1654-制動盒外殼沖壓件設計

1654-制動盒外殼沖壓件設計,制動,外殼,沖壓,設計 題 目:制動盒外殼沖壓件設計 學 院（系）: 材料科學與工程學院 年級、專業(yè): 2002 級材料成型及控制工程 姓 名: 李 永 強 學 號: 20020527 指 導 教 師: 趙 平 教 授 完 成 時 間: 2006 年 6 月 1 日 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 2 頁西華大學畢業(yè)設計說明書目錄摘要1 前言…………………………………………………………………………42 零件的沖壓工藝分析………………………………………………………53 零件沖壓工藝方案的擬訂和計算…………………………………………63.1 零件沖壓工藝方案的擬訂…………………………………………………63.2 零件沖壓工藝方案的計算…………………………………………………74 零件沖壓工藝方案的確定…………………………………………………95 模具總裝圖的設計與計算………………………………………………105.1 落料，拉深，沖孔復合模的設計…………………………………………105.1.1 沖裁排樣方式的設計及計算：…………………………………………105.1.2 第一副模具各工序壓力的計算及壓力機的初步選用…………………115.1.3 模具類型及結構形式的選擇與計算……………………………………125.1.4 模具工作部分刃口尺寸和公差的計算…………………………………135.1.5 模具其他零件的設計與計算……………………………………………155.2、整形模具的設計與計算：…………………………………………………185.2.1 整形力工序壓力的計算與壓力機的初步選用：………………………185.2.2 模具結構類型及形式的選擇與設計……………………………………195.2.3 凸凹模工作部分刃口及公差的計算……………………………………195.2.4 模具其他零件的設計與計算：…………………………………………195.3、沖孔模具的設計與計算：…………………………………………………215.3.1 各工序壓力的計算： ……………………………………………………215.3.2 沖孔凸凹模刃口的計算…………………………………………………215.3.3 模具結構形式的選擇……………………………………………………22 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 3 頁西華大學畢業(yè)設計說明書5.3.4 模具其它結構零件的設計與計算………………………………………235.4、切邊模具的設計與計算：…………………………………………………255.4.1 工序壓力的計算：………………………………………………………255.4.2 模具類型及結構形式的選擇……………………………………………255.4.3 模具工作部分刃口尺寸和公差的計算…………………………………255.4.4 模具其它結構零件的設計與計算………………………………………266 技術經(jīng)濟分析………………………………………………………………27總結……………………………………………………………………………29參考資料………………………………………………………………………30致謝…………………………………………………………………………….31摘 要:本次 畢業(yè)設計 是制 動 盒外殼的沖 壓 工 藝 與 設計 。畢業(yè)設計 是 對 所學知 識的一次運用 實 踐，通 過畢業(yè)設計 我 們 可以 查 漏 補 缺， 為 以后的學 習 和工作打下 堅實 的基 礎 。當拿到一個工件來 進 行模具 設計時 ，我 們應 當首先 對 工件 進 行工 藝 分析。因 為 可能有很多種不同的制造方法，不同的方法得到制件的 質 量可能不一 樣 ，并且模具制造成本也可能相差很大，所以我 們 必 須 從工件的 質 量和生 產(chǎn)經(jīng)濟 角度出 發(fā) ，選擇 最佳的 設計 方法和工 藝 方案。 經(jīng) 分析比 較 ，此制 動 盒外殼采用沖 壓 工 藝生 產(chǎn) 。