專利名稱：一種無法蘭邊凹模的深拉深模具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及金屬板料成形的設備，尤其是涉及一種無法蘭邊凹模的深 拉深模具。
背景技術：
采用改進鋼制模具的工藝結構，避免或有效抑制板材成形中起皺和破裂， 提高板材成形極限能力的新技術研發(fā)， 一直是國內(nèi)外板料沖壓領域中的熱點課 題。
目前已有如下改進的鋼制模具結構①凹模上平面上打密集的工藝小盲孔 拉深模具，利用這些工藝小盲孔存貯潤滑油并在拉深時減少與坯料的接觸面積， 從而減少拉應力，在一定程度上抑制了板材成形中破裂，提高了板材成形極限 能力，但這種工藝結構加工費時，成本高，難以在實際生產(chǎn)中推廣開來。
②錐面凹模和錐面剛性壓邊圈模具，將凹模與坯料接觸的面和壓邊圈與坯 料接觸的面加工成錐面進行拉深的工藝方法，這種方法能在一定程度上提高極 限拉深高度而不發(fā)生拉裂和起皺，但只是對于板料比較厚(或相對厚度較大)， 且拉深具有較大內(nèi)圓角半徑拉深件時才有一定的效果，使用場合有限。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種無法蘭邊凹模的深拉深模具，能極大地提 高拉深件的極限拉深高度并且不發(fā)生拉裂，或者起皺控制在合格產(chǎn)品要求之內(nèi) 的工藝方法及模具。
本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是
本實用新型包括上模總成和下?？偝?，其中-
l)上?？偝砂ㄉ夏０?、導套、凸模固定板退料螺釘、彈簧、凸模和壓料 圈；上模板下端面中心裝有開出氣孔的凸模，凸模從上至下依次套裝在凸模固 定板孔和壓料圈孔中，并與凸模固定板孔和壓料圈孔形成滑動配合，凸模固定 板與上模板采用螺紋聯(lián)接，凸模外面的上模板和凸模固定板上開有三個以上的 通孔，每個通孔中均裝有退料螺釘，露出在上模板下端面的退料螺釘上依次套 裝在彈簧、凸模固定板和壓料圈孔中，退料螺釘端部與壓料圈螺紋連接，退料 螺釘外的壓料圈上開有三個以上的螺紋孔，凸模固定板和壓料圈外面的上模板 下端裝有兩個以上的導套。2)下?？偝砂ㄏ履０?、導柱、凹模、凹模墊塊和頂件彈簧；下模板上端 面中心的凹模內(nèi)裝有凹模墊塊，凹模墊塊的下端面裝有頂件彈簧，凹模墊塊與 凹模內(nèi)腔形成滑動配合，頂件彈簧頂在凹模墊塊大端面上，凹模墊塊中心線與 凸模中心線重合，下模板上的凹模外面裝有兩個以上的導柱與上模板上的導套 數(shù)量一致并形成滑動配合。
所述的凹模，凹模的外形輪廓形狀及外形尺寸與拉深件展開形狀及尺寸一致。
所述的凹模，當拉深規(guī)則拉深件時，即用一個直徑參數(shù)表示的回轉(zhuǎn)體水平 投影大小的拉深件，拉深凹模外形及尺寸與規(guī)則形狀拉深件的展開外形及尺寸 一致，拉深模具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度并沿周過渡。
所述的凹模，當拉深水平投影不規(guī)則形狀的拉深件時，即不能用一個參數(shù)表 示的水平投影形狀的拉深件，拉深凹模外形及尺寸與不規(guī)則形狀的拉深件的展 開外形及尺寸一致，拉深模具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度， 凹模邊緣形狀不規(guī)則，凹模邊緣至模腔徑向長度不相等，故沿周的凹模圓角半 徑不一致，但沿周的各凹模圓角半徑之間要圓滑過渡。
