通过对半球形件进行拉伸工艺分析，阐述了零件在拉伸成形过程中的难点，制定出合理的工艺路 线，设计了２副拉伸模，满足了产品的设计要求。 关键词 半球形件 拉伸 起皱 工艺

１ 工艺分析

图１所示半球形件，材料为０８钢，料厚ｔ＝１ｍｍ，成形后要求零件表面无起皱，无变形。经分析， 坯料相对厚度为ｔ／Ｄ×１００＝０．６５，因此需要采用强力压边装置，来提高材料的变形阻力；而在 模具结构上通常采取设置加强筋来提高材料的抗失稳起皱能力。但是加强筋的设置会导致球顶点的坯料因 为变薄现象严重而胀形破裂，另外还增加了一道切边工序，不利于企业降低成本。

图１ 半球形零件图

根据以上的分析，设计了１副拉伸切边模具结构，见图２所示，解决了上述问题，并重新制定了拉伸 工艺路线，即：拉伸与切边和整形两道工序。不仅简化了工序，而且成形后的零件光滑无起皱，无变形。 满足产品的技术要求。

图２ 球形拉伸模结构图（刚接触坯料时的状态）

1.下模板 2.凸模固定板 3.凸模 4.顶料板 5.压埂 6.坯料 7.顶杆 8.落料凸模 9.上固定板 10.垫板 11.上模板 12.模柄 13.压料板

２ 模具结构特点

拉伸冲切模结构如图２所示，拉伸切边模具结构设置了加强筋来增强材料的稳定性，同时又通过设计了 顶杆７，来保证材料在拉伸开始前达到一定的储料要求，从而有效的减少了坯料因为变薄而胀形破裂。

和一般拉伸模具相比其结构有以下几个特点：

（１）为能够对拉伸冲切模具进行精确导向，采用Ｉ级精度滑动导柱导套进行导向。

（２）因为浮动顶料板４在模具结构中兼起到落料凹模的作用，为保证浮动顶料板４的稳定性，设置 了２个小导柱进行导向。

（３）顶杆７的端部和凸模的顶部形状一致，以增加坯料和凸模的接触面积。

（４）落料凸模８不仅起到落料凸模的作用，而且在拉伸过程中还起到压边的作用，因而它的外缘为 冲切刃口，内缘为带有一定弧度的圆角过渡。落料凸模８和压料板１３滑动配合，以保证对压料板１３进 行导向。

３ 模具工作过程

图２～图５为拉伸冲切模具整个拉伸过程中的各阶段图示。

（１）图２为拉伸刚开始时的状态。在压料板将坯料压在顶料板之前，由顶杆７将坯料预先压下一定 的深度，以达到一定的材料储备。

（２）图３为拉伸成形后冲切时的阶段图。压料板和顶料板共同作用将坯料压在加强筋之间。此后， 坯料在凸模和顶杆的作用下球面成形。随着冲床滑块的继续下降，落料凸模和浮动顶料板共同作用进行冲 切工序。

图３ 球形拉伸模结构图（冲裁凸缘时的状态）

（３）图４为拉伸最后成形。上模继续下降，坯料通过落料凸模内缘的圆弧处进入凸凹模间隙，并拉 伸成形。

图４ 球形拉伸模结构图（拉伸结束时的状态） 图４ 球形拉伸模结构图（拉伸结束时的状态）

（４）图５为模具开模时的状态。上模板上升，压料板和浮动顶料板脱离接触，零件由于被挤入落料 凸模的型腔内，故随着上升。随着加在顶杆上的弹簧力增大，零件被顶出来。 经过以上几个阶段，完成一个拉伸成形工序周期。

图５ 球形拉伸模结构图（顶杆顶出零件时的状态）

４ 模具试制

在模具调试阶段，顶杆７的顶出距离可以根据拉伸零件的成形调试结果确定，在保证不胀破的情况下， 尽可能地缩短顶杆７的长度，以使加强筋能够从分发挥作用，成形后的零件表面更为光滑，无皱。

结束语

利用拉伸冲切模具成形出来的零件还是半成品，需增加１副整形模具来保证零件的最后形状与尺寸， 模具结构如图６所示，凸凹模刃口尺寸与零件的内外尺寸相符，间隙取（0.95－１）ｔ。

图６ 球形拉伸整形模结构图

通过半球形件拉伸成形工艺分析及模具设计　很好地解决了半球形件成形时的一些技术难点，满足了 产品设计要求，达到了预期的产品效果。

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