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1、抽引连续模设计步骤及要点CCBG NB产品群金属零件部 彭新全摘要 文章在对抽引加工工艺作了简单的概述后 ,着重总结了抽引连续模设计步骤及要点 ,关键词并列举了较实用之模具结构形式. 抽引 连续模 冲压 冲模排样1. 概述抽引加工工艺在连接器五金件制造中应用极为广泛 . 它是一种将平片毛坯抽制成立体空心 件的冲压加工方法，在工业及生活用品的制造中应用极为广泛.诸如汽车覆盖件，连接器中的D型 铁壳,生活用品中的易拉罐等都离不开抽引加工工艺 .抽引加工一般分为旋转件抽引 (如 Audio Jack Shell),盒形件抽引(如D-SUB Shell)及复杂曲面抽引(汽车覆盖件)等.抽引加工的成形机
2、理是材料内部产生塑性流动，平片毛坯向径向流动逐步转移到筒壁的过 程，如图一所示:由此可见，抽引加工必然存在以下特点:a. 材料内部塑性流动， 必然产生加工硬化;b. 材料从外围向径向流动时，在切向相互间产生挤压应力，由此导致材料失稳起皱，甚至抽裂. 签于抽引成形机理是材料整体流动，变量太多，故模具设计时光靠理论计算往往不够，需在实际试模中加以修正.在抽引连续模设计时，由于连续模之结构特点以及料带之送料顺畅要求 ，使得模 具设计时有更多的考虑要点.以下就抽引连续模设计步骤及要点作些许总结.2. 抽引件工艺性评估及成形工序确定在抽引连续模设计之前，首先应对抽引件图面进行工艺性审查评估 ，评估内容主
3、要包括以下 几部分:a. 抽引件之精度要求:一般而言抽引件在圆筒侧壁之材料厚度无法做到等料厚 t， 故产品 尺寸标注时不能同时对圆筒内外同时有尺寸要求 ， 只能满足其中一项 ， 其精度要求可 达土0.05mm.在高度方向也可控制到土0.05mm,其标注方式最好以抽引件底部为基准；b. 抽引件之外观要求: 材料在抽引流动时与模仁摩擦剧烈，外观无法做到车制零件那么光滑,筒侧壁可能会有内凹或弧形；c. 零件之抽引工艺性: 由于抽引连续模之模具结构特点决定,抽引过程中无法加退火工序,故必须对制件之连续抽引进行工艺评估.如果其总抽引系数小于材料所允许之最小总抽 引系数,那么就不具备连续抽引工艺;d. 如
4、果抽引件深度太高,无法连续抽引完成时,可考虑先抽引后翻底工艺 ,看能否达到目的,此时产品侧壁外观不平整.另外当总抽引系数太小时, 可考虑用胀形工艺完成;e. 产品形状尽量简单对称,有利于材料均匀流动;f. 产品之圆角半径不宜过小,一般底部圆角r和口部圆角R都应大于（0.10.3）t;g. 评估抽引件凸缘及侧壁之成形或冲孔是否在连续模中易实现 .诸如凸缘上冲孔太靠近抽 引主体,很可能为了闪开抽引主体而使刀口太弱;侧壁上冲孔能否有效排屑等都须考虑;h. 抽引件底部冲孔时,其孔径必须小于抽引直径;否则可考虑侧切底工艺,将底部圆角切除;3. 抽引件毛坯展开 抽制工件所需毛坯直径必须在实际的抽引试模中加
5、以修正才能得到正确数值 .但理论计算 必不可少,它可大致确定出毛坯之形状与面积 .对于零件成本预估,抽引工艺性评估及抽数确定等 都有重要的指导意义和实用价值.一般在抽引件毛坯展开中,面积相等法利用最为广泛.其理论来源于抽引前后质量守恒定律. 当假定料厚 t 均匀时, 由于密度一定,故可推得抽引前后面积相等结论.在计算抽制品面积时,一般 是以料厚t之中心线（如图二中虚线）所旋转而成的面作为平均面.（图二）利用面积相等法原则求毛坯直径的程序为：先计算出抽制品平均面积，再利用此面积计算 毛坯直径D.如何求得抽制品面积呢?我们必须先将复杂形状之抽制件分解为多个简单的几何单 元,然后利用面积累积法求得整
