圓U形帶凸緣筒形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【拉深切邊復(fù)合模含17張CAD圖帶卡片】
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圓 U 形帶凸緣筒形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【拉深切邊復(fù)合?！空?要本設(shè)計(jì)課題介紹了筒形蓋體拉伸擠切復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過(guò)程。針對(duì)零件擠切后口部呈尖銳刃口狀現(xiàn)象，改進(jìn)了模具結(jié)構(gòu)，消除部分加工缺陷，分體現(xiàn)了沖壓工藝先進(jìn)性和高效性,有一定的設(shè)計(jì)意義。通過(guò)對(duì)工藝零件的工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 鞏固所學(xué)的知識(shí)、熟悉有關(guān)資料 ,樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思路,加強(qiáng)了對(duì)模具的整體認(rèn)識(shí),提高自己的實(shí)際模具設(shè)計(jì)工作能力。本計(jì)運(yùn)用了沖壓成形模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，首先對(duì)整個(gè)零件的了解分析工藝參數(shù),沖壓工藝性能,然后確定沖壓模的結(jié)構(gòu)形式，工零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，拉深和切邊在一個(gè)工序上完成，本副模具優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于加工維修，缺點(diǎn)取件可能不太方便。關(guān)鍵詞：工藝分析； 拉深成型；切邊；模具結(jié)構(gòu)；筒形殼體拉伸ABSTRACTThe design issues on the box-shaped body covered crowded tensile shear modulus of the composite structure design and working process. Against cutting crowded parts after mouth was sharp blade-like phenomenon, improve the structure of the mold and eliminate some processing defects, embodies the nology Analysis and Die of the composite structure Design ,consolidate the knowledge acquired and are familiar with relevant information, establish the cstamping process advanced and efficient.So this design has a certain of significance. Through of the parts of the process Techorrect design ideas, the right to strengthen the overall mold and enhance awareness of their actual ability to mold design.Total use of the stamping die design of the basic knowledge, the first part of the whole understanding、analysis of process parameters, stamping process performance, and then determine the structure of stamping die form, the design and calculation of the components, Drawing and trimming processes in a complete, the vice die advantages of simple structure compact and easy maintenance processing, shortcomings pick-up may not be convenient.Keywords : Process Analysis; Drawing molding; Trimming; Die structure; 目 錄1 緒論 …………………………………………………………………………11.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………11.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀…………………………………………………………21.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………21.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………31.3 筒形件拉深模具設(shè)計(jì)與制造方面…………………………………………41.3.1 筒形件拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路………………………………………51.3.2 帶凸緣筒形件拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度……………………………………62 筒形拉深沖壓件的工藝分析 ………………………………………………82.1 引言…………………………………………………………………………82.2 拉深件工藝分析……………………………………………………………83 確定工藝方案 ………………………………………………………………104 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 ………………………………………………………114.1 拉深毛坯尺寸計(jì)算…………………………………………………………114.2 確定是否需要多次拉深……………………………………………………114.3 確定是否需要使用壓邊圈…………………………………………………124.4 制定首次拉深系數(shù)…………………………………………………………124.5 確定拉深次數(shù)………………………………………………………………144.6 畫出拉深工藝圖……………………………………………………………185 沖裁壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用 ………………………………195.1 切邊力的計(jì)算………………………………………………………………195.2 拉深力的計(jì)算………………………………………………………………195.3 公稱壓力的計(jì)算……………………………………………………………205.4 卸料力的計(jì)算………………………………………………………………205.7 壓力機(jī)的選用………………………………………………………………216 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………226.1 模具工作部分的工藝計(jì)算…………………………………………………226.1.1 拉深部分的計(jì)算…………………………………………………………226.1.2 擠切部分的計(jì)算…………………………………………………………246.1.3 壓料橡膠的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………246.1.4 彈簧的選用………………………………………………………………266.1.5 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸…………………………………266.