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第二节  冲压工艺和模具设计实例

一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计
二、微型汽车水泵叶轮冲压工艺和模具设计
一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 
图12-1所表示为摩托车侧盖前支承零件示意图，材料Q215钢，厚度1.5mm，年生产量5万件，要求编制该冲压工艺方案。
⒈ 零件及其冲压工艺性分析
摩托车侧盖前支承零件是以2个mm凸包定位且焊接组合在车架电气元件支架上，腰圆孔用于侧盖装配，故腰圆孔位置是该零件需要确保关键。另外，该零件属隐蔽件，被侧盖完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整。

图12-1  侧盖前支承零件示意图
该零件端部四角为尖角，若采取落料工艺，则工艺性较差，依据该零件装配使用情况，为了改善落料工艺性，故将四角修改为圆角，取圆角半径为2mm。另外零件“腿”较长，若能有效地利用过弯曲和校正弯曲来控制回弹，则能够得到形状和尺寸比较正确零件。
腰圆孔边至弯曲半径R中心距离为2.5mm。大于材料厚度 （1.5mm），从而腰圆孔在变形区之外，弯曲时不会引发孔变形，故该孔可在弯曲前冲出。
⒉ 确定工艺方案
首先依据零件形状确定冲压工序类型和选择工序次序。冲压该零件需要基础工序有剪切(或落料)、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。其中弯曲决定了零件总体形状和尺寸，所以选择合理弯曲方法十分关键。
(1) 弯曲变形方法及比较  该零件弯曲变形方法可采取图12-2所表示中任何一个。
第一个方法(图12-2a)为一次成形，其优点是用一副模具成形，能够提升生产率，降低所需设备和操作人员。缺点是毛坯整个面积几乎全部参与猛烈变形，零件表面擦伤严重，且擦伤面积大，零件形状和尺寸全部不正确，弯曲处变薄严重，这些缺点将随零件“腿”长增加和“腿”长减小而愈加显著。   
第二种方法(图12-2b)是先用一副模具弯曲端部两角，然后在另一副模具上弯曲中间两角。这显然比第一个方法弯曲变形猛烈程度缓解多，但回弹现象难以控制，且增加了模具、设备和操作人员。
第三种方法(图12-2c)是先在一副模具上弯曲端部两角并使中间两角预弯45°，然后在另一副模具上弯曲成形，这么因为能够实现过弯曲和校正弯曲来控制回弹，故零件形状和尺寸正确度高。另外，因为成形过程中材料受凸、凹模圆角阻力较小，零件表面质量很好。这种弯曲变形方法对于精度要求高或长“脚”短“脚”弯曲件成形尤其有利。

图12-2  弯曲成形
a)一副模具成形  b)、c)两副模具成形
(2) 工序组合方案及比较  依据冲压该零件需要基础工序和弯曲成形不一样方法，能够作出下列多种组合方案。
方案一：落料和冲腰圆孔复合、弯曲四角、冲凸包。其优点是工序比较集中，占用设备和人员少，但回弹难以控制，尺寸和形状不正确，表面擦伤严重。
方案二：落料和冲腰圆孔复合、弯曲端部两角、弯曲中间两角、冲凸包。其优点是模具结构简单，投产快，但回弹难以控制，尺寸和形状不正确，而且工序分散，占用设备和人员多。
方案三：落料和冲腰圆孔复合、弯曲端部两角并使中间两角预弯45°、弯曲中间两角、冲凸包。其优点是工件回弹轻易控制，尺寸和形状正确，表面质量好，对于这种长“腿”短“脚”弯曲件成形尤其有利，缺点是工序分散，占用设备和人员多。
方案四：冲腰圆孔、切断及弯曲四角连续冲压、冲凸包。其优点是工序比较集中，占用设备和人员少，但回弹难以控制，尺寸和形状不正确，表面擦伤严重。
方案五：冲腰圆孔、切断及弯曲端部冲腰圆孔、切断连续冲压、弯曲中间两角、冲凸包。这种方案实质上和方案二差不多，只是采取了结构复杂连续模，故工件回弹难以控制，尺寸和形状不正确。
方案六：将方案三全部工序组合，采取带料连续冲压。其优点是工序集中，只用一副模具完成全部工序，其实质是把方案三各工序分别部署在连续模各工位上，所以还含有方案三各项优点，缺点是模具结构复杂，安装、调试和维修困难。制造周期长。
综合上述，该零件 即使对表面外观要求不高，但因为“腿”尤其长，需要有效地利用过弯曲和校正来控制回弹，其方案三和方案六全部能满足这一要求，但考虑到该零件件生产批量不是太大，故选择方案三，其冲压工序以下：
落料冲孔、一次弯形 （弯曲端部两角并使中间两角预弯45°）、二次弯形(弯曲中间两角)、冲凸包。
⒊ 关键工艺参数计算
(1)    毛坯展开尺寸 (查工具书) 展开尺寸按图12-3分段计算。毛坯展开长度

