U形翻邊圓孔件-燈罩接頭的沖壓成形工藝及模具設計【落料、沖孔復合模，拉深模、翻邊模含3副模具20張CAD圖帶卡片】
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1燈罩接頭的沖壓成形工藝及模具設計【落料、沖孔復合模，拉深模、翻邊?！空涸O計著重介紹了制件的成型工藝，及模具結(jié)構(gòu)設計。通過對制件的工藝分析，確定了工藝方案。并設計了一套倒裝復合模具。在設計同時利用參考資料，確定了各工作零件的尺寸。并較多的考慮了模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整性、易更換性及模具成本。同時在模具設計內(nèi)容中融匯了沖壓模具的不同加工方法、加工工藝及裝配工藝，對初學沖壓模具模設計者有一定的參考價值。本設計從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用CAD進行各重要零件的設計。關鍵詞： 翻邊模 復合模 拉伸模2joint pressing formed technology and mold design Abstract: The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft, and mold structural design. Through to the workpiece craft analysis, has determined the craft plan. And has designed set of true things compound molds. Uses the reference during the design, has determined each work components size. And many considerations mold structure adjustment, easy replacement and mold cost. Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content, the processing craft and the assembly craft, to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value. This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.Key words: the turn down dims mold the compound mold.3目 錄1.緒 論 .....................................................................11.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ..........................................11.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 ..................................................11.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 .............................................21.2 國 外 模 具 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢 .......................................31.3 冷沖壓模具的分類 .....................................................41.3.1 按 沖 壓 工 藝 進 行 分 類 .............................................41.3.2 按 工 序 組 合 程 度 進 行 分 類 .........................................41.3.3 按 上 下 模 的 導 向 方 式 分 類 .........................................51.3.4 按 導 料 或 定 位 形 式 分 類 ...........................................51.4 接頭模具設計與制造方面 ..............................................51.4.1 接 頭 模 具 設 計 的 設 計 思 路 ........................................51.4.2 支 架 模 具 設 計 的 進 度 .............................................52. 