關 鍵 詞： 沖 壓 工 藝 、模具 設計 、工 藝 方案abstract:the main program for this graduation design is to finish the design and producing process of the shell of controlling-box .to every student ,the graduation design is a opportunity to apply the knowledge we learned ,at the same time ,we can make best of this chance to find out our shortcomings in order to get the stead foundation of studying and work in the near future .first ,we are supposed to analyze the character of the strop before we decide --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 4 頁西華大學畢業(yè)設計說明書to which kind of mold should be the best way to do it .because using the different method ,we can get the different products in quality and the cost concerned is also different .for these reasons, we should find out the best way in terms of the quality and cost .after analysis and comparison ,we decide to chose punch as the best way. Keywords: Hurtle to press the craft 、 mold design ,skill method 1 前言通過對專業(yè)課一年的系統(tǒng)學習，使我對模具知識有了一定的了解，而本次畢業(yè)設計是對我大學四年所學的無論是基礎知識還是專業(yè)知識都是一次全面的檢查和考核，同時也是培養(yǎng)我解決具體問題的一種能力和一次深入再學習的過程。上學期末對壓鑄模具的課程設計和本學期的模具制造課程設計，我對模具設計的思路和程序有了一定的掌握，初步具備了設計模具的能力。這次是沖壓模具的設計，要求對沖壓件進行沖壓工藝的設計，沖模的裝配圖設計，利用電腦設計模具的零件圖以及模具零件的制造工藝設計。這就需要我對以前所學過的知識進行全面的、系統(tǒng)的復習與回顧，并且通過借助于資料、手冊、圖冊等設計所需的工具書，在導師的指導下，進行一次全面而系統(tǒng)的設計，同時在設計過程中要進行反復的修改以不斷改進設計的質量，以順利完成本次畢業(yè)設計的各項任務，同時也要力求自己設計的模具盡可能地有低成本、高生產(chǎn)率和生產(chǎn)的產(chǎn)品高合格率的要求，使它具有較高的性價比。本次設計包括模具總裝配圖四張，模具各零件圖十四張左右，畢業(yè)設計說明書一份。由于本人水平有限和失誤等原因，因此在本次設計圖紙中還存在不少錯誤和不足之處，懇請各位老師批評、指正。在此感謝學院各位領導特別是趙平教授的悉心指導！ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 5 頁西華大學畢業(yè)設計說明書學生 李永強2006 年 6 月2 零件的沖壓工藝分析本次畢業(yè)設計的沖壓件是制動盒外殼，是由 Q235 鋼材料制造，其厚度為1.6mm,外圓半徑為 80mm 的殼體。Q235 鋼的抗拉強度為 375---500Mpa,屈服強度為 235Mpa，綜合性能較好，既有良好的塑性又有適中的強度，且年生產(chǎn)量為 10000 件，我們既要能夠保證制件的質量又要盡可能的去降低生產(chǎn)成本，以求取最佳的生產(chǎn)效益，綜合考慮多種生產(chǎn)方式，此制動盒外殼用沖壓工藝生產(chǎn)是生產(chǎn)廠家的相對最優(yōu)方案。制動盒外殼主要工序是落料、沖孔和拉深，孔的位置對稱分布，可以減少工序和模具的制造成本。從孔的分布與數(shù)量來看，可將所有孔一次性沖出，但考慮到孔之間的間距在安裝時是否會產(chǎn)生干涉及模具的強度，直徑為 10 的孔和直徑為 8 的孔不能同時沖出，否則凹模的強度不夠，并且凸模安裝時易產(chǎn)生干涉，并且要必須考慮到是先拉深還是先沖孔，如果底部的孔徑相對于殼的外形直徑過大，要先拉深再沖孔，否則會將該工件拉裂。同時，由于工件的圓角半徑為 1，而材料的厚度為 1.6，圓角半角太小，在拉深時易被拉裂，故拉深時不能將圓角一次拉成，須進行整形。