式中 =12.5mm;
     =45.5m;
     =30mm;
     和按计算。
其中圆周半径r分别为2mm和4mm，材料厚度t=1.5mm，中性层位置系数x按由表3-2查取。当r=2mm时取x=0.43，r=4mm时取x=0.46。
将以上数值代入上式得

考虑到弯曲时材料略有伸长，故取毛坯展开长度L=168mm。
对于精度要求高弯曲件，还需要经过试弯后进行修正，以取得正确展开尺寸。
(2)    确定排样方案和计算材料利用率
1) 确定排样方案，依据零件形状选择合理排样方案，以提升材料利用率。该零件采取落料和冲孔复合冲压，毛坯形状为矩形，长度方向尺寸较大，为便于送料，采取单排方案 （见图12-4）。

图12-3  毛坯计算图                          图12-4  排样方案
   搭边值和由表2-12查得，得=2mm,=1.8mm。？？？？
2) 确定板料规格和裁料方法。依据条料宽度尺寸，选择适宜板料规格，使剩下边料越小越好。该零件宽度用料为172mm，以选择1.5mm×710mm×1420mm板料规格为宜。
裁料方法既要考虑所选板料规格、冲制零件数量，又要考虑裁料操作方便性，该零件以纵裁下料为宜。对于较为大型零件，则着重考虑冲制零件数量，以降低零件材料费用。
(3) 计算材料消耗工艺定额和材料利用率。依据排样计算，一张钢板可冲制零件数量为n=4×59=236(件)。
材料消耗工艺定额

材料利用率

=79.7%
零件面积由图12-5计算得出。

图12-5  落料、冲孔工序略图
⒋ 计算各工序冲压力和选择冲压设备
(1) 第一道工序—落料冲孔(见图12-6)  该工序冲压力包含冲裁力，卸料力和推料力，按图12-6所表示结构形式，系采取打杆在滑块快回到最高位置时将工件直接从凹模内打出，故不再考虑顶件力。
冲裁力

式中   L—剪切长度;
       t —材料厚度（1.5mm）;
　　　—拉深强度，由表8-49查取，取=400Mpa；
     τ—抗剪强度。
 剪切长度L按图12-5所表示尺寸计算`

式中   —落料长度(mm)；
       —冲孔长度(mm)。
将图示尺寸代入计算公式可得

所以，
=376+65=441mm
将以上数值代入冲裁力计算公式可得

落料卸料力

式中       —卸料力系数，由表2-8查取；
           —落料力(N)。
将数值代入卸料力公式可得
_
冲孔推件力

式中   —梗塞件数量(即腰圆形废料数)，取n=4；
      —推件力系数，由表2-8查取；
      —冲孔力(N)。
将数值代入推件力公式可得

第一道工序总冲压力              
                                   =264600+9024+8580
                                   =282204≈282（kN）
选择冲压设备时着重考虑关键参数是公称压力、装模高度、滑块行程、台面尺寸等。
依据第一道工序所需冲压力，选择公称压力为400kN压力机就完全能够满足使用要求。
(2) 第二道工序—一次弯形(见图12-7)  该工序冲压力包含预弯中部两角和弯曲、校正 端部两角及压料力等，这些力并不是同时发生或达成最大值，最初只有压弯力和预弯力，滑块下降到一定 位置时开始压弯端部两角，最终进行校正弯曲，故最大冲压力只考虑校正弯曲力和压料力。
校正弯曲力              
式中   —校正部分投影面积
       —单位面积校正(MPa)，由表3-11查取，=100Mpa。
结合图12-1、图12-5所表示尺寸计算式以下