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………276.2.1 拉深凸模…………………………………………………………………276.2.2 拉深凹模…………………………………………………………………286.2.3 推件塊……………………………………………………………………286.2.4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套………………………………………………………………296.2.5 其他零件…………………………………………………………………297 模具主要組件的裝配………………………………………………………308 模具裝配圖和模具動(dòng)作過(guò)程 ………………………………………………33設(shè)計(jì)小結(jié) ………………………………………………………………………35致謝 ……………………………………………………………………………36參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………3751 緒論模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它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(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以 15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，目前，我國(guó)制造業(yè)的資源已突破了企業(yè)——社會(huì)——國(guó)家的界線，制造業(yè)的國(guó)際化已是一個(gè)客觀事實(shí)。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004 年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到 600 多億，同時(shí)，有近200 個(gè)億的出口），到 2005 年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 600 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年 9000 多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2005 年的 2 億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。2003 年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量均突破 400 萬(wàn)輛，預(yù)計(jì) 2004 年產(chǎn)銷量各突破 500 萬(wàn)輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到 260 萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)6達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的 20%之多。 目前，中國(guó) 20000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 70 多萬(wàn)。2004 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 355 億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。我國(guó) 20000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“ 模具之鄉(xiāng) ”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)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(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處 理技術(shù)； 77）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)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(wú)法替代的。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．1.3 拉深件模具設(shè)計(jì)與制造方面拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開(kāi)口空心零件的加工方法。拉深不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)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(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)。拉深件的工藝性分析拉深零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指拉深零件采用拉深成形工藝的難易程度。良好的工藝性是指坯料消耗少、工序少，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、廢料少和操作8簡(jiǎn)單方便等。在設(shè)計(jì)拉深零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)材料拉深時(shí)的變形特點(diǎn)和規(guī)律，提出滿足工藝性的要求。1. 對(duì)拉深材料的要求拉深件的材料應(yīng)具有良好的塑性、低的屈強(qiáng)比、大的板厚方向性系數(shù)和小的板平面方向性。2. 對(duì)拉深零件形狀和尺寸的要求(1)拉深件的高度盡可能小，以便能通過(guò) 1—2 次拉深工序成形。(2)拉深件的形狀盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱，以保證變形均勻。