6、个产品之面积如下图三：（图三）抽制品面积A= I +II+M+W+V毛坯面积=DJ4 故 D=(4A/n)1/2=1.128Ai/2对于盒形件(如D-SUB Shell)等，由于直边段的变形机理为折弯原理，抽引机理主要存在于圆角处,故直边处的毛坯按折弯展开,圆角处按圆筒抽引展开.因此较常用到几何单元体为以下几种, 其面积计算公式附后序號幾何單兀體面 積1圓盤的2圓環呵Uzzzzzzzzzzzzzz:刍二乎3fBI ML二TLDH圓筒 纟 纟CM4筒底中-R1A=4.93RD-6,28Re5筒口产十X1*_jj; 1A二4B孙D-朵4. 抽引工艺参数之计算与分配 在连接器抽引件开发中往往都需要多
7、道抽引才能完成。因此抽引道次的计算和抽引系数之 分配等工艺参数的确定至关重要.其计算步骤一般为:a. 计算修边余量;b. 对补偿有修边余量之抽引件进行毛坯面积计算并确定展开毛坯形状;c. 确定抽引道次，并进行抽引系数分配;d. 抽引凸凹模工作部分设计;e. 确定各抽抽引高度.具体分解如下:a. 在抽制过程中， 常因材料机械的各向异性以及抽引间隙不均匀，摩擦阻力不等以及定位 误差等因素导致抽引件口部或凸缘周边不齐 ，须修边.因此在毛坯展开前必须补偿修边 余量.在连接器类小抽引件设计时一般按 1mm 的修边余量补偿.b. 毛坯面积的计算如上文所讲，利用面积分段法求出的产品总面积，就是毛坯面积. 针
8、对圆 筒件，其毛坯为圆形，因此可确定其直径.对于盒形件，在四个圆角按 1/4 圆筒计算，直边段 按折弯展开计算，圆角和直边单独展开，再平滑过渡，如图四:（图四）c. 在毛坯展开后，就必须确认抽引道次了在计算抽引道次前，我们须计算出抽引件之总抽引系数（图五）.m总=产品之筒径/展开毛胚直径（vl）-（图五）当m总小于此材料所能允许的最小抽引系数时，将无法连续抽引，中间必须通过退火工序. 在计算出 m 总后，有两种方法进行抽引参数计算:1）计算法:抽引道次n=m总/m均（其中m均为材料之平均抽引系数） 当抽引道次确认后，查相关冲压手册选取相对应材料各道抽引系数，选取时必须保证以下原则 mi * m
9、2 * m3- * mn=m 总当各道次抽引系数确认后，即可根据d1=m1*Dd2=m2*d1 . dn=mn*dn-l公式计算出各抽冲子直径.2）推算法:通过冲压手册推荐表格查出各抽允许之抽引系数ml, m2mn然后根据d1=m1*Dd2=m2*d1 . dn=mn*dn-l推算直到d 口=抽制件直径为止，此时n就为抽引次数。并同时已确定出各抽抽引直径.抽引系数毛坯相对厚度（t/D）*10021.51.51.01.00.50.50.2m 10.460.500.500.530.530.560.560.58m 20.700.720.720.740.740.760.760.78m 30.720.7
10、40.740.760.760.780.780.80m 40.740.760.760.780.780.800.800.82用压边圈时筒形件许可抽引系数伸数d. 抽引凸凹模工作部分设计抽引凸凹模工作部分设计包括抽引间隙设计，凸凹模圆角设计，凸模头部形状设计1）抽引间隙：在各抽冲子直径确认后，凹模直径=冲子直径+2抽引间隙。其中抽引间隙一般由第一抽的l.lt到最后一抽t逐步递减。2）在凹模头设计（图六），一般第一抽r凹=（812） t,后续各抽 r 凹 n=（0.60.8）r 凹 n-l冲子头部圆角设计为r凸n=（0.61.0）r凹n（图六）3）为保证抽引件成形,有利于材料流动，往往将抽引冲子头部作
