冲压工艺与模具设计实例

1、第二节冲压工艺与模具设计实例、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计、微型汽车水泵叶轮冲压工艺与模具设计、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计图12-1所示为摩托车侧盖前支承零件示意图，材料Q215钢，厚度，年生产量5万件，要求编制该冲 压工艺方案。1. 零件及其冲压工艺性分析摩托车侧盖前支承零件是以2个mm的凸包定位且焊接组合在车架的电气元件支架上，腰圆孔用于侧 盖的装配，故腰圆孔位置是该零件需要保证的重点。另外，该零件属隐蔽件，被侧盖完全遮蔽，外观上 要求不高，只需平整。图12-1 侧盖前支承零件示意图该零件端部四角为尖角，若采用落料工艺，则工艺性较差，根据该零件的装配使用情况，为了改善落 料的工艺性，故将

2、 四角修改为圆角，取圆角半径为2mm此外零件的“腿”较长，若能有效地利用过弯曲 和校正弯曲来控制回弹，则可以得到形状和尺寸比较准确的零件。腰圆孔边至弯曲半径R中心的距离为。大于材料厚度 （），从而腰圆孔位于变形区之外，弯曲时不 会引起孔变形，故该孔可在弯 曲前冲出。2. 确定工艺方案首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有剪切（或落料）、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸,因此选择合理的弯 曲方 法十 分重 要。（1） 弯曲 变形的方法及比较 该零件弯曲变形的方法可采用如图 12-2 所示中的任何一种。第一种方法（图 12

3、-2a） 为一次 成形，其 优点是用一 副模具成 形，可以提 高生产率 ，减少 所需设备 和操 作人员。缺点是毛坯的整个面 积几乎都参与激烈的变形,零 件表面擦伤严重,且擦伤面积大,零 件形状 与尺寸都不精确,弯曲处变薄严重, 这些缺陷将随零件“腿”长的 增加和“腿”长的减 小而愈加明显。第二种方法（图 12-2b） 是先用一副模具弯曲端部两角，然后在另一 副模具上弯曲中间两角。这显然比 第一种方法弯曲变形的激烈程 度缓和的多，但回弹现象难以 控制，且增加了模具、设备和操作人 员。第三种方法（图12-2C）是先在一副模具上弯曲端部两角并使中间两角预弯45 ,然后在另一副模具上 弯曲 成形，这样

4、由于能够实现过弯曲和校正弯曲来控制回弹， 故零件的形状和尺寸精确度高。此外， 由 于成形过程中 材料受凸、凹模圆角的阻力较小,零件的表面质量较好。这种弯曲 变形方法对于精度要求 高或长“脚”短“脚”弯曲件 的成形特别有利。图 12-2 弯曲 成形a) 一副模具成形 b)、c)两副模具成形(2) 工序组合方案及比较 根据冲 压该零件需要的基 本工序和弯曲成形的不同方法，可以 作出下列 各种 组合 方案 。方案一：落料与冲腰圆孔复合 、弯曲四角、冲凸包。其优点 是工序 比较集中，占用设备和人员少 ，但 回弹难以控制，尺寸和形状不 精确，表面擦伤严重。方案二：落料与冲腰圆孔复合 、弯曲端部两角、弯曲

5、中间两 角、冲 凸包。其优点是模具结构简单 ，投 产快，但回弹难以控制，尺寸 和形状不精确，而且工序分散 ，占用设备和人员多。方案 三：落 料与 冲腰 圆孔 复合、弯曲 端部 两角 并使 中间 两角 预 弯 45、弯 曲中 间 两角、冲凸 包。其 优 点是工件回弹容易控制，尺寸 和形状精确，表面质量好，对 于这种长“腿”短“脚”弯曲件的成 形特别 有利，缺点是工序分散，占用 设备和人员多。方案四：冲 腰圆孔、切断 及弯曲四角连续冲压、冲凸 包。其优 点是工序比较集中，占用 设备 和人员少， 但回弹难以控制，尺寸和形状 不精确，表面擦伤严重。方案五：冲腰圆孔、切断及弯 曲端部冲腰圆孔、切断连续冲