拉深時需留修邊余量以保證制件的精度，故最后還要對工件進行切邊。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 6 頁西華大學畢業(yè)設計說明書工件圖3 零件沖壓工藝方案的擬訂和計算3.1 零件沖壓工藝方案的擬訂 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 7 頁西華大學畢業(yè)設計說明書生產(chǎn)此制動盒外殼所需基本工序為（1）落料， （2）拉深， （3）沖孔（4）整形（5）切邊，經(jīng)分析，可有以下幾種方案方案一：落料，拉深，沖孔（2—Φ10mm）, 沖孔(12×12mm 方型孔） ，整形，沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(3—Φ6mm)切邊。即每道工序單獨由一副模具完成。方案二：落料，.拉深，.沖孔 Φ3—(8mm)，沖孔(12×12mm 方型孔） ，沖孔（2—Φ10mm）五道工序復合模，再整形，沖孔（3—Φ6mm） ，最后切邊。方案三：落料.，拉深，.沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(12×12mm 方型孔）四道工序復合模，再整形，沖孔（2—Φ10mm）沖孔（3—Φ6mm）兩道工序復合模，最后切邊。方案四：落料.，拉深，沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(12×12mm 方型孔)連續(xù)模，整形，沖孔（2—Φ10mm）沖孔（3—Φ6mm）連續(xù)模，最后切邊。比較確定沖壓方案；方案一：生產(chǎn)效率低下，所需模具數(shù)量較多，使得生產(chǎn)該工件的總成本較高，且尺寸的積累誤差較大，工件的質量不能保證。方案二：雖然將大部分工序由復合模具同時完成，但是由于沖孔（10mm）和沖孔(8mm)時兩凸模以及凹模相隔很近，安裝時容易發(fā)生干涉，增加模具制造難度，且此處模具強度不夠，不益采用。方案三：采用此復合模可提高生產(chǎn)效率，保證工件尺寸的精度要求，模具制造不是很困難，且由于年生產(chǎn)量為 10000 件，成本可大大降低，故采用此種方案相對較好。方案四：主要采用了連續(xù)模，連續(xù)模雖然能夠提高生產(chǎn)效率，但是，需要在下一工序時定位，且定位的次數(shù)越多，其累積誤差就會越大，嚴重影響了工件的質量，故不宜采用連續(xù)模。經(jīng)分析比較，最終確定第三種工藝方案為最佳組合。3.2 零件沖壓工藝方案的計算 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 8 頁西華大學畢業(yè)設計說明書3.2.1 選取修邊余量&h，并初算毛坯直徑當 ho/r=13.2/1.6=8.25 時取&h=1mm, （查《沖壓手冊 》233 頁）故計算高度：h=ho+&h=13.2+1=14.2mm當 R 與 r 相等時,應用簡單計算公式 d= 代入相應dRhFd14.32??數(shù)值,　( 按中性層 )d0=101.78mm3.2.2 工件主要尺寸參數(shù)各主要尺寸參數(shù)如工件圖中所示：則工件相對高度：ho/b=13.2/78.4=0.168工件相對厚度：t/b=(1.6/101.78)x100=1.57工件相對圓角半徑：r/b=1.6/101.78 x 100=1.573.2.3 初步估算所需拉深的次數(shù)由于(t/b)x100=1.57 及 h/b=0.18查得所需拉深次數(shù)為 N=1即只需 1 次拉深即可滿足要求。3.2.4 驗證圓角部分是否可一次拉成由于當 r=rg=1mm,而材料的厚度為 1.6mm，可知圓角半徑太小，如果一次拉深容易拉裂，圓角不可一次拉成，需要進行整形。3.2.5 重新選取圓角半徑中性層周長 c=105.2mm d=78.4拉深圓角設為 R=2mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 9 頁西華大學畢業(yè)設計說明書則,可知拉深高度為確定拉深次數(shù)從而求得中性層拉深高度為（05.2－2∏×2.8×0.25×2－78.4+5.6）∕2+2.8=14.6mm工件的相對高度：h∕d=14.6∕78.4=0.18毛坯的相對厚度：1.57查表 5-3 知拉深次數(shù)為 n=1毛坯圖4 零件沖壓工藝方案的確定根據(jù)以上的計算和對零件結構的分析，總體確定以下方案：（需 4 副模具完成該沖壓件的生產(chǎn)）：第一副：該副模具完成的主要任務為落料，拉深，沖底部圓孔。