基于数值模拟的封盖冲压工艺及模具设计.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2013)ol一0079—03基于数值模拟的封盖冲压工艺及模具设计丁华天。杜佳东，裘剑峰，王蕾(台州学院机械工程学院，浙江台州318000)摘要：在利用数值模拟软件对封盖进行冲压成形工艺分析的基础上，制定了模具设计方案，即采用五道工序成形，将落料、首次拉深复合，将二次拉深、反向拉深、切边复合。由于拉深过程中可能出现拉裂、起皱等缺陷，因此在这两个工序中运用模拟软件，对两次拉深进行模拟仿真，分析验证其可行性。模具结构紧凑合理，为同类零件的生产提供参考和借鉴。关键词：模具设计；封盖；冲压；模拟仿真

2、中图分类号：TG385．2文献标识码：B1引言势。整个工艺采用复合模，使用两套模具，在第一套模图1所示为某封盖零件，材料08钢，料厚2mm，具上进行落料和拉深，成形后如图2所示；在第二套要求制造精度为IT14级。此零件为带凸缘的锥筒形模具上进行反拉深，模具相对较复杂，但能更好地保件，需要采用拉深成形，经过分析得到的加工过程证精度，提高生产效率，成形后如图3所示。为：落料、一次拉深、二次拉深、反向拉深、切边五道工序。对五道工序进行可行性分析，将落料、首次拉深复合成第一套模具，将二次拉深、反向拉深、切边复合成第二套模具。本零

3、件用于密封，因此有一定的粗糙度和精度要求，模具的成形难点在于第二套模具工件的定位问题，反向切边质量的保证等。图2第一次成形图图1零件图图3第二次成形图2成形工艺与仿真分析2．1成形工艺分析2．2仿真分析通过对产品零件的形状、尺寸与材料性质分析，本次设计利用模拟软件对拉深过程进行仿真分可知该零件适合冲裁和拉深。冲裁该零件包括落料、析，研究其拉深过程中的等效应力、应变及破坏情况，拉深、反拉深三个基本的工序，且是大批量生产，符合初步拟定落料、拉深、冲孔及切边等工序，并为生产出复合冲压模批量越大效率提高越明显的特点。相对于的零件

4、实现表面平整无拉裂、起皱提供理论依单工序模来说，复合模具有生产效率高，冲压件精度由图4可知，零件第一次成形拉深过程高的特点；相对于级进模来说，又具有体积相对紧凑，圆角破坏最严重，是极易发生拉裂的部位。这定位精度高，定位方便的特点。符合当前模具发展趋理论相符，表明仿真结果符合实际。该零件破处为2．3<49．9，说明该模具结构设计合理，符收稿日期：2012—08—17要求；由图5第二次成形过程云图同样可知作者简介：丁华天(1989一)，男，学士在读，主攻材料成形及控制工程构设计合理，符合要求。配精度，卸料板采用4根卸料螺钉，

5、另外，主导套与上模座采用厌氧胶粘接固定，以适当降低导套孔的加工精度，避免内孔处导向组件重复定位，保证模具的整体装配精度。下模部分由下模座4、落料凹模8、下垫板6、拉深凸模27、拉伸凸模固定板7等组成并通过标准紧固件和定位销联为一体。(2)定位和导料该复合模具为卷料供料生产，板料在模具中必须有正确的位置，才能保证冲裁出外形完整的图11模具结构图合格零件，正确的位置是依靠定位零件来保证的。1．螺母2．聚酯块3．下模座4．固定螺钉5．拉伸前端用固定挡料销保证条料的步距。送料粗定距凸模6．拉伸凹模7．固定螺钉8．上模座9．模柄依

6、靠送料机送料精度，精确定位由模内的挡料销lO．圆柱销11．导套12．导柱13．顶杆14．圆柱销完成，由于采用复合模，因此只需保证送料步距精15．双头螺钉16．托板度即可，其定位累积误差可控制在0．02ram以内。此道工序不采用侧压装置，由两个导料销保证条3．2模具设计解决的主要问题(1)拉裂。由于拉深件有一定锥度，凸模接触面料的正确送进。积小，压力集中，容易引起局部变薄，出现拉裂的情(3)压料与卸料8765432l模具压料与卸料弹力由推件块23、压边圈25况，因此在设计时应适当增大压边力。(2)起皱。工件壁较薄，且拉深凸

7、缘部分宽大，极及卸料板24组成，三个部件都能起卸料作用，其中推件块和压边圈既起推件作用又起压边作用。通过易引起起皱，故采用压边圈防止起皱。调节下端的止付螺母1的位置可以调节压料弹簧的(3)第二次拉深的定位。经第一次拉深，零件已有了一定的形状，因此在进行第二次拉深时，使压边圈预压力，从而实现压料力的平衡调节。另外，利用分别安装在上下模座上的限位柱来控制闭模间隙，其与毛胚的内形完全吻合。冲压时，将毛胚套在压边圈既能为防止工作时因压力过大而导致料带严重压上进行定位，同时为了防止压边圈将毛胚压得过紧，薄，又可避免初始送料时模具尾

8、端无料带而引起的采用了限位螺钉的结构，使压边圈和拉深凹模之间保m¨模具不平衡，从而保护模具。持一定的距离，压边力不致随着行程的加大而加大。3．1．2第二套模具(1)模架及导向4结束语通过合理安排零件成形工序，设计出切实可行模具结构如图11所示，同第一套模具一样采用复合模，采用后侧导柱滑动导向模架，包括后导向滑的辅助成