落料、拉深、沖孔復合?！?2.1 沖壓工件的工藝分析 ...................................................72.1.1 制 件 的 總 體 分 析 .................................................82.1.2 制 件 的 外 形 分 析 .................................................82.1.3 沖 裁 件 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ..................................82.2 工藝方案確定 .........................................................82.3 必要的工藝計算 .......................................................92.3.1 毛 坯 尺 寸 計 算 ...................................................92.3.2 排 樣 設 計 與 計 算 ................................................112.3.3 計 算 沖 壓 力 和 初 選 壓 力 機 ........................................132.3.4 壓 力 中 心 的 確 定 ................................................152.4 模具總體結(jié)構(gòu)設計 ....................................................152.4.1 模 具 類 型 設 計 ..................................................152.4.2 模 具 具 體 結(jié) 構(gòu) 設 計 ..............................................162.5 主要工作零部件設計 ..................................................162.5.1 沖 孔 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 的 計 算 ....................................172.5.2 外 形 落 料 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 的 計 算 ................................182.5.3 拉 深 工 作 部 分 尺 寸 的 計 算 ......................................182.5.4 落 料 凹 模 的 設 計 ................................................192.5.5 沖 孔 凸 模 的 設 計 ................................................202.5.6 凸 凹 模 的 結(jié) 構(gòu) 設 計 ..............................................212.6 定位裝置的設計與標準化 ...............................................222.6.1 擋 料 銷 及 導 料 銷 的 設 計 與 標 準 化 ..................................222.6.2 擋 料 銷 與 導 料 銷 位 置 的 確 定 ......................................222.7 卸料裝置的設計及標準化 ...............................................222.7.1 彈 性 卸 料 板 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 ..........................................2342.7.2 卸 料 螺 釘 的 選 用 ................................................232.7.3 卸 料 橡 皮 的 設 計 和 選 用 ..........................................232.8 推件裝置的設計與標準化[5] ............................................242.8.1 剛 性 推 件 裝 置 的 設 計 與 標 準 化 ....................................242.8.2 推 件 塊 的 設 計 ..................................................242.8.3 打 桿 的 設 計 .....................................................242.8.4 模 柄 的 設 計 .....................................................252.9 支撐固定零件的設計與標準化 ...........................................252.9.1 模 架 的 選 用 .....................................................252.9.2 凸 模 固 定 板 的 設 計 ..............................................252.9.3 墊 板 的 設 計 ………242.10 導向零件的設計與標準化 ..............................................252.11 緊固零件的設計與標準化 ...........................................262.12 沖壓設備的的選用 .................................................262.13 模具的裝配圖…………………………………………………………273. 