對(duì)于半敞開(kāi)的非對(duì)稱件，可成雙拉深后再剖成兩件。(3)有凸緣的拉深件，最好滿足 d 凸≥d+12t ，而求外輪廓與直壁斷面最好形狀相似，否則，拉深困難，切邊余量大。(4)為了使拉深件順利進(jìn)行，凸緣圓角半徑 r≥2t。當(dāng) r＜0.5mm 時(shí)，應(yīng)增加整形工序。3． 對(duì)拉深零件精度的要求。(1)由于拉深件各個(gè)部位的料厚有較大的變化，所以對(duì)零件圖上的尺寸應(yīng)明確標(biāo)注是外壁還是內(nèi)壁。(2)由于拉深件有回彈，所以零件橫截面的尺寸公差，一般都在 IT12 級(jí)以下，如零件高于 T12 級(jí)，應(yīng)增加整形工序。(3)多次拉深的零件對(duì)外表面或凸緣的表面，允許有拉深過(guò)程中所產(chǎn)生的印痕和口部的回彈變形，但必須保證精度在公差允許范圍之內(nèi)。本設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的拉深件，形狀比較規(guī)則，但底部圓角存在較高的工藝性問(wèn)題，直邊區(qū)的變形不是簡(jiǎn)單的彎曲, 應(yīng)力分布不均,可以利用塑性加工理論進(jìn)行定性分析。因此，只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就一個(gè)低方形拉深，根據(jù)工藝分析及計(jì)算確定它能一次拉深成功。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架。為了保證制件的尺寸精度，設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。91.3.1 筒形件拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開(kāi)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(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)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(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)。只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。蓋體是最典型的拉深件，在拉深中由于制件的高度太高，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次拉深不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。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(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長(zhǎng)度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。1.3.2 蓋體落料拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1、明確設(shè)計(jì)任務(wù)書，收集有關(guān)資料在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)——方形件拉深以及設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃，并仔細(xì)閱讀《冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)》教材，了解本設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求和步驟，以及查閱有關(guān)模具圖冊(cè)、設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料；了解本設(shè)計(jì)零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個(gè)產(chǎn)品中的裝配關(guān)系、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量，采用的沖壓設(shè)備型號(hào)和規(guī)格，模具零件的制造加工工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等情況。2、工藝分析及工藝方案的制定經(jīng)分析制件的技術(shù)要求，結(jié)構(gòu)工藝性及經(jīng)濟(jì)性都符合工藝要求，確定總體工藝方案，填寫工藝卡。3、工藝計(jì)算及設(shè)計(jì)（1） 、排樣及材料利用率計(jì)算 （2） 、刃口尺寸的計(jì)算（3） 、沖壓的計(jì)算，壓力中心的確定，沖壓設(shè)備的初選，根據(jù)排樣圖和所選的模10具結(jié)構(gòu)形式，可以方便計(jì)算出所需總壓力。待模具總設(shè)計(jì)好后，校核設(shè)備裝模尺寸，最終確定設(shè)備型號(hào)及工藝參數(shù)。4、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)、確定凹模尺寸 先計(jì)算出凹模的厚度，再根據(jù)厚度確定凹模周界尺寸，在此需要考慮的三個(gè)問(wèn)題：第一，要考慮凹模上的螺孔、銷孔的布置；第二，壓力中心一般與凹模的幾何中心重合；第三，凹模外形尺寸盡量按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取。（2） 、選擇模架并確定其他沖模零件的主要參數(shù) 根據(jù)凹模周界尺寸大小，從《冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中確定模架規(guī)格及主要沖模零件的規(guī)格參數(shù)。（3） 、畫沖模裝配圖 裝配圖上零件較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為準(zhǔn)確、迅速地完成畫圖工作，必須掌握正確的畫法。（4） 、畫沖模零件圖（5） 、編寫技術(shù)文件 技術(shù)文件包括：說(shuō)明書、沖壓工藝卡和機(jī)械加工工藝過(guò)程卡。1.3.2 筒形件拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 15 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天．112 沖壓件的工藝分析2.1 引言設(shè)計(jì)的目的是在于鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，熟悉了解有關(guān)資料，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力，通過(guò)沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在沖壓工藝性分析，沖壓工藝方案論證，沖壓工藝計(jì)算，沖模零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到依次綜合訓(xùn)練。