6、 压、弯 曲中间两角、冲凸包。这种方 案实 质上与方案二差不多，只是采 用了结构复杂的连续模，故工 件回弹难以控制，尺寸和形状不精确 。方案六：将方 案三全部工序组合，采用 带料连续冲压。其优 点是工序集中，只用 一副模具完 成全部工序， 其实质是把方案三的各工 序分别布置在连续模的各工位 上，所以还具有方案三的各项优点， 缺点是 模具结构复杂，安装、调试和 维修困难。制造周期长。综合上述 ，该零件 虽然 对表面外观要求不高，但由于 “腿”特别长，需要有效地利用过弯 曲和校正 来控制回弹，其方案三和方案 六都能满足这一要求，但考虑 到该零件件生产批量不是太大，故选 用方案 三， 其冲 压工 序

7、如 下 ：落料 冲孔 、次弯 形 （弯曲端 部两角并使中间两 角预弯 45）、二次 弯形（弯曲中 间两角）、冲凸包。3. 主要工艺参数计算(1)毛坯展开尺寸 （查工具书） 展开尺寸按图 12-3 分段计算。毛坯展 开长度式中=45.5m;=30mm;和按计 算。其中圆周 半径r分别为2mm和4mm材料 厚度t=，中性 层位置系数x按由表3-2查取。当r=2mm时取x=， r=4mm 时取 x=。将以 上数 值代 入上 式 得考虑 到弯 曲时 材料 略 有伸 长， 故取 毛坯 展 开长 度 L=168mm。对于 精度 要求 高的 弯曲件 ，还 需要 通过 试弯后 进行 修正 ，以 获得准 确的

8、展开 尺寸 。(2)确定 排样 方案和 计算 材料 利用 率1） 确定 排样 方案 ， 根据 零件 形状 选用 合理的 排样 方案 ，以 提高材 料利 用率 。该 零件采 用落 料与 冲孔 复合 冲压 ，毛 坯形 状为矩 形， 长度 方向 尺寸较 大， 为便 于送 料，采 用单 排方 案 （见图 12-4 ）。12-3 毛坯 计算 图12-4排样方案2)搭边 值和 由表 2-12 查得 ，得 =2mm,=1.8mm。确定 板料 规格 和裁料 方式。 根据 条料 的宽 度尺 寸，选 择合 适的 板料 规格，使剩 余的 边料 越小 越好。该零 件宽 度用 料为172mm以 选择1.5mm X 71

9、0mmK 1420mm的板料 规格 为宜。裁料 方式既要 考虑 所选板 料规 格、冲 制零 件的 数量，又要 考虑 裁料 操作 的方 便性，该零 件以 纵裁 下料 为宜 。对 于较 为大 型的零 件， 则着 重考 虑冲制 零件 的数 量， 以降低 零件 的材 料费 用。 计算材料消耗工艺定额和材料利用率。根据排样计算，一张钢板可冲制的零件数量为n=4 X59=236（ 件 ） 。材料 消耗 工艺 定额材料 利用 率=%零件 面积 由图 12-5 计算 得出 。图 12-5 落料 、冲 孔工 序略 图4. 计算各工序冲压力和选择冲压设备(1) 第一 道工 序 落料冲 孔( 见图 12-6)该工序

10、 冲压 力包 括冲 裁力 ，卸 料力 和推料力， 按图 12-6所示的结构形式，系采用打杆在滑块快回到最高位置时将工 件直接从凹模内打出，故不再考虑顶件力。冲裁力式中 L 剪切长度;材料厚度（1.5mm）:拉深 强度，由表8-49查取，取=400Mpa；T 抗剪强度。剪切长度L按图12-5所示尺寸计算式中落料长度（mm）;冲孔长度（mm） 0将图示尺寸代入计算公式可得因此 ，=376+65=441mm将以上数值代入冲裁力计算公 式可得落料 卸料 力式中卸 料力 系数 ，由 表 2-8 查 取； 落料 力 (N) 。将数 值代 入卸 料力 公 式可 得冲孔 推件 力式中梗塞件数量(即腰圆形废料数