校正弯曲力

压料力为自由弯曲力30%~80%。
自由弯曲力(表3-10)               

式中    系数        =1.2；
        弯曲件宽度  =22mm;
        料厚       =1.5mm；
        抗拉强度   =400MPa；
        支点间距近似取10mm。将上述数据代入表示式，得：

取，得
     压料力                    =50%×2376=1188 
则第二道工序总冲压力     

依据第二道工序所需要冲压力，选择公称压力为400kN压力机完全能够满足使用要求。
（3）第三道工序—二次弯形(见图12-8)   该工序仍需要压料，故冲压力包含自由弯曲力和压料力。
自由弯曲力     
压料力         
则第三道工序总冲压力
第三道工序所需冲压力很小，若单从这一角度考虑，所选压力机太小，滑块行程不能满足该工序加工需要。故该工序宜选择滑块行程较大400kN压力机。
（4）第四道工序—冲凸包（见图12-9） 该工序需要压料和顶料，其冲压力包含凸包成形力和卸料力及顶件力，从图12-1所表示标注尺寸看，凸包成形情况和冲裁相同，故凸包成形力可按冲裁力公式计算得
凸包成形力      
卸料力          
顶件力           (系数、由表2-8查取)
则第四道工序总冲压力

从该工序所需冲压力考虑，选择公称压力为40kN压力机就行了，不过该工件高度大，需要滑块行程也对应要大，故该工序选择公称压力为250kN压力机。
⒌ 模具结构形式确实定
落料冲孔模具、一次弯形模具、二次弯形模具、冲凸包模具结构形式分别见图12-6、图12-7、图12-8、图12-9。

 图12-6  落料冲孔模具结构形式                  图12-7  一次弯形模具结构形式

图12-8  二次弯形模具结构形式                        图12-9  冲凸包模具结构形式
二、微型汽车水泵叶轮冲压工艺和模具设计 
图12-10所表示叶轮零件，材料08Al—ZF，大批量生产。要求确定该零件冲压成形工艺，设计冲压成形模具。
⒈ 零件及其冲压工艺性分析
叶轮用于微型汽车上发动机冷却系统离心式水泵内，工件时以1500~3000r/min左右速度旋转，使冷却水在冷却系统中不停地循环流动。为确保足够强度和刚度，叶轮采取厚度为2mm钢板。
叶轮材料为铝镇钢08Al。该材料按拉深质量分为三级：ZP（用于拉深最复杂零件），HF（用于拉深很复杂零件）和F（用于拉深复杂零件）。因为形状比较复杂，尤其是中间拉深成形难度大，叶轮零件采取ZF级材料，表面质量也为较高Ⅱ级。表12-1列出08Al—ZF力学性能。

图12-10  叶轮零件示意图
材料：钢板
为减轻震动，减小噪声，叶轮零件加工精度有一定要求。除了7个叶轮形状和尺寸应一致外，叶轮中部和固定轴配合部位要求也较高。因为靠冲压加工难以达成直径和和高度尺寸要求，实际生产中采取了冲压成形后再切削加工措施（需进行切削加工表面标有粗糙度，图12-10）。冲压成形后要留有足够机加余量，所以孔和冲压尺寸取为和。
直径为通常要求自由尺寸，冲压成形直径精度偏差大于表4-1拉深直径极限偏差。但高度尺寸精度高于表4-3中尺寸偏差，需由整形确保。
表12-1  08Al—ZF力学性能(GB/T5213—1985T和GB/T710—1991)

/MPa
(%)