拉深模 ...................................................................303.1 產(chǎn)品工藝性分析 .....................................................303.2 模具工作部分的尺寸計算 ...............................................313.3 必要的計算 ...........................................................323.4 壓邊裝置……………………………………………………………………333.5 模具的總體設計……………………………………………………………333.5.1 拉伸模主要零部件的設計……………………………………………333.5.2 沖壓設備的選擇………………………………………………………343.5.3 模具總裝圖……………………………………………………………344. 翻邊?！?64.1 固定套翻邊件工藝性分析…………………………………………………364.2 固定套翻邊工藝計算………………………………………………………364.3 翻邊模裝配圖的設計繪制…………………………………………………37結(jié) 束 語……………………………………………………………………………39致 謝………………………………………………………………………………40參 考 文 獻………………………………………………………………………4151 緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(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。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進口模具 18.13 億 美元，出口模具 4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進出口之比 2004 年為 3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬 美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。6第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全” 影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國 外 模 具 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關鍵的工藝裝備，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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 7國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結(jié)構(gòu)設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％．1.3 冷沖壓模具的分類冷 沖 壓 模 具 主 要 用 于 金 屬 及 非 金 屬 板 料 的 壓 力 加 工 ， 其 加 工 方 式 可 分 為 分 離 和 成 形兩 大 類 。分 離 ： 按 一 定 輪 廓 線 將 工 件 與 板 料 分 開 。成 形 ： 在 不 破 壞 板 料 的 條 件 下 ， 通 過 塑 性 變 形 獲 得 所 需 要 求 的 形 狀 和 尺 寸 精 度 。冷 沖 壓 模 具 是 沖 壓 生 產(chǎn) 的 主 要 工 藝 裝 備 。 沖 壓 件 的 沖 壓 質(zhì) 量 、 生 產(chǎn) 效 率 以 及 生 產(chǎn) 成本 等 ， 都 與 模 具 類 型 及 其 結(jié) 構(gòu) 設 計 有 直 接 關 系 。 沖 壓 件 的 品 種 、 式 樣 很 多 ， 所 以 沖 壓模 具 的 類 型 也 是 多 種 多 樣 的 。 為 了 研 究 方 便 ， 將 沖 壓 模 具 按 照 不 同 特 征 進 行 分 類 ， 一般 有 以 下 幾 種 分 類 方 法 。1.3.1 按 沖 壓 工 藝 進 行 分 類沖 裁 模 具 沖 裁 模 具 又 可 分 為 沖 孔 模 具 、 落 料 模 具 、 切 口 模 具 、 剖 切 模 具 等 。彎 曲 模 具 彎 曲 模 具 又 分 為 自 由 彎 曲 模 具 、 校 正 彎 曲 模 具 、 V 型 彎 曲 模 具 、 U 型 彎曲 模 具 等 。拉 深 模 具 拉 深 模 具 又 可 分 為 無 凸 緣 筒 形 件 拉 深 模 具 、 有 凸 緣 筒 形 件 拉 深 模 具 、 錐形 件 拉 深 模 具 、 階 梯 形 件 拉 深 模 具 、 球 面 件 拉 深 模 具 、 拋 物 面 件 拉 深 模 具 、 盒 形 件 拉深 模 具 等 。成 形 模 具 成 形 模 具 又 可 分 為 脹 形 模 具 、 翻 邊 模 具 、 縮 口 模 具 、 校 形 模 具 等 。1.3.2 按 工 序 組 合 程 度 進 行 分 類⑴ 單 工 序 模 壓 力 機 行 程 一 次 ， 只 對 板 料 完 成 一 種 沖 壓 工 序 的 模 具 。 例 如 ： 落 料 模具 、 沖 孔 模 具 、 切 邊 模 具 、 彎 曲 模 具 、 拉 深 模 具 等 。 