彈簧座的沖壓工藝及落料拉深復(fù)合模具設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含9張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報告】-cymj16

彈簧座的沖壓工藝及落料拉深復(fù)合模具設(shè)計

摘要：

沖壓模具作為制造產(chǎn)品（或半產(chǎn)品）的一種工具，其作用是完成某種工藝。模具設(shè)計必須滿足工藝要求，最終滿足產(chǎn)品的形狀、尺寸和精度的要求。因此沖壓設(shè)計師必須掌握沖壓工藝，包括沖壓工藝的分類、各種工藝計算、工藝制訂等基礎(chǔ)知識，而后才可以選擇模具的類型，進行模具設(shè)計，使模具的類型表面質(zhì)量、尺寸精度結(jié)構(gòu)及尺寸等滿足工藝及產(chǎn)品的要求。

冷沖壓工藝大致分兩類：分離工序和成型工序。分離工序的目的是在沖壓過程中將沖壓件與板料按一定的輪廓線進行分離：分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。成型工序的目的是使沖壓毛胚在不破壞其完整性的條件下產(chǎn)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品所需要的形狀：成形工序