11、)，取 n=4； 推件 力系 数， 由表 2-8 查 取； 冲孔 力 (N) 。将数 值代 入推 件力 公式可 得第一 道工 序总 冲压 力=264600+9024+8580 =282204 282 ( kN)选择冲压 设备时着重考虑的主要参 数是公称压 力、装模高度、滑块行程、台 面尺寸等。根据第一道工序所需的冲压力，选用公称压力为400kN的压力机就完全能够满足使用要求。(2)第二道工序一次弯形(见图 12-7) 该工序的冲 压力 包括预弯中部两角和弯曲、校正 端部两 角及压料力等，这些力并不是同时发生或达到最大值的，最初只有压弯力和预弯力，滑块下降到一定 位 置时 开始 压弯 端部 两角

12、， 最后 进行 校正 弯 曲， 故最 大冲 压力 只考虑 校正 弯曲 力和 压料力 。校正 弯曲 力式中校正部分的 投影 面积单位面 积校 正(MPa),由表3-11查取,=100Mpa。结合图 12-1 、图 12-5 所示尺寸 计算式如 下校正 弯曲 力压料 力为 自由 弯曲 力 的 30%80%。自由 弯曲 力(表 3-10)式中系数弯 曲件 宽度 =22mm;料厚=1.5mm；抗 拉强 度=400MPa；支点间距近似取10mm将上述数据代入表达式，得：取， 得压料 力=50%X 2376=1188则第 二道 工序 总冲 压 力3）第三道工 序二次弯形（见图 12-8）根据第二道工序所需

13、要的冲压力，选用公称压力为400kN的压力机完全能够满足使用要求。该工 序仍 需要 压料， 故冲 压力 包括 自由 弯曲 力和 压料 力。自由 弯曲 力压料 力则第 三道 工序 总冲 压力第三 道工 序所 需的 冲 压力 很小，若单 从这 一角 度考 虑，所 选的 压力 机太 小，滑 块行 程不 能满 足该 工序 的加工需要。故该工序宜选用滑块行程较大的400kN的压力机。4）第 四道 工序 冲凸 包（见 图 12-9 ） 该 工序 需要 压料 和顶 料，其 冲压 力包 括凸 包成 形力 和卸 料力及顶件力，从图 12-1 所示标注的尺寸看，凸包 的成形情况与冲裁相似，故凸包成形力可按冲裁力公

14、式计算得凸包 成形 力卸料 力顶件 力（ 系数 、由 表 2-8 查取 ）则第 四道 工序 总冲 压 力从该工序所需的冲压力考虑，选用公称压力为40kN的压力机就行了，但是该工件高度大，需要滑块 行程 也相 应要 大， 故 该工 序选 用公 称压 力 为 250kN 的压 力机 。5.模具结构形式的确定落料冲孔模具 、一次弯形 模具 、二次弯形模具、冲凸包模具 结构形 式分别见图 12-6 、图 12-7 、图 12-8、图 12-9 。图 12-6 落 料冲 孔模 具结 构形 式图 12-7次弯 形模 具结构形 式图 12-9 冲 凸图 12-8 二次 弯形 模具 结构 形式 包模 具结 构

15、形 式、微型汽车水泵叶轮 冲压工艺与模具设计图12-10所示叶轮零件，材料08AI ZF,大批量生产。要求确定该零件冲压成形工艺，设计冲压成形模具。1.零件及其冲压工艺性分析叶轮 用于 微型 汽车 上发动 机冷 却系 统的 离心式 水泵 内， 工件 时以 15003000r/min 左右 的速 度旋 转， 使冷却水在冷却系统中不断地循环流动。为保证足够的强度和刚度，叶轮采用厚度为2mm的钢板。叶轮材料为铝镇钢08AI。该材料按拉深质量分为三级：ZP （用于拉深最复杂零件），HF （用于拉深很 复杂零件）和F （用于拉深复杂零件）。由于 形状比较复杂，特别是中间的拉深成形难度大，叶轮零件采 用Z