本實用新型具有的有益效果是
該種模具結構能極大地提高板料的成形性能，與凹模上平面上打密集的工 藝小盲孔拉深模具和錐面凹模和錐面剛性壓邊圈模具相比，該工藝能更大地提 高拉深件的極限拉深高度并且不發(fā)生破裂，采用這種類型的模具結構可以一次 拉深替代多次拉深，極大地降低了模具制造成本和能量消耗。

圖1無法蘭邊凹模的深拉深模具結構圖。
圖2錐面凹模和錐面剛性壓邊圈模具結構圖。
圖3a凹模上平面上打密集的工藝小盲孔的拉深模具結構圖。
圖3b平面上打密集的工藝小盲孔凹模主視圖。
圖3c平面上打密集的工藝小盲孔凹模俯視圖。
圖4無法蘭邊凹模的深拉深模具拉深后成形極限圖。
圖5錐面凹模和錐面剛性壓邊圈模具拉深后成形極限圖。
圖6凹模上平面上打密集的工藝小盲孔拉深模具拉深后成形極限圖。
圖7無法蘭邊凹模的深拉深模具未壓制前狀態(tài)圖。
圖8無法蘭邊凹模的深拉深模具壓制完成后狀態(tài)圖。
圖9a圓筒形拉深件圖。圖9b圓筒形拉深件展開圖。 圖9c圓筒形凹模圖。 圖9d盒形拉深件主視圖。 圖9e盒形拉深件俯視圖。 圖9f盒形拉深件展開圖。 圖9g盒形凹模主視圖。 圖9h盒形凹模俯視圖。
圖中1、上模板，2、導套，3、凸模固定板，4、退料螺釘，5、彈簧，6、 凸模，7、壓料圈，8、下模板，9、導柱，IO凹模，11、凹模墊塊，12、頂件彈 簧，13、板料。
具體實施方式

在現(xiàn)有模具結構特點的基礎上，提出了無法蘭邊凹模的深拉深模具。此種 模具的凹模外形形狀及尺寸與拉深件展開外形及尺寸一致，凹模圓角半徑等于 凹模邊緣至模腔徑向長度并沿周過渡。這種模具結構有如下特點(1)拉深時， 剛性壓邊圈作用坯料外緣部分的時間較短，但由于開始就壓在了圓弧面上，而 且圓弧面是沿徑向降低的，所以板料增厚不會超過毛坯初始平面，初始壓邊力 取較大數(shù)值時，毛坯外緣不會翻翹；(2)當壓邊圈作用完成后，毛坯由于沒有 受到壓邊圈的作用而產(chǎn)生的摩擦阻力，因而用于克服摩擦阻力的徑向拉應力的 增量就不需要了，故徑向拉應力減小，拉深時發(fā)生破裂趨勢減弱，拉深比或變 形程度更大；(3)板料厚向由于受到凹模圓角對其壓應力，而此處單元體受到 的周向壓應力比平面法蘭上受到的壓力要小，板料流經(jīng)凹模圓角后厚度是減薄 的，因此同樣拉深直壁杯形件起皺情況會改善，即拉深質(zhì)量更好。這種模具能 極大地提高拉深件的極限拉深高度而不發(fā)生拉裂，并且能一次拉深代替多次拉 深，降低了模具成本和能量消耗。圖1是無法蘭邊凹模的深拉深模具結構圖， 圖2是錐面凹模和錐面剛性壓邊圈模具結構圖，圖3a是凹模上平面上打密集的 工藝小盲孔拉深模具結構圖，圖3b是平面上打密集的工藝小盲孔凹模主視圖， 圖3c是平面上打密集的工藝小盲孔凹模俯視圖。取毛坯直徑和凹模外徑一致， 即直徑D415mm，坯料材料08Al，厚度t=lmm，凸、凹模間隙1.15mm.彈性模 量E-206.8Gpa，泊松比v-0.3,應變強化因素K=537Mpa，屈服極限 =110.3Mpa， 按圖l、圖2、圖3a和圖3b及圖3c模具結構尺寸，拉深高度H=21mm后得到 無法蘭邊凹模的深拉深模具拉深后成形極限圖(圖4)，錐面凹模和錐面剛性壓 邊圈模具拉深后成形極限圖(圖5)，凹模上平面上打密集的工藝小盲孔的拉深模具拉深后成形極限圖(圖6)，比較圖4和圖5及圖6看出，無法蘭邊凹模的 深拉深模具拉深后，拉深件沒有發(fā)生破裂，而錐面凹模和錐面剛性壓邊圈模具 和凹模上平面上打密集的工藝小盲孔拉深模具拉深后，拉深件發(fā)生破裂或處于 破裂臨界狀態(tài)。
