帶凸緣筒形件殼體的沖壓工藝及模具設(shè)計【落料拉深復合模含18張CAD圖帶卡片】
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充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙帶凸緣筒形件殼體的沖壓工藝及模具設(shè)計[落料－拉深復合模] 摘 要：本設(shè)計題目是殼體落料拉深復合模，體現(xiàn)了帶窄凸緣筒形零件的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，具有設(shè)計意義。通過對該模具的設(shè)計，復習了我的沖壓模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為今后設(shè)計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊。 本設(shè)計運用沖壓工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了制件的形狀及生產(chǎn)可行性，為合理選取沖壓工藝方案做好準備；然后估算了落料毛坯的體積，便于排樣；最后分析模具結(jié)構(gòu)，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及卸料裝置的選取。本制件是帶窄凸緣的筒形件，選擇合適的壓邊力是極為重要的，它具體應(yīng)在保證不起皺的前提下取最小值。卸料板在落料前兼起壓料作用。 本復合模具先由凸凹摸與落料凹模進行落料工序，后由凸凹摸與拉深凸模進行反向拉深工序。模具結(jié)構(gòu)屬于正裝式復合模，比較適宜本制件的成形。此外，在排樣的工作中力求板材利用率達到較高的水平。關(guān)鍵詞：落料拉深復合模 反拉深 拉深間隙 窄凸緣筒形件充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙The Pressing Process and Die Design for the Shell ABSTRACT： The topic of the design is a shield produced by compound blanking and drawing dies, it is according to the requirements 、the contents、also the directions of cylindrical part which has a narrow flange. And it is of great significance. Throughing the die design of this part, my foundation knowledge of die design was enriched a lot. It will be helpful for my later's die-designing which are more difficult, in addition, I have gain countless experience .The design using blanking technique and foundation knowledge of die design, first by analysising the shape of the part and feasibility of producing. All have done are making preparation for reasonable selection of blanking technique scheme . Then calculated the volume of the blank flat,so it is simple for layout designing. Finally anlysised the die structure,confirmed the die designing parameter 、designing essences and selecting tripper.This part is a cylindrical part with a narrow flange, so tomake a suitable pressure-pad-force is very important. After make sure it will not wrinkle, it should be selected a minimum. The stripper also is act as a pressure-pad. First the compound die and blanking die doing the blanking process, then the compound die and the drawing punch doing the reverse drawing process, the structure is belonging to the simple compound die .It is quite suitable for this part 's forming. Furthermore, during the layout-design I try my best to make the sheet-utilization at a rather hign level.Keywords: compound blanking and drawing dies reverse drawing drawing clearance narrow flange tubular充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙目 錄1 緒論……………………………………………………………………………………12 殼體的落料拉深工序的沖壓工藝分析……………………………22.1 落料拉深件工藝分析…………………………………………………………22.2 沖壓工藝方案的確定…………………………………………………………22.3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定…………………………………………………32.4 拉深工藝計算和工藝方案……………………………………………………42.5 壓力、壓力中心計算及壓力機的選用………………………………………52.6 排樣設(shè)計………………………………………………………………………73 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………103.1 模具工作部分的計算………………………………………………………………103. 2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………133.3 模具總裝圖…………………………………………………………………19結(jié)束語………………………………………………………………………28致謝………………………………………………………………………………29參考文獻………………………………………………………………………30充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙41 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復雜的薄壁零件，但是，加工出來的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級以下，不宜高于 IT11 級。有凸緣圓筒形件是最典型的拉深件，其工作過程很簡單就一個拉深，根據(jù)計算確定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度,改變導柱和導套的高度的同時,還要注意保證導柱和導套的強度. 導柱和導套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長度決定．設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當邊試沖邊修改高度。2 殼體的落料拉深工序的沖壓 工藝分析充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙52.1 落料拉深件工藝分析原始資料：如下圖示 材料：08F 厚度：1.5mm 批量：中批量 技術(shù)要求：一般公差，線性尺寸的未注公差按 GB/T1804圖 1 t圖示零件材料為 08 鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。外形落料的工藝性：該帶凸緣筒形件屬于中等尺寸零件，料厚 1.5mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。