本設(shè)計(jì)題目為筒形形件拉深模,但對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)意義，它概括了拉深零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。拉深件的工藝性是指從沖壓工藝方面來(lái)衡量其設(shè)計(jì)是否合理，一般地講，在滿足工件的使用要求條件下，能以最簡(jiǎn)單的最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來(lái)。2.2 拉深件工藝分析12圖 1 制件圖原始資料：如圖 1 所示材 料：Q235厚 度：1.5mm根據(jù)零件結(jié)構(gòu)可知：此工件為有凸緣圓形工件，此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可采用拉深工序加工。工件底部圓角半徑 r=3mm,等于兩倍的壁厚尺寸，也滿足首次拉深工藝要求，因此在拉深工序（拉深工序底部圓角半徑 r=3mm）后須增加一道切邊工序以滿足制件高度上質(zhì)量要求。內(nèi)形尺寸為 25mm 的公差等級(jí)為 IT13 級(jí)，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃?jí)的要求。工件的總體高度到最后可由切邊達(dá)到要求。用于拉深的材料的一般具有較好的塑性、低的屈強(qiáng)比、大的板厚方向性系數(shù)和小的板平面方向性。Q235 是較普遍的材料，價(jià)格便宜，資源豐富，其退火后并且滿足拉深件對(duì)材料的要求，厚度為 1.5mm。133 確定工藝方案確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是個(gè)簡(jiǎn)單的圓形拉深件。經(jīng)制件的工藝性分析，由沖裁工藝可知，該制件可能包括落料、拉深或拉深、切邊基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，再拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：拉深和切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，沖件多次定位，加工尺寸積累誤差較大，模具制造成本高而生產(chǎn)率低，難以滿足批量生產(chǎn)要求。方案二、只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，工件平整,同軸度高,對(duì)稱度及位置誤差小,由于該沖裁件為方形并且需切邊,落料和拉深幾道工序才可完成,所以對(duì)于該工件尺寸較小,同軸度要求較高。此副模具為生產(chǎn)該產(chǎn)品的第一道工序即落料拉深所用。產(chǎn)品最終成形還需要拉深14模，正是由于考慮到零件拉深工藝的復(fù)雜性，若采取落料拉伸連續(xù)模，雖然、減少了產(chǎn)品的沖壓成形時(shí)間，但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度要求高，制造周期長(zhǎng)，制模成本高，加工也不方便。故不宜采用。該零件屬于中小批量生產(chǎn)，工藝性較好，沖壓件尺寸精度不高，形狀簡(jiǎn)單。根據(jù)現(xiàn)有沖模制造條件與沖壓設(shè)備，采用拉深復(fù)合模，模具制造周期短，價(jià)格低廉，工人操作安全，方便可靠。因此，根據(jù)工件的外形及尺寸關(guān)系選擇方案二,為拉深切邊復(fù)合模。4 主要工藝參數(shù)的計(jì)算4. 1 拉深毛坯尺寸拉深件的工藝計(jì)算是拉深工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于最簡(jiǎn)單的。其主要的內(nèi)容包括計(jì)算毛坯直徑、決定拉深次數(shù)及確定壓邊裝置等。根據(jù)表面積相等原則，用解析法求該零件的毛坯直徑 D?？砂聪旅娴某绦蛴?jì)算：1.確定修邊余量在拉深的過(guò)程中，由于材料的各向異性，模具間隙不均，摩擦力不均及定位不準(zhǔn)等因素的影響，使拉深的口部不齊。為保證制件高度方向的尺寸精度，須進(jìn)行修邊，在計(jì)算毛坯尺寸也須計(jì)入修邊余量。2.計(jì)算毛坯尺寸 已知 d 凸 =56mm, d 為中徑 d=25-1.5=23.5mm，d 凸 /d=56/23.5=2.24，查沖壓課本表 4.2 得修邊余量△R=1.8，因?yàn)榱慵撞繄A角半徑 r 與凸緣半徑 R 相等，即 r=R 時(shí)，有凸緣筒形件的毛坯直徑D= dRHd4.32??凸可以將 d 凸 =56mm,d=23.5mm ,H=(40-1.5)mm=38.5mm，R=3 代入公式可求出毛坯的直徑 D= 35.24.385.246????15=80.7mm 取 D=81mm4. 2 確定是否需要多次拉深工件總的拉深系數(shù) m 總 =d/D=23.5/81=0.29, 工件總的拉深相對(duì)高度H/d=40/23.5=1.63 根據(jù)毛坯的相對(duì)厚度為 t/D×100=1.5/81×100≈1.86, d 凸/d=59.6/23.5=2.54,可以由沖壓課本表 4.9 查得有凸緣筒形件第一次拉深度極限拉深系數(shù)m1=0.37，由沖壓課本表 4.10 可以查到，有凸緣筒形件第一次拉深度極限相對(duì)高度 /1h=0.3,因?yàn)?m 總 =0.29<0.37，故此工件需要多次拉深才能完成。d4.3 確定是否用壓邊圈在拉深過(guò)程中工件易發(fā)生起皺現(xiàn)象，制件在成形過(guò)程中，凸緣的起皺現(xiàn)象主要取決于毛坯的相對(duì)厚度、變形程度和凹模的幾何形狀等。為了解決這個(gè)問(wèn)題，生產(chǎn)實(shí)際中主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置。常用的壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種。是否采用壓料裝置主要看拉深過(guò)程中是否可能發(fā)生起皺現(xiàn)象，可根據(jù)坯料相對(duì)厚度 來(lái)確定，由于 t/D×100=1.36<1.5=t，查表得，當(dāng) t/D×100<1.5 起皺的Dt可能性很大，需要采用壓邊圈。首次拉深時(shí)一般采用平面壓邊裝置,其結(jié)構(gòu)如下圖所示:圖 3 壓邊圈采用形式4.4 制訂首次拉深系數(shù)由題目可以取首次 dt/ =1.1,查表可以得到 m1=0.5，而第一次拉深系數(shù) m1= 'd1/D，第一次拉深的半成品直徑為 d1= m1 D=0.50×81=40.5mm (調(diào)整為 41mm).16第一次拉深的凹模圓角半徑用下式計(jì)算=0.8 凹rtdD)(1?將 D=81mm, d1=41mm, t=1.5mm, 代入上式，得到凹模的圓角半徑 =0.8凹r=6.2mm,所以可得到 = +t/2=(6.2+1.5/2)mm=6.95mm 取 =7mm，m5.)418(??1r凹 1并取 = ,所以 = =7mm, 根據(jù)工件圓角重新調(diào)整凸、凹模的圓角半徑，取為 =1凸r凹 2r1 1凸r=（7-1.5/2 ）mm=6.25mm.