零件是某型號(hào)儀表外罩，其材料為鐵鎳合金1J50。在型號(hào)生產(chǎn)中，該外罩件制造一直是使用棒料車加工成形，原材料浪費(fèi)大，生產(chǎn)效率低，經(jīng)濟(jì)成本高。大批量生產(chǎn)要求使用模具引伸成形后再車加工成形，以提高生產(chǎn)效率，降低成本。

該外罩零件采用厚1.5-0.11mm板料沖壓制造的工藝流程是:落料-引伸成形-車切止口。其中的引伸成形在研制試模中，容易發(fā)生底部破裂，表面劃傷嚴(yán)重，內(nèi)外圓的尺寸誤差大、圓度低，后續(xù)車加工止口困難。針對(duì)性地從引伸工藝和模具結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行分析、準(zhǔn)確計(jì)算、改進(jìn)是保證精密外罩件引伸成功的關(guān)鍵。

引伸工藝分析

外罩的工藝性分析

杯形外罩件，筒壁厚1mm，底部圓角半徑R3，圓筒內(nèi)外圓的直徑公差分別是ITI2、ITI0級(jí)，均高于ITl3級(jí)（引伸件橫斷尺寸公差，一般都在ITI3級(jí)以下），內(nèi)外圓的形狀誤差是由尺寸公差控制的，分別是10級(jí)、8級(jí)（GB1184-80）的車加工要求；口部車加工止口,尺寸精度高、車加工余量??；內(nèi)外圓的表面粗糙值低，質(zhì)量要求高。

精車加工要求的外罩件尺寸精度高，表面質(zhì)量要求高，引伸成形的難度大，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的工藝計(jì)算，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；內(nèi)外圓的尺寸公差難以保證，需要后續(xù)工序整修。

外罩件的材料分析

外罩件材料為1J50的鐵鎳軟磁合金，主要合金元素鎳含量為50%，由于鎳元素的導(dǎo)熱性差、親合性強(qiáng)，導(dǎo)致該合金材料在引伸過程中產(chǎn)生熱積瘤粘模而劃傷零件表面。

在冷硬態(tài)和軟態(tài)的力學(xué)性能相差較大，冷硬態(tài)的屈強(qiáng)比值（0.875）大，延伸性能差；在軟態(tài)下的屈強(qiáng)比值（0.326）小，延伸性能好。實(shí)踐表明該材料極易產(chǎn)生冷作硬化，冷硬狀態(tài)下拉伸成形是造成底部破裂的主要原因。

因此，引伸前就應(yīng)對(duì)毛坯件進(jìn)行軟化熱處理，提高材料的塑性，同時(shí)采用良好的潤(rùn)滑措施，減小引伸過程中的摩擦，克服粘模和底破裂的現(xiàn)象。

引伸件毛坯尺寸的確定

查表確定該外罩引伸件的修邊余量為δ=2mm，并將其劃分為圖2所示的3個(gè)簡(jiǎn)單幾何形狀，按“毛坯面積等于工件面積”的原則計(jì)算外罩引伸件的毛坯直徑。既按下列公式計(jì)算

式中D為毛坯直徑，mm F為包括修邊余量在內(nèi)的引伸件的表面積，mm；∑f為引伸件各部分表面積的代數(shù)和，即。

由于外罩件的引伸成形難度大，精密引伸的毛坯尺寸公差需要嚴(yán)格控制在士0.03mm內(nèi)，因此，該外罩引伸件的毛坯直徑確定為。

引伸次數(shù)的確定 ；

厚1.5 ；mm，直徑φ102.3mm的1J50毛坯，在軟狀態(tài)下，使用壓邊圈引伸，由其相對(duì)厚度t/D100 ；1.5/102.3100=1.46，查表得到圓筒形零件的極限引伸系數(shù)為M=0.50，據(jù)此計(jì)算得到引伸的zui小直徑d1:

引伸模間隙的確定 ；

使用有壓邊圈的引伸模具，由凸、凹模的小間隙來控制引伸件的尺寸、形狀精度，凸、凹模的單邊間隙Z/2值按精密引伸要求Z/2-（0.9-0.95）t計(jì)算取值為1.425mm。

該外罩引伸模的引伸間隙確定為Z=2.85mm，并以凹模為基準(zhǔn)件，間隙由減小凸模獲得。

凸、凹模的工作尺寸的計(jì)算 ；

外罩的外圓尺寸φ55h10，據(jù)此計(jì)算凹模、凸模工作部分的橫向尺寸:

式中為凹?；境叽?，mm；為凸模基本尺寸，mm；為外罩的外圓zui大尺寸，即=55mm；Δ為外罩的外圓直徑公差，即Δ=0.12mm；,為凹模、凸模的制造以差，分別按IT7、IT6Z為凸、凹模雙面間隙，即Z=2.85mm。 按上述公式計(jì)算并確定為

減小摩擦的措施 ；

引伸件的毛坯雖然經(jīng)過了軟化熱處理，引伸性能得到了提高，但為了確保外罩零件的引伸，還需要進(jìn)一步地減小引伸過程中的摩擦。為此，首先改進(jìn)了壓邊圈的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，圓環(huán)定位能保證毛坯件與凸模的同軸度要求，圓環(huán)的深度, ；稍大于材料厚度，既能防止凸緣的起當(dāng)，又不會(huì)產(chǎn)生過大的壓邊力；選用Tl0A材料制做定位壓邊圈，并經(jīng)淬火熱處理，定位面的粗糙度同凹模工作表面的粗造度一樣，要求，有效地降低了引伸中的摩擦系數(shù)。 ；

由于1J50材料的鎳含量較高，在引伸過程中，鎳金屬容易產(chǎn)生粘模，使引伸件表面劃傷。普通油潤(rùn)滑不能有效解決，在實(shí)踐中參考鎳?yán)鋽D壓的過程機(jī)理，配制含有氯化石臘的潤(rùn)滑劑進(jìn)行引伸潤(rùn)滑，且要求先對(duì)軟化熱處理的毛坯進(jìn)行表面拋光、去銳邊和毛刺，作到表面光潔、干凈，再在兩面涂抹潤(rùn)滑劑。 ；

外罩引伸模具設(shè)計(jì) ；

模具結(jié)構(gòu) ；

引伸模倒裝結(jié)構(gòu)是由打桿組件、凹模、定位壓邊圈、凸模、底座、卸料螺釘?shù)冉M成的倒裝結(jié)構(gòu)。倒裝結(jié)構(gòu)在單動(dòng)壓力機(jī)上使用，且有引伸高度大，壓邊力可通過反頂機(jī)構(gòu)隨意調(diào)整達(dá)到引伸成型要求，十分有利于精密引伸成形；上下模間隙調(diào)整是用毛坯件的料條引導(dǎo)凸模對(duì)中凹模保證的，方便可靠。 ；
4.結(jié)束語

詳細(xì)地分析、計(jì)算，總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)外罩件的引伸工藝和模具結(jié)構(gòu)，成功地解決了引伸件在引伸過程中發(fā)生底破裂的現(xiàn)象，引伸件的尺寸精度和表面質(zhì)量均有提高，達(dá)到了預(yù)期的要求。外罩件采用板料引伸后加工成形，比用棒料車加工成形節(jié)省原材料80%，成本降低60%，且較大程度地提高了外罩件的生產(chǎn)效率。