拉深的工藝性：觀察零件圖可知尺寸精度要求一般，屬于帶凸緣拉深。此工件為帶窄凸緣圓筒形工件，要求外形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可采用落料拉深工序加工。工件底部圓角半徑r＝7.5mm,外形尺寸為 220mm， 220mm 的公差等級為 IT12 級，滿足拉深工序?qū)?工件公差等級的要求。工件的總體高度到最后可由修邊達到要求。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。2.2 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個基本工序， 可有以下三種工藝方案：充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙6方案一：先落料，再拉深。采用單工序模生產(chǎn)方案二：落料－拉深復合模沖壓。采用復合模生產(chǎn)。方案三：拉深采用級進模生產(chǎn)。表一 簡單模、復合模、級進模比較類型因素 生產(chǎn)批量 尺寸精度 形狀大小 制造安裝成本安全性復合模 中大批量 高 中小型 高 差級進模 中大批量 較高 中小型 較高 較好簡單模 小批量 低 無要求 低 較好采用方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩套模具，生產(chǎn)效率低，工件的累計誤差大，操作不方便，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具生產(chǎn)效率高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復雜，送進操作不方便，加之工件尺寸偏大。通過對上述三種方案的分析比較，該件若能一次拉深，則其沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。2.3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙71）工作零件安裝結(jié)構(gòu)：本零件的沖壓包括落料和拉深兩個工序，為方便落料件和拉深件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即凸凹模安排在上模。2）送料方式：是中小批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，能簡化模具結(jié)構(gòu)，更能節(jié)約成本。3）定位裝置：本工件在拉深復合模中尺寸是相對較大的，又是批量生產(chǎn)，落料時采用擋料銷定位，送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距。4）導向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于采用了手工送料方式，為了提高開敞性便于送料，且其工件較大，采用中間導柱模架可承受較大的沖壓力。5）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，落料件的廢料靠剛性卸料板從凸凹模上刮下，筒形拉深件靠上?；爻虝r打桿和推件塊的共同作用把其從凸凹模中頂出。2.4 拉深工藝計算和工藝方案本制件的工藝計算屬于相對簡單的。其主要的內(nèi)容包括計算毛坯直徑、確定拉深次數(shù)及相關(guān)尺寸等。2.4.1 工藝方案的確定根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是相對簡單的帶凸緣圓筒形拉深件。所以它的工序只有一個：拉深。2.4.2 計算毛坯尺寸查沖壓手冊表 4-5 選取修邊余量 δ=6mm.查沖壓手冊表 4-7 拉深件毛坯直徑計算公式 P187 頁序號 20 則可按下面的公式計算：當 r≠r1 時 D2=d12+6.28rd1+8r2+4d2h1+6.28r1d2+4.56r12+d42-d32d1=208 r=6.75 d2=221.5 h1=63 r1=2.25 d3=226充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙8d4=280 代入數(shù)據(jù)后得 D≈373 mm2.4.3 拉深次數(shù)的確定采用查表法。根據(jù) t/D×100=1.5/373×100=0.4 和工件相對高度h/d=72/221.5≈0.325，查沖壓手冊表 4-20 得 h1/d1=0.48。因 0.325〈0.48，且總拉深系數(shù) mt=d/D=221.5/373≈0.594>0.54(極限拉深系數(shù)值)故可以一次拉深成形。d 凸/d=280/221.5≈1.264200mm 時,拉深凹模圓角半徑應(yīng)按下式確定:r 凹 min=0.039d+2(mm) d 為凹模內(nèi)徑=226mm采用合適的 R 凸 、R 凹 與凸凹模間隙 Z 可以減小拉深系數(shù)。 采用過小的 R 凸 、R凹 和 Z 會使拉深過程中摩擦阻力與彎曲阻力增加，危險斷面的變薄加劇，而過大的 R 凸 、R 凹 和 Z 則會減小有效的壓邊面積，使板料的懸空部分增加，易于使板料失穩(wěn)起皺，所以對拉深都不利。且為了制造方便，綜上考慮取 r 凹=11mm第一次拉深 以后各次拉深 拉深方法 t/D × 100 m 1 t/D × 100 m n 用壓邊圈 可用壓邊圈 不用壓邊圈 ＜ 1．5 1．5 ～ 2．0 ＞ 2．0 ＜ 0．6 0．6 ＞ 0．6 ＜ 1 1 ～ 1．5 ＞ 1．5 ＜ 0．8 0．8 ＞ 0．8 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙92.5 壓力、壓力中心計算及壓力機的選用因為本制件是軸對稱零件，所以不用計算壓力中心。2.5.1 壓力計算本制件拉深時需要采用壓邊圈。其拉深力的計算公式應(yīng)該以生產(chǎn)中常用的經(jīng)驗公式進行計算：壓邊圈產(chǎn)生的壓邊力 F 壓 大小應(yīng)適當，F(xiàn) 壓 太小，防皺效果不好；F 壓 太大，則會增大傳力區(qū)危險斷面上的拉應(yīng)力，從而引起材料嚴重變薄甚至拉裂。因此，實際應(yīng)用中，在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選小的壓邊力。其計算公式可按下式計算：落料拉深工序 ① 落料力P=1.3D t 查表可知式中 =294MPa D=373 t=1.5mm???則：P=1.3×373× ×1.5×294N≈671.5KN② 卸料力Q=kP 查表可知式中 k＝ 0.04則：Q=0.04×671.5KN≈27KN③ 拉深力F = d0 t k1б b ?查沖壓手冊表 4-85 可知 式中 k1＝0.82 б b＝392 MPa則：F= ×223×1.5×0.82×392N≈337KN④ 壓邊力Q 壓邊力 = ????qrdD2024???查表可知式中 q=2.5MPa則：Q 壓邊力 = 45.15.3722 ??＝272.13KN確定壓力機噸位:這一工序的最大總壓力 F 總=F 落料+F 卸料+F 壓邊充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙10≈671.5KN+27KN+272.13KN≈970.6KN選擇壓力機公稱壓力時需注意，當拉深工作行程較大，尤其落料拉深復合模時，應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機滑塊的許用壓力曲線之下。而不能簡單地按壓力機公稱壓力大于工藝壓力的原則去確定壓力機的規(guī)格，否則可能發(fā)生壓力機超載而損壞。在實際生產(chǎn)中可以按下式來確定壓力機的公稱壓力：Fg≥(1.6～1.8) F Z 則可得：F g介于 1553.0～1747.1 之間2.5.2 壓力機的選用壓力機的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件，因此，工作行程根據(jù)拉深力的計算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機：閉式壓力機機身左右封閉，剛度好，多點壓力機抗偏載能力強，綜合考慮后，采用閉式雙點壓力機。且所需壓力機的公稱壓力 Fg介于 1553.0～1747.1kn 之間 故選用 JB36-200B 表三 JB36-200B 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù)壓力機型號 JB36-200B公稱壓力（KN） 2000公稱壓力行程（mm） 13滑塊行程（mm） 400滑塊行程次數(shù)（次/分鐘） 18最大裝模高度（mm） 600充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙11裝模高度調(diào)節(jié)量（mm） 250導軌間距離（mm） 2430滑塊底面前后尺寸（mm） 1150工作臺板左右尺寸（mm） 2350工作臺板前后尺寸（mm） 12502.6 排樣設(shè)計2.6.1 確定零件的排樣方案設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。