不  小  于
260~300
200
44
0.66
初步分析能够知道叶轮零件冲压成形需要多道工序。首先，零件中部是有凸缘圆筒拉深
件，有两个价梯，筒底还要冲孔；其次，零件外圈为翻边后形成7个“竖立”叶片，围绕中心均匀分布。另外，叶片翻边前还要修边、切槽、因为拉深圆角半径比较小 （0.5~1），加上对叶片底面有跳动度要求，所以还需要整形。
对拉深工序，在叶片展开前，按料厚中心线计算有≈4.53＞1.4，而且叶片展开后凸缘将更宽，所以属于宽凸缘拉深。另外，零件拉深度大（如最小价梯直径相对高度h/d=20.5/13.5=1.52，远大于通常带凸缘筒形件第一次拉深许可最大相对拉深高度），所以拉深成形比较困难，要数次拉深。
对于冲裁及翻边工序，考虑到零件总体尺寸不大，而且叶片“竖直”后各叶片之间空间狭小，结构紧凑，另外拉深后零件底部还要冲孔，所以模具结构设计和模具制造有一定难度，要尤其注意模具强度和刚度。
总而言之，叶轮由平板毛坯冲压成形应包含基础工序有：冲裁（落料、冲孔、修边和切槽）、拉深（数次拉深）、翻边（将外圈叶片翻成竖直）等。因为是多工序、多套模具成形，还要尤其注意各工序间定位。
⒉ 确定工艺方案
因为叶轮冲压成形需多道次完成，所以制订合理成形工艺方案十分关键。考虑到生产批量大，应在生产合格零件基础上尽可能提升生产率效率，降低生产成本。要提升生产效率，应该尽可能复合能复合工序。但复合程度太高，模具结构复杂，安装、调试困难，模具成本提升，同时可能降低模具强度，缩短模具寿命。依据叶轮零件实际情况，可能复合工序有：落料和第一次拉深；最终一次拉深和整形；修边、切槽；切槽、；冲孔；修边、冲孔；切槽、冲孔。
依据叶轮零件形状，能够确定成形次序是先拉深中间价梯圆筒形，然后成形外圈叶片。这么能保持已成形部位尺寸稳定，同时模具结构也相对简单。
修边、切槽、冲孔在中间阶梯拉深成形后和叶片翻边前进行。为确保7个叶片分度均匀，修边和切槽不要逐一叶片地冲裁。
所以叶轮冲压成形关键有以下多个工艺方案：
方案一：  1) 落料；
          2) 拉深 (数次)；
         3) 整形；
   4) 修边；
   5) 切槽；
   6) 冲孔；
   7) 翻边。
方案二： 1) 落料和第一次拉复合；
   2) 后续拉深；
   3) 整形；
   4) 切槽、修边、冲孔复合；
   5) 翻边。
方案三： 1) 落料和第一次拉深复合；
   2) 后续拉深；
   3) 整形；
   4) 切槽、冲孔复合；
   5) 修边；
   6) 翻边。
方案四： 1) 落料和第一次拉深复合；
   2) 后续拉深；
   3) 整形；
   4) 修边、冲孔复合；
   5) 切槽；
   6) 翻边。
方案五： 1) 落料和第一次拉深复合；
   2) 后续拉深；
   3) 整形；
   4) 切槽；
   5) 修边、冲孔复合
   6) 翻边。
方案一复合程度低，模具结构简单，安装、调试轻易，但生产道次多，效率低，不适合大批量生产。
方案二至五将落料、拉深复合，关键区分在于修边、切槽、冲孔组合方法和次序不一样。需要注意是，只有当拉深件高度较高，才有可能采取落料、拉深复合模结构形式，因为浅拉深件若采取落料、拉深复合模具结构，落料凸模（同时又是拉深凹模）壁厚太薄，强度不够。
方案二将修边、切槽、冲孔复合，工序少，生产率最高，但模具结构复杂，安装、调试困难，同时模具强度也较低。
方案三将切槽和冲孔组合，因为所切槽和中间孔距离较近，所以在模具结构上不轻易安排，模具强度差。所以很好组合方法应该是修边和冲孔组合，而切槽单独进行，如方案四、五。
方案四和方案五关键区分在于一个先修边、冲孔后切槽， 一个先切槽后修边、冲孔。因为切槽和修边有相对位置关系，而所切槽尺寸比较小，假如先切槽则修边模具上不好安排定位，所以实际选择了方案四，即先修边、冲孔后切槽，然后翻边成形竖立叶片。
⒊ 关键工艺参数计算
(1) 落料尺寸  落料尺寸即零件平面展开尺寸，叶轮零件基础形状为圆形，所以落料形状也应该为圆形，需确定落料尺寸为圆直径。
带有凸缘筒形拉深成形件，展开尺寸可按第四章相关公式计算。但依据叶轮零件图，不能直接得到凸缘尺寸。在计算落料尺寸之间，要将竖立叶片“落料尺寸。