16、F级的材料，表面质量也为较高的n级。表12-1列出08AI ZF的力学性能。图 12-10 叶 轮零 件示 意图材料 ：钢 板为减 轻震 动，减小 噪声，叶轮 零件 的加 工精度 有一 定的 要求 。除了 7 个叶轮 形状 和尺寸 应一 致外 ，叶 轮中 部与 固定 轴配 合部位 的要 求也 较高 。 由于 靠冲 压加 工难 以达到 直径 和以 及高 度尺寸 的要 求， 实际 生 产中采用了冲压成形后再切削加工的办法（需进 行切削加工的表面标有粗糙度，图12-10 ）。冲压成形后 要留有足够的机加余量，因此孔和的冲压尺寸取为和。直径为一般要求的自由尺寸，冲压成形的直径精度的偏差大于表4-1拉深

17、直径的极限偏差。但高度尺 寸精度高于表4-3中的尺寸偏差，需由整形保证。表 12-1 08AI ZF 的力 学性 能(GB/T5213 1985T 和 GB/T710 1991)/MPa(%)不 小于260-300200441初步分析可以知道叶轮零件的冲压成形需要多道工序。首先，零件中部是有凸缘的圆筒拉深件，有两个价梯，筒底还要冲的孔；其次，零件外圈为翻边后形成的7个“竖立”叶片，围绕中心均 匀分布。另外，叶片翻边前还要修边、切槽、由于拉深圆角半径比较小（-1 ），加上对叶片底面有跳 动度的要求，因此还需要整形。对拉深工序，在叶 片展开前，按料 厚中心线计算有-，并且叶片展开后凸缘将更宽，所以

18、 属于宽凸 缘拉深。另夕卜，零件 拉深度大（如最小价梯直径的相对高度h/d=，远大于一般带凸缘筒形件第一次拉深 许可的最大相对拉深高度），所以拉深成形比较困难，要多次拉深。对于冲裁及翻边工序，考虑到零件总体尺寸不大，而且 叶片“竖直”后各叶片之间的空间狭小,结构 紧凑，另外拉深后零件的底部还要冲的孔，所以模具结构设计与模具制造有一定难度，要特别注意模具 的强度和刚度。综上所述，叶轮由平板毛坯冲压成形应包括的基本工序有：冲 裁（落料、冲孔 、修边与切槽）、拉深多次拉深） 、翻边（将外圈 叶片翻成竖直）等。由于是多工序、 多套模具成形，还要特别 注意各工序 间的 定位 。2.确定工艺方案由于叶轮冲

19、压成形需多道次完成，因 此制定合理的成形工艺方案十分重要。考 虑到生产批量大，应 在 生产合格零件的基础上尽量提 高生产率效率，降低生产成本 。要提高生产效率，应该尽量复合能 复合的 工序。但复合程度太高，模具 结构复杂，安装、调试困难， 模具成本提高，同时可能降低模具强 度，缩 短模具寿命。根据叶轮零件实 际情况，可能复合的工序有： 落料与第一次拉深；最后一次拉深和 整形； 修边、切槽；切槽、；冲孔； 修边、冲孔；切槽、冲孔。根据叶轮 零件形状，可以 确定 成形顺序是先拉 深中间的价梯圆筒形，然后 成形外圈叶片。这样 能保持 已成 形部 位尺 寸的 稳 定， 同时 模具 结构 也 相对 简单

20、 。修边 、切 槽 、冲 孔在 中间 阶梯 拉深 成形 后 以及 叶片 翻边 前进 行 。为 保 证 7 个 叶片 分 度均 匀，修边 和切 槽不 要逐 个叶 片地 冲 裁。因此叶轮的冲压成形主要有以下几种工艺方案：方案1） 落 料；2） 拉深 （多次） ；3）整形;4)修边；5)切槽；6)冲孔；7)1）落料与第一次拉复合;2)后续拉深;3)4)切槽、修边、冲孔复合;5) 1）落料与第一次拉深复合;2） 后续拉深;方案四:方案五:4)5)6)切槽、冲孔复合;修边；翻边。1）落料与第一次拉深复合；2)3)4)5)6)修边、冲孔复合;切槽；1）落料与第一次拉深复合;4） 切槽;5) 修边 、冲 孔