排樣合適恰當不僅可以降低成本，提高材料的利用率，而且可以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)該零件的圖形分析可知：筒形件是由落料件后續(xù)拉深成型的。其排樣方安比較簡單，容易確定，這里就采用直排的形式來確定落料的排樣。其排樣簡圖如下：圖 22.6.2 條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙12查表取得搭邊值為 a=2mm 和 a1=1.5mm。條料寬度的計算：B=D+ 2a, 代入數(shù)據(jù)計算得進距為 377 mm。進距的計算：由 s=D+ a1,代入數(shù)據(jù)計算得進距為 374.5 mm。材料利用率的計算：根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用 A×L×t=1200 mm×1600 mm×1.5 mm 的冷軋薄鋼板。縱向剪板條數(shù)：n 1= = =3 條余 69mmBA3720每條落料個數(shù)：n 2= = =4 條余 100.5mmsaL?5.416落料工序板料利用率：= ?%10241?ALDn?代入數(shù)據(jù) n 1＝3 n 2＝4 D=284mm得 = =68.26%607?橫向剪板條數(shù)：n 1= = =4 條余 92mmBL3每條落料個數(shù)：n 2= = =3 條余 75mmsaA1?5.74落料工序板料利用率：= ?%10241?ALDn?代入數(shù)據(jù) n 1＝4 n 2＝3 D=373mm得 = =68.26%46072?因此采用縱排或橫排均可以。充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙133 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 模具工作部分的計算3.1.1 拉深模的間隙深間隙對拉深過程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度，而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進行。因此，應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，選取適當?shù)睦铋g隙值，既可保證工件的要求，又能使拉深順利進行。本模具的拉深間隙查表得出：Z 1/2=1.t=1.65mm3.1.2 拉深模的圓角半徑凸模、凹模的選用在制件拉深過程中有著很大的作用。凸模圓角半徑的選用可以大些，這樣會減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力，工件不易被拉裂，極限拉深因數(shù)會充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙14變小些；凹模的圓角半徑也可以選大些，這樣沿凹模圓角部分的流動阻力就會小些，拉深力也會減小，極限拉深因數(shù)也會相應(yīng)減小。但是凸、凹模的圓角半徑也不易過大，過大的圓角半徑，就會減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積，板料懸空面積增大，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。3.1.3 模具工作部分的尺寸和公差0 落料件尺寸公差為 φ373-0.89由表 2-31 公式進行計算：D 凹=（D-x△）+δ 凹 +0.060=（373-0.5×0.89）0=372.56～372.62（查表 2-30 X=0.5 δ 凹=+0.060）D 凸=（D-x△-2c）-δ 凸 0 =（373-0.5×0.89-0.132）-0.04=372.38～372.42δ 凸=-0.040Cmin=0.066 Cmax=0.120查表 2-23δ 凹的絕對值與 δ 凸的絕對值之和=0.060+0.040〈2Cmax-2Cmin=0.24-0.1332=0.108mm故上述計算是恰當?shù)摹? 拉深前的毛坯取未注公差尺寸的極限偏差。由《沖壓手冊》表 4-75 公式計算： D 凹=（d+0.4△+2c）+δ 凹 +0.12=（220+0.4×0.46+2×1.65）0=223.48～223.60C=1.1t=1.65mm δ 凹=0.12 0 D 凸=（d+0.4△）-δ 凸 =（220+0.4×0.46+）-0.08充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙15= 220.10～220.18δ 凸=-0.083.1.4 凸模部分的設(shè)計及長度計算由于工件的形狀簡單且對稱，本模具為落料-拉深復合模，為了實現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面應(yīng)比落料凹模端面低。凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，拉深凸模的 L 長度可按下式計算：L=H 固+H 凹-H 低式中：H 固———凸模固定板的高度（50mm）H 凹———凹模的高度(210mm)H 低———裝配后拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板厚太小，確定 H 低=5mm則：L =210mm+50mm-5mm=255mm該模具凸模因為高度較大，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度 58—62HRC）外，材料用 T10-A 優(yōu)質(zhì)工具鋼。3.1.5 凸凹模的設(shè)計及長度計算外形落料凸模內(nèi)形拉深凹模的凸凹模：其外形可用數(shù)控車床加工和外圓精磨，用四個 M30 的螺釘固定在墊板上，由于其內(nèi)部的拉深凹模的形狀，致使凸凹模的強度和剛度下降，這里也采用淬火變形小的 CrWMn 模具鋼。為了加強強度和剛度，這里把凸凹模做成整體式的，不必再作凸凹模固定板。其長度可按下式計算：L＝H 凹＋H 卸＋H 固－H 頂其中：H 凹———凹模的高度(210mm)H 卸———固定卸料板的高度(50mm)H 固———凸凹模固定部分的長度(60mm)充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙16H 頂———頂件塊的高度(80mm)則：L＝210mm＋50mm＋60mm－80mm＝240mm3.1.6 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸較大，為了工作過程穩(wěn)定，選用中間導柱模架。再按其標準選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表 3-1。表 3-1 模 架 規(guī) 格 選 用名稱 尺寸 材料 熱處理上模座 600×90 HT200 燜火下模座 600×90 HT200 燜火導柱 A70h7×550A75h7×55020 滲碳 HRC58～62導套 A70h7×550A75h7×55020 滲碳 HRC58～62模具的閉合高度 H 閉 =H 上 +H 凹模 +H 凸凹模 +H 下 －（凸凹模刃面高度差+拉深件高度－料厚）=90+210+240+90-（3+73.5-1.5）=555mm式中：H 凹 —凹模厚度，H 凹 =210mm；H 壓 —壓邊圈的厚度，H 壓 ＝80mm；由此可見模具的實際閉合高度遠遠大于所采用模架的最大閉合高度。查標準件的資料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)模具的實際閉合高度還是遠遠大于其它標準的最大閉合高度。所以此制件不能采用標準模架。為了節(jié)省加工時間，只有在模具標準模架的基礎(chǔ)上進行修改。因為模具的封閉高度 H 應(yīng)該介于壓力機的最大封閉高度 Hmax=600mm 和最小封閉高度 Hmin 之間，一般取： Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙17由此可以看出，要想讓制件順利加工和從模具上取出，只有使模具有足夠的封閉高度： Hmax≥H+5mm=555+5=560mmHmin≤H-10mm=555-10=545mm要使模具具有足夠的封閉高度，只有改變導柱和導套的高度：導柱：A70h7×550 A75h7×550 ；導套：A70H7×180×73 A75H7×180×73為了使模座有足夠的強度，上，下模座的厚度應(yīng)該再增加一些。模具選用中間導柱標準模架，可承受較大的沖壓力，為了防止裝模時上模旋轉(zhuǎn) 180度裝配，將模架中兩對導柱與導套做成粗細不等。