复合模设计中几个问题的探讨!

东方圣手

[摘要]根据薄钢板拉深成型的特点，结合冲压工艺方案，介绍了复合模在设计中常见的几个问题的解决方法及设计方案。
关键词：复合模         成型拉深        设计方案
一、引言：
在模具设计中，大多数设计者都有设计资料作为参考依据，但是，就是这些汇集了广大专家学者的知识和经验的技术资料，因其必须的通用性等原因，使得这些资料在某些方面存在一些不足不处，本文主要从薄钢板（材料厚度=0.2Omm--0.4mm）的冲孔、落料、拉深成型等方面对复合模的制造和设计作一些探讨，也许会给广大模具爱好者一些启发和帮助。
二、模具的设计应适应市场要求
一般情况下，在模具设计时，首先根据预制件的形状尺寸计算该工件的内外部落料尺寸。在一套模具中同时具有内外落料时，常驻规下先冲出内孔，开始拉深后再落外面的材料。这种设计方法制造出的模具在开式模具中最常见，因为它利于安装和维修，但是，这种模具对冲压用材料的机械性能、冲压件直径以及拉深深度有一定的要求。如果不达到要求，则会使冲压件在拉深过程中，出现破裂现象，造成大量废品。在市场竞争如此激烈，各行各业都在竞相降价促销，如果一味的用质优价高的钢板，势必提高产品的成本，降低市场竞争能力。因此，必须使用一些价格低廉的材料，通过对模具的设计，制造技术的改进，冲出与优质钢板同等质量的冲压件，这样才能降低成本，增强产品的市场竞争能力，使企业在市场激烈的竞争中立于不败之地。
三、内、外落料尺寸的计算及尺寸的选择
计算预制件的落料尺寸，首先应对预制件各部件进行测量和设计，然后按照等面积法或形心法进行计算。通常我们都是按照等面积法进行计算。不过由于冲制件形状各异，有的冲制件直接按照等面积法计算出的数据为冲制件的实际尺寸，有的冲制件按照等面积法计算出的尺寸并不是我们实际生产中的尺寸，必须根据冲制件的形状及冲压工艺对计算出的落料尺寸，根据平常的设计经验，进行修正，修正后的数据，才是我们所要求的尺寸。（如图——a、b)
图——a冲制件落料尺寸计算
FO=（156.3-5）2X∏/4=5722.92
F1=∏/2X2.5(151.3∏+4X2.5)=606.65∏
F2=(7-1.5-2.5)X156.3∏=4689∏
F3=∏/2X1.5[∏(156.3+3)-4X1.5)]=370.65∏
F4=(165.3-2.4)2X∏/4-159.32X∏/4=289.98∏
F5=1.2∏÷2[∏(165.3-24)+4X1.2]=309.78∏
F6=165.3X(4-1.2-1.5)=214.89∏
F7=∏/2X1.5[∏(165.3+3)-4X1.5]=391.846∏
F8=∏/4[(165.3+13)2-(165.3+3)2]=866.5∏
F1=9241.8              d=192.26               d=112
图－b计算
FO=∏/4X1632=6642.25∏
F1=∏(163∏+8)=520.08∏
F2=∏X166.9X(8-2-1.5)=751.05∏
F3=∏/2X1.5(∏166.9-4X1.5)=388.7485∏
F4=∏/4(174.7-2.4)2-(166.9+3)2=205.32∏
F5=∏/2X1.2(172.3∏+4X1.2)=327.658∏
F6=174.7∏X(4-1.5-1.2)=227.11∏
F7=∏/2X1.5(174.7∏-4X1.5)=407.1268∏
F8=∏/4[188.52-(174.7+3)2]=988.74∏
经计算D=204.5                          d=134.6
实际使用尺寸Ｄ＝２０３　　　　　d＝１３１（注：Ｄ为外部落料直径；d为内部落料直径）通过实际生产验证图一a计算出的数值与实际生产中所采用的落料尺寸相符合。