凹為了以后的拉深不使已拉深的半成品工序件變形，第一次拉深要將坯料多拉入凹模所需要量的 5﹪，則需要對(duì)坯料作相應(yīng)的放大，過(guò)程如下：第一次拉深的半成品，其凸緣的圓環(huán)面積 A 環(huán) ，由公式求得：=環(huán)A????2124rdt???=59.6mm , =40.5mm , =8mm ,代入上式，則凸d1d1r= = mm環(huán)A????2275.406.9?????45932工件的面積應(yīng)等于毛坯的面積，由下列公式求得= = ×81×81= mm工 件 24D??46512被拉入凹模的面積應(yīng)等于= - = mm凹A工 件 環(huán) ?459202若多擴(kuò)大 5﹪的料進(jìn)入凹模，則被拉入凹模的面積mm?凹‘凹 05.1?4622使擴(kuò)大到毛坯面積為+ = mm?環(huán)A凹05.1環(huán) ?46809217故擴(kuò)大后的坯料直徑為=82.5mm?環(huán)‘AD4?由下式可求得半成品的高度，因圓角半徑相等，則????212' 43.05.0rdHtn???將 =82.5mm, = mm, =0.05mm, = =7mm 代入上式，得到第一次拉深的高'Dt6.91d1r2度為=18mm????743.06.59.8240.21 ???H工件的第一次相對(duì)高度 =18/40=0.45工 件??????1dH由表 4.10 可查得有凸緣筒形件第一次拉深的最大相對(duì)高度 =0.7，因?yàn)?hd≤ =0.7，所以第一次拉深直徑為 41mm 選擇合理。工 件??????1dH1h4.5 確定拉深次數(shù)4.5.1 計(jì)算直徑。有凸緣圓筒形件在以后各次拉深中的拉深系數(shù)可按照表中選取，且取值應(yīng)若大些，根據(jù)毛坯的相對(duì)高度（t/D）×100=（1.5mm/82.5mm）×100=1.82, 由表 4.11 可取值為 =0.75 =0.78 =0.78 =0.84.2m34m5各次拉深時(shí)半成品的直徑為= =0.75×40.5=30.3mm（調(diào)整為 32mm）2d1= =0.78×30.3=23.63mm (調(diào)整為 25mm)3m= =0.83×25=20.7mm <23.5mm,4d所以需要 4 拉深成形。18由于每次最好不以極限拉深系數(shù)進(jìn)行拉深，所以調(diào)整拉深系數(shù)值為： =0.45 , 1m=0.77 ， =0.8， =0.82。2m34m各次半成品直徑為= ×D=0.50×81mm=0.5mm 調(diào)整為（42mm）1d= =0.77×42mm=32.34mm 調(diào)整為（34mm）2m1= =0.8×34mm=27.2mm 調(diào)整為（28mm）3=0.82×28mm=22.9mm<23.5mm?4d3所以最終是 4 次拉深成形，選定 為工件的直徑 23.5mm.4d4.5.2 計(jì)算圓角半徑。以后各次的凹模圓角半徑 ???1nn8.06??凹凹 rr第二次拉深的凹模的圓角半徑 =0.6×6.25=3.75mm, = =3.75mm, 則第2凹r 2凸 凹二次拉深的工件 r =3.75+1.5/2=4.5mm, 同理第三次拉深的模具圓角半徑 = =3.25, 3凸r凹工件 r =4mm，第四次拉深的模具圓角半徑 = =3mm, 半成品的圓角半徑取 3mm.4凸r凹4.5.3 計(jì)算高度。第一次拉深要將坯料多拉入凹模所需要的量的 5﹪，則需對(duì)坯料做相應(yīng)的放大，第一次拉深的半成品，其凸緣的圓環(huán)面積 ，由公式可得環(huán)A= mm環(huán)A????2124rdt???將 =59.6mm, =42mm, =7mm 代入上式，則td1= = mm環(huán) ??22746.59?????4162工件的面積應(yīng)等于毛坯的面積，由下列公式求得= = ×81×81= mm工 件A24D??46512被拉入凹模的面積應(yīng)等于= - = mm凹 工 件 環(huán) ?46097219若多擴(kuò)大 5﹪的料進(jìn)入凹模，則被拉入凹模的面積mm?凹‘凹 A05.1?4622使擴(kuò)大到毛坯面積為+ = mm?環(huán)A凹05.1環(huán) ?46812故擴(kuò)大后的坯料直徑為=82.5mm?環(huán)‘AD?=26mm????743.06.59.824102??H第二次拉深時(shí)，多拉深 3﹪的材料，第一次余下 2﹪的材料返到凸緣上。= == = mm環(huán)A????2124rdt???????22436.594?????1782= - = mm凹 工 件 環(huán) 032若多拉入 3﹪的材料進(jìn)入凹模，則被拉入凹模的面積mm?凹‘凹 A03.1?422使擴(kuò)大到毛坯面積為+ = mm?環(huán)A凹03.1環(huán) ?460192故擴(kuò)大后的坯料直徑為=77.6mm (調(diào)整為 78mm)?環(huán)‘AD?則第二次拉深時(shí)半成品的高度為=29mm??423.06.5978342.02????H第三次多拉入 1.5﹪的材料，第二次余下 1.5﹪的材料返回到凸緣上，20= = = mm環(huán)A????2124rdt???????22486.594?????562= - = mm凹 工 件 環(huán) 2mm?凹‘凹 A015.?4692+ = mm環(huán) 凹.環(huán) 752=82.2mm （調(diào)整 83mm）?環(huán)‘D4?則第三次拉深時(shí)半成品的高度為=33mm??423.06.59832.0223 ????H由于 33mm<40mm, 所以 = =40mm4H工 件各半成品的外形總高用： +1.5mm 來(lái)計(jì)算，分別為nh=26mm, =29mm, =33mm, =40mm=1h2h34工 件由以上計(jì)算可知道，該工件的制造第一步是落料，然后進(jìn)行四次拉深，由于本工件每次拉深都有余料返回凸緣，為了去掉筒壁和凸緣上的波紋，須加一次整形工序，最后是修邊。4.6 畫出拉深工序圖 畫出各次拉深件的簡(jiǎn)圖，便于設(shè)計(jì)各次拉深模，可避免設(shè)計(jì)拉深時(shí)，將重要尺寸搞錯(cuò)，如果拉深次數(shù)較少，可不用畫出工序圖，本次拉深簡(jiǎn)圖如下圖所示。21圖二： 有凸緣筒形件拉深件的工序圖225 沖裁壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用因?yàn)楸局萍禽S對(duì)稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心。5.1 切邊力的計(jì)算考慮到模具的刃口部被磨損,凸模與凹模間隙不均勻和波動(dòng),材料的力學(xué)性能波動(dòng)及材料的厚度偏差等各種因素的影響,于是實(shí)際計(jì)算剪切力的計(jì)算公式應(yīng)按以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行：F 切=L1t b計(jì)算?式中各含義見(jiàn)[5]F 切------切邊力（KN） ，L1-------切邊周邊長(zhǎng)度（mm） ，t--------制件的材料厚度（mm） ，σ b------被拉深材料的抗拉強(qiáng)度（N/mm ） ，2查手冊(cè)得 Q235 的 σ b =400N/mm2即F 切=56 ×1.5×440?