單 工 序 模 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 造 價 低 ，生 產(chǎn) 效 率 低 ， 形 位 精 度 低 。⑵ 復 合 模 模 具 上 僅 有 一 個 工 位 ， 安 排 有 兩 對 或 兩 對 以 上 的 凸 、 凹 模 ， 壓 力 機 行 程8一 次 ， 能 對 板 料 完 成 兩 種 （ 或 兩 種 以 上 ） 的 沖 壓 的 模 具 。 其 結(jié) 構(gòu) 的 主 要 特 點 是 ： 具有 復 合 形 式 的 凸 凹 模 ， 它 既 是 落 料 的 凸 模 ， 又 是 沖 孔 的 凹 模 。 復 合 模 結(jié) 構(gòu) 復 雜 ， 造價 高 ， 生 產(chǎn) 率 適 中 ， 形 位 精 度 高 。⑶ 級 進 模 模 具 上 有 n 個 （ n＞ 1） 工 位 ， 在 一 直 線 上 等 距 離 安 裝 n 對 凸 、 凹 模 ，條 料 送 進 一 次 ， 壓 力 機 行 程 一 次 ， 模 具 對 板 料 的 不 同 （ n 個 ） 位 置 完 成 n 對 沖 壓 ，連 續(xù) 送 進 ， 連 續(xù) 沖 壓 。 級 進 模 結(jié) 構(gòu) 復 雜 ， 生 產(chǎn) 率 高 ， 產(chǎn) 品 形 位 精 度 適 中 。 級 進 模 又稱 為 級 連 續(xù) 或 跳 步 模 。1.3.3 按 上 下 模 的 導 向 方 式 分 類分 為 無 導 向 的 開 式 模 具 、 有 導 向 的 導 板 模 具 和 導 柱 模 具 等 。1.3.4 按 導 料 或 定 位 形 式 分 類分 為 固 定 導 料 銷 模 具 、 活 動 導 料 銷 模 具 、 導 正 銷 模 具 、 側(cè) 刃 定 距 模 具 等 。此 外 ， 可 以 依 據(jù) 對 沖 裁 件 尺 寸 、 精 度 等 質(zhì) 量 的 不 同 ， 把 模 具 分 為 精 密 沖 裁 模 具 和普 通 沖 裁 模 具 ； 依 據(jù) 模 具 體 積 的 大 小 ， 把 模 具 分 為 小 型 模 具 、 中 型 模 具 和 大 型 模 具等 。 有 時 還 可 以 依 據(jù) 壓 力 機 類 型 、 送 料 方 式 、 出 件 方 式 等 對 模 具 進 行 分 類 。 1.4 接頭模具設計與制造方面1.4.1 接 頭 模 具 設 計 的 設 計 思 路沖 孔 、 落 料 、 拉 深 是 沖 壓 基 本 工 序 之 一 ， 它 是 利 用 沖 裁 模 在 壓 力 機 作 用 下 ， 將 平板 坯 料 進 行 沖 孔 或 落 料 的 加 工 方 法 。 一 般 情 況 下 ， 一 般 精 度 的 工 件 IT8～ IT7 級 精度 的 普 通 沖 裁 模 ； 較 高 精 度 的 工 件 采 用 IT7～ IT6 級 精 度 的 高 級 沖 裁 模 。翻 邊 是 將 工 件 的 孔 邊 緣 在 模 具 的 作 用 下 ， 翻 出 豎 直 的 或 一 定 角 度 的 邊 。只 有 加 強 沖 裁 件 基 礎 理 論 的 研 究 ， 才 能 提 供 更 加 準 確 、 實 用 、 方 便 的 計 算 方 法 ，才 能 正 確 地 確 定 沖 裁 工 藝 參 數(shù) 和 模 具 工 作 部 分 的 幾 何 形 狀 與 尺 寸 ， 解 決 沖 裁 中 出 現(xiàn)的 各 種 實 際 問 題 ， 從 而 ， 進 一 步 提 高 制 件 質(zhì) 量 。制 件 沖 孔 落 料 件 是 最 典 型 的 沖 裁 件 ， 其 工 作 過 程 很 簡 單 就 沖 孔 落 料 ， 可 采 用 單工 序 模 、 復 合 模 具 或 級 進 模 具 ， 根 據(jù) 計 算 的 結(jié) 果 和 選 用 的 標 準 模 架 。 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 。 導 柱 和 導 套 的 高 度 可 根 據(jù) 凸 模 與 凹 模 工 作 配 合 長 度 決 定 ． 設 計 時可 能 高 度 出 現(xiàn) 誤 差 ， 應 當 邊 試 沖 邊 修 改 高 度 。此 設 計 分 成 兩 部 分 ， 第 一 部 分 落 料 、 拉 深 、 沖 孔 復 合 模 ， 第 二 部 分 翻 邊 模 。1.4.2 支 架 模 具 設 計 的 進 度1.了 解 目 前 國 內(nèi) 外 沖 壓 模 具 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 ， 所 用 時 間 5 天 ；92.確 定 加 工 方 案 ， 所 用 時 間 15 天 ；3.模 具 的 設 計 ， 所 用 時 間 30 天 ；4． 模 具 的 調(diào) 試 ． 所 用 時 間 5 天 。在 設 計 的 過 程 中 ， 將 有 一 定 的 困 難 ， 但 有 指 導 老 師 的 悉 心 指 導 和 自 己 的 努 力 ，相 信 會 完 滿 的 完 成 畢 業(yè) 設 計 任 務 。 由 于 學 生 水 平 有 限 ， 而 且 缺 乏 經(jīng) 驗 ， 設 計 中 難 免有 不 妥 之 處 ， 肯 請 各 位 老 師 指 正 。設 計 者 ： 唐 坤 鵬102. 落料、沖孔復合模2.1 沖壓工件的工藝分析 ?68403515R2+.10+.12圖 2-1工件圖工件名稱：接頭生產(chǎn)批量：中批量材料：冷軋 08 鋼厚度：1.5mm對固定套翻邊件進行分析可知， 處有內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前應預沖孔， 是43?68?圓筒件拉深件直徑，經(jīng)計算可一次拉深成形。工序安排為落料，沖孔，拉深,翻邊。 該 零 件 形 狀 簡 單 、 對 稱 ， 是 有 圓 弧 組 成 的 。 