21、 复合6) 翻边 。方案 一复 合程 度低 ，模具 结构 简单 ，安 装、调 试容 易， 但生 产道次 多， 效率 低， 不适合 大批 量生 产。方案 二至 五将 落料 、拉深 复合 ，主 要区 别在于 修边 、切 槽、 冲孔的 组合 方式 以及 顺序不 同。 需要 注意 的是 ，只 有当 拉深 件高度 较高 ，才 有可 能采用 落料 、拉 深复 合模结 构形 式， 因为 浅拉深 件若 采用 落料 、 拉深 复合 模具 结构 ，落料 凸模 (同 时又 是拉深 凹模 )的 壁厚 太薄， 强度 不够 。方案 二将 修边 、切 槽、冲 孔复 合， 工序 少，生 产率 最高 ，但 模具结 构复 杂，

22、安装 、调试 困难 ，同 时模 具强 度也 较低 。方案 三将 切槽 和冲 孔组合 ，由 于所 切槽 与中间 孔的 距离 较近 ，因此 在模 具结 构上 不容易 安排 ，模 具强 度差 。所 以较 好的 组合方 式应 该是 修边 和冲孔 组合 ，而 切槽 单独进 行， 如方 案四 、五。方案 四与 方案 五主 要区别 在于 一个 先修 边、冲 孔后 切槽 ， 一个先 切槽 后修 边、 冲孔。 由于 切槽 与修 边有 相对 位置 关系 ，而所 切槽 尺寸 比较 小，如 果先 切槽 则修 边模具 上不 好安 排定 位，所 以实 际选 择了 方案四 ，即 先修 边、 冲 孔后 切槽 ，然 后翻 边

23、成形 竖立 叶片 。3.主要 工艺 参数 计 算(1)圆形 ，需 确定 的落 料 尺寸 为圆 的直 径。落料 尺寸 落料尺 寸即 零件 平面 展开尺 寸， 叶轮 零件 基本形 状为 圆形 ，因 此落料 形状 也应 该为带有凸缘的筒形拉深成形件，展 开尺寸可按第四章有关公式计算。但 根据叶轮零件图，不 能直接得到 凸缘尺寸。在计算落料尺寸之 间，要将竖立的叶片“落料尺 寸。图 12-11 叶 轮叶 片的 展开严格来说，叶轮成形“竖直” 叶片的工序属于平面外凸曲线 翻边（ 参考第五章第三节）。但根据 零件 图，由于翻转曲线的曲率半径比较大，为简化计算可以近似按弯曲变形来确定展开尺寸，如图 12-1

24、1 所 示。因为弯曲半径r=1 =1,所以可以按表3-5弯曲坯料 展开的计算 公式计算。经计算，叶片展开后, 凸缘尺寸为（单位mm下同）。，查表 4-5，可 取修边余量为。因此凸缘直径 为76+ X =取凸缘尺寸，于是得到叶轮拉深成形尺寸，如图 12-12 所示。图 12-12 叶 轮拉 深成 形尺 寸（按料厚中心线标注）根据叶轮拉深成形尺寸，要以算出零件总体表面积A约为5890。按照一般拉深过程表面积不变的假设,可得 到落 料直 径因圆 角半 径较 小， 近似由 第四 章表 4-7 公式5 计算 落料 直径代 入 =16 ， ， 得。 最后 取落 料直 径 。落料 尺寸 确定 后，需 要排

25、样方 案。圆形 件 排样 比较 简单 ，根 据 本例 中零 件尺 寸大 小 ，可 采用 简单 的单 排排 样形 式。冲裁搭边 值可以按 表 2-12 选取， 取沿边搭边值，工件间 搭边值 。2）拉深 道次及各 道次尺寸 叶轮拉深成 形后为带阶梯 的宽凸 缘件，成 形较为困难 ，需多次 拉深。根据 图 12-12 所示叶轮拉深件 形状，成 形过程可分 为两个步 骤：首 先按宽凸缘件 拉深成 形方法， 拉成所 要求 凸缘直径 的筒形件（内径 、凸缘直径），然后 ，若将由 内径的筒形 部分逐次 拉成内 径的阶梯 ，视为 拉深 成内径为 直筒件的中间过 程，则可以近似用筒 形件拉深 计算方法计 算阶梯

