圆筒内六角阶梯级进模设计

0 引 言

图1所示为圆筒内六角阶梯制件，材料为08F钢，料厚为1.0 mm，年产量500多万件。制件以前采用10副模具成形，分别为：①落料拉深复合模；②第2次拉深；③第1次阶梯拉深；④第2次阶梯拉深；⑤第3次阶梯拉深；⑥第4次阶梯拉深；⑦第5次阶梯拉深；⑧六边形及口部整形；⑨落料及冲底孔；⑩底孔倒角。该工艺成形速度慢、设备投资大、所占人工多、制件制造成本高、成形制件稳定性差导致不良率高，难以满足大批量生产的需求。经对成形工艺进行优化分析，将10道工序集成在1副级进模中，采用新工艺来降低工人的劳动强度，提高生产效率，使成形的制件质量稳定、一致性高，降低加工成本。

1 成形工艺分析

从图1可以看出，制件整体形状由口部最大直径为

19.5 mm的圆筒、中部平行面为11.8 mm的六边形、下部为

9.3 mm的圆筒形组成，并由2种不同角度的锥形及圆弧过渡连接，口部和下部在冲压结束后，进行螺纹加工。

为提高制件的成形质量及降低制件的加工成本，经分析，制件采用单排排样的成形方法配合自动送料实现自动化生产。从图1还可看出，制件形状较为复杂，在级进模内完成制件的冲压，需经过内、外工艺切口、冲工艺孔、多次拉深、阶梯拉深、整形、冲底孔及落料等工序，其中在成形中部六边形前，必须先在前一个拉深工序成形圆筒形。因此对成形中部六边形的前一工序相对应位置的拉深直径尺寸控制较为严格。

2 制件拉深工艺计算

2.1 制件毛坯直径计算

制件是由3部分组成的阶梯形拉深件，在计算制件的毛坯尺寸前，先将制件中部六边形（见图2）的中心层长度尺寸在AutoCAD测量，测量其长度为36.44 mm，结合经验数据在六边形的中心层总长度上加1.2 mm的补偿量，计算圆筒形的中心层直径为

12 mm，如图3所示。

制件是一个阶梯无凸缘拉深件，级进模设计中，修边余量设在带料平面上，当拉深口部直径为

19.5 mm时，修边余量

选2.0 mm，考虑制件为多次阶梯拉深，经过每次拉深后材料的塑性变形会有变化，导致留在凸缘部分的修边余量产生凸耳或一边多一边少的现象，经反复考虑及结合以往设计的经验，将修边余量从理论

=2.0 mm调整为

=3.0 mm。

级进模条料排样设计是关键，经分析，制件成形采用21个工位单排排列方式，排样如图5所示，工位①：冲导正孔；工位②、④、⑤、⑦、⑧、⑫、⑱：冲内圈切口及空工位；工位③：外圈切口；工位⑥：首次拉深；工位⑨：第2次拉深；工位⑩：第1次阶梯拉深；工位⑪：第2次阶梯拉深；工位⑬：第3次阶梯拉深；工位⑭：第4次阶梯拉深；工位⑮：第5次阶梯拉深；工位⑯：整六边形；工位⑰：整口部；工位⑲：冲底孔；工位⑳：底孔倒角；工位[21]：落料。

拉深件总面积按下式计算。

以上资料是根据各地均衡试验场地中入渗仪观测数据求得的，在有地形起伏、洼地和沟渠入渗的情况下，表中的数据可能偏小。

确定拉深系数是拉深工艺计算必不可少的环节，首次拉深时，应把条料上的圆形毛坯在拉深凸模与拉深凹模的作用下全部拉入凹模内，因此首次拉深系数应参照无凸缘拉深工艺计算，查得首次拉深系数

≈0.51～0.57。第2次及以后各次拉深按连续拉深计算拉深系数，查得拉深系数

、

、…、

m

≈0.76～0.9，具体按实际生产调整后的拉深工艺计算，如表2所示。

2.2 拉深系数及拉深直径的确定

推算拉深件毛坯直径可按下式计算。

3 排样设计

计算带修边余量的凸缘直径为

25.5 mm，绘制计算毛坯直径如图4（a）所示，分解后简图如图4（b）所示，将图4（b）各几何体分别按表1所列的公式求出其表面积，再将各表面积总和相加即为制件的毛坯表面积，计算毛坯直径。

4 模具结构设计

模具结构如图6所示，模具外形尺寸为1 050 mm×330 mm，合模高度为350 mm，模具结构特点如下。

例1:“I hope that he will be a successful president for all Americans.”(Hillary Clinton，2016)