導柱 α/mm×L/mm 為 φ70×550導柱 α/mm×L/mm 為 φ75×550導套 α/mm×L×D 為 φ70×180×73導套 α/mm×L×D 為 φ75×180×73H 上模=90mm———上模座厚度H 墊板=30mm———下模座墊板厚度H 卸=50mm———固定卸料板厚度H 凸模固定=35mm———凸模固定板厚度H 下墊板=30mm———下模墊板厚度H 下模=30mm———下模座厚度模具實際閉合高度：H 閉= H 上模+H 墊+H 凸凹模+H 凹模+ H 下墊板+ H 下模- H 入=90+30+240+210+30+30-75=555mm式中：H 凸凹模=240mm———凸凹模的高度H 凹模=210mm———凹模的厚度H 入=75mm———凸凹模進入落料凹模深度由此可見該模具實際閉合高度小于所選壓力機的最大裝模高度 600m 所以可以使用。3.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙183.2.1 拉深凹模內(nèi)、外形尺寸和厚度已由前面的計算確定；拉深凹模需要有三個以上的螺釘與上模座固定，還需要兩個與上模座同時加工的銷釘孔。3.2.2 拉深凸模 圖 3拉深凸模的外形尺寸〔工作尺寸〕由前面的計算確定。它需要三個以上的螺紋孔，以便與下模座固定。拉深凸模上一般開有出氣孔，這樣會使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無法卸件。查表，本凸模出氣孔的直徑為 φ9.5mm 3.2.3 壓邊圈在拉深工序中，為保證拉深件的表面質(zhì)量，防止拉深過程中材料的起皺，常采用壓邊圈用合適的壓邊力使毛坯的變形區(qū)部分被壓在凹模平面上，并使毛坯從壓邊圈與凹模平面之間的縫隙中通過，從而制止毛坯的起皺現(xiàn)象。壓邊圈的內(nèi)形與拉深凸模間隙配合，外形套有半成品制件。一般與頂料桿(三根以上)、橡皮等構(gòu)成彈性卸料系統(tǒng)。3.2.4 導柱、導套充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙19對于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導柱、導套來保證上、下模的導向精度。導柱、導套在模具中主要起導向作用。導柱與導套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。因為本制件的厚度為 3mm，所以采用 H7/h6。3.2.5 卸料彈簧的選擇F 卸=27KN 擬選用 12 個彈簧，每個彈簧擔負卸料力約為 2250N。彈簧的工作壓縮量 h 工=73.5+1.0+0.5=75.0mm式中 a 為落料凹模高出拉深凸模的距離， 取 a=1mmb 為卸料板超出凸凹模刃口的距離，以保證卸料，取 b=0.5mm查《沖壓手冊》表 10-1 選用彈簧為 D2=95mm d=10mm h0=300mm hj=184mm Fj=2870N 除去 75mm 的工作壓縮量h 預= (hj／ Fj) F 預=72mm計算后且應(yīng)滿足如下條件:hj> h 工+ h 預+ h 修磨hj=184>72+75+6=153mm 故所選彈簧是合適的.3.2.6 橡膠的選擇查教材表 2.9.12 擬采用圓筒形的橡膠 d=30mm D=√(d2+1.27Fxy／p)=73mm 圖 4此外 0.5≤（HO／D）≤1.5 取 HO=75mm 3.2.7 推桿長度充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙20推桿長度〉模柄總長+凸凹模高度-推件塊厚度=90+240-40=290mm3.2.8 其他零件模具其他零件的選用見表五．表五模具其他零件的選用序號 名稱 數(shù)量 材料 規(guī)格/ mm 熱處理1 卸料板 1 45 50×850×8502 上模座 1 HT200 600×90 燜火3 彈簧 12 65Mn 10×300×95 40～45HRC4 擋料銷 3 45 M30×2405 螺釘 1 4 40 M30×180 40～45HRC6 上模固定板 1 Cr12 280×400×2207 模柄套 1 45 260×110 滲碳 58～62HRC8 打桿 1 20 80×670 40～45HRC9 模柄 1 40 220×200×26050～56HRC10 推件塊 1 45 φ272×270 40～45HRC11 凸凹模 1 CrWMn 500×240 60～62HRC12 銷釘 1 2 T10A M30×180 30～35HRC13 退料板螺釘 4 45 M30×240 30～35HRC14 導套 2 20 70×180×73 滲碳 56～58HRC充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙2115 導柱 2 20 70×550 滲碳 56～58HRC16 下模座 1 HT200 90×670 燜火17 落料凹模 1 T10A φ600×210 滲碳 58～62HRC18 銷釘 2 2 45 M30×27019 螺釘 2 4 45 M30×24020 銷釘 3 2 45 φ20×15021 螺釘 3 1 45 M30×18022 螺釘 4 2 45 M20×15023 夾板 2 45 600×600 40～45HRC24 推銷 4 T8A φ40×180 45～50HRC25 拉深凸模 1 T10A φ300×255 60～62HRC充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙2226 壓邊圈 1 T8A φ390×80 56～58HRC27 下模固定板 1 45 600×600×40 40～45HRC3.3 模具總裝圖由以上設(shè)計，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：將條料沿擋料銷送進，前端再由擋料銷進行精定位，坯料放在落料凹模表面上，卸料板在此兼起壓料作用，由凸凹模和落料凹模完成第一道落料工序，凸凹模繼續(xù)下行，毛坯在凸凹模、拉深凸模以及壓邊圈共同作用下，被反向拉入凸凹模中，產(chǎn)生塑性變形而制成所要求的零件。當凸凹模隨上模部分回升時，零件制品在推件塊及推桿的作用下，將其從凸凹模內(nèi)推出。而壓邊圈在緩沖器系統(tǒng)作用下又回到原位，準備下一次拉深。結(jié)束語充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙23殼體屬于簡單拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是由落料拉深和切邊沖孔兩道工序復合而成的，然后相應(yīng)選取各工序所需的壓力機。本設(shè)計是殼體的第一個工序落料拉深模具設(shè)計，需要計算拉深時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。本落料拉深件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是高度太高不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導柱、導套的長度，以達到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化了模具結(jié)構(gòu)。便以以后的操作、調(diào)整和維護。本模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合理的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學習新知識新技術(shù)，樹立終身學習的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為模具工業(yè)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻。充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙24參考文獻[1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造[ M].北京：高等教育出版社，2006[2]王孝培主編.沖壓手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[3]許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2000[4]楊玉英主編.實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[5]模具實用技術(shù)叢書編委會.沖壓設(shè)計應(yīng)用實例[ M].北京：機械工業(yè)出版社.1999[6]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[ M].