沖 裁 件 內(nèi) 外 形 所 能 達 到 的 經(jīng) 濟 精 度 為IT11 ~IT14， 孔 中 心 與 邊 緣 距 離 尺 寸 公 差 為 .將 以 上 精 度 與 零 件 的 精 度 要 求 相 比 較 ，1m可 認 為 該 零 件 的 精 度 要 求 能 夠 在 沖 裁 加 工 中 得 到 保 證 ， 其 他 尺 寸 標 注 、 生 產(chǎn) 批 量 等 情況 ， 也 均 符 合 沖 裁 的 要 求 ， 故 決 定 采 用 沖 壓 方 式 可 以 得 到 落 料 、 沖 孔 、 拉 深 件 ， 然 后進 行 翻 邊 得 到 制 件 。2.1.1 制 件 的 總 體 分 析圖示零件材料為冷軋 08 號鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種11材料，價格適中。由工件圖可知：該工件既有落料、沖孔、拉深又有翻邊，但工件是圓形的對稱零件，總的來說加工起來是容易的。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)。2.1.2 制 件 的 外 形 分 析該零件有冷軋 08 號鋼板組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。該零件對稱，只需要沖孔落料、拉深、沖孔工序就可以得到半成品，然后再翻邊。2.1.3 沖 裁 件 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度沖裁件上的未注公差等級定為 IT14 級，查表確定工件尺寸如下：尺寸 的工件制造公差為 0.624m?尺寸 的工件制造公差為 0.7568尺寸 的工件制造公差為 0.43尺寸 的工件制造公差為 0.4315沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)相關，工件厚度為 1.5mm，其斷面粗糙度值為 .125m?2.2 工藝方案確定該零件所需的基本沖壓工序為落料、沖孔、拉深、翻邊?？蓴M訂出以下三種工藝方案。方案一：用簡單模分四次加工，即落料——拉深——沖孔——翻邊。方案二：落料、沖孔復合模，拉深模、翻邊模。方案三：落料沖孔級進模，再拉深，再翻邊。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。但復合模模具的行位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的行位精度，需要在模具12上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方按的分析比較，該零件采用方案二最佳。故應采用三副模具來完成。第一副模具為落料沖孔復合模。第二副模具為單工序拉深模。第三副模具為單工序翻邊模。2.3 必要的工藝計算2.3.1 毛 坯 尺 寸 計 算由最終制件從翻邊算起，毛坯的預沖孔直徑計算。處由內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前應預沖孔； 是圓筒形拉深件可4m?68m?一次拉深成形。工序安排為落料、拉深、預沖孔、翻邊等。翻邊前為 、髙為68m9.5mm的無凸緣圓筒形件，如圖2-2所示。圖2-2翻邊前毛坯圖①計算預沖孔D=41.5mm H=7mmH=H-r-t=7-2-1.5=3.5mm由式（5.1）計算翻邊前預沖孔直徑 0d????020.43.7241.57.43250.7132.0dDHrt m?????????②計算翻邊系數(shù) 由表5.1計算翻邊系數(shù)為0.30.415dmD由 查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數(shù)為0.65＜m,所以該零件能032.1.5dt?13一次翻邊成形，預沖孔直徑 。032.dm?③計算翻邊力??1.96.4.53201.5961.56sspDtMaMpaN????????④落料毛坯直徑計算拉深件毛坯尺寸確定原則的依據(jù)：體積不變原則相似原則毛坯尺寸應包括修邊余量因δ=1.5mm﹥1mm，所以應按中線尺寸計算。（1）確定修邊余量 根據(jù)拉深件尺寸，其相對高度為h/d=(9.5-0.75)/(68-1.5)=8.75/66.5≈0.13查表4-1，得修邊余量△h=1mm 則拉深件總的高度h為：h=9.5-0.75+1=9.75mm計算毛坯展開直徑 先判斷能否一次拉深出來，將圖4-53中提供的已知條件d =66.5mm r=2.75mm h=9.75mm 代入式（4-5）可求出毛坯的直徑D2 2 241.70.566.59.76.50.78DdHr mm????????2.3.2 排 樣 設 計 與 計 算設 計 復 合 模 時 ， 首 先 要 設 計 條 料 排 樣 圖 。 根 據(jù) 工 件 的 形 狀 選 擇 有 廢 料 排 樣 ， 且 為 直排 的 形 式 ， 雖 然 材 料 的 利 用 率 低 于 少 廢 料 和 無 廢 料 排 樣 ， 但 工 件 的 精 度 高 ， 且 易 于 保證 工 件 外 形 的 圓 角 。⑴ 確 定 搭 邊 與 搭 肩 值搭 邊 和 搭 肩 值 一 般 是 由 經(jīng) 驗 確 定 的 ， 查 表 2.9 可 知 搭 邊 值 工 件 間 ， 側(cè)1.2am?面 。1.0am?⑵ 確 定 零 件 的 排 樣 方 案14設 計 模 具 時 ， 條 料 的 排 樣 很 重 要 。 分 析 零 件 形 狀 可 知 ， 確 定 排 樣 方 案 ： 條 料 從 右至 左 送 進 ， 落 料 凸 模 的 沖 壓 力 比 較 均 勻 ， 零 件 形 狀 精 度 容 易 保 證 。 條 料 的 排 樣 如 圖2-3 所 示 。