图12-11  叶轮叶片展开
严格来说，叶轮成形“竖直”叶片工序属于平面外凸曲线翻边（参考第五章第三节）。但依据零件图，因为翻转曲线曲率半径比较大，为简化计算能够近似按弯曲变形来确定展开尺寸，图12-11所表示。因为弯曲半径r=0.5~1≤0.5t=1，所以能够按表3-5弯曲坯料展开计算公式计算。经计算，叶片展开后，凸缘尺寸为（单位mm，下同）。 
，查表4-5，可取修边余量为2.2。所以凸缘直径为
76+2.2×=80.4
取凸缘尺寸，于是得到叶轮拉深成形尺寸，图12-12所表示。

图12-12  叶轮拉深成形尺寸
(按料厚中心线标注)
依据叶轮拉深成形尺寸，要以算出零件总体表面积A约为5890。根据通常拉深过程表面积不变假设，可得到落料直径

因圆角半径较小，近似由第四章表4-7公式
5计算落料直径

代入=16，=4.5 ，，，得。最终取落料直径 。  
落料尺寸确定后，需要排样方案。圆形件排样比较简单，依据本例中零件尺寸大小，可采取简单单排排样形式。
冲裁搭边值能够按表2-12选择，取沿边搭边值，工件间搭边值。
（2）拉深道次及各道次尺寸  叶轮拉深成形后为带阶梯宽凸缘件，成形较为困难，需数次拉深。依据图12-12所表示叶轮拉深件形状，成形过程可分为两个步骤：首先按宽凸缘件拉深成形方法，拉成所要求凸缘直径筒形件（内径、凸缘直径），然后，若将由内径筒形部分逐次拉成内径阶梯，视为拉深成内径为直筒件中间过程，则能够近似用筒形件拉深计算方法计算阶梯部分（内径）成形，但应确保首次拉深成形后凸缘尺寸在后续拉深过程中保持不变。以下尺寸按料厚中心线计算。
1)      由毛坯拉成内径、凸缘直径圆形件：
①判定能否一次拉成。带凸缘筒形件第一拉深许可变形程度可用对应于和不一样比值最大相对拉深高度来表示。依据图12-12，对叶轮零件，,由表4-20查得。
在本例中，内径圆筒件高度未定。能够先确定拉深圆角半径，然后求出直径毛坯拉成内径为圆筒件高度，最终利用判定能否一次拉出。
取圆角半径。按公式4-11可求出拉深高度

 因，所以一次拉深了出来。
 在凸缘件数次拉深中，为了确保以后拉深时凸缘不参与变形，首先拉深时，拉入凹模材料应比零件最终拉深部分所需要材料多部分（按面积计算），但叶轮相对厚度较大，可不考虑多拉材料。假如忽略材料壁厚改变，凸缘内部形状在拉深过程应满足表面积不变条件。
 ②用迫近法确定第一次拉深直径  计算见表12-2
表  12-2
相对凸缘直径假定值
毛坯相对厚度
第一次拉深直径
实际拉深系数
极限拉深系数由表4-21查得
拉深系数差值
1.2
2.29