26、部 分（内 径）的成 形，但应保 证首次拉 深成形后的凸缘 尺寸在后续拉深过程 中保持不 变。以下尺 寸按料厚 中心线 计算。1)由毛 坯拉 成内 径、 凸缘 直径 的圆形 件： 判 断能 否一 次拉 成。带凸 缘筒 形件 第一 拉深 的许 可变 形程 度可用 对应 于和 不同 比值的 最大 相对 拉深 高度 来表 示。 根据 图 12-12 ， 对叶 轮零 件， , 由表 4-20 查得。在本 例中 ，内 径的 圆筒件 高度 未定 。可 以先确 定拉 深圆 角半 径，然 后求 出直 径的 毛坯拉 成内 径为 的圆 筒件 高度 ，最 后利 用判断 能否 一次 拉出 。取圆 角半 径。 按公 式

27、 4-11 可求出 拉深 高度因， 所以 一次 拉深 了出 来。在凸 缘件 的多 次拉 深中，为 了保 证以 后拉深 时凸 缘不 参加 变 形，首 先 拉深 时，拉 入凹 模的 材料 应比 零件 最后 拉深 部分 所需要 材料 多一 些（ 按面积 计算 ）， 但叶 轮相对 厚度 较大 ，可 不考虑 多拉 材料 。如 果 忽略 材料 壁厚 变化 ，凸缘 内部 形状 在拉 深 过程 应满 足表 面积 不变条 件。 用 逼近 法确 定第 一次 拉深 直径计 算见 表 12-2表 12-2相对凸缘直径假定值毛坯相对厚度第一次拉深直径实际拉深系数极限拉深系数 由表4-21 查 得拉深系数差值+实际拉深系

28、数应该适当大于极限拉深系数，因此可以初步取第一次拉深直径为36mm （按料厚中心计算）。 计算第二次拉深直径 查表4-15得第二次拉深的极限拉深系数。考虑 到叶轮材料为08AI ZF,塑性好，同时材料厚度较大，极限拉深系数可适当降低。取，。为了便于后续拉深成形，第二拉深直径可取为，此时的拉深系数为： 按 表 4-43 查一、 二次 拉深 的圆 角半 径， 可取 与凹 模圆 角半径 相等 或略 小的 值所以 可以 取， 。考 虑到叶 轮最 终成 形后 圆角半 径较 小， 实际 取。计 算第 一、 二次 拉 深高 度根 据公 式 4-8 ，第 一次 拉深 高度 ：第二 次拉 深高 度：校 核第 一

29、次 拉深 相对高 度， , 查表 4-20 ， 考虑 到材 料塑 性好 ，故 可以 拉成 。2)由内 径拉 出内 径的 阶 梯：阶梯 形件 拉深 与圆 筒形件 拉深 基本 相同，每一 阶梯 相当 于相 应的圆 筒形 件拉 深。下 面用 筒形 件拉 深计 算方 法近 似计 算阶 梯部分 （内 径） 的成 形。由内 径拉 出内 径的 阶梯，总拉 深系 数。查表 4-15 ，筒形件 第三次 拉深 的极 限拉 深系数 ，所以该 阶梯部 分不 能一 次拉 成， 需 多次 拉深 成形 。由表 4-15 ，筒 形件 拉深 的极 限拉 深系 数，。 实际 拉深 系数在 各次 拉深 中应 均匀分 配。 考虑 到

30、最 后一次拉深 时材 料已 多次变 形， 拉深 系数 应适当 取大 一些 。于 是阶 梯部 分采 用三 次拉深 ，拉 深系 数分 别为、。各 次拉 深直 径分别 为第三 次拉 深（第一次 阶梯拉深 ）：（内径 ）第四 次拉 深（第二次 阶梯拉深 ）：（内径 ）第五 次拉 深（第三次 阶梯拉深 ）：（内径 ）忽略 材料 壁厚 的变 化，按 表面 积不 变的 条件可以计 算出 各次 深的高 度：由毛 坯拉 成内 径 、 凸缘 直径 的圆最后 得到 的拉 深成 形各 工序 尺寸 如图 12-13 所示 。工 序筒件。第一道工序为落料、拉深，落料 直径，然后拉深成凸缘直径为80mm的筒形件，该凸缘直径

