电机罩盖冲压工艺及模具设计

＋３８ ｍｍ，高度 １２ ｍｍ，其 高径 比也 较大 ，拉深 成形 时金 小 圆筒 ——拉深 大 圆筒 （共 拉 深 ２次 ）—— 压 凹坑并
属 流动较 困难 ，这也 增加 了小 圆筒 成形 的难度 。
冲孔— —切边 。
为确定该零件各部分圆筒 的拉深工艺过程 ，针对
第 ４种方案 ：先 拉 深大 圆筒 再胀 形形 成 小 圆筒 凸
其 加工工 艺过程是 ：落料——大 圆筒第一次拉 深 ，同时 对 小 圆筒 预胀形 ——大 圆筒 第二 次拉 深 ，同时整形 成 小 圆筒—— 压 凹坑并 冲孑Ｌ——切 边。
２ 成形工艺方案分析
显然 ，第 １、２种 工艺 方案 中小 圆筒 的拉 深 是采 用 拉深 成 图 ２的工序加 工方 式 ，这种 加工 方案 的最大 问 题是 工序数 目太多 ，故不 宜选用 。
图２ 小 圈简 的 拉深
第 ３种 方案 的胀 形纯属平板胀 形 。胀形 时坯料 的 塑性变形仅 局 限在一 个 固定 的 变形范 围 （ｄ＝３８＋６× ２＝５０ ｍｍ）内 ，由于坯料外 径 Ｄ丰＝２３５ ｍｍ，凹模孑Ｌ径 ｄ＝５０ ｍｍ，坯料 外 径 Ｄ丰与 凹模 孑Ｌ径 ｄ的 比值 Ｄ毛／ｄ ＝ ２３５／５０＝４．７＞３，毛坯外缘 离胀 形部位太 远 ，毛坯 外 缘 的金属材料 流入 凹模 的变 形阻 力很 大 ，从而使 其 参 与胀 形变形变 得很 困难 ，此时 ，毛坯外 环发生切 向收缩 所必 须 的径 向拉应力 的数值增大 ，成 为相对 的强 区 ，而 在冲头端面直接作用下的直径为 ｄ：５０ ｍｍ的圆面积 以内的金属 ，则成 为弱 区 ，小 圆筒 凸台所 发生 的塑性 变 形也就局限于 ｄ＝５０ ｍｍ范围内，从而使该部位的金 属材料 既不能 向变形 区转移 ，外 部材 料也 无法 进 入胀 形 变形 区内 ，在毛坯 中间部位形成 的凸起 ，主要靠 中间
＿主题 ：棱具及相关技术
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部分 的材 料在 双 向拉 应 力作 用 下 变 薄 ，以局 部 成 形 的 方 式来 实现 ，毛坯 外 径 Ｄ丰＝２３５ ｍｍ 在胀 形 过 程 中不 发 生变 化 。
第 ４种 方 案 亦 属 平板 胀 形 ，这 时大 圆筒 外 径 ｄ＝ １２３ ｍｍ 成 为 胀 形 时 的 坯 料 外 径 Ｄ垂。凹 模 孔 径 ｄ＝ ５０ ｍｍ，此 时 ，坯料 外径 Ｄ垂与 凹模 孔 径 ｄ的 比值 Ｄ丰／ ｄ：１２３／５０＝２．４６＜３，虽 小 于 ３，但 因此 时 的坯 料周 边 为 圆筒 形 ，外 环发 生 切 向 收缩 所 必 须 的 径 向拉 应 力 更 大 ，外 环将 成为更 强 的强 区 ，此 时胀 形 的塑性 变形 也就 局 限于 ｄ＝５０ ｍｍ 范 围 内 ，其 塑 性 变 形 规律 与第 ３种 方案 相 同。
零件 结构 进行 以下工 艺计算 。
起 ，其加工工艺过程是 ：落料——拉深大圆筒 （共拉深
２次 ）——底 部 胀 形——整 形 成 小 圆筒—— 压 凹坑 并
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冲孔—— 切边 。 第 ５种方 案 ：拉深 与胀 形相 结合 ，拉胀 交替进 行 ，
筒 的成 形是 此零 件加工 的主要 难点 。 由于 大圆筒直 径
第 ２种方 案 ：先拉深 大 圆筒再拉 深小 圆筒 凸起 ，其
为 ＋１２３ ｍｍ，而小 凸起 状 圆筒直 径 为 ＋３８ ｍｍ，小 圆筒 加 工 工 艺 过 程 是 ：落 料——拉 深 大 筒 （共 拉 深 ２
