阶梯形状外罩类零件复合模具设计

林红艳

（金肯职业技术学院，江苏 南京 211156）

某阶梯形状外罩结构及尺寸如图1，该零件要求外形美观无划痕、凸缘平整。材料为10钢板，厚度2mm，较高精度，较高级的精整表面，最深拉深级的冷轧钢板。根据要求设计了一副落料拉伸切底模具，该模具结构简单，易于操作，产品符合设计要求，质量稳定，现已投入批量生产，取得了明显的经济效益。

1 设计思想

从图1可以看出，该零件除两个切口外，其余部分较保守的加工方法是，先落料拉伸，而后再整形，最后冲孔，这样需要三副模具，由于在每道工序的冲压过程中不可避免的会因各种因素而造成加工累积误差，位置精度受到很大的影响，尤其是对一些精度高、无切削加工的薄壁件更难以保证。如果能够在一副模具上完成落料、拉伸、冲孔，不但降低了模具的制作费用，还可以大大提高生产效率和精度要求，实践证明一次完成落料、拉伸、冲孔是可行的，零件精度达到了设计要求。

2 落料、拉伸和切底工艺分析

（1）落料。成形凸模的刃面稍低于落料凹模的刃面约2mm，使落料完毕后才进行拉伸。

（2）拉伸。

①由图1可知，此外罩是一个阶梯圆筒件，两相邻的阶梯直径相差很小，拉伸时，相当于先收成近似为Φ116mm的形状，而后再把上半部分拉伸成Φ116mm，下半部分拉伸成Φ111.5mm。但由于该件有一个阶梯并且圆角比较小，它的存在必将使成形受阻，拉伸阻力增大，相应的材料承受的拉应力也增大，材料有可能被拉裂。

②零件凸缘部分要求平整、无划痕，关键是解决起皱问题，所以该模具必须采用较光洁的压料板，压料力的大小采用橡胶来调整。

综上分析，通过降低凸、凹模工作部分表面粗糙度值，采用合适的凸、凹模间隙，使材料处于较小的拉应力状态，一次拉伸成形是可以实现的。

（3）切底。切底凸模与成形凸模一起，并比成形凸模高2mm左右，切底凹模同时也起压料作用，并且在切底凹模上加工两个小孔起到排气作用。

3 模具结构设计

根据设计思想及工艺分析，设计了一副外罩落料拉伸切底模具，其结构见图2。

通过试拉伸，成形凸、凹模间隙取2.05mm。成形凸模8设计为阶梯整体式，中间留有Φ102.15mm的孔，与切底凸模9配合，材料选用GCr15，工作部分的硬度为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，材料为GCr15，硬度为60～64HRC。切口凹模5同时也是压料作用，可以在成形凹模4内可以上下移动，材料为GCr15，硬度为56～60HRC。模具自2000年投产使用至今，运行正常，达到了设计技术要求，效率高，产品质量稳定。

图2 模具结构