11、成一定斜角,如图七所示：一般而言，当 T0.70mm 时 a=30。, 0.7mmT1.4mm 时 0=45。（图七）e. 确定各抽抽引高度如图八所示: 当抽引到最后一抽时，产品尺寸应全部到位，故抽引高度就是产品高度。选定 一区域作为等面积计算单位，由此得I n+ II n+IIIn+Wn+ V 口=产品面积 A由前面计算已知r凹，r凸以及d n,故I n,II,Wn,Vn也可计算得出，因此有IIIn=3.14*d*H=A- I n-Iln-Wn-Vn（图八）5. 抽引连续模之料带设计抽引件展开成毛坯后要开发成连续模形式,必须对料带的 carry 连接方式给予确定。在料 带设计时一般要考虑以下
12、因素：利于抽引件成形，料带刚性良好，送料顺畅，在料宽与pitch选定时 尽量提高材料利用率。从大方面看抽引连续模料带可分为整料带方案和切口料带方案两种。整料帶式切口料帶式它们的王要区别在与切口料带抽引时毛坯完全独立，前后产品在抽引时材料流动不会相互 影响；而整料带抽引时前后毛坯相关连，不但造成抽引凸缘过大，而且容易产生毛坯材料不够等 现象，特别是在模具维修时不便维修。因此，在实际模具设计时，切口料带设计方案应用更为 广泛。公司目前所有抽引模均为切口料带式。在切口料带方案中，又有以下三种毛坯分离方式。 1）下料式（如图九），其特点是：i.废料多，材料利用率低；ii.料带刚性差；（图九）2）撕破方
13、式（如图十），其特点是：i. 材料利用率高，料带刚性好；ii. 毛胚通过撕破方式分开，容易与carry在撕开处相重迭，产生细小金属丝;（图十）3）下料与撕破综合式（如图十一），其特点是：i. 材料利用率高； ii. 料带刚性好。（图十一）在抽引连续模料带设计时，必须保证：1）连接抽引毛坯与两侧浮料定位之搭边的carry必须有一定弧度（图十二），可随抽引毛坯 向中心流动时而延伸。这样才能保证浮料定位搭边不致被拉变形或者是carry被拉断，这才能使 得后续各工站送料顺畅，定位准确；c?（图十三）6. 抽引连续模之压料与脱料设计 抽引模设计时，必须从抽引工艺上充分考虑压料与脱料的可靠性。如果压料不充
14、分，材料 容易起皱失稳。如果压料过死，则不利于材料流动，容易造成抽裂。同样，如果脱料机构设计 不好，也容易造成卡料与带料现象，无法送料顺畅。抽引工站结构如图标：剥料板通过两侧限位，使得抽引毛坯（包括carry）与剥料板间有0.020.05mm间隙，这样既有利材料流动，又可避免起皱。剥料板必须用弹簧强压。在下模设计顶料块，避免产品卡死在模仁中，其浮升的高度必须使产品脱离模仁r角。抽引后，材料势必会紧包在抽引冲子上,为达到脱料目的,除了使冲子完全退回到剥料板 里面,达到完全剥料外，还应在抽引冲子上设计气孔，以避免冲子与产品在剥料过程中产生真空, 发生带料现象。7. 抽引连续模之定位设计抽引连续模料带在模具中的定位设计与弯曲连续模有本质区别.抽引时材料流动,carry变 形,因而无法再通过 carry 上的定位工艺孔对整料带定位,为保证产品尺寸精度。其成形工艺必须 为：分离抽引毛坯T抽引T以抽引体为基准切出弯曲展开毛坯T弯曲成形T产品从料带分IIriri|0vJG离。如图十四：落產品毛胚分離抽引下料折彎（图十四）在模具前段为抽引毛坯分离工站,包括下料与撕裂,是在抽引前完成,可通过料带上定位孔定 位；模具中间段为抽引工站,此时料带上定位孔功能已丧失,它们的 的定位是靠抽引外形自动导 入抽引模仁保证；在模具后段为下料弯曲工站,为保证产品精度,必须以最后一抽抽引体