無法蘭邊凹模的深拉深模具如圖7、圖8所示，本實用新型包括上?？偝珊?下模總成，其中-
1) 上模總成包括上模板l、導套2、凸模固定板3退料螺釘4、彈簧5、凸 模6和壓料圈7;上模板1下端面中心裝有開出氣孔的凸模6，凸模6從上至下 依次套裝在凸模固定板3孔和壓料圈7孔中，并與凸模固定板3孔和壓料圈7 孔形成滑動配合，凸模固定板3與上模板1采用螺紋聯(lián)接，凸模6外面的上模 板1和凸模固定板3上開有三個以上的通孔，每個通孔中均裝有退料螺釘4，露 出在上模板1下端面的退料螺釘4上依次套裝在彈簧5、凸模固定板3和壓料圈 7孔中，退料螺釘4端部與壓料圈7螺紋連接，退料螺釘4外的壓料圈7上開有 三個以上的螺紋孔，凸模固定板3和壓料圈7外面的上模板1下端裝有兩個以 上的導套2;
2) 下?？偝砂ㄏ履０?、導柱9、凹模IO、凹模墊塊11和頂件彈簧12; 下模板8上端面中心的凹模10內(nèi)裝有凹模墊塊11，凹模墊塊11的下端面裝有 頂件彈簧12，凹模墊塊11與凹模10內(nèi)腔形成滑動配合，頂件彈簧12頂在凹模 墊塊11大端面上，凹模墊塊11中心線與凸模6中心線重合，下模板上的凹模 IO外面裝有兩個以上的導柱與上模板上的導套數(shù)量一致并形成滑動配合。
所述的凹模10，凹模10的外形輪廓形狀及外形尺寸與拉深件展開形狀及尺 寸一致。
當拉深規(guī)則拉深件時，即用一個直徑參數(shù)表示的回轉(zhuǎn)體水平投影大小的拉
深件，拉深凹模外形及尺寸與規(guī)則形狀拉深件的展開外形及尺寸一致，拉深模具
中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度并沿周過渡。如拉深圓筒形件，
圓筒形件展開形狀是圓形的，圓筒形件展開尺寸用直徑表示，因此凹模外形是
圓形的，圓形凹模外形尺寸用直徑表示，凹模外形及尺寸與圓筒形件展開形狀
及尺寸一致，即凹模外徑等于圓筒形件展開直徑，凹模圓角半徑等于凹模外形 半徑與凹模內(nèi)圓形半徑之差并沿圓周過渡。
所述的凹模10，當拉深水平投影不規(guī)則形狀的拉深件時，即不能用一個參 數(shù)表示的水平投影形狀的拉深件，拉深凹模外形及尺寸與不規(guī)則形狀的拉深件 的展開外形及尺寸一致，拉深模具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度，凹模邊緣形狀不規(guī)則，凹模邊緣至模腔徑向長度不相等，故沿周的凹模 圓角半徑不一致，但沿周的各凹模圓角半徑之間要圓滑過渡。如拉深盒形件， 盒形件展開形狀不規(guī)則，盒形件展開尺寸不能用一個參數(shù)表示，因此凹模外形 不規(guī)則，凹模外形不能用一個尺寸表示，凹模外形及尺寸與盒形件展開形狀及 尺寸一致，凹模圓角半徑等于不規(guī)則凹模邊緣至模腔徑向長度，由于凹模邊緣 形狀不規(guī)則，沿凹模邊緣至模腔徑向長度不相等，凹模圓角半徑不一致，但各 凹模圓角半徑之間要沿周圓滑過渡。
所述的凹模10，凹模10的外形輪廓形狀及外形尺寸與拉深件展開形狀及尺 寸一致。如圖9a是圓筒形拉深件圖，圖9b圓筒形拉深件展開圖，展開形狀為 圓形，展開尺寸用直徑D表示，圖9c是圓筒形凹模圖，圓筒形凹模的外形和圓 筒形拉深件展開形狀一致，為圓形。圓筒形凹模外形尺寸用直徑D表示并等于 圓筒形拉深件展開尺寸D。