圖 2-3 排 樣 圖⑶ 計 算 送 料 步 距 和 條 料 的 寬 度按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即 ??821.3.Sm??查表 2.5.3 可知條料寬度單向偏差為 ，由公式計算如下：0.5m0.5.84B?????821.32A??⑷ 計 算 材 料 的 利 用 率 ：根 據(jù) 一 般 的 市 場 供 應 情 況 ， 原 材 料 選 用 的 冷 軋 薄 鋼 板6012.5mm?（ ） 。??2每 塊 可 剪 規(guī) 格 條 料 7 條 ， 材 料 剪 切 利 用 率 達 98%。84120m?計 算 沖 壓 件 的 面 積 : 2 23.14157.34SR????15由 文 獻 ﹝ 2﹞ 一 個 步 距 的 材 料 利 用 率 通 用 計 算 公 式 ： 10%S???式 中 —一 個 步 距 內(nèi) 零 件 實 際 面 積 ;1S2m—一 張 步 距 內(nèi) 所 需 毛 坯 面 積 ；0—條 料 寬 度 ; B—送 料 步 距 ；A得 5278.3410%75.3????2.3.3 計 算 沖 壓 力 和 初 選 壓 力 機(1)落料力的計算 bFklt??落式中 —落料力；落F—沖裁件剪切周邊長度 ；Lm—沖裁件材料厚度 ；t—被沖材料的抗剪強度 ；?MPa—系數(shù)，一般取 。K3.1落料力為： .482.50135.8bFLtmpaKN?????落(2)沖孔力的計算 1.3bFLt??沖式中 ——工件內(nèi)輪廓周長（ ）Lm163.142.0.57Lm???則 31.3502.8bFt MpaKN???沖(3)卸料力的計算FK?卸 卸 落式中——卸料力系數(shù) ；查手冊知卸K03.卸則卸料力為：0.315.84.6FKN???卸(4)推件力的計算： 按式 計算 沖推推 nKF?式中 ——推件力因數(shù)，查表得 ；推 0.5K?推——卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，查 [7]得n=3；則推件力為20.5.85.2FN???推故工序總力： ??13..46.197.F KN???總 落 卸 沖 推為 保 證 沖 壓 力 足 夠 ， 一 般 沖 裁 時 壓 力 機 噸 位 應 比 計 算 的 沖 壓 力 大 30%左 右 ， 即1.3.197.256.47KN??總 總(5)初 選 壓 力 機查 文 獻 [4]開 式 可 傾 壓 力 機 參 數(shù) 初 選 壓 力 機 型 號 為 和 ， 見 表 一4023?JH235JC表 一 所 選 擇 壓 力 機 的 相 關 參 數(shù)17型 號 公 稱 壓 力KN/滑 塊行 程m/最 大 封閉 高 度/工 作 臺 尺 寸m/可 傾斜 角/。封 閉 高 度調(diào) 節(jié) 量m/235JC?082038610?2o604H400 80 300 460×700 30 652.3.4 壓 力 中 心 的 確 定由于該零件是中心對稱圖形,故壓力中心位于零件輪廓圖形的幾何中心上。2.4 模具總體結(jié)構(gòu)設計2.4.1 模 具 類 型 設 計由沖壓工藝分析可知，零件材料為冷軋08號鋼板，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。該零件屬于中型尺寸零件，料厚1.5mm，外形簡單，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。該零件有冷軋08號鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。該零件左右對稱.所以模具類型為倒裝復合模模。2.4.2 模 具 具 體 結(jié) 構(gòu) 設 計(1)正倒裝結(jié)構(gòu)的確定根據(jù)上述分析，采用倒裝復合模具可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。(2)送料方式的確定因是中批量生產(chǎn)，采用手動送料方式。(3)定位裝置的確定18因該制件采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。(4)導向方式的選擇為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于該零件導尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導柱模架。(5)卸料、壓料方式本模具采用倒裝結(jié)構(gòu),卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出,而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使廢料從孔洞中落下。頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。(6)出件方式本模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，工件留在落料凹?？锥粗校瑧诎寄？自O置推件塊推出。2.5 主要工作零部件設計因為材料為 08 鋼，厚度為 ,查表 2.4 得間隙值 ， 1.5tm?min0.132Z?max0.24Z?由手冊表查得：尺寸 的工件制造公差為 0.623?尺寸 的工件制造公差為 0.7568尺寸 的工件制造公差為 0.43m尺寸 的工件制造公差為 0.4315已知尺寸公差如下：尺寸 的工件制造公差為 0.140?