該副模具所完成的工序內容多，比較復雜，也是本次設計的重點和難點所在，其計算工作量也是最大的。Ф --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 10 頁西華大學畢業(yè)設計說明書第二副：該副模具完成的工序內容是整形，由于圓角太小需要進行整形以到工件所需要的圓角半徑。第三副：該副模具是沖孔工序模具，主要任務是完成工件底部上由于離底部邊緣太近而不能與第一副模具復合而沖出的小孔。第四副：該副模具的主要任務是完成工件的切邊修邊工作，由于拉深后的工件存在修邊余量和局部凸緣，而所要求生產(chǎn)的工件沒有凸緣，因此要進行修邊工序，同時也把它作為最后的一道工序來安排。該模具主要是為了提高工件的精度和質量而設計的。 5 模具總裝圖的設計與計算5.1 落料，拉深，沖孔復合模的設計5.1.1 沖裁排樣方式的設計及計算根據(jù)前邊的作圖及計算確定零件的毛坯尺寸最大為：101.78mm，綜合各種因素及查看相關的資料后決定采用單排形式，并根據(jù)《沖壓手冊》p44 頁表 2-17 查得：搭邊值 a=1.2mm，間距 a1=1.5mm5.1.1.1 若采用橫排條料寬度；b -△ =[D+2（a+△）] -△=[101.78+2（1.5）] -0.8=104.78-0.8（mm）導尺距離：S=b+c 1=101.78+2 x 1.5=104.78mm進距 h: h=101.78+1.2=102.98(mm)查《沖壓手冊》表 8-12 選用板料規(guī)格為：1.6x650x1300mm，按上述方法進行排料，剪切條料尺寸為：104.78mmx1300mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 11 頁西華大學畢業(yè)設計說明書則：條數(shù) n1=650/104.78=6（條）余 21mm每條個數(shù) n2=（1300-1）/102.98=12（個）余 63mm每板個數(shù) n3= n1x n2 =6x12=72（個）故材料的利用率：η=（72x∏×101.78 2）/（650x1300×4）x100%=69.3%5.1.1.2 若采用縱排（即長邊在送料方向，短邊垂直送料方向）則：料寬：b -△ =[D+2（a+△）] -△=[101.78+2（1.5）] -0.8=104.78-0.8（mm） 導尺間距離：S=b+c 1=101.78+2 x 1.5=104.78mm 進距 h： h=101.78+1.2=102.98(mm)如上所述采用規(guī)格相同的板料；1.6x650x1300mm則：剪切條料尺寸為：224.4x1200mm故：條料： n 1=1300/104.78=12（條）余 42.6mm每條個數(shù)： n 2=（650-1）/102.98=6 余 32mm（個）每板個數(shù)： n 3= n1X n2=12x6=72（個）材料利用率和橫排時一樣綜上比較采用橫排和縱排都可以，材料的材料利用率一樣。 （排樣圖見下圖）Ф 10.78 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 12 頁西華大學畢業(yè)設計說明書5.1.2 第一副模具各工序壓力的計算及壓力機的初步選用5.1.2.1 落料.，拉深，.沖孔(8mm)，沖孔(12*12mm 方型孔)各工序壓力的計算：參照課本 P45 例題且查看《沖壓手冊》以確定 A3（Q235） ，τ b=343MPa，則：F 落料 =1.3Ltτ b=1.3∏×101.78×1.6×343=228008（N）查課本 P43 頁表 2-9，取卸料力系數(shù) K1=0.055 則：F 卸 = K1 F 落料=0.055x228008=12540（N）5.1.2.2 拉深力的計算：各公式參見， 《沖壓手冊》P313 頁：F2=3.14×78.4×1.6×400×0.4=63021N5.1.2.3 沖孔(8mm)力 F3=1.3×∏×8×1.6×343=17922N5.1.2.4 沖孔(12*12mm 方型孔)F4=1.3×12×4×1.6×343=34245N由于這些工序由一復合模完成，但各個工序中的壓力不是由壓力機同時加載的，故壓力機只需達到單工序所需的最大壓力即可。