北京：化學工業(yè)出版.2005[7]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計指導[ M].北京：機械工業(yè)出版社，1998[8]薛彥成主編.公差配合與技術(shù)測量[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2005[9]李易、于成功主編.現(xiàn)代模具設(shè)計制造[ M].北京：金版電子出版公司，2003[10]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答[ M].北京：機械工業(yè)出版社，1996[11]翟德梅主編.金屬與塑料成型機械[ M].河南機電高等?？茖W校 2005[12]楊占堯主編.沖壓模具圖冊[ M].北京：高等教育出版社，2006[13]寇世瑤主編.機械制圖[ M].北京：高等教育出版社，2004[14]王曉江主編. 模具設(shè)計與制造專業(yè)英語[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2006[15]程培源主編. 模具壽命與材料[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2005充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙25 帶凸緣筒形件殼體的沖壓工藝及模具設(shè)計[落料－拉深復合模] 摘 要：本設(shè)計題目是殼體落料拉深復合模，體現(xiàn)了帶窄凸緣筒形零件的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，具有設(shè)計意義。通過對該模具的設(shè)計，復習了我的沖壓模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為今后設(shè)計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊。 本設(shè)計運用沖壓工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了制件的形狀及生產(chǎn)可行性，為合理選取沖壓工藝方案做好準備；然后估算了落料毛坯的體積，便于排樣；最后分析模具結(jié)構(gòu)，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及卸料裝置的選取。本制件是帶窄凸緣的筒形件，選擇合適的壓邊力是極為重要的，它具體應(yīng)在保證不起皺的前提下取最小值。卸料板在落料前兼起壓料作用。 本復合模具先由凸凹摸與落料凹模進行落料工序，后由凸凹摸與拉深凸模進行反向拉深工序。模具結(jié)構(gòu)屬于正裝式復合模，比較適宜本制件的成形。此外，在排樣的工作中力求板材利用率達到較高的水平。關(guān)鍵詞：落料拉深復合模 反拉深 拉深間隙 窄凸緣筒形件 The Pressing Process and Die Design for the Shell ABSTRACT： The topic of the design is a shield produced by compound blanking and drawing dies, it is according to the requirements 、the contents、also the directions of cylindrical part which has a narrow flange. And it is of great significance. Throughing the die design of this part, my foundation knowledge of die design was enriched a lot. It will be helpful for my later's die-designing which are more difficult, in addition, I have gain countless experience .The design using blanking technique and foundation knowledge of die design, first by analysising the shape of the part and feasibility of producing. All have done are making preparation for reasonable selection of blanking technique scheme . Then calculated the volume of the blank flat,so it is simple for layout designing. Finally anlysised the die structure,confirmed the die designing parameter 、designing essences and selecting tripper.This part is a cylindrical part with a narrow flange, so tomake a suitable pressure-pad-force is very important. After make sure it will not wrinkle, it should be selected a minimum. The stripper also is act as a pressure-pad. First the compound die and blanking die doing the blanking process, then the compound die and the drawing punch doing the reverse drawing process, the structure is belonging to the simple compound die .It is quite suitable for this part 's forming. Furthermore, during the layout-design I try my best to make the sheet-utilization at a rather hign level.Keywords: compound blanking and drawing dies reverse drawing drawing clearance narrow flange tubular目 錄1 緒論……………………………………………………………………………………12 殼體的落料拉深工序的沖壓工藝分析……………………………22.1 落料拉深件工藝分析…………………………………………………………22.2 沖壓工藝方案的確定…………………………………………………………22.3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定…………………………………………………32.4 拉深工藝計算和工藝方案……………………………………………………42.5 壓力、壓力中心計算及壓力機的選用………………………………………52.6 排樣設(shè)計………………………………………………………………………73 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………103.1 模具工作部分的計算………………………………………………………………103. 2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………133.3 模具總裝圖…………………………………………………………………19結(jié)束語………………………………………………………………………28致謝………………………………………………………………………………29參考文獻………………………………………………………………………3041 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復雜的薄壁零件，但是，加工出來的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級以下，不宜高于 IT11 級。有凸緣圓筒形件是最典型的拉深件，其工作過程很簡單就一個拉深，根據(jù)計算確定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度,改變導柱和導套的高度的同時,還要注意保證導柱和導套的強度. 導柱和導套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長度決定．設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當邊試沖邊修改高度。