直 径 与大 圆筒 直径 相 比相 差悬殊 ，在拉 深成形 过程 中 ， 次 ）—— 拉深 小 圆筒 （共 拉 深 ４次 ）——压 凹坑 并 冲
依据 上述 分析 ，围绕小 圆筒 凸起 的成 形 ，可从 以下 几个主要方面考虑其成形 ，即直接拉深小圆筒 ；对小圆 筒实 行胀形 成形 ；拉深 与胀形 相结合 成形 。
由上述 分析计 算 ，可制定 以下几种 工艺 方案 。 第 １种方 案 ：先 拉深 小 圆筒 凸起再 拉深大 圆筒 ，其 加 工 工 艺 过 程 是 ：落 料— —拉 深 小 圆 筒 （共 拉 深 ５
第 ５种方案 是 拉 深 与胀 形 相 结 合 ，即在 大 圆筒 拉 深成形 的同时对 小 圆筒进 行 预胀形 ，拉 胀交替 进 行 ，属 于胀 形 中的拉 深 ，也 可认 为是 曲面形状 拉深 时 ，在毛坯 中 间部分 产生 胀形 。其 变形 规 律 是 这 样 的 ，当 上模 下 降 ，在 拉深 初 始 阶段 ，坯 料先 胀成 图 ３ａ所 示形 状 ，当上 模继 续下 降至 拉深 结束 时 ，即成 为图 ３ｂ所示 形状 。按 照胀 形理 论 胀 形 的塑 性 变 形 应 该 局 限 在 ｄ＝１５２ ｍｍ 这个 范 围 内 ，但 由于零 件 拉 深 成 形 的顺 序 是 先 拉 成 图 ３ａ所 示 的 中间毛坯 ，然 后再 成 形 成 图 ３ｂ所 示 形 状 ，所 以胀 形 所 用 的 材料 不 是 仅 仅 局 限 在 ｄ＝１５２ ｍｍ 这个 范 围 内 ，而是遍 布在 整个 毛坯 ，胀 形部 分 的材料 有相 当 一 部 分是 从外 环拉 进来 的 ，因此 ，底部 胀形 所发 生 的塑 性 变形并 不 完全是 由变 形 区 的材 料 变 薄 来 实 现 的 ，这 样 就达 到 了在更大 范 围 内聚料 的 目的 。
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度不 大 ，可采用直 接 压 形成 型得 到 ，两 处 西６．５ ｍｍ 的 次 ）——拉 深 大 筒 （共 拉 深 ２次 ）— —压 凹坑 并 冲
小孔 可通 过直接 冲孔 获得 。６３８ ｍｍ、高 １２ ｍｍ 的小 圆 孔— —切 边 。
材料变 形复 杂 ，且 大 圆筒部 位 的材 料无 法 向小 圆筒 流 孔—— 切边 。
动，若仅靠变薄深来成形，极易出现拉裂 ，难 以达到
第 ３种方案 ：先胀 形 形成 小 圆筒 凸起再 拉 深大 圆
产 品 的 技 术 要 求 。 另 外 ，小 凸 起 状 圆 筒 直 径 为 筒 ，其 加工工 艺过程是 ：落料——底部胀 形——整形成
图１ 电机罩盖零件尺 寸
依据 罩 盖 的 结 构 尺 寸 ，选 取 其 修 边 余 量 ａｈ＝ ３ ｍｍ，根 据 毛坯 展 开料 计 算 公 式 ，可 求得 毛 坯 直 径 为 担 ３５ ｍｌＩｌ，直 径 ６１２３ ｍｍ 大 圆 筒 的 拉 深 系 数 ｎ＂ｂ为 ０．５２，查 相 应 的极 限 拉 深 系 数 ｍ极 知 ，ｍ极 ＝０．５６— ０．５８，因 ｍ ＜ｍ橙，故需 多次 拉 深 。选 取 各 次拉 深 系 数 ｍ１＝０．６５，ｍ２＝０．８，即第 一 次拉成 ｄ】＝ｍｌＤ＝０．６５× ２３５＝１５２ ｍｍ，第 二次拉 成 ｄ２＝ｍ２ｄ】＝０．８×１５２＝１２３ ｍｍ；同样可 求 得 ，＋３８ ｍｍ小 圆筒 直 径 的拉 深 系数 为 ０．１６，显然 ，若用 ３５ ｍｍ 毛坯进行 拉 深 ，经计 算 约共 需拉 深 ５次 。