尺寸 的工件制造公差為 0.1265m2.5.1 沖 孔 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 的 計 算由 于 制 件 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 精 度 要 求 不 高 ， 所 以 采 用 凸 模 和 凹 模 分 開 加 工 的 方 法 制 作 凸 、凹 模 。以 孔 為 基 準 加 工 凸 模 ， 計 算 公 式 如 下 ：設 孔 尺 寸 為 ??0d??minTx???凸19??0Adx????凹 凸對 于 Φ 32.03mm 的 孔 查 表 2.6 得 10.5x?凸 、 凹 模 制 造 誤 差 由 經(jīng) 驗 公 式 ：??axin.6.05Z????凹 mi0443凸 ??????0 00in .43.432.62Tdx m? ????????凸 0.650347Am??凹 凸校 核 ：∣ ∣ +∣ ∣ ≦?凹 凸 maxinZ?0.043+0.065≦ 0.240-0.1320.108≦ 0.1082.5.2 外 形 落 料 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 的 計 算對 于 外 輪 廓 的 落 料 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 精 度 要 求 不 高 ， 所 以 采 用 凸 模 和 凹 模 分 開 加 工 的 方法 制 作 凸 、 凹 模 。 以 孔 為 基 準 加 工 凸 模 ， 計 算 公 式 如 下 ：以 凹 模 為 基 準 加 工 凸 模 ， 計 算 公 式 如 下 ：設 工 件 尺 寸 為 0D????max0A???凹 inTZ??凸 凹對 于 Φ 32.03mm 的 孔 查 表 2.6 得 10.5x?凸 、 凹 模 制 造 誤 差 由 經(jīng) 驗 公 式 ：??axin.6.05Z????凹 mi0443凸 ????0.650.65ax082.7817AD???????凹20????000min .43.4381.57.281TDZ? ??????凸 凹校 核 ：∣ ∣ +∣ ∣ ≦?凹 凸 axmin0.043+0.065≦ 0.240-0.1320.108≦ 0.1082.5.4 落 料 凹 模 的 設 計在落料凹模內(nèi)部，由于要設置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口。該凹模簡單，宜采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工。安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。整體式凹模裝于下模座上, 凹模高度可按經(jīng)驗公式計算，即凹模高度 Hkb?凹模壁厚 ??1.5~2C式中 ——凹?？椎淖畲髮挾龋?）bBm?——凹模壁厚（刃口至凹模外形邊緣的距離）C——厚度系數(shù)（查表 2.22 取 ）k 0.2k?凹模高度 0.26318Hkb??按表取標準值 18m凹模壁厚 （ ）????.5~7C30~4Cm?凹模壁厚取 3?凹模長度 ??820142L??凹模寬度 Bm凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取 ,??.7~0d21圖 2-4 凹模上的螺孔設計與選用d 為螺孔的直徑，由于凹模厚度為 ，所以根據(jù)表 2.46[2]查得螺孔選用 4×M1218m的螺釘固定在下模座。故選用如圖 2-4。 螺孔到凹模外緣的最小距離： 2816adm??3凹模上螺孔到銷孔的距離一般淬火材料為 ,不淬火材料為 .5m3m根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 1605?凹模的長度選取要考慮以下因素：a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。b)便于導尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。選取凹模邊界為 ，材料用 制造，熱處理硬度為201635m?12Cr。58~62HRC凹 模 板 GB2852.1-81 材 料 ：2.5.5 沖 孔 凸 模 的 設 計 為了加強凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應制成逐級增大的多級形式，且它的外形尺寸較大，所以落料凸模采用臺階式，A 型圓凸模。一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換。凸模固定板的厚度取 18mm，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需求來確定。凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用墊板固定，由于采用固定卸料板，凸模按下式計算：沖孔凸模的長度 1L??1~25Lm????凸 模 固 定 板 凹 模圓凸模 Ⅱ10.15×52 GB2863.1-81. B12Cr22凸模材料: ; 熱處理：硬度 ,尾部回火12Cr58~62HRC40~5HRC凸模固定板的材料為 45 鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝3﹞表 15.57 可得16058m?2.5.6 凸 凹 模 的 結(jié) 構(gòu) 設 計本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設計需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖應如圖 8-1 所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強度：查表 2.23 得凸凹模的最小壁厚為 ,而實際最小壁厚為4.9m。