=116KN5.2 拉深力的計(jì)算本制件拉深時(shí)需采用壓邊圈?？紤]到模具的刃口部被磨損,凸模與凹模間隙不均勻和波動(dòng),材料的力學(xué)性能波動(dòng)及材料的厚度偏差等各種因素的影響,實(shí)際計(jì)算拉深力的計(jì)算公式應(yīng)該以生產(chǎn)中常用的公式進(jìn)行計(jì)算：F=K bdt??式中各含義見(jiàn)[5]F-------拉深力（KN） ，23d-------半成品直徑（mm）t-------制件的材料厚度（mm）σ b------被拉深材料的抗拉強(qiáng)度（N/mm ）2由表《沖壓工藝》4.6 查出修正系數(shù) k= = =0.52, =11mDd8421= = 0.81, =0.792132k= = =0.82, =0.7832d483= = =0.84, =0.714m35.4k則各次拉深力為=(1×3.14×42×1.5×440)N=87041N1F=(0.79×3.14×34×1.5×440)N=55665N2=(0.78×3.14×28×1.5×440)N=45261N3=(0.71×3.14×23.5×1.5×440)N=34580N4F5.3 計(jì)算公稱壓力公式： ≧1.6（F+ ）壓Fq由于無(wú)壓邊裝置，無(wú)需計(jì)算壓邊力，代入各次的拉深力，可得：≧139266N, ≧89064N, ≧67892N, ≧51687N.\1壓F2壓 3壓 4壓F5.4 卸料力的計(jì)算影響卸料力的因素很多，其中以沖裁間隙、沖裁件的形狀及尺寸影響較大，其次是材料的力學(xué)性能、板料厚度、搭邊料的寬度、潤(rùn)滑與粘度情況等。在生產(chǎn)均采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：24F 卸=K1 FK-------卸料力系數(shù),查表 1-7 取 0.05，則=0.05×80.7KN=43.5KN1卸=0.05×55.7KN=27.3KN2卸F=0.05×45.3KN=27.6KN3卸=0.05×34.6KN=17.3KN4卸5.5 壓力機(jī)的選用壓力機(jī)額定壓力的選擇，必須使壓力機(jī)額定壓力大于拉深力與壓邊力的總和，壓力機(jī)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(jì)算結(jié)果和工件的高度，由文獻(xiàn)[]表 1-8 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)部分參數(shù)初步可選 J23-10A：型號(hào)：J23-10A公稱壓力/KN：100滑塊行程/mm：75滑塊行程次數(shù)/min ：1351?最大閉合高度/mm：180閉合高度調(diào)節(jié)量/mm：50滑塊中心線至車身距離/mm：130工作臺(tái)尺寸/mm，前后： 240左右：360墊塊厚度/mm：50模柄孔尺寸/mm，直徑：30 深度/mm：50256 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 模具工作部分的工藝計(jì)算6.1.1 拉深部分的計(jì)算1、凸凹模間隙拉深模的凸凹模之間的間隙對(duì)拉深過(guò)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(jìn)行。間隙過(guò)大，制件有錐度，易起皺，精度差；間隙過(guò)小，則直壁變薄嚴(yán)重，甚至拉裂，同時(shí)降低模具壽命。因此，應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值，既可保證工件的要求，又能使拉深順利進(jìn)行。直邊部分的單邊間隙按式，由表可查得選取為Z=3.2mm2、拉深模的圓角半徑凸模、凹模的選用在制件拉深過(guò)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(huì)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(huì)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(dòng)阻力就會(huì)小些，拉深力也會(huì)減小，極限拉深因數(shù)也會(huì)相應(yīng)減小。但是凸、凹模的圓角半徑也不易過(guò)大，過(guò)大的圓角半徑，就會(huì)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。= =（7-0.75）mm=6.25mm1凸r凹= =（5-0.75）mm==4.25mm2凸 凹= = (4-0.75) mm=3.25mm3凸r凹= = =3mm4凸 凹 工 件最后一次拉深凹模的圓角半徑等于工件的圓角半徑，即 r 凸=r=3mm. 3、拉深凸凹模工作部分的尺寸和公差26制件的尺寸要求內(nèi)形尺寸，拉深以凸模為基準(zhǔn)，考慮到凸模越磨越小，按式凸模尺寸：dp =（dmin +0.4△） 0??凹模尺寸：dd =（dmin +0.4△+Z） ?0式中 dmin——工件的內(nèi)形公稱尺寸△ ——工件的公差?凸、? ——凸、凹模的制造公差凹對(duì)于多次拉深，工序件尺寸無(wú)需嚴(yán)格要求，前四次拉深以凹模為基準(zhǔn)，模具的制造公差按 IT10 級(jí)選取，計(jì)算出各次凹模的尺寸為：= mm， = mm, = mm1凹D1.0543?2凹D1.053?3凹D1.05?計(jì)算出各次凸模的尺寸為：= mm, = mm, = mm1凸 01.34?1凸 01.32?1凸 01.26?第四次拉深是最后一次拉深，由于要求零件尺寸標(biāo)注在外形，因此，以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，模具按 IT8 級(jí)選取公差，計(jì)算模具的尺寸為：= =（25-0.75×0.3） =24.78 mm4凹D??a????0max75. 03.?03.?=(24.78—3.2) =21.58 mm?凸 4rZ?凹 03.?03.?4、拉深凸模通氣孔在拉深的過(guò)程中，由于拉深力的作用或潤(rùn)滑油等因素，使得制件很容易被粘附在凸模上制件與凸模間形成真空，會(huì)增加卸件的困難，造成制件底部不平，為此，凸模應(yīng)設(shè)計(jì)有通氣孔。對(duì)于一般小型制件可直接在凸模上鉆出通氣孔，其大小根據(jù)凸模尺寸而定，具體數(shù)據(jù)由表查得直徑 d1=3mm6.1.2 擠切部分的計(jì)算1、切邊沖裁模間隙切邊間隙是否合理將直接影響到?jīng)_裁件的質(zhì)量,尺寸,精度,模具的壽命,設(shè)備的能耗27等.當(dāng)切邊沖裁間隙適當(dāng)時(shí),上下裂紋重合,沖件的斷面質(zhì)量較好,間隙過(guò)小時(shí),凸模刃口部的裂紋向外裂開(kāi)錯(cuò)開(kāi),沖件斷面上有二次剪切的光亮帶和夾層,此時(shí)的毛刺是被擠出來(lái)的,間隙過(guò)大時(shí),材料在變形過(guò)程中被拉伸較大,沖裁件斷面上光亮帶較小,而圓角帶及毛刺都比較大。在擠切修邊是，工件的內(nèi)側(cè)邊緣部分的變形阻力要比中間部分的大，而使得模具彈性變形的分布不均，且模具刃口的單位壓力都非常大。