2 殼體的落料拉深工序的沖壓 工藝分析52.1 落料拉深件工藝分析原始資料：如下圖示 材料：08F 厚度：1.5mm 批量：中批量 技術(shù)要求：一般公差，線性尺寸的未注公差按 GB/T1804圖 1 t圖示零件材料為 08 鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。外形落料的工藝性：該帶凸緣筒形件屬于中等尺寸零件，料厚 1.5mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。拉深的工藝性：觀察零件圖可知尺寸精度要求一般，屬于帶凸緣拉深。此工件為帶窄凸緣圓筒形工件，要求外形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可采用落料拉深工序加工。工件底部圓角半徑r＝7.5mm,外形尺寸為 220mm， 220mm 的公差等級為 IT12 級，滿足拉深工序?qū)?工件公差等級的要求。工件的總體高度到最后可由修邊達到要求。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。2.2 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個基本工序， 可有以下三種工藝方案：6方案一：先落料，再拉深。采用單工序模生產(chǎn)方案二：落料－拉深復合模沖壓。采用復合模生產(chǎn)。方案三：拉深采用級進模生產(chǎn)。表一 簡單模、復合模、級進模比較類型因素 生產(chǎn)批量 尺寸精度 形狀大小 制造安裝成本安全性復合模 中大批量 高 中小型 高 差級進模 中大批量 較高 中小型 較高 較好簡單模 小批量 低 無要求 低 較好采用方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩套模具，生產(chǎn)效率低，工件的累計誤差大，操作不方便，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具生產(chǎn)效率高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復雜，送進操作不方便，加之工件尺寸偏大。通過對上述三種方案的分析比較，該件若能一次拉深，則其沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。2.3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定71）工作零件安裝結(jié)構(gòu)：本零件的沖壓包括落料和拉深兩個工序，為方便落料件和拉深件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即凸凹模安排在上模。2）送料方式：是中小批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，能簡化模具結(jié)構(gòu)，更能節(jié)約成本。3）定位裝置：本工件在拉深復合模中尺寸是相對較大的，又是批量生產(chǎn)，落料時采用擋料銷定位，送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距。4）導向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于采用了手工送料方式，為了提高開敞性便于送料，且其工件較大，采用中間導柱模架可承受較大的沖壓力。5）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，落料件的廢料靠剛性卸料板從凸凹模上刮下，筒形拉深件靠上模回程時打桿和推件塊的共同作用把其從凸凹模中頂出。2.4 拉深工藝計算和工藝方案本制件的工藝計算屬于相對簡單的。其主要的內(nèi)容包括計算毛坯直徑、確定拉深次數(shù)及相關(guān)尺寸等。2.4.1 工藝方案的確定根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是相對簡單的帶凸緣圓筒形拉深件。所以它的工序只有一個：拉深。2.4.2 計算毛坯尺寸查沖壓手冊表 4-5 選取修邊余量 δ=6mm.查沖壓手冊表 4-7 拉深件毛坯直徑計算公式 P187 頁序號 20 則可按下面的公式計算：當 r≠r1 時 D2=d12+6.28rd1+8r2+4d2h1+6.28r1d2+4.56r12+d42-d32d1=208 r=6.75 d2=221.5 h1=63 r1=2.25 d3=2268d4=280 代入數(shù)據(jù)后得 D≈373 mm2.4.3 拉深次數(shù)的確定采用查表法。根據(jù) t/D×100=1.5/373×100=0.4 和工件相對高度h/d=72/221.5≈0.325，查沖壓手冊表 4-20 得 h1/d1=0.48。因 0.325〈0.48，且總拉深系數(shù) mt=d/D=221.5/373≈0.594>0.54(極限拉深系數(shù)值)故可以一次拉深成形。d 凸/d=280/221.5≈1.264200mm 時,拉深凹模圓角半徑應(yīng)按下式確定:r 凹 min=0.039d+2(mm) d 為凹模內(nèi)徑=226mm采用合適的 R 凸 、R 凹 與凸凹模間隙 Z 可以減小拉深系數(shù)。 采用過小的 R 凸 、R凹 和 Z 會使拉深過程中摩擦阻力與彎曲阻力增加，危險斷面的變薄加劇，而過大的 R 凸 、R 凹 和 Z 則會減小有效的壓邊面積，使板料的懸空部分增加，易于使板料失穩(wěn)起皺，所以對拉深都不利。且為了制造方便，綜上考慮取 r 凹=11mm第一次拉深 以后各次拉深 拉深方法 t/D × 100 m 1 t/D × 100 m n 用壓邊圈 可用壓邊圈 不用壓邊圈 ＜ 1．5 1．5 ～ 2．0 ＞ 2．0 ＜ 0．6 0．6 ＞ 0．6 ＜ 1 1 ～ 1．5 ＞ 1．5 ＜ 0．8 0．8 ＞ 0．8 92.5 壓力、壓力中心計算及壓力機的選用因為本制件是軸對稱零件，所以不用計算壓力中心。2.5.1 壓力計算本制件拉深時需要采用壓邊圈。其拉深力的計算公式應(yīng)該以生產(chǎn)中常用的經(jīng)驗公式進行計算：壓邊圈產(chǎn)生的壓邊力 F 壓 大小應(yīng)適當，F(xiàn) 壓 太小，防皺效果不好；F 壓 太大，則會增大傳力區(qū)危險斷面上的拉應(yīng)力，從而引起材料嚴重變薄甚至拉裂。因此，實際應(yīng)用中，在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選小的壓邊力。其計算公式可按下式計算：落料拉深工序 ① 落料力P=1.3D t 查表可知式中 =294MPa D=373 t=1.5mm???則：P=1.3×373× ×1.5×294N≈671.5KN② 卸料力Q=kP 查表可知式中 k＝ 0.04則：Q=0.04×671.5KN≈27KN③ 拉深力F = d0 t k1б b ?查沖壓手冊表 4-85 可知 式中 k1＝0.82 б b＝392 MPa則：F= ×223×1.5×0.82×392N≈337KN④ 壓邊力Q 壓邊力 = ????qrdD2024???查表可知式中 q=2.5MPa則：Q 壓邊力 = 45.15.3722 ??＝272.13KN確定壓力機噸位:這一工序的最大總壓力 F 總=F 落料+F 卸料+F 壓邊10≈671.5KN+27KN+272.13KN≈970.6KN選擇壓力機公稱壓力時需注意，當拉深工作行程較大，尤其落料拉深復合模時，應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機滑塊的許用壓力曲線之下。而不能簡單地按壓力機公稱壓力大于工藝壓力的原則去確定壓力機的規(guī)格，否則可能發(fā)生壓力機超載而損壞。在實際生產(chǎn)中可以按下式來確定壓力機的公稱壓力：Fg≥(1.6～1.8) F Z 則可得：F g介于 1553.0～1747.1 之間2.5.2 壓力機的選用壓力機的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件，因此，工作行程根據(jù)拉深力的計算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機：閉式壓力機機身左右封閉，剛度好，多點壓力機抗偏載能力強，綜合考慮后，采用閉式雙點壓力機。且所需壓力機的公稱壓力 Fg介于 1553.0～1747.1kn 之間 故選用 JB36-200B 表三 JB36-200B 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù)壓力機型號 JB36-200B公稱壓力（KN） 2000公稱壓力行程（mm） 13滑塊行程（mm） 400滑塊行程次數(shù)（次/分鐘） 18最大裝模高度（mm） 60011裝模高度調(diào)節(jié)量（mm） 250導軌間距離（mm） 2430滑塊底面前后尺寸（mm） 1150工作臺板左右尺寸（mm） 2350工作臺板前后尺寸（mm） 12502.6 排樣設(shè)計2.6.1 確定零件的排樣方案設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。