31、在后续 成形 过程 中保 持不 变。落 料、 拉深 由一 套模具完成 。工 序二 为宽凸 缘筒 形件 的二 次拉深 。工序 三、四、五为 由内 径的 筒形 拉出 内径小 台阶 的阶梯拉 深过程。工 序五 在拉 深成形 结束 后还 带有整形 ，主 要目 的是 将凸缘 整平 ，同 时减 小圆角半径 ，以 达到 零件图 要求 。经实 际生 产验 证， 上述 工艺 方案 是完 全 可行 的。图 12-13叶 轮拉 深工 序图3）落料 、拉 深冲 压力落 料 力的 计算 按下 式一般 可取 或查 表 8-49 。拉深 力计 算由 表 4-54 公 式代入 数据 ，最 后得 拉深 力出 现在 落料 力之

32、后。 因此 最大 冲压力 出现 在冲 裁阶 段。选 用刚 性卸 料的 落料、 拉深 复合 结构 （ 见图 12-4） ，可计 算出 最大 冲压 力 为参考 第二 章公 式，经计 算，。所 以可 以选择 吨位 为 250kN 以上的 压力 机。考虑 到拉深 成形 的行 程比较大 ，选 定压 力机 还应参 考说 明书 中所 给出的 允许 工作 负荷 曲线。4.模具设计如前所述 ，模具设计包 括模具结 构形式的选择与设计 、模具结构 参数计算 、模具图绘制等 内容。下面主 要就落料 、拉深复合模进 行说明。然后简单介 绍修边冲 孔模、切槽 模、翻边 模的结 构。1）模具 结构图 12-14 所示的为

33、 刚性卸 料装置的 落料、拉深 复合模典型结 构。该结 构落料采 用正装式 ，拉深采 用倒装式。模座 下的缓冲 器兼作 压边与顶 件装置。推 件一般采 用打杆的刚 性推件装 置。该 结构 上模部分 简单，其缺 点是拉深件留 在刚性 卸料板内 ，不易出件，带来操 作上的不便，并影响生产率。 适用 于拉深深 度较大、材料较 厚的情况。考虑到叶 轮零件相 对厚度较厚 ，因此采 用这种 模具结构 。条料 送进 时，由带 导尺 寸的固 定卸料板 11导向，冲首 件时以目 测定位，待冲第 二个工件时，则用挡料销 6定位。模 具工 作时，用 模具下面 的弹性装 置提供压边 力，模具 结构简 单。压 边力是通

34、过托杆 4传到压边圈 9上进 行压边的。拉深 行程 最后，件 21 和 22靠拢对工件施压 ，使工 件底 部平整。工件 制出后，上 模上 行， 打 杆 19 和 推件 块 21 起作 用， 把工 件从 凸 凹模 16 中 推出 。阻，情况图 12-15 所示落料 、拉深 复合模 为弹性卸料 装置形式 。该结构形式的 优点是操 作方便，出 件畅 通无 生产率高 。缺点是弹性卸 料装置使模具结构较 复杂与庞 大，特别是 拉深深度 大，料 厚，卸料 力大的 ，需要较 多、较长的弹簧 ，使模具结构过分地 庞大。所 以它适用于 拉深深度 不太大 ，材料较 薄的情 况。二次 以上 的后 续拉 深模 具结 构见 图 12-16 所 示。(3)模具 工件部分尺 寸及公差 计算以落料、 拉深复合 为例进 行计算。落料凸模和凹模为圆形，所 以可以采用单独加工取落料件的尺寸及公差为：按表2-31公式式中x=,查表 2-30 ,查表2-28式中，查表2-2 ,同时有，,查表2-28 0所以上述计算是恰当的。图12-14 刚性卸料、落料、拉深复合模O落料毛坯直径可取未注公差尺寸的极限偏差，故图 12-16 后续 拉深模结构示 意图图 12-15 弹性 卸料 、拉 深复 合模 结构 示 意图模具 闭合 高度 ： 根据 图 12-14 模具 结 构， 模具 闭合 高度 为查所选设备的参数，最大闭合高