這一工序所需最大總壓力為 F=F0+F1=228008+12540=240548N --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 13 頁西華大學畢業(yè)設計說明書根據(jù)所提供的壓力機，可選用 400kN 的壓力機5.1.3 模具類型及結構形式的選擇與計算：本次設計第一副模具采用落料，拉深，沖孔的復合模結構。該沖壓件屬于簡單的筒形件，經(jīng)計算判斷可一次拉深到所要求的高度，但由于拉深件的圓角半徑為 1 mm，小于板料的厚度，在拉深時容易被拉裂，所以我們必須將圓角半徑加大，從而采用落料和拉深復合的裝置。另外落料的半徑較大，而拉深件底部的孔(8mm)和孔(12*12mm 方型孔) 分布均勻，且相距較遠，不會產(chǎn)生干涉。我們可以作成單工序模具，但工件的年生產(chǎn)量較大，采用復合模具不僅能夠減少模具制造成本，還能夠提高生產(chǎn)率，保證工件的質量。所以無論從結構上，經(jīng)濟上，還是生產(chǎn)效率綜合考慮都可采用將落料，拉深，沖孔的復合模結構。另外在下模座下部設有緩沖器，它驅動托桿向上運動，使壓料器兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設有剛性推件裝置，并在下模上設有剛性卸料板裝置，采用這些結構的特點主要是，結構緊湊，布局合理且制造使用都簡單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性卸料板內不易出件，有時還需要工人用手工去把它拿出，帶來了操作的不便，但是只要托桿長度設計合理，緩沖器橡皮彈力足夠，就能克服這點不足。另外考慮到裝模方便，模具采用后側布置導柱，導套的模架。下附第一副模具裝配簡圖 5.1.4 模具工作部分刃口尺寸和公差的計算5.1.4.1 落料凸凹模刃口尺寸的計算：（由于落料毛坯為非規(guī)則幾何形狀， --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 14 頁西華大學畢業(yè)設計說明書因此，落料尺寸的計算以落料凹模的尺寸為計算基準的方式來配合計算凸模刃口尺寸）參照《沖壓手冊》P54 頁表 2-23 得：材料厚為 1mm 時，Zmin=0.22mm,Zmax=0.32mm對尺寸 101.78mm 凹模磨損后將逐漸變大則：A1 凹 =（A1-K△） 0+△/4=(101.78-0.5x0.87)00.025=101.3400.025(mm)（查相關資料 K 取 0.5，凹模制造公差取沖壓件的 1/4）相對應的凸模尺寸為A2=（A 1-△）- △/4 0=（101.345-0.22 ）- 0.0350 =101.12-0.0350 (mm)5.1.4.2 拉深凸凹模的刃口尺寸的計算：由于在拉深時，沖壓件的尺寸標注在外形上，故參見課本 P132 頁所示：Dd=（Dmax+0.75△） 0+TdDp=（Dmax-0.75△） 0-Tp查《沖壓手冊》P305 頁表 4-14 取單邊間隙為 1.1 個料厚即 1.76mm。則：D d=（80-0.75x0.74） 0+1/4=79.40+0.12（mm）Dp=（79.4-3.2） 0-0.25=76.20-0.08（mm）根據(jù)實際加工取 rd=rp=2mm5.1.4.3 沖孔凸凹模刃口尺寸的計算：查《沖壓手冊》P54 頁取間隙：由于材料厚為 1.6mm 時，Zmin=0.22mm,Zmax=0.32mm①沖直徑為 8mm 的孔的工作部分尺寸的確定：凸，凹模采用分開加工的方法進行制作。凸模尺寸為：（K 取 0.5，公差為沖壓件的 1/4） dp=（D+K△） 0-Tp =（8+0.5x0.36） -0.0350=8.18-0.0350（mm） --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 15 頁西華大學畢業(yè)設計說明書則：對應的凹模尺寸為：dd=（d p + Zmin） 0+Td =（8.18+0.22） 0+0.025=8.40+0.025（mm）②沖方型孔 12×12mm 的孔的工作部分尺寸的確定：凸模尺寸為：（K 取 0.5，公差為沖壓件的 1/4） dp=（D+K△） 0-Tp =(12+0.5x0.43)0-0.02=8.180-0.02（mm）則：對應的凸模尺寸為：dd=（d p + Zmin） 0+Td =（12.2+0.22） 0+0.02=12.40+0.025（mm）5.1.4.4 凸模高度的確定（參見課本 P61 頁圖 3-100）L=h+h1+h2+h3其中：h 1為凸模固定板厚度，一般為凸模高度的 40%左右h2為墊板的厚度，查課本取為 8mm。