排樣合適恰當不僅可以降低成本，提高材料的利用率，而且可以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)該零件的圖形分析可知：筒形件是由落料件后續(xù)拉深成型的。其排樣方安比較簡單，容易確定，這里就采用直排的形式來確定落料的排樣。其排樣簡圖如下：圖 22.6.2 條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算12查表取得搭邊值為 a=2mm 和 a1=1.5mm。條料寬度的計算：B=D+ 2a, 代入數(shù)據(jù)計算得進距為 377 mm。進距的計算：由 s=D+ a1,代入數(shù)據(jù)計算得進距為 374.5 mm。材料利用率的計算：根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用 A×L×t=1200 mm×1600 mm×1.5 mm 的冷軋薄鋼板?？v向剪板條數(shù)：n 1= = =3 條余 69mmBA3720每條落料個數(shù)：n 2= = =4 條余 100.5mmsaL?5.416落料工序板料利用率：= ?%10241?ALDn?代入數(shù)據(jù) n 1＝3 n 2＝4 D=284mm得 = =68.26%607?橫向剪板條數(shù)：n 1= = =4 條余 92mmBL3每條落料個數(shù)：n 2= = =3 條余 75mmsaA1?5.74落料工序板料利用率：= ?%10241?ALDn?代入數(shù)據(jù) n 1＝4 n 2＝3 D=373mm得 = =68.26%46072?因此采用縱排或橫排均可以。133 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 模具工作部分的計算3.1.1 拉深模的間隙深間隙對拉深過程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度，而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進行。因此，應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，選取適當?shù)睦铋g隙值，既可保證工件的要求，又能使拉深順利進行。本模具的拉深間隙查表得出：Z 1/2=1.t=1.65mm3.1.2 拉深模的圓角半徑凸模、凹模的選用在制件拉深過程中有著很大的作用。凸模圓角半徑的選用可以大些，這樣會減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力，工件不易被拉裂，極限拉深因數(shù)會14變小些；凹模的圓角半徑也可以選大些，這樣沿凹模圓角部分的流動阻力就會小些，拉深力也會減小，極限拉深因數(shù)也會相應(yīng)減小。但是凸、凹模的圓角半徑也不易過大，過大的圓角半徑，就會減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積，板料懸空面積增大，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。3.1.3 模具工作部分的尺寸和公差0 落料件尺寸公差為 φ373-0.89由表 2-31 公式進行計算：D 凹=（D-x△）+δ 凹 +0.060=（373-0.5×0.89）0=372.56～372.62（查表 2-30 X=0.5 δ 凹=+0.060）D 凸=（D-x△-2c）-δ 凸 0 =（373-0.5×0.89-0.132）-0.04=372.38～372.42δ 凸=-0.040Cmin=0.066 Cmax=0.120查表 2-23δ 凹的絕對值與 δ 凸的絕對值之和=0.060+0.040〈2Cmax-2Cmin=0.24-0.1332=0.108mm故上述計算是恰當?shù)摹? 拉深前的毛坯取未注公差尺寸的極限偏差。由《沖壓手冊》表 4-75 公式計算： D 凹=（d+0.4△+2c）+δ 凹 +0.12=（220+0.4×0.46+2×1.65）0=223.48～223.60C=1.1t=1.65mm δ 凹=0.12 0 D 凸=（d+0.4△）-δ 凸 =（220+0.4×0.46+）-0.0815= 220.10～220.18δ 凸=-0.083.1.4 凸模部分的設(shè)計及長度計算由于工件的形狀簡單且對稱，本模具為落料-拉深復合模，為了實現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面應(yīng)比落料凹模端面低。凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，拉深凸模的 L 長度可按下式計算：L=H 固+H 凹-H 低式中：H 固———凸模固定板的高度（50mm）H 凹———凹模的高度(210mm)H 低———裝配后拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板厚太小，確定 H 低=5mm則：L =210mm+50mm-5mm=255mm該模具凸模因為高度較大，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度 58—62HRC）外，材料用 T10-A 優(yōu)質(zhì)工具鋼。3.1.5 凸凹模的設(shè)計及長度計算外形落料凸模內(nèi)形拉深凹模的凸凹模：其外形可用數(shù)控車床加工和外圓精磨，用四個 M30 的螺釘固定在墊板上，由于其內(nèi)部的拉深凹模的形狀，致使凸凹模的強度和剛度下降，這里也采用淬火變形小的 CrWMn 模具鋼。為了加強強度和剛度，這里把凸凹模做成整體式的，不必再作凸凹模固定板。其長度可按下式計算：L＝H 凹＋H 卸＋H 固－H 頂其中：H 凹———凹模的高度(210mm)H 卸———固定卸料板的高度(50mm)H 固———凸凹模固定部分的長度(60mm)16H 頂———頂件塊的高度(80mm)則：L＝210mm＋50mm＋60mm－80mm＝240mm3.1.6 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸較大，為了工作過程穩(wěn)定，選用中間導柱模架。再按其標準選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表 3-1。表 3-1 模 架 規(guī) 格 選 用名稱 尺寸 材料 熱處理上模座 600×90 HT200 燜火下模座 600×90 HT200 燜火導柱 A70h7×550A75h7×55020 滲碳 HRC58～62導套 A70h7×550A75h7×55020 滲碳 HRC58～62模具的閉合高度 H 閉 =H 上 +H 凹模 +H 凸凹模 +H 下 －（凸凹模刃面高度差+拉深件高度－料厚）=90+210+240+90-（3+73.5-1.5）=555mm式中：H 凹 —凹模厚度，H 凹 =210mm；H 壓 —壓邊圈的厚度，H 壓 ＝80mm；由此可見模具的實際閉合高度遠遠大于所采用模架的最大閉合高度。查標準件的資料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)模具的實際閉合高度還是遠遠大于其它標準的最大閉合高度。所以此制件不能采用標準模架。為了節(jié)省加工時間，只有在模具標準模架的基礎(chǔ)上進行修改。因為模具的封閉高度 H 應(yīng)該介于壓力機的最大封閉高度 Hmax=600mm 和最小封閉高度 Hmin 之間，一般?。? Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm17由此可以看出，要想讓制件順利加工和從模具上取出，只有使模具有足夠的封閉高度： Hmax≥H+5mm=555+5=560mmHmin≤H-10mm=555-10=545mm要使模具具有足夠的封閉高度，只有改變導柱和導套的高度：導柱：A70h7×550 A75h7×550 ；導套：A70H7×180×73 A75H7×180×73為了使模座有足夠的強度，上，下模座的厚度應(yīng)該再增加一些。模具選用中間導柱標準模架，可承受較大的沖壓力，為了防止裝模時上模旋轉(zhuǎn) 180度裝配，將模架中兩對導柱與導套做成粗細不等。導柱 α/mm×L/mm 為 φ70×550導柱 α/mm×L/mm 為 φ75×550導套 α/mm×L×D 為 φ70×180×73導套 α/mm×L×D 為 φ75×180×73H 上模=90mm———上模座厚度H 墊板=30mm———下模座墊板厚度H 卸=50mm———固定卸料板厚度H 凸模固定=35mm———凸模固定板厚度H 下墊板=30mm———下模墊板厚度H 下模=30mm———下模座厚度模具實際閉合高度：H 閉= H 上模+H 墊+H 凸凹模+H 凹模+ H 下墊板+ H 下模- H 入=90+30+240+210+30+30-75=555mm式中：H 凸凹模=240mm———凸凹模的高度H 凹模=210mm———凹模的厚度H 入=75mm———凸凹模進入落料凹模深度由此可見該模具實際閉合高度小于所選壓力機的最大裝模高度 600m 所以可以使用。