故符合強度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配作，并保證雙面間隙為5m,凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸 的公差，應比零件所標注的精??0.246~.3 10度高 3～4 級，即定為( ) 。10.5?m凸凹模長度計算： 123Lh??其 中 : 為 固 定 板 厚 度 （ ）182為 卸 料 板 厚 度 （ ）6mh3 為 料 厚 （ ）2h 為 附 加 長 度 ， 主 要 考 慮 凸 模 進 入 凹 模 的 深 度 及 模 具 閉 合 狀 下 卸 料 板 到 凸 模 固定 板 間 的 安 全 距 離 （ ） 等 因 素 。15~0所以： ??86251Lm???凸凹模材料: ; 熱處理：硬度 ,尾部回火Cr862HRC40~5HRC2.6定位裝置的設計與標準化2.6.1 擋 料 銷 及 導 料 銷 的 設 計 與 標 準 化由 設 計 結(jié) 構(gòu) 可 得 該 套 模 具 所 用 擋 料 銷 與 導 料 銷 的 規(guī) 格 尺 寸 一 樣 ， 根 據(jù) 手 冊 [4]選 用 。型 號 : GB2866.11-818103A?材 料 ： 鋼 ； 熱 處 理 ： 硬 度4543~HRC2.6.2 擋 料 銷 與 導 料 銷 位 置 的 確 定由 模 具 整 體 結(jié) 構(gòu) 設 計 ， 導 料 銷 及 導 料 銷 都 應 通 過 卸 料 板 固 定 于 模 具 的 凸 凹 模 上 。23且 在 模 具 閉 合 狀 態(tài) 下 ， 應 高 出 卸 料 板 。3m根 據(jù) 分 析 選 用 廢 料 孔 后 端 定 位 時 擋 料 銷 位 置 如 圖 2-5 圖 2-5 擋 料 銷 的 位 置導 料 銷 位 于 條 料 的 同 一 側(cè) ， 采 用 從 右 向 左 的 送 料 方 式 ， 送 料 的 方 向 導 料 銷 應 裝 在 后方 。2.7卸料裝置的設計及標準化2.7.1 彈 性 卸 料 板 的 結(jié) 構(gòu) 形 式模 具 采 用 倒 裝 結(jié) 構(gòu) ， 選 用 手 冊 圖 2 的 卸 料 板 形 式 。 由 表 查 得 彈 性 卸 料 板 厚 度 為。 裝 模 具 時 卸 料 板 孔 與 凸 模 得 單 邊 間 隙 為 ， 在 模 具 開 啟 狀 態(tài) ， 卸 料 板 應 6m0.1m高 出 模 具 凸 模 工 作 刃 口 ， 以 便 順 利 卸 料 ， 卸 料 板 的 工 作 行 程 為 。??0.3~5m2.5m材 料 ： 45 鋼 熱 處 理 硬 度 ： 48HRC2.7.2 卸 料 螺 釘 的 選 用采 用 圓 柱 頭 卸 料 螺 釘 45 鋼 ， 熱 處 理 ： 硬 度 35~40規(guī) 格 12×80 GB2867.6－ 812.7.3 卸 料 橡 皮 的 設 計 和 選 用橡 皮 允 許 承 受 的 負 載 較 大 ， 占 據(jù) 空 間 尺 寸 較 小 ， 安 裝 調(diào) 整 較 方 便 靈 活 ， 而 且 成本 較 低 ， 是 中 小 型 沖 模 中 彈 性 卸 料 、 頂 料 與 壓 邊 裝 置 中 常 用 的 彈 性 元 件 。選 擇 橡 皮 時 應 主 要 確 定 其 自 由 高 度 預 壓 縮 量 及 截 面 積 。 其 計 算 公 式 與 步 驟 如 下 ：241、 確 定 自 由 高 度170.25~.3ILHhm???自 修 模——沖 模 工 作 行 程 （ ） 對 沖 裁 模 而 言 ，I 1ILt??——預 留 的 修 模 量 。 根 據(jù) 模 具 設 計 壽 命 一 般 取h修 模 ??4~6m2、 確 定 和L預 H裝??0.1~.52m??預 自715?預裝 自——橡 皮 的 預 壓 縮 量L預——沖 模 裝 配 好 以 后 橡 皮 的 高 度H裝3、 確 定 橡 皮 橫 截 面 積 ??2Am26.451.703FKNAqMpa??預——所 需 的 彈 壓 力 （ ）預——橡 皮 在 預 壓 縮 狀 態(tài) 下 的 單 位 壓 力 :約 為 ??0.26~.5Mpa2.8推件裝置的設計與標準化[5]2.8.1 剛 性 推 件 裝 置 的 設 計 與 標 準 化本 套 模 具 的 推 件 裝 置 所 需 推 件 力 大 ， 且 為 了 推 件 平 穩(wěn) 可 靠 ， 應 采 用 剛 性 推 件 裝 置 。其 結(jié) 構(gòu) 形 式 見 手 冊 [5]2.8.2 推 件 塊 的 設 計本 推 件 塊 的 端 面 外 形 應 跟 落 料 凹 模 的 刃 口 形 狀 一 致 ， 整 體 外 形 應 設 計 成 臺 階 式 以 便與 凹 模 配 合 完 成 推 件 ， 而 在 沖 裁 時 不 致 與 把 推 件 塊 推 出 滑 到 模 外 。 推 件 塊 在 自 由 狀 態(tài) 下應 高 出 凹 模 面 。0.~.5m推 件 塊 和 凹 模 的 配 合 ： 由 于 外 形 件 的 相 對 尺 寸 較 大 ， 外 形 形 狀 相 對 復 雜 ， 所 以 推 件內(nèi) 形 與 凹 模 為 間 隙 配 合 H8/f8， 推 薦 外 形 與 凹 模 為 非 配 合 關 系 ， 屬 內(nèi) 導 向 。材 料 ： 45 鋼 熱 處 理 ： 硬 度 43~8HRC252.8.3 打 桿 的 設 計打 桿 選 用 帶 肩 A 型 打 桿 與 推 板 配 合 以 起 到 平 穩(wěn) 推 件 作 用 。材 料 :45 鋼 熱 處 理 :硬 度 43~8HRC規(guī) 格 ： GB2870-81160m?2.8.4 模 柄