h3導尺的厚度，查課本取 P23 頁取為 6mm。h 為附加長度，包括修模余量和安全長度，取 15mm。綜上，則：L=32+8+6+15+45故：L=106mm即凸模的長度為 106mm，具體長度根據(jù)實際情況調整后再確定。5.1.4.5 落料凹模外形尺寸的設計（參見課本 P63 頁圖 3-12：） 凹模厚度：查模具制造手冊知，當材料厚度為 1.6mm 時，凸凹模的最小壁厚為４mm ,由于此模具是復合模，應相應的增大其壁厚，故取為 14mm.5.1.5 模具其他零件的設計與計算5.1.5.1 模架的選用： --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 16 頁西華大學畢業(yè)設計說明書根據(jù)落料凹模的周界尺寸，查《沖壓模具設計簡明手冊》P388 頁相關資料，由所選定的壓力機可知，壓力機的最大封閉高度為 400mm，最小封閉高度為 200mm，從模具實際設計出發(fā)，我們可取模具的封閉高度為 220mm.工作臺的尺寸為：左為 630mm,右為 420mm.則模柄的規(guī)格為直徑 50x 高 70mm，其它結構的尺寸參見《沖壓模具設計簡明手冊》P623 頁，與此同時，在模座確定以后，導柱，導套的規(guī)格和結構尺寸也隨之確定下來由《沖壓模具設計簡明手冊》相關章節(jié)查得。5.1.5.2 定位零件：本副模具采用導尺（剛性卸料板）導向送料，為使條料順利通過導料板的間隙在計算排樣尺寸圖時一并算出，此處不在敘述。導料板的厚度取 6mm左右。同時在本副模具中采用固定擋料銷來限制條料的送近步距，使用圓形擋料銷，高度為 9mm，直徑為 3mm。該結構的擋料結構簡單，制造容易，使用方便，適用于固定卸料板及手工送料的冷沖模結構。5.1.5.3 卸料與推（頂）件裝置：由于剛性卸料板也作為導尺，故簡化了卸料板結構，其結構簡單，卸料力大。卸料板的型孔與凸模的單面間隙為 2mm，厚度為 8mm。用螺釘與圓柱銷將導料板一起固定在落料凹模上。打桿長度：H＞（模柄總長+凸凹模高度-推件高度）但是由于使用了三爪推板推出機構，因此打桿長度應在（模柄總長-推板厚度）具體情況根據(jù)裝配圖確定。托桿長度：L＞（l+h 3）其中：l——氣墊長度h3——氣墊上平面與下平面之間隙綜上，取 L=90mm5.1.5.4 固定與連接零件： --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 17 頁西華大學畢業(yè)設計說明書采用固定板將凸凹模固定在上模座上，其厚度為凸凹模長度的 40%左右。即 h=40%x106=42mm，取 32mm。固定板與凸凹模之間采用階梯固定的形式。固定板與上模座之間采用內六角螺釘與圓柱銷來連接和定位，螺釘尺寸與圓柱銷尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來確定。此外，由于本副模具的總壓力較大，因此需要采用墊板的結構，以保護模具不受損壞。5.1.5.5 第一副模具壓力中心的設計與計算：由于落料，拉深和沖圓孔的凸，凹模形狀均為對稱性形狀，因此其壓力中心均為其各自的幾何形心。沖翻邊預制孔凸凹模的形狀雖然是不規(guī)則的形狀，但是它也是對稱的，因此其中心也在其形心上：（故以模座中心為原點，建立直角坐標系，則落料和拉深的壓力中心均在原點上）：整個模具的壓力中心坐標（X 0，Y 0）計算如下：X0=0Y0=8∏x20/（12 x 4+8∏x3）=4.07（mm）即本副模具的壓力機中心在沿 Y 軸向上偏移 4.07mm，即坐標點為: (0.4.07).5.1.5.6 凸凹模的強度校核5.1.5.6.1 凹模的強度校核：所選的壓力機為 F ，接觸面積為 S則 F=400KNS=∏（76.8 2-3 x8.42）/4-12.42 2=4311mm P= F/ S=400/4311=92.72MPa<δ S5.1.5.6.2 凸模的強度校核所選的壓力機為 F ，接觸面積為 S則 F=400KNS=∏（101.78 2-802）/4=3111mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 18 頁西華大學畢業(yè)設計說明書P= F/ S=400/3111=128.6MPa<δ S由校核可知，凸凹模的強度足夠。