確定合理的間隙值是十分重要的,在實(shí)際應(yīng)用中通常選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙,其下限為 Cmin 最小合理間隙值,Cmax 最大合理間隙值。2、擠切凸模工作部分的尺寸和公差(1)、擠切凸模刃口尺寸與制件的內(nèi)側(cè)尺寸基本一致,以拉深凹模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)尺寸,凸、凹模間隙靠改變擠切凸模刃口尺寸得到。(2)、擠切凸模刃口在沖制中也會(huì)因逐漸被磨損,而減小尺寸,故設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)選用接近或等于,工作的最大極限,尺寸作為凸模刃口尺寸。(3)、凸、凹模在沖制中均會(huì)磨損,從而使沖裁間隙增大,設(shè)計(jì)模具時(shí),一般應(yīng)依照磨損的規(guī)律,選擇最小合理間隙。(4)、選擇凸凹模刃口尺寸公差應(yīng)依照沖件的精度要求以經(jīng)濟(jì)合理為原則。6.1.3 壓料橡膠的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.壓料板工作行程 h 工h 工 =h1+h2+t=1mm+1.5mm+5.2mm=7.7mmh1——凸模凹進(jìn)壓料板的高度h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 取 5.2mm2.橡膠工作行程 H 工H 工 =h 工 +h 修=7.7mm+2mm=9.7mm28h 修 ——凸模修模量 取 2mm3.橡膠自由高度 H 自由取 H 工 為橡膠自由高度的 25％H 自由 =4×9.7mm=38.8mm4.橡膠的預(yù)壓縮量 H 預(yù)一般 H 預(yù) 為（0.1～0.15）H 自由?。?H 預(yù) =0.15 H 自由=0.15×38.8mm=5.82mm5.每個(gè)橡膠承受的載荷 F1選用兩個(gè)圓筒形橡膠；F 1=F 壓 /2=1070÷2N=535N6.橡膠的外徑 DD= )/(27.1pFd?= m5.0/3.0?=38mm7.校核橡膠自由高度 H 自由0.5≤H 自由 /D=0.90≤1.5 滿足要求8.橡膠的安裝高度 H 安H 安 =H 自由 -H 預(yù)=35.2mm-5.82mm29=29.38mm取安裝高度 30mm6.1.4 彈簧的選用沖模常用圓柱螺旋壓縮彈簧，強(qiáng)力彈簧和碟形彈簧。根據(jù)實(shí)際工藝力選擇圓柱螺旋壓縮彈簧，由文獻(xiàn)[3]表 3-27 查得，圓柱螺旋壓縮彈簧的有關(guān)參數(shù)：彈簧外徑 D=6mm鋼絲直徑 d=0.8mm節(jié)距 t=1.8mm最大工作負(fù)荷 F2=28N最大工作負(fù)荷 F 的總變形量 f2=15.5mm彈簧自由長(zhǎng)度 H0=30mm有效圈數(shù) n=16最大工作負(fù)荷下的單圈變形量 f=0.97mm6.1.5 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小，為了工作過(guò)程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表 6-1。表 6-1 模 架 規(guī) 格 選 用名稱 尺寸 材料 熱處理上模座 100×80×25 HT200下模座 100×80×30 HT200導(dǎo)柱 20×100、22×100 20 滲碳 58～62導(dǎo)套 20×65×23、22×65×23 20 滲碳 58～6230Hmin=130mm,Hmax=150mm模具的閉合高度 H=上模座厚+墊板厚+凹模厚+凸模高+下模座厚-（工件高+料厚）=25+10+45+41+35+10+30-（40+1.5）=145mm因?yàn)槟＞叩姆忾]高度 H 應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大封閉高度 Hmax 和最小封閉高度Hmin 之間，一般取：Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm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=145+5=150mmHmin≤H-10mm=145-10=135mm6.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.1 拉深凸模拉深凸模的外形尺寸，即工作尺寸由前面的計(jì)算確定。拉深凸模上一般開(kāi)有出氣孔，這樣會(huì)使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無(wú)法卸件，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)下31圖 4 拉深凸模結(jié)構(gòu)拉深凸模用壓入法與擠切凸模固定，擠切凸模用螺釘與下模座固定，還需要一個(gè)銷釘孔。6.2.2 拉深凹模內(nèi)、外形尺寸已由前面的計(jì)算確定，經(jīng)查閱有關(guān)資料并根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，初步確定落料凹模壁厚 C=30mm，厚度 h=40mm，它需要兩個(gè)銷釘定位和兩個(gè)以上的螺紋孔，以便與上模座固定，實(shí)際確定凹模尺寸如圖：6.2.3 推件塊一般與打料桿聯(lián)合使用，屬于剛性卸件裝置，靠?jī)烧叩淖灾匕压ぜ虺鰜?lái)。打料32塊與拉深凹模間隙配合。圖 5 推件塊6.2.4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)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?yàn)楸局萍暮穸葹?0.6mm，所以采用 H7/h6。6.2.5 其他零件模具其他零件的選用見(jiàn)表 6-2．33表 6-2 模具其他零件的選用序號(hào)名稱數(shù)量材料 規(guī)格/ mm 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理1 上模座 1 HT200 100×80×25 GB/T28559-902 模柄 1 Q235 GB/T2862.1-813 連接推桿 1 45 φ8×70 GB/T7650-94 40～45HRC4 止轉(zhuǎn)螺釘 1 45 M6×12 GB/T7653-945 螺釘 2 45 φ8×60 GB/T7653-94 40～45HRC6 上墊板 1 Q235 100×80×8 GB/T7643.3-94 40～43HRC7 推件塊 1 45 GB/T7653-948 拉深凹模 1 Cr12 100×80×45 60～62HRC9 拉深凸模 1 T10A 60～62HRC10 壓料板 1 45 43～48HRC11 橡膠 聚胺脂12 卸料螺釘 2 45 M8×65 GB/T2867.6-92 30～35HRC13 擠切凸模 2 Cr12 60～62HRC3414 固定銷 2 45 φ6×35 40～45HRC15 下模座 1 HT200 100×80×30 GB/T2855.10-9416 螺釘 2 45 φ6×40 GB/T7653-94 40～45HRC17 彈簧 2 60SiMn φ6×30 18活動(dòng)擋料銷245φ6×10 JB/T7649.1-94 40～45HRC19 導(dǎo)柱22020（22）×100GB/T2862.1-94 滲碳58～62HRC20 導(dǎo)套 2 2020（22）×63×100GB/T2862.6-94 滲碳58～62HRC21 固定銷 2 20 φ8×60 GB/T2855.1-90 40～45HRC7 模具主要組件的裝配本模具屬于帶有壓邊圈的拉深模，應(yīng)對(duì)壓邊力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。