圖9d是盒形拉深件主視圖，圖9e是盒形拉深件俯視圖，圖9f是盒形拉深 件展開圖，圖9g是盒形凹模主視圖，圖9h是盒形凹模俯視圖，盒形凹模外形 形狀及尺寸與盒形拉深件展開外形及尺寸一致(圖9f與圖9h外形形狀一致)。
所述的凹模10，當拉深規(guī)則拉深件時，即用一個直徑參數(shù)表示的回轉(zhuǎn)體水 平投影大小的拉深件，拉深凹模外形及尺寸與規(guī)則形狀拉深件的展開外形及尺 寸一致。拉深模具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度并沿周過渡。 如圖9a是圓筒形拉深件圖，圖9b圓筒形拉深件展開圖，展開形狀為圓形，展 開尺寸用直徑D表示，圖9c是圓筒形凹模圖，圓筒形凹模的外形和圓筒形拉深 件展開形狀一致，為圓形。圓筒形凹模外形尺寸用直徑D表示，并等于圓筒形 拉深件展開尺寸D。凹模圓角半徑等于凹模外形半徑與凹模內(nèi)圓形半徑之差， 即r號-f，并沿圓周過渡。
所述的凹模10，當拉深水平投影不規(guī)則形狀的拉深件時，即不能用一個參 數(shù)表示的水平投影形狀的拉深件，拉深凹模外形及尺寸與不規(guī)則形狀的拉深件 的展開外形及尺寸一致。拉深模具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向 長度，由于凹模邊緣形狀不規(guī)則，凹模邊緣至模腔徑向長度并不相等，故沿周 的凹模圓角半徑并不一致，但沿周的各凹模圓角半徑之間要圓滑過渡。如圖9d 是盒形拉深件主視圖，圖9e是盒形拉深件俯視圖，圖9f是盒形拉深件展開圖， 圖9g是盒形凹模主視圖，圖9h是盒形凹模俯視圖，盒形凹模外形形狀及尺寸 與盒形拉深件展開外形及尺寸一致(圖9f與圖9h外形形狀一致)。由于拉深模 具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度，而凹模邊緣至模腔徑向長
7度分別等于S^2，S3 (圖9h)等等，因為ShS2,S3各不相等，凹模圓角半徑R沿 凹模內(nèi)形一周并不相等，分別等于Si，S2,S3，等等，但各凹模圓角半徑之間要沿
周圓滑過渡。
本實用新型的工作原理如下-
當上?？偝蛇€未下行時，凸模6下平面與壓料圈7下平面有一定差值。此 時彈簧5有一個初預緊狀態(tài)，如圖1所示。上模總成繼續(xù)下行至壓料圈7下平 面與放在凹模10上的板料13上平面接觸，隨后壓料圈7保持不動的情況下， 當凸模6下行至接觸板料13上平面，彈簧5壓縮量增大，凸模6繼續(xù)下行，凹 模墊塊11向下動動，頂件彈簧12被壓縮。凸模6下行至拉深完成，如圖2所 示。隨后上?？偝缮闲校斖鼓?上行時，凹模墊塊11在頂件彈簧12的作用 下往上運動，將工件頂起。
上述具體實施方式
用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制， 在本實用新型的精神和權利要求的保護范圍內(nèi)，對本實用新型作出的任何修改 和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1. 一種無法蘭邊凹模的深拉深模具，其特征在于包括上模總成和下?？偝桑渲?)上?？