(第一副模具裝配圖結構間圖)5.2 第二副模具的設計與計算5.2.1 整形力工序壓力的計算與壓力機的初步選用P=p×∏÷4×(80-3.2) ×300÷3=463KN頂件力 F：F=KF 沖 （K 為頂件力系數(shù)取為 0.06）=0.06x463 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 19 頁西華大學畢業(yè)設計說明書=27.78（KN）推件力 F：F=KF 沖 （K 為推件力系數(shù)取為 0.05）=0.05x463 =23（KN）總壓力：F=463+27+23=513（KN）則根據(jù)總壓力初步選用開式壓力機公稱壓力為 630KN，具體結構尺寸參見《沖壓模具設計簡明手冊》相關章節(jié)。5.2.2 模具結構類型及形式的選擇與設計本次畢業(yè)設計第二副模具設計的主要目的是在第一道工序完成后，對工件進行整形。由于第一次拉深的圓角半徑為 2mm，而最終工件的圓角半徑為1mm, 故需要整形。整形過程屬于剛性接觸，所需要的力也教大，所以壓力機的噸位也隨之增大。本副模具的設計難點是針對凹模及其支架要進行嚴格的校核，以保證它們有足夠的強度和剛度才行。5.2.3 凸凹模工作部分刃口及公差的計算查， 《沖壓手冊》得：系數(shù) K=0.75，間隙為:Zmin=0.1mm, Zmax=0.14mm則：Dp=（Dmax+0.75△） 0-Tp =（79.63-3.2） 0-（0.08）=76.430-0.08（mm）則凹模刃口尺寸為：d 凹 =（dp+Zmin） 0+Td=（80-0.75 x 0.5） 0+0.12（mm）=79.630+0.12（mm） --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 20 頁西華大學畢業(yè)設計說明書5.2.4 模具其他零件的設計與計算5.2.4.1 壓力中心的計算：由于本副模具的沖孔位置對稱，因此它的壓力中心就在中心距的幾何中心上。5.2.4.2 沖模閉合高度的計算：根據(jù)總壓力所選的壓力機最大閉合高度為 460mm，最小閉合高度為220mm 因此初選閉合高度為 230mm 即滿足要求。5.2.4.3 模柄的選用：由壓力機規(guī)格來確定模柄的規(guī)格為直徑 37mm 高度為 75mm 的凸緣式模柄，具體尺寸參見《沖壓模具設計簡明手冊》相關的章節(jié)。5.2.4.4 模座的選用：在本副模具設計中根據(jù)凹模支架的尺寸來選用后側導柱式模架選用模座的規(guī)格如下：上模座——200x200x45mm下模座——250x200x50mm其具體下模座的結構尺寸如下：L=200， B=200， t=28， L1=210， S=210， A1=130， R=45L2=80, d2=M14-6H, h=32， S 2=120導柱導套尺寸具體參數(shù)參考《沖壓手冊》相關的章節(jié)。下附第二副模具裝配圖結構示意圖：5.2.4.5 凸凹模的強度校核：所選的壓力機為 F ，接觸面積為 S則 F=600KNS=∏76.8 2/4=4630mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 21 頁西華大學畢業(yè)設計說明書P= F/ S=400/4630=130MPa<δ S由校核可知，凸凹模的強度足夠。下附第二副模具裝配結構簡圖第二副模具結構裝配間圖5.3 第三副模具的設計與計算5.3.1 各工序壓力的計算 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 22 頁西華大學畢業(yè)設計說明書沖孔（6mm×3）所需的壓力○ 1沖孔（10mm）沖裁力 F 0=1.3×3.14×10×1.6×343=22402N卸料力 F 1=0.045×22402=1008N 頂件力 F 2=0.06×22402=1344N沖孔（10mm×2）所需的壓力○ 2F=（F0+F1+F2+F3）×2=（22402+1008+1344）×2=99016N沖孔（6mm）沖裁力 F 0=1.3×3.14×1.6×343×6=13441N卸料力 F 1=0.045×13441=605N頂件力 F 2=0.06×13441=806N沖孔（6mm）所需的壓力F=（F0+F1+F2+F3）×3=（1344+605+806）×3=44553N這一工序所需最大總壓力為 F=99016+44553=143569N=144KN因此初選壓力機為開式壓力機，公稱壓力為 250KN，最大閉合高度360mm，最大閉合高度 1800mm，模柄孔規(guī)格為直徑 50x 高度 70mm。