0.77
0.49
+0.28
1.4
2.29

0.66
0.47
+0.19
1.6
2.29

0.57
0.45
+0.12
2.0
2.29

0.46
0.42
+0.04
2.2
2.29

0.41
0.40
+0.01
2.4
2.29

0.38
0.37
+0.01
2.8
2.29

0.33
0.33
0.0
实际拉深系数应该合适大于极限拉深系数，所以能够初步取第一次拉深直径为36mm（按料厚中心计算）。
③计算第二次拉深直径  查表4-15得第二次拉深极限拉深系数。考虑到叶轮材料为08Al—ZF，塑性好，同时材料厚度较大，极限拉深系数可合适降低。取，。为了便于后续拉深成形，第二拉深直径可取为25.5mm，此时拉深系数为：

④按表4-43查一、二次拉深圆角半径
，，可取和凹模圆角半径相等或略小值

所以能够取，。考虑到叶轮最终成形后圆角半径较小，实际取。
⑤计算第一、二次拉深高度       依据公式4-8，第一次拉深高度：

第二次拉深高度：

⑥校核第一次拉深相对高度，,,查表4-20，，考虑到材料塑性好，故能够拉成。
2)      由内径拉出内径 阶梯：
阶梯形件拉深和圆筒形件拉深基础相同，每一阶梯相当于对应圆筒形件拉深。下面用筒形件拉深计算方法近似计算阶梯部分（内径）成形。
由内径拉出内径阶梯，总拉深系数。查表4-15，筒形件第三次拉深极限拉深系数，所以该阶梯部分不能一次拉成，需数次拉深成形。
由表4-15，筒形件拉深极限拉深系数，。实际拉深系
数在各次拉深中应均匀分配。考虑到最终一次拉深时材料已数次变形，拉深系数应合适取大部分。于是阶梯部分采取三次拉深，拉深系数分别为、。各次拉深直径分别为
第三次拉深(第一次阶梯拉深)： (内径)
第四次拉深(第二次阶梯拉深)：(内径)
第五次拉深(第三次阶梯拉深)：(内径)
忽略材料壁厚改变，按表面积不变条件能够计算出各次深高度：

 最终得到拉深成形各工序尺寸图12-13所表示。工序一、二由毛坯拉成内径、  凸缘直径圆筒件。第一道工序为落料、拉深，落料直径，然后拉深成凸缘直径为80mm筒形件，该凸缘直径在后续成形过程中保持不变。落料、拉深由一套模具完成。工序二为宽凸缘筒形件二次拉深。
 工序三、四、五为由内径筒形拉出内径小台阶阶梯拉深过程。工序五在拉深成形结束后还带有整形，关键目标是将凸缘整平，同时减小圆角半径，以达成零件图要求。
 经实际生产验证，上述工艺方案是完全可行。

图12-13  叶轮拉深工序图
（3）落料、拉深冲压力     落料力计算按下式

 通常可取或查表8-49。
 拉深力计算由表4-54公式

 代入数据，最终得
 拉深力出现在落料力以后。所以最大冲压力出现在冲裁阶段。选择刚性卸料落料、拉深复合结构 (见图12-4)，可计算出最大冲压力为

 参考第二章公式，经计算，。所以能够选择吨位为250kN以上压力机。考虑到拉深成形行程比较大，选定压力机还应参考说明书中所给出许可工作负荷曲线。
 ⒋ 模具设计
 如前所述，模具设计包含模具结构形式选择和设计、模具结构参数计算、模具图绘制等内容。下面关键就落料、拉深复合模进行说明。然后简单介绍修边冲孔模、切槽模、翻边模结构。
（1）模具结构  图12-14所表示为刚性卸料装置落料、拉深复合模经典结构。该结构落料采取正装式，拉深采取倒装式。模座下缓冲器兼作压边和顶件装置。推件通常采取打杆刚性推件装置。该结构上模部分简单，其缺点是拉深件留在刚性卸料板内，不易出件，带来操作上不便，并影响生产率。适适用于拉深深度较大、材料较厚情况。考虑到叶轮零件相对厚度较厚，所以采取这种模具结构。条料送进时，由带导尺寸固定卸料板11导向，冲首件时以目测定位，待冲第二个工件时，则用挡料销6定位。模具工作时，用模具下面弹性装置提供压边力，模具结构简单。压边力是经过托杆4传到压边圈9上进行压边。拉深行程最终，件21和22靠拢对工件施压，使工件底部平整。工件制出后，上模上行，打杆19和推件块21起作用，把工件从凸凹模16中推出。
 图12-15所表示落料、拉深复合模为弹性卸料装置形式。该结构形式优点是操作方便，出件通畅无阻，生产率高。缺点是弹性卸料装置使模具结构较复杂和庞大，尤其是拉深深度大，料厚，卸料力大情况，需要较多、较长弹簧，使模具结构过分地庞大。所以它适适用于拉深深度不太大，材料较薄情况。
 二次以上后续拉深模具结构见图12-16所表示。
(3)    模具工件部分尺寸及公差计算
以落料、拉深复合为例进行计算。
 落料凸模和凹模为圆形，所以能够采取单独加工。落料毛坯直径可取未注公差尺寸极限偏差，故取落料件尺寸及公差为：
 按表2-31公式