3.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計183.2.1 拉深凹模內(nèi)、外形尺寸和厚度已由前面的計算確定；拉深凹模需要有三個以上的螺釘與上模座固定，還需要兩個與上模座同時加工的銷釘孔。3.2.2 拉深凸模 圖 3拉深凸模的外形尺寸〔工作尺寸〕由前面的計算確定。它需要三個以上的螺紋孔，以便與下模座固定。拉深凸模上一般開有出氣孔，這樣會使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無法卸件。查表，本凸模出氣孔的直徑為 φ9.5mm 3.2.3 壓邊圈在拉深工序中，為保證拉深件的表面質(zhì)量，防止拉深過程中材料的起皺，常采用壓邊圈用合適的壓邊力使毛坯的變形區(qū)部分被壓在凹模平面上，并使毛坯從壓邊圈與凹模平面之間的縫隙中通過，從而制止毛坯的起皺現(xiàn)象。壓邊圈的內(nèi)形與拉深凸模間隙配合，外形套有半成品制件。一般與頂料桿(三根以上)、橡皮等構(gòu)成彈性卸料系統(tǒng)。3.2.4 導柱、導套19對于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導柱、導套來保證上、下模的導向精度。導柱、導套在模具中主要起導向作用。導柱與導套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。因為本制件的厚度為 3mm，所以采用 H7/h6。3.2.5 卸料彈簧的選擇F 卸=27KN 擬選用 12 個彈簧，每個彈簧擔負卸料力約為 2250N。彈簧的工作壓縮量 h 工=73.5+1.0+0.5=75.0mm式中 a 為落料凹模高出拉深凸模的距離， 取 a=1mmb 為卸料板超出凸凹模刃口的距離，以保證卸料，取 b=0.5mm查《沖壓手冊》表 10-1 選用彈簧為 D2=95mm d=10mm h0=300mm hj=184mm Fj=2870N 除去 75mm 的工作壓縮量h 預= (hj／ Fj) F 預=72mm計算后且應(yīng)滿足如下條件:hj> h 工+ h 預+ h 修磨hj=184>72+75+6=153mm 故所選彈簧是合適的.3.2.6 橡膠的選擇查教材表 2.9.12 擬采用圓筒形的橡膠 d=30mm D=√(d2+1.27Fxy／p)=73mm 圖 4此外 0.5≤（HO／D）≤1.5 取 HO=75mm 3.2.7 推桿長度20推桿長度〉模柄總長+凸凹模高度-推件塊厚度=90+240-40=290mm3.2.8 其他零件模具其他零件的選用見表五．表五模具其他零件的選用序號 名稱 數(shù)量 材料 規(guī)格/ mm 熱處理1 卸料板 1 45 50×850×8502 上模座 1 HT200 600×90 燜火3 彈簧 12 65Mn 10×300×95 40～45HRC4 擋料銷 3 45 M30×2405 螺釘 1 4 40 M30×180 40～45HRC6 上模固定板 1 Cr12 280×400×2207 模柄套 1 45 260×110 滲碳 58～62HRC8 打桿 1 20 80×670 40～45HRC9 模柄 1 40 220×200×26050～56HRC10 推件塊 1 45 φ272×270 40～45HRC11 凸凹模 1 CrWMn 500×240 60～62HRC12 銷釘 1 2 T10A M30×180 30～35HRC13 退料板螺釘 4 45 M30×240 30～35HRC14 導套 2 20 70×180×73 滲碳 56～58HRC2115 導柱 2 20 70×550 滲碳 56～58HRC16 下模座 1 HT200 90×670 燜火17 落料凹模 1 T10A φ600×210 滲碳 58～62HRC18 銷釘 2 2 45 M30×27019 螺釘 2 4 45 M30×24020 銷釘 3 2 45 φ20×15021 螺釘 3 1 45 M30×18022 螺釘 4 2 45 M20×15023 夾板 2 45 600×600 40～45HRC24 推銷 4 T8A φ40×180 45～50HRC25 拉深凸模 1 T10A φ300×255 60～62HRC2226 壓邊圈 1 T8A φ390×80 56～58HRC27 下模固定板 1 45 600×600×40 40～45HRC3.3 模具總裝圖由以上設(shè)計，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：將條料沿擋料銷送進，前端再由擋料銷進行精定位，坯料放在落料凹模表面上，卸料板在此兼起壓料作用，由凸凹模和落料凹模完成第一道落料工序，凸凹模繼續(xù)下行，毛坯在凸凹模、拉深凸模以及壓邊圈共同作用下，被反向拉入凸凹模中，產(chǎn)生塑性變形而制成所要求的零件。當凸凹模隨上模部分回升時，零件制品在推件塊及推桿的作用下，將其從凸凹模內(nèi)推出。而壓邊圈在緩沖器系統(tǒng)作用下又回到原位，準備下一次拉深。結(jié)束語23殼體屬于簡單拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是由落料拉深和切邊沖孔兩道工序復合而成的，然后相應(yīng)選取各工序所需的壓力機。本設(shè)計是殼體的第一個工序落料拉深模具設(shè)計，需要計算拉深時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。本落料拉深件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是高度太高不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導柱、導套的長度，以達到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化了模具結(jié)構(gòu)。便以以后的操作、調(diào)整和維護。本模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合理的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學習新知識新技術(shù)，樹立終身學習的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為模具工業(yè)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻。24參考文獻[1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造[ M].北京：高等教育出版社，2006[2]王孝培主編.沖壓手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[3]許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2000[4]楊玉英主編.實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[5]模具實用技術(shù)叢書編委會.沖壓設(shè)計應(yīng)用實例[ M].北京：機械工業(yè)出版社.1999[6]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[ M].北京：化學工業(yè)出版.2005[7]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計指導[ M].北京：機械工業(yè)出版社，1998[8]薛彥成主編.公差配合與技術(shù)測量[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2005[9]李易、于成功主編.現(xiàn)代模具設(shè)計制造[ M].北京：金版電子出版公司，2003[10]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答[ M].北京：機械工業(yè)出版社，1996[11]翟德梅主編.金屬與塑料成型機械[ M].河南機電高等?？茖W校 2005[12]楊占堯主編.沖壓模具圖冊[ M].北京：高等教育出版社，2006[13]寇世瑤主編.機械制圖[ M].北京：高等教育出版社，2004[14]王曉江主編. 模具設(shè)計與制造專業(yè)英語[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2006[15]程培源主編. 模具壽命與材料[ M].北京：機械工業(yè)出版社，200525