拉伸切边模设计

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1、拉伸切边模设计张少锋　肖思农　　摘要：介绍拉伸切边复合模具的结构形式，对控制工件切边质量的主要技术参数，作了简要的计算分析和阐述。　　关键词：拉伸切边模；切边质量；控制技术　　中图分类号：TG76　文献标识码：B　　文章编号：1008-35X(1999)03-0059-03　　板料经拉伸成形后，其口部一般都有不平的凸缘，常常要进行切边。其切边方式通常采用滚轮式、涨切式或浮动式切边模，但这几种切边方式都需要另外设计一副切边模，且易引起工件断面形状的变化。为此，设计了一副制造图1所示工件的拉伸切边复合模(见图2)，该模具采用了尖刃凸模和带拉伸圆角的凹模进行切边，经使用，获得了满意的效果

2、。图1　零件图图2　模具结构1拉伸凸模　2拉伸凹模　3切边凸模1　模具结构形式的确定1.1　凸模刃口形式的选择1.1.1　凸模结构形式　　拉伸切边模的特征是改变拉伸凸模的结构，设置切边刃口。有以下两种凸模刃口形式。　　(1)切边刃口断面夹角大于90°的形式，如图3(a)。其特征是刃口倾角α应大于摩擦自锁角，一般取12°～15°。对于不变薄拉伸，剪切间隙Δ值取材料厚度的25%～35%；对于变薄拉伸，Δ值取上道工序拉伸件壁厚的25%～35%；软材料取小值，硬材料取大值［1］。(a)(b)图3　凸模切边刃口的形式　　(2)切边刃口断面夹角等于90°的形式，如图3(b)。1.1.2　凸模结

3、构的分析　　(1)图3(a)所示凸模结构有如下缺点：①切边后工件的高度取决于图3(a)所示的L值，而L值不易精确确定，当工件的高度尺寸有较高要求时，此值难以保证。②α值不易测量，且当切边刃口钝化或部分崩裂后不易修复。③当切边刃口钝化或部分崩裂后，对于倒装式拉伸切边模，工件容易紧粘附在凸模上，难以卸下。　　(2)对于图3(b)所示结构，只要合理选择技术参数，并且将拉伸凸模和切边凸模做成两件，然后用螺钉、销钉定位联接，就能有效地克服上述缺点。经过两种凸模形式试验，证明图3(b)形式效果更好。1.2　正装和倒装形式的选择　　带有弹性压边装置的拉伸切边模，有正装和倒装两种形式。对于薄料浅拉

4、伸件，可以采用正装形式，否则，采用倒装形式。因倒装拉伸切边模的压边圈在下模，压料装置可以装在工作台下面的宽敞空间，压边行程大，模具结构紧凑，对于压边力大，工件高度高的拉伸件比较适合。1.3　卸件方式　　工件在拉伸时，由于拉伸力的作用或润滑油等因素影响，使得工件很容易被粘附在凸模上。对于倒装拉伸切边模，当切边刃口钝化后，工件更容易粘附在凸模上。为此在凸模上开设Φ6.5mm的通气孔，并在通气孔中通压缩空气，卸件困难的问题得到解决。2　主要技术参数2.1　拉伸凹模圆角半径和拉伸间隙的确定　　利用尖刃凸模与带圆角的凹模进行切边时，切边工件边缘形状(如图4)与普通冲裁时工件的边缘形状是不同的

5、，其冲切边缘形状与凹模圆角半径r及拉伸间隙Z有关。　　为了使工件切边质量最佳，拉伸凹模圆角半径r及拉伸间隙Z应符合下列条件［2］：图4　切边工件的边缘形状　　r(3～4)t0　　　　式中：m——切边前的拉伸系数　　t0——毛坯料厚(mm)　　拉伸系数在m≤0.7时取0.82，而当m>0.8时取0.85，对于本工件，由上式得：　　r≥4.5～6mm　　Z≈1.65=1.1t0　　从有利于拉伸来看，根据经验公式［3］：　　　　Z=(1～1.1)t　　式中D——毛坯直径(mm)　　d——拉伸件直径(mm)　　t——板料厚度的平均值(mm)　　求得r=6.7mm。　　取r=7mm，Z=1.

6、1t，能够满足切边工件质量的要求。2.2　切边间隙的确定　　对于拉伸切边模，切边的单边间隙原则上不得超过0.02mm，但这对于模具制造的要求未免过于苛刻。根据生产实验可知，当取r=7mm、Z=1.1t0时，对于t0=1.5mm的软钢板料，只要单边间隙不超过0.08mm，就能保证工件端部不出现毛刺。因此设计的单边间隙为0.04～0.06mm。3　模具材料的选择　　此拉伸切边模的易损部位主要在切边凸模和拉伸凹模，材料选择Cr12M0V钢。这种钢具有淬火变形小，淬透性好，耐磨性高等特点，但它的最大缺点是碳化物分布很不均匀，这不仅使钢的强度大为降低，而且往往造成模具在使用过程中出现崩刃损坏

7、。为此，可通过改锻来改变原材料的碳化物分布状况，以便提高模具的使用寿命。　　该模具把拉伸成形和切边合二为一，降低了模具制造成本，提高了产品生产效率。投入使用半年以来，都能稳定地生产出合格产品，达到了设计的目的，满足了生产的要求。作者单位：广东工业大学，广东广州510643参考文献：［1］高云显.挤切修边模的设计［J］.锻压技术，1988，2.［2］周开华.冷冲压译文集［M］.北京：国防工业出版社，1979.［3］《冲压工艺及冲模设计》编写委员会.冲压工艺及冲模设计［M