這是因?yàn)閴哼吜^(guò)大，則制件易被拉裂；壓邊力過(guò)小，又易于起皺。因此，在裝置模具時(shí)，應(yīng)邊試驗(yàn)，邊調(diào)整，直到合適為止。351、模柄的裝配，因?yàn)樗灸＞叩哪１菑囊陨夏Ｗ南露蛏蠅喝氲?，所以在安裝凸模固定板和墊板之前，應(yīng)先把模柄裝好。模柄與上模座的配合要求是 H7/m6.裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將模柄壓入，再加工定儉銷孔或螺紋孔。然后把模柄端面突出部分銼平或磨平，安裝好模柄后，用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂有度。2、凸模的裝配，凸模與固定板的配合要求為 H7/m6.。裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將凸模固定板內(nèi)，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平，為了保持凸模刀口鋒利還應(yīng)將凸模的端面磨平。3. 上模的裝配 預(yù)裝上模座，劃出與凹模墊板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；用螺釘將墊板、上模座連在一起，但不要擰緊；將卸料塊套裝在已裝入固定板的凸模上，復(fù)中心后，緊固螺釘。4、模架的技術(shù)要求及裝配裝配成套的模架，多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度）導(dǎo)柱軸心線對(duì)下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對(duì)上模座下面垂直度）應(yīng)符合相應(yīng)精度等級(jí)要求。壓入上、下模座的導(dǎo)柱導(dǎo)柱離其它裝表面應(yīng)有 1—2mm 距離，壓入后就牢固。裝配成套的模架，各零件的工作表不應(yīng)有碰傷，裂 以及其它機(jī)械損傷模架的裝配主要指導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配，目前大多數(shù)導(dǎo)柱，導(dǎo)套與模座之間采用過(guò)盈配合，但也有少數(shù)采用粘 工藝的，即將上下模座孔擴(kuò)大，降低其加工要求，同時(shí)將導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間冷入粘結(jié)劑，即可使用導(dǎo)柱，導(dǎo)套固定，滑動(dòng)導(dǎo)向模架常用的裝配工藝和檢驗(yàn)方法有壓入導(dǎo)套、壓入導(dǎo)套安、裝導(dǎo)套。8 模具總裝圖和模具動(dòng)作過(guò)程由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，見(jiàn)下圖：3610987621453918765 23420圖 7 模具總體結(jié)構(gòu)1 上模座 2 模柄 3 連接推桿 4 抑制螺釘塊 5 緊固螺釘 6 上墊板 7 推件塊 8 拉伸凹模 9 拉伸凸模 10 導(dǎo)料板 11 橡膠 12 卸料螺釘 13 擠切凸模 14 固定銷 15 下模座 16 緊固螺釘 17 彈簧 18 活動(dòng)擋料銷 19 導(dǎo)柱 20 導(dǎo)套 21 固定銷 其工作過(guò)程是：根據(jù)上述各工序安排，整個(gè)零件加工分別設(shè)計(jì)了一副專用模具，為拉伸擠切復(fù)合模，其結(jié)構(gòu)如圖示，該模具工作過(guò)程為：凹模裝在上模，凸模裝在下模，沖床滑塊上行，模具開(kāi)啟，將條料放于導(dǎo)料板 10 上，在活動(dòng)擋料銷的導(dǎo)向與定位作用下，當(dāng)沖床滑塊下行，待凹模隨上模下降時(shí)，首先將坯件壓住，然后坯件向下推，而將坯料上端一部分材料壓入凹模內(nèi)，使坯件在凸、凹模作用下，產(chǎn)生塑性變形將工件拉深成形。切邊凸模與凹模成無(wú)間隙配合沖裁，隨著沖床滑塊的逐漸下移。當(dāng)拉伸完成，拉伸擠切凸模 13 上的擠切刃口部位開(kāi)始與拉伸擠切凹模 2 作用將擠切口部擠切出來(lái)，完成修邊。當(dāng)凹模隨上?；厣龝r(shí)，零件由推件塊 7 從拉伸擠切凹模 8 內(nèi)推出，工件與切邊料自行分離。零件制品在打料塊及連接推桿的作用下，將其從凹模內(nèi)推出。而壓邊圈在緩沖器系統(tǒng)作用下又回到原位，準(zhǔn)備下一次拉深。37設(shè)計(jì)小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，它具知識(shí)面寬、學(xué)科廣、綜合性強(qiáng)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我鞏固了以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，提高了查閱資料的能力，使我更加認(rèn)識(shí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，從而提高了我理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。為我今38后走向工作崗位打下了一定的基礎(chǔ)。筒形件屬于簡(jiǎn)單拉深件，但拉深工藝相對(duì)復(fù)雜。由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)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(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。筒形件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是高度不大，不適合將拉深毛坯的加工工序與拉深工序在一副模具上生產(chǎn)。要保證零件的順利加工和取件及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，本模具采用采用拉伸擠切復(fù)合模，能較好地實(shí)現(xiàn)拉伸及拉伸件口的修邊，模具設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)便易行．?dāng)D切效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率，但拉伸擠切凹模設(shè)計(jì)較為重要，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