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模具エ业2010年第36卷第6期
不锈钢管帽拉深级进模设计
金龙建
上海普极电子有限公司,上海201323)
摘要:分析了不锈钢管帽原成形エ艺存在的缺点,论述了新エ艺的分析计算,介绍了零件排样国设计和
拉深级进模鈷枃。模具结枃合理,产品质量稳定,大大地降低了エ人的劳动强度和生产制造成本,显著
提高了模具使用寿命和生产效率。
关键词:管;冲压工艺;排样图;级进模;模具结构
中图分类号:10386.52文献标识码:B文章编号:1001-2168(2010)06~0021-05
Design of progressive drawing die for stainless steel tube cap
JIN Long-jian
Shanghai Puji Electronics Co, Ltd, Shanghai 201323, China)
Abstract Some disadvantages of previous forming technique for a stainless steel tube cap was
studied and the analysis and calculation of a new process, the layout diagram design and the
structure of a progressive drawing die were presented
Key words: tube cap stamping process; layout diagram; progressive die; die structure
1引言
大小不ー,零件在落料时产生口部开裂现象,不良品
图1所示管帽零件,材料为SS304不锈钢,料率较高,模具维修困难。
厚0.2ma此零件属圆筒形拉深件,年产量2000万
随着产量的不断增加,对生产厂家而言,如何提
件。该零件原成形工艺是日本某厂设计的,工艺过高材料利用率,降低冲压成本和减少废品率,是企
程为:冲工艺孔→内、外切开→首次拉深→二次拉业追求的目标。为此,设计了1副3排冲孔、落料、拉
深→三次拉深→四次拉深→五次拉深→六次拉深深级进模,把原工艺的7次拉深改为4次拉深,大大
→七次拉深→底部压筋→成形卡ロ→神底孔→落提高了材料利用率和生产效率,还减小了废品率,有
料。该工艺主要问题是拉深次数多,零件外观有较效保证了零件质量,取得了良好的经济效益。
多的拉深痕及表面变形不均匀造成凸缘废料周边
2工艺分析与计算
收稿日期:2010-01-03。
作者简介:金龙建(1979-),男,浙江临海人,工程师,主要从事2.1工艺分析
冲压工艺与模具设计工作,地址:上海市南汇区祝桥镇金顺路16
首次拉深时,坯料边缘的材料沿着径向形成杯
号上海普极电子有限公司,(电话)13564253153,(电子信箱)jn状,因此在塑性流动区域的单元体为双向受压,单向
longiianchent②163.cm
受拉的三向应力状态,见图2。由于凸模圆孤和凹模
CeoweoeoeeeoeqeceteseたeeeeoeeeqCuevveCvcGeeevoeeCecceeC
5生产使用情况
率高,能保证产品质量。利用CATA参数化建模可
模具制造完成,试模时发现,在第3次拉深工有效缩短设计人员分析、计算时间,对此类零件的拉
序出现拉裂、脱底现象,仔细分析试模件及现场测深级进模设计有参考价值。
量模具工作尺寸后认为,是制造时未满足设计拉深
间隙所致,返修模具间隙,检查无误,重新试模,零参考文献:
件拉裂问题得到解决,产品表面质量优良,达到要[1冲模设计手册编写组.冲模设计手册K].北京:机械
求
工业出版社,1988.
2]杨玉英.实用冲压工艺及模具设计手册[K].北京:机
6结束语
械工业出版社,2004.
实践证明,模具结构紧凑、合理,经生产使用验[3]梁炳文.冷冲压工艺手册[KI.北京:北京航空航天大
证,各部分动作准确可靠,实现了批量生产,生产效
学出版社,2004
模具工业2010年第36卷第6期
触外界较冷空气时,会引起零件冷作硬化,在存放过
R2.2
程中出现口部开裂及表面龟裂现象。为避免以上问
题,必须采取以下措施:①在二、三次拉深时采用定
位圈定位,使零件在成形过程中均匀变形;②加大凹
模R角;③减少凹模摩擦力,把凹模材料由SKTH51
改为硬质合金YG8,并进行镜面抛光处理。
拉深工艺调整为4次拉深较为合理,经过调试
获得了成功。
A部放大图
2.2拉深工艺计算
2.2.1毛坯计算
Ac
8.4
零件是无凸缘拉深件,由于是级进模冲压,按狭
d11.60.03
边凸缘拉深件计算。从资料査得修边余量=1.8
mm,当不锈钢板料厚度小于0.5mmn时,根据经验,
将修边余量调整为δ=2.6m
毛坯尺寸按以下公式计算
12-R0.2
D=a2+4h-1.72dR+0.56R-1.72t-0.567
式中:D一毛坏直径,m;a4一凸缘直径,mm;
d一圆筒直径,mm;hーー工件高度,m;R一凸
图1管帽
缘处圆角半径,mm;r筒底处圆角半径,rmm。
经计算,毛坯直径取39mn
圆弧的作用,筒体下部壁厚减薄,口部增厚,筒体转2.2.2拉深余数及各次拉深直径计算
角处的圆弧大小对后工序有较大影响,若控制不好
拉深系数是重要的工艺参数。此零件首次拉深
易产生严重的拉深痕及底部开裂现象。要考虑以下把凸缘部分的材料全部拉入凹模内,因此首次拉深
几点影响因素:①筒体的直径和拉深比;②拉深凸、凹按无凸缘件计算拉深系数。由毛坯相对厚度t/D
模圆弧表面粗糙度和间隙;③不锈钢的机械性能等。100=0.2×100/39=0.51,査资料得首次拉深系数
m1=0.55~0.58,以后各次拉深系数m可取0.83
0.88。由于不锈钢件再拉深的硬化指数相对较高,塑
性越来越低,变形越来越困难,拉深系数应一次比
次大。第2、3次拉深工位设计有定位圈装置,使零件
在成形过程中均匀变形,故拉深系数可略取小些。
根据经验调整后的拉深系数为:m1=0.5
图2首次拉深过程受力图
m2=-0.79,m3=0.82,m4=0.86,m5=0.88,则各次拉
深直径为:d1=m1D=0.55×39~21.5mm,d2=m2
原工艺首次拉深结東送往下一个工位继续拉1=0.79×21.5~17mm,d3=m3d2=0.82×17~14
深是靠条料的工艺孔及凹模的R来对准定位的,因m,d4=m4d3=0.86×14~12mm。
板料较薄,稍有偏差就难免存在外观缺陷和表面变
从以上计算可以看出,4的直径同图1零件的
形不均匀造成废料周边大小不一问题,使零件在落外径相等,故零件4次拉深即可。
料时产生口部开裂现象。拉深次数越多存在的问题
也越多。针对原工艺存在的问题,分析认为,减少拉3排样设计
深次数可以解决。但拉深次数减少,每一工位成形
排样设计是级进模设计的关键。为提高材料利
过程中的变形量就大,塑性成形中的应变及硬化指用率及节约人工成本,减少机床占用,将原工艺的单
数也随之增大。特别是冬天生产时,各工位工序件排排样改为新工艺的3排排样