（1）模具工作时，在模具相对应的压力机工作台侧面安装自动送料机构实现自动化生产。

（2）为确保模具冲压精度，采用内、外导向装置，分别在模具内部设置16套小导柱、小导套，在模座上（模板外部）设置4套外导柱、导套进行导向。

（3）为了防止拉深过程中制件有断差，缩短模板总体长度，使落料顺畅及方便模具零件维修，将模具分为4组，第1组：内、外工艺切口与首次拉深；第2组：第2次拉深至第2次阶梯拉深；第3组：第3次阶梯拉深至第5次阶梯拉深、整形制件中部六边形及口部

角；第4组：冲底孔、压底孔毛刺及制件落料。为方便首次拉深的调整，卸料板与卸料垫板将首次拉深与工艺切口工序分开。

第2次拉深凸模材料为SKH51，热处理硬度为60～62 HRC，表面粗糙度及形位公差如图7所示，加工工艺如表3所示。

（5）为简化凹模结构、降低凹模加工成本，工位⑩、⑪阶梯拉深凹模采用两层结构，见图6阶梯拉深凹模组件39、40；工位⑬、⑭、⑮阶梯拉深凹模及工位⑯整六边形凹模采用三层结构，见图6凹模组件35、36。两层凹模结构及三层凹模结构的固定方式均采用螺钉从凹模上平面往下锁紧，方便拆装。

1.3.4 物理防治害虫、控制病毒传播 使用防虫网防止室外害虫入内，并充分利用蚜虫、白粉虱、潜叶蝇强烈的趋黄性在室内挂黄板进行诱杀，以期消灭病毒传播媒介。防治白粉虱、潜叶蝇等可避免病毒病从伤口侵入，从而提高西葫芦抗病性。

5 部分零部件设计与制造工艺

5.1 拉深凸模设计与制造

（4）条料的定位。首次拉深以2个安装在卸料板上的导正销对条料进行导向定位，第2次拉深采用凸模

3 mm圆角与凹模

1.5 mm的圆角在拉深开始接触时进行导向定位；第1次至第5次阶梯拉深均以制件最大圆筒直径

19.5 mm的导向凹模进行定位。

5.2 拉深凹模设计与制造

通过对阶梯六边形件的冲压工艺进行分析，采用单排排列的落料、冲孔、拉深及底孔倒角的冲压工艺，设计了排样及模具结构，并对部分零部件的设计与制造进行了介绍，要点归纳如下。

6 结束语

第2次拉深凹模材料为V30硬质合金，形位公差及表面粗糙度值如图8所示，加工工艺如表4所示。

我国的行政强制执行实行行政机关强制执行（限于有法律明确授权情形）与申请人民法院强制执行并存的“二元制”格局。实践中，大量行政行为因为实施机关没有法定行政强制执行权，需要通过申请法院强制执行。受复杂因素的影响与制约，法院办理此类案件的难度较大，执行的积极性与效果不够理想。于是，界于二者之间，由法院负责“裁”、行政机关负责“执”的裁执分离模式应运而生。由于该模式有效解决了行政机关想执行却无权、法院有权却难以执行的困境，确立了制度化的行政、司法协作与监督机制，既调动了双方的积极性，又确保了执行的合法性与有效性。

（1）为降低工人的劳动强度，提高生产效率，将原工艺采用10副模具改为1副级进模的新工艺进行冲压。

有人说，这个故事是纳尔逊兄弟的老二，爱德华多，替老大克里斯蒂安守灵时说的。克里斯蒂安于一八九几年在莫隆区寿终正寝。揆乎情理，这种说法不太可能；但可以肯定的是，在那落寞的漫漫长夜，守灵的人们一面喝马黛茶，一面闲聊，有谁听到这件事，告诉了圣地亚哥·达波维，达波维又告诉了我。几年后，在故事发生的地点图尔德拉，又有人对我谈起，这次更为详细，除了一些难免的细小差别和走样外，大体上同圣地亚哥说的一致。我现在把它写下来，因为如果我没有搞错的话，我认为这个故事是旧时城郊平民性格的一个悲剧性的缩影。我尽量做到有一说一，有二说二，但我也预先看到自己不免会做一些文学加工，某些小地方会加以强调或增添。

（2）制件在级进模中冲压较为复杂，提出先冲导正销孔及内、外圈切口，接着进行多次拉深，最后冲孔、底孔倒角及落料的冲压工艺。

以核心岗位能力要求为基础构建课程体系，真实地体现了企业对高职类人才的要求，使学生所学知识结构与企业要求基本对接，培养出更符合企业需求的高技能人才。

（3）生产中连续拉深配合自动送料装置实现自动化生产，满足大批量生产的需求。

（4）模具投入生产85～95冲次/min，各拉深凸模与凹模平均使用寿命可达1 500万～2 000万冲次。

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