差等级为 12，确定 Δ =0. 4 mm，工件的内部尺寸计算公式如式 ( 3) 和式 ( 4) 所示。

Dp = ( d + 0. 4Δ) 0－δp ( 3) Dd = ( d + 0. 4Δ + 2Z) 0+δd ( 4) 式中，Dp为拉深凸模刃口尺寸; Dd 为拉深凹模刃口尺寸; d 为拉深件内径尺寸; Z 为拉深模单边间隙。根据式 ( 3) 和式 ( 4) 计算，当拉深尺寸为

Φ155. 6 mm 时，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。当拉深尺寸为 Φ147. 63 mm 时，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 模具总体结构的确定图 2 和图 3 分别为落料 － 拉深复合模具总体设计的二维和三维装配图，采用正装结构。落料凹模 6 和拉深凸模 22 装在下模，凸凹模 9 装在上模。复合模主要由凸凹模 9、落料凹模 6、拉深凸模 22、弹性卸料装置 ( 7，8 和 10) 、刚性推件装置 ( 15，

第 12 期 马鹏辉等: 压延圈冲压工艺与模具设计 133

20，23 和 25) 、固 定 板 4、垫 板 ( 3，5 和 11) 、定位零件 ( 2，16) 和紧固零件 (