偝砂ㄉ夏０?1)、導套(2)、凸模固定板(3)退料螺釘(4)、彈簧(5)、凸模(6)和壓料圈(7)；上模板(1)下端面中心裝有開出氣孔的凸模(6)，凸模(6)從上至下依次套裝在凸模固定板(3)孔和壓料圈(7)孔中，并與凸模固定板(3)孔和壓料圈(7)孔形成滑動配合，凸模固定板(3)與上模板(1)采用螺紋聯(lián)接，凸模(6)外面的上模板(1)和凸模固定板(3)上開有三個以上的通孔，每個通孔中均裝有退料螺釘(4)，露出在上模板(1)下端面的退料螺釘(4)上依次套裝在彈簧(5)、凸模固定板(3)和壓料圈(7)孔中，退料螺釘(4)端部與壓料圈(7)螺紋連接，退料螺釘(4)外的壓料圈(7)上開有三個以上的螺紋孔，凸模固定板(3)和壓料圈(7)外面的上模板(1)下端裝有兩個以上的導套(2)；2)下?？偝砂ㄏ履０?8)、導柱(9)、凹模(10)、凹模墊塊(11)和頂件彈簧(12)；下模板(8)上端面中心的凹模(10)內(nèi)裝有凹模墊塊(11)，凹模墊塊(11)的下端面裝有頂件彈簧(12)，凹模墊塊(11)與凹模(10)內(nèi)腔形成滑動配合，頂件彈簧(12)頂在凹模墊塊(11)大端面上，凹模墊塊(11)中心線與凸模(6)中心線重合，下模板上的凹模(10)外面裝有兩個以上的導柱與上模板上的導套數(shù)量一致并形成滑動配合。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種無法蘭邊凹模的深拉深模具，其特征在于所 述的凹模(IO)，凹模(10)的外形輪廓形狀及外形尺寸與拉深件展開形狀及尺寸一 致。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種無法蘭邊凹模的深拉深模具，其特征在于所 述的凹模(IO)，當拉深規(guī)則拉深件時，即用一個直徑參數(shù)表示的回轉(zhuǎn)體水平投影 大小的拉深件，拉深凹模外形及尺寸與規(guī)則形狀拉深件的展開外形及尺寸一致， 拉深模具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度并沿周過渡。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種無法蘭邊凹模的深拉深模具，其特征在于所述的凹模(io)，當拉深水平投影不規(guī)則形狀的拉深件時，即不能用一個參數(shù)表示的水平投影形狀的拉深件，拉深凹模外形及尺寸與不規(guī)則形狀的拉深件的展開 外形及尺寸一致，拉深模具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度， 凹模邊緣形狀不規(guī)則，凹模邊緣至模腔徑向長度不相等，故沿周的凹模圓角半 徑不一致，但沿周的各凹模圓角半徑之間要圓滑過渡。專利摘要本實用新型公開了一種無法蘭邊凹模的深拉深模具。即拉深模具中的凹模圓角半徑等于凹模邊緣至模腔徑向長度并沿周過渡。上模板下端裝有凸模，凸模裝在凸模固定板和壓料圈孔中，凸模固定板與上模板采用螺紋聯(lián)接。上模板上開有三個以上的有臺階通孔，通孔中均裝有退料螺釘，露出在上模板下端面的退料螺釘上依次裝在彈簧中，退料螺釘端部與壓料圈螺紋連接，下模板上端面中心裝有無法蘭邊凹模，無法蘭邊凹模中心裝有凹模墊塊，頂件彈簧頂在凹模墊塊下端面上。該模具能提高板料的成形性能，與錐面凹模和錐面剛性壓邊圈模具、凹模上平面打密集的工藝小盲孔的拉深模具相比，提高拉深件的極限拉深高度并不發(fā)生破裂，能一次拉深替代多次拉深，降低成本和能耗。
文檔編號B21D22/20GK201283396SQ20082016689
公開日2009年8月5日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權日2008年10月23日
發(fā)明者施于慶 申請人:浙江科技學院