广西工学院毕业设计书
压料面是覆盖件工艺补充面的一个组成部分，即位于凹模圆角半径以外的那一部分毛坯。在拉深前，压料圈将要拉深的毛坯压紧在凹模压料面上。拉深过程中，压料面被逐步拉入凹模型腔内，形成覆盖件本体。因此，压料面的形状不但要保证压料面上的材料不起皱，而且在尽量造成凸模下的材料下凹，以降低拉深深度，最终保证拉入凹模里的材料不皱不裂，获得合格成品。压料面有两种形式。
（1）.压料面就是覆盖件本身的凸缘面，即为覆盖件本体的一部分。这种压料面的形状是确定的，为便于拉深过程的进行，也可以做某些部分变动，但必须在以后的适当工序中加以整形，以达到覆盖件的整体形状要求。
（2）.压料面是与工艺补充面所组成的。在拉深工序以后的冲孔修边工序中，这种压料面将被切除。所以应尽量减小这类压料面的材料消耗。
覆盖件拉延成形的压料面形状是保证拉延过程中材料不破裂和顺利成形的首要条件，确定压料面形状应满足一下要求：
a.压料面应为平面、圆柱面、圆锥面或曲率很小的双曲面等可展面。当毛坯被压紧时，不应产生褶皱或扭曲现象，以便材料向凹模内顺利流。
b. 压料面与拉深凸模的形状应保持一定的几何关系，保证在拉深过程中毛坯始终处在拉胀状态，拉入凹模腔内的材料不会出现“多料”现象，以免产生皱纹。
c.压料面应平滑光顺有利于毛料往凹模内流动。压料面上不得有局部的鼓包、凹坑和下陷等。如果压料面是覆盖件本身的凸缘面。而凸缘上有凸起和下陷时，应在后续的工序中增加整形工序。
同时压料面形状还要考虑到毛坯定位的稳定、可靠和送料、取件的方便。由所给的零件图，做出的工艺补充知道，我所选择的压料面是工艺补充面的部分组成，并且压料面是零件的上平面，是一个水平面。
确定后的工艺补充数学模型如图
2.3.4-1
所示。
2.3.4-1压料面的确定
2.3.5 拉延筋的设计
2.3.5.1拉延筋的作用:
(1).增加进料阻力，使整个拉延件进料速度达到平衡状态
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拉延件压料面上各部位的进料阻力存在很大差别。在拉延时，四处圆角部分的材料要进入凹模型腔内，毛坯在径向拉应力、切向压应力和双向反复弯曲应力的作用下，变形阻力很大，所以这部分不需要加拉延筋，否则在增加阻力会在内壁危险断面处拉裂或者起皱，对成形不利。相反，在工件平面轮廓的直线部分，主要是弯曲变形，进料阻力相对圆角部分小得多，材料的流动会形成内皱，且无法排除。为使进料均匀，在直线部分要布置有拉延筋，在拉延件的凹处，凹得较深，转折比较厉害，所以也不设拉延筋。而且在直线部分设置拉延筋，既增加了进料阻力，也使直线部分和圆角部分的进料阻力均匀化，从而防止材料“多则皱、少则裂”的现象发生。 (2).加大拉延成型的内应力数值，提高覆盖件的刚性。
在一般拉延成型过程中，为了减少内皱，往往采取增加毛料尺寸的方法。增加一条拉延筋，可以代替增加不少压料面积所取得的增加阻力的效果。拉延筋的设置可以提高覆盖件的进料阻力，况且拉延筋通过调整修磨间隙的方法，十分方便有利。 (3).加大径向拉应力，减少切向压应力，延缓或防止起皱。 (4).降低压料面加工要求
采用拉延筋后，压料面的间隙可适当加大，也可适当降低对压料面加工粗糙度的要求。 (5).稳定拉延过程
某些拉延件不用拉延筋也能成形，但形状不够稳定，刚性较差拉延筋是否设置，设计位置、数量和形状等是拉延成形中的重要问题，它往往成为拉延成败的关键。 2.3.5.2拉延筋的结构和布置
(1).拉延筋的结构有圆形、半圆形和方形三种形式，一般装在压料圈上，而与凹模上开出相应的槽相配合。此次的设计采用的是半圆形的拉延筋，淬火硬度为58～62HRC，半径为7mm，高度为6mm。拉延筋也可以和压料圈或者凹模的压料面做成整体形式，本次设计的拉延筋就是与压边圈做成整体式，这样制造容易，修磨方便，得到了广泛的应用。 （2）布置原则和方法：
拉延筋的位置、数目和长短是根据拉延件外形、起伏特点和拉延深度等因素确定。
a. 拉延筋的布置原则见表2—1。
表2—1 拉延筋的布置原则 要求 增加进料阻力，提高材料变形程度 毛坯起皱 调整进料阻力和进料量 拉延深度大的直线部位，放1～3条拉延筋； 拉延深度大的圆弧部位，不放拉延筋； 拉延深度相差较大时，在深的部位不设拉延筋，浅的部位设拉延筋 布置原则 放整圈的或间断的一条拉延槛或1～3条拉延筋 增加径向拉应力，降低切向应力，防止在容易起皱的部位设置局部的短筋 第 17 页 共 48 页
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b. 按凹模口形状布置。拉延筋的布置方法见表2—2