5.3.2 沖孔凸凹模刃口的計算沖直徑為 6mm 的孔的工作部分尺寸的確定：查相關手冊和表可知：△=0.3 Zmin=0.22 Zmax=0.32 k=0.5 δd=0.02 δp=0.02凸模尺寸為：（K 取 0.5，公差為沖壓件的 1/4） dp=（d+K△） 0-Tp =（6.15+0.22） -0.020=6.370-0.02（mm） --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 23 頁西華大學畢業(yè)設計說明書則：對應的凹模尺寸為：dd=（d p+Zmin） 0+Td =（6.25+0.5x0.3） 0+0.02=6.150+0.02（mm）沖直徑為 10mm 的孔的工作部分尺寸的確定：查相關手冊和表可知：△=0.43 Zmin=0.22 Zmax=0.32 k=0.5 δd=0.035 δp=0.025凸模尺寸為：（K 取 0.5，公差為沖壓件的 1/4） dp=（d+K△） 0-Tp =（10+0.5x0.43） -0.0250=10.220-0.025（mm）則：對應的凹模尺寸為：dd=（d p+Zmin） 0+Td =（10.22+0.22） 0+0.025=10.440+0.025（mm）5.3.3 模具結構形式的選擇本副模具主要目的是沖孔工序,沖孔（6mm×3）和沖孔（10mm×2） 。由于此幅模具僅是完成兩種不同孔的工序，故總體結構較為簡單。但該工件上的孔較多，所以必須保證孔的相互位置和精度，因此，需要安裝導正銷以確定工件在凹模中的位置，準確定位。卸料時采用彈性卸料板卸料。5.3.4 模具其它結構零件的設計與計算5.3.4.1 模座的選用:根據(jù)凹模周界尺寸初步確定模架采用后側導柱式模架,其規(guī)格為:上模座：160x150x40mm下模座：160x160x45mm下模座具體參數(shù)如下: L=160 B=160 t=28， L 1=210， S=210， A 1=110， A2=195， R=42 L 2=80, d2=M14-6H, h=35， S 2=150 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 24 頁西華大學畢業(yè)設計說明書5.3.4.2 壓力中心的計算:由于本副模具翻邊中心位置雖然在盒行件的底部的中心位置上,但由于翻邊的形狀屬于對稱形狀，其幾何中心位置就是壓力中心的位置所在處。5.3.4.3 固定板墊板的使用：本副模具的翻邊凸凹模均采用固定板以臺階形式將他們與上,下模座固定起來，然后再利用內六角螺釘和圓柱銷分別將其固定和限位。5.3.4.4 凸凹模的強度校核：所選的壓力機為 F ，接觸面積為 S則 F=250KNS=∏（76.8 2-3 x62 -2 x102）/4=4275mm P= F/ S=250/4275=59MPa<δ S下附第三副模具裝配結構簡圖 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 25 頁西華大學畢業(yè)設計說明書沖孔模具裝配圖結構5.4 第四副模具的設計與計算5.4.1 工序壓力的計算切邊力：F=Ltτ b =∏×80×1.6×343/4=35kN頂件力：F1=K3P=0.06 ×35=3KN故需要總的切邊力為P= F +F1=35+3+40KN根據(jù)所提供的壓力機，可選用 400kN 的壓力機5.4.2 模具類型及結構形式的選擇這幅模具是最后一道工序，切除修邊余量，時工件達到最終的要求。切邊模具的凸模通過左右前后的運動逐步將多余的材料切去。此幅模具中難度較大的設計部分是滑塊，它的外形尺寸就是凸模的運動軌跡，所以，相對而言，它的強度和精度要求都較高。另外在下模座下部設有緩沖器，它驅動托桿向上運動，使壓料器兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設有剛性推件裝置，并在下模上設有剛性卸料板裝置，采用這些結構的特點主要是，結構緊湊，布局合理且制造使用都簡單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性卸料板內不易出件，有時還需要工人用手工去把它拿出，帶來了操作的不便，但是只要托桿長度設計合理，緩沖器橡皮彈力足夠，就能克服這點不足。另外考慮到裝模方便，模具 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 26 頁西華大學畢業(yè)設計說明書采用后側布置導柱，導套的模架。5.4.