 式中   x=0.5，查表2-30，
，查表2-28

 式中  ，查表2-2，同时有，
       ，查表2-28。

 所以上述计算是合适。

图12-14  刚性卸料、落料、拉深复合模

图12-15 弹性卸料、拉深复合模结构示意图         图12-16  后续拉深模结构示意图
模具闭合高度：
依据图12-14模具结构，模具闭合高度为

查所选设备参数，最大闭合高度为250mm，最小闭合高度为180mm。
封闭高度应该满足

所以该封闭高度是适合。
拉深模设计：
首次拉深件按未注公差尺寸极限偏差考虑，并标注内形尺寸(图12-13)。故拉深件尺寸公差为
由表4-47公式

式中
       由表4-46取为；
       由表4-48取为；

由表4-48取为。
(2) 修边冲孔模  模具结构图12-17所表示。修边由件3（修边凹模）完成，而冲孔由件9（冲孔凸模）和件2（冲孔凹模）完成。冲裁完成后，工件卡在件3内，由模柄内打杆、件8（推件板）、推杆和件10（推件块）共同退出工件。

图12-17  修边冲孔复合模
假如将工件颠倒放置，冲孔凸模从筒形件外进入，由冲孔凹模壁厚将很薄，强度不够，所以冲孔凸模只能从筒形内部进入。但这么凸模长度增加，所以应注意凸模刚性。
 设计修边尺寸时，应该注意使外圈修边废料不形成封闭形状，不然修边废料会套在件11外。假如修边废料封闭，应该考虑增加废料切刀，或在修边凸模上增加退料装置。
(3) 切槽模 模具结构图12-18所表示。切槽由7个切槽凸模和凹模共同完成。为便于模具制造，切槽凸模端部和件5（凸模固定板）采取铆接。切槽后工件在聚胺脂橡胶作用下由件10（卸料板）退出凸模。
另外，因为槽和上一道修边外形有相对位置关系，所以冲裁时工件定位要可靠。可利用修边外形定位，这么操作较为方便（图中未绘出）。

图12-18  切槽模
(4)    翻边模  翻边模图12-9所表示。
 将工件放在模具上并可靠定位后，在件9（翻边凸模）和件10（翻边凹模）共同作用下将叶片翻成竖直。工件翻边之前一样应该可靠定位，假如工件发生错移，除了得不到合格零件外，还有可能操坏模具。翻边过程中工件底部一直受到压力作用，这么能确保成形后叶轮底部平整。
 翻边凹模工作部位要取较小圆角，同时要打磨得比较光洁，这么能避免在工件表面留下加工痕迹。另外，翻边时凸模受到7个叶片往顺时针方向力，所以应该在模具结构上考虑防转方法。图中件9和件6（凸模固定板）之间采取销钉以预防转动。
 翻边结束后，件2（垫块）和件3（顶件板）接触，此时在件2和件3和件9共同作用下，对工件进行整形，以达成所要求尺寸。最终，工件在橡胶作用下又退出翻边凹模。

图12-19  翻边成形模

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