图－b因为走料方向由内向中间的走料面积与由外向中间的走料面积相差太大，为防止材料在拉深过程中失稳，导致材料过多地向外走，造成制件外径偏大，而内部尺寸偏小Ｈ１高度不足，应适当对材料的内外落料尺寸进行修正，以保证材料在拉深过程中的平稳过度，具体的修正数值应根据材料的厚度、模具制造精度、凹凸模间隙、冲制件徒刑以及模具结构来决定，经过长期的生产证明这种方法是正确的。
模具设计中，常会遇见冲压件直径太小，而拉深深度超出常规模具设计情况下材料的拉深极限范围的情况。（如图二）一般情况下，遇见此种情况我们都采用二次拉深或多次拉深成型。但是，多一道工序就多一道序的废品，相应地也增加冲压生产的危险性。因此，我尝试改变我们平常的设计模式：冲内孔→开始拉深→落外料→拉深成型，决定先落外料，然后开始拉深，拉深到特定的深度后，冲内孔，再进行最后的成型拉深。根据这个想法，我设计了一套冲孔拉深成型复合模。见文献《模具制造》１９９９．ＮＯ．２《双环口圈模具设计的改进》此套模具在设计时，在计算出内外落料尺寸后，将外落料和内冲孔尺寸都同时作了相应的修正，从而也避免了在拉深中超过材料的拉深极限而使内切口拉裂的现象，实现了使用等外品钢板拉出与优质马口铁同等质量的从制件的目的。
四、正反拉深方向的选择
模具设计中，正确的根据冲制件的形状，工艺要求选择正、反拉深方向，不但有利于模具的制造及冲制件的拉深成型，而且还可以节约一些工序。但是，如果选择不当，不但不能节约一些工序，反而会增添许多麻烦。严重者可能使整套模具几尽报废。这是因为，不是每个冲制件都可以选择正向拉伸或反向拉深，而是要求我们必须根据冲制件的形状、尺寸及工艺要求进行正向拉深或反拉深的分析和论证来确定，不可盲目地选择正拉深或反拉深，这将会给自己带来不必要的麻烦和一些无法解决的问题。（如图三a    b）。
工艺分析：从图中可以看，图三a的成型步骤：落料→拉深成型，图b成型步骤：冲内孔隙→拉深→落外料→拉深成型。实践发现图三a可以采用正拉深或反拉深，并且都容易拉伸成型，只是在采用反拉深时可以省去一道卷边工序。图三b如果采用反拉深工艺不但不利于拉伸成形，而且还增加了材料在拉深过程中的许多不稳定因素，材料方向也会因材料的不同相差太多，在试模中，曾用马口铁、基板铁及涂料铁分别进行试验，结果因材料的内外走料面积相差太大而无法掌握其走料方向，就是同一张铁，只要是这一张铁一面有涂料一面无涂料，冲压出的制件尺寸也相差太远，不易控制。虽然经过了一定的努力，拉出的冲制件仍然不能达到要求，最后不得不采用正向拉深重新设计了一套模具，才使冲制件的各部位尺寸符合了设计要求。
结束语：实践证明，我们在设计和制造模具时，只要勤于思考，敢于打破常规大胆地去想，去做，勇于探索勇于革新，一定能找出一条既利于拉深，模具结构又合理，具有超前意识的模具设计制造之路。

[此贴子已经被作者于2003-5-4 15:00:39编辑过]

东方圣手

请大家原谅!图没有贴上来,因为刚来到这个论坛不久,对贴图还不熟悉,贴不上去.

晶星

大哥好水平服

sandy2002

说的是拉伸冲孔复合模吗？
我觉得在五金冲模里，复合模是很简单的

鹰派小鸽

复合模也有难的啊，只是你没见过，
我昨天弄一副冲孔翻边落料复合模，想了2个多小时，是一个直径70，高5毫米的带凸缘的盘子，要切凸缘（保证89。2），还要把底部冲破，再向外翻，拉到8毫米高。
不是太简单吧？

东方圣手

我只是在薄钢板方面的冲裁、拉伸、成型等方面有一点小小的级经验，希望我们都能够相互学习，提高自己的技术水平。

东方圣手

各行各业冲压件的要求不一样,模具结构也各种各样,只要我们勇于钻研,就会解决的![em12][em12][em12][em12]

750730

说的好？我有同感。，

zhaoyafei1

<P>看看</P><P>不错</P>

ai_qj

是啊，要求不一样的

sicuanxcz

办法是人想的，没错，但是，想得到未必做得到，俺搞模具的细节好重要。