表2—2 按凹模口形状布置拉延筋的方法 序号 1 2 形状 弧 大内凹圆补偿变形阻力不足；避免拉延时，设置1条长筋和2条短筋 弧 3 材料从相邻两侧凸圆弧部分挤过来而形成皱纹 小外凸圆塑流阻力大，应让材料有可能向直不设拉延筋；相邻筋的位弧 4 线区段挤流 置应与凸圆弧保持3°～12°夹角关系 小内凹圆 将两相邻侧面挤过来的多余材料沿凹模口不设筋； 在离凹弧 5 直线 延展开，保证压边面下的毛坯处于模口较远处设置两段短筋 良好状态 补偿变形阻力不足 根据直线长短设计1～3条拉延筋（长者多设，并呈塔形分布，短者少设） （3）.拉延筋布置方向。拉延筋一定要与材料流动方向垂直。
（4）.拉延筋的深浅与多少。拉延深度的部位不设或者少设，深度浅的部位一定要设置或多设置。拉延筋最多设置三根，最里面一圈常为封闭形状，第二、第三只在直线部分设置，第三圈长度最短。
本次所设计的零件，由于拉延成型的深度大概为20mm左右，拉深深度一般，零件的变形部分较少，在两个弯曲的部位是主要的变形区。为了防止在拉延后的零件刚性不足，因此设计的拉延筋是按修边线的形状设计成封闭式的，拉延筋半径是6mm，高度是6mm。拉延筋可以加大进料的阻力，增强零件的刚度。拉延筋的布置方式如下图2.3.5-1所示：
要求 布置方法 设置1条 大外凸圆补偿变形阻力不足 第 18 页 共 48 页
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2.3.5-1拉延筋
2.3.6 毛坯尺寸确定
本零件形状相对比较简单，截面大致呈Z形,在采用一模两件式做好工艺补充后，零件形状大致为“U”形，由俯视看去呈长方形,因此采用矩形的毛坯拉延，拉延下料可以通过剪板机方便地获得。由《福田冲压模具设计规范》中的公式算出，公式如下
用UG的测量命令，量出长度方向的a1=a2=417mm，宽度方向的a1=55mm a2=50mm，将量得的数据代入上式，得出工件毛料的基本尺寸是长?宽为884mm?97mm，因为在做工艺补充时通过测量发现如果按上式计算得的毛料的数据用来做下料的尺寸的话，用UG量出从压边筋最外轮廓到毛料的最外轮廓得到的料长度大概为10mm左右，如果下料长?宽为884mm397mm用来生产的话会比较危险，可能会拉不出工件，或是在生产时凸模会把料拉入凹内，损坏模具。因此在上面用公式算出料长?宽为884mm397mm的基础上再把长单边放料22.5mm,宽单边放料20mm。最后得出的下料长?宽为929mm3137mm，取此值为毛坯尺寸。
2.3.7确定工艺方案
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经过对零件的工艺性分析后，结合产品图进行必要的计算，并在分析冲压工艺类型、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案，然后通过对产品质量、生产率、设备条件、模具制造和寿命、操作、安全以及经济性等方面的综合分析、比较，确定出一种适合于本部门生产的最佳工艺方案。
冲压加工的基本工序包括成形工序和分离工序两大类。成形工序——材料的变形力学范围是在塑性变形范围，包括拉深、缩口、翻边、胀形、扩口、弯曲等；分离工序——材料的变形力学范围表现为产生断裂变形的工序，包括切断、切口、剖切、冲孔、修边，落料、整修等。
经过对零件的分析，此件为半封闭的“U”形件，看似可以弯曲成形，但零件凸缘部分并不严格平坦，成形时并不是按照一定的曲率或角度进行，且底部还有凹槽，因此拉延成形方法才能冲压出合格的产品。
对于分离工序，获取毛坯形状需要用到落料或切断工序，冲内孔需要用到冲孔工序，为了获得零件外部形状，还应有修边工序，因为是两件合并成形，还需剖切工序分离左右件。零件图如下：
2.3.7-1零件图 零件材料采用低碳钢，厚度t=1.2mm，含碳量≤0.08，伸长率≥34％（标距l0=80mm），可见材料塑性好，冲压加工性能良好。屈服强度≤240MPa，抗拉强度为270～370MPa，弹性模量E=2.07E5MPa，塑性硬化指数n=0.237，厚向异性指数r=2.295，硬化指数在钢材中是比较高的，材料成形极限较大。
通过对该覆盖件的分析，可知其要求的表面必须光顺平滑、棱线清晰、刚性良好，零件的结构一般、拉延部分的过渡圆角半径为4mm和5mm，工件四周有半径不等的圆弧过渡。零件上表面跟下表面不是在一个平面上，上表面跟下表面间的角度大概是3度。零件上有两出凹下，在凹下的地方旁边有三个直径为8mm的孔，零件的总长度为402 mm,总宽度为67mm，拉深深度大概为20mm，深度一般。由上面数据可以知道该零件相对来
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