复杂曲线零件冲压模具设计

姜雪燕 王丽卿 陈娟

【摘  要】本文以复杂曲线零件为研究对象，通过冲压加工的方法，制定合理的加工工艺方案，经过分析计算，设计了拉深模和整形模，突破性的解决了该类零件生产中使用传统加工方法遇到的问题，提高了零件的生产效率、材料利用率和加工质量。

【关键词】复杂曲线零件;模具设计;冲压

1 引言

复杂曲线零件在机械产品、军工、航空领域应用广泛，市场需求量大。但由于复杂曲线零件，具有曲线顶部圆角半径小，零件外观要求严格的特点，所以该类零件加工难度大。国内大部分企业采用传统机械加工的方法进行该类零件加工，首先精密铸造毛坯后，使用车削加工等机械加工的方法加工出该类零件。采用这样的加工方法，存在多方面的缺陷：一是产品合格率低。由于铸件中不可避免存在着气孔、砂眼等铸造缺陷，当对内外表面进行机械加工时，遇到气孔、砂眼等铸造缺陷后，整个零件就只能报废，據统计合格品率不足60%。二是刀具损耗大。在机械加工中碰到气孔、砂眼等铸造缺，极易出现崩刃现象。三是铸造毛坯制造的该零件材质分布不均匀，容易在铸造缺陷处产生氧化生锈等问题，影响零件的强度与可靠性。总体来看，采用传统的加工方法不仅生产效率低、合格率低、材料利用率低、产品质量不高，而且生产成本高。

我们决定突破传统加工方法，采用冲压加工方法生产该零件，提高生产效率，降低生产成本。冲压加工技术具有生产效率高、产品质量高、材料利用率高、生产成本低的特点。在深入分析各类曲线零件制造工艺的基础上，对该类零件进行工艺分析，制订出多种较为可行的冲压加工方案。充分考虑各种因素的影响，对可行性较高的方案设计冲压模具并进行试制。通过对样件进行对比与分析，并以此为依据修改原有方案，选定合理的加工方法，突破传统加工方法，实现该类零件的冲压生产。也可应用于类似零件的生产，取得更为广泛的经济效益与社会效益。

2 零件工艺性分析

2.1 形状分析

图1所示零件成形难度大，零件h/d>1 属于典型深曲线拉深件，所以该零件冲压加工难度较大。而且顶部圆角半径较小，R/t=6/2.5=2.4，同时零件外观要求较严格，冲压成形较困难。

2.2 尺寸精度分析

零件尺寸精度高，冲压件加工精度大部分在IT13级以下，该零件的外径为φ 为IT11级精度，用普通冲压设备成形难以达到精度要求。

3 冲压加工方案确定

为了能加工出符合要求的零件，我们针对其技术指标进行分析，并根据现有的设备、工艺，提出两种可行的方案。第一种方案，使用阶梯法进行冲压;第二种方案使用曲面增大法进行冲压。

4 模具设计

根据分析计算，共设计了两套模具，一套为两次拉深使用的拉深模，一套为多次整形使用的整形模。

5 结语

本文以复杂曲线零件为研究对象，通过冲压加工的方法，突破性的解决了该类零件生产中使用传统加工方法遇到的问题。可以推广应用推广于该类零件的大批量生产，可以有效降低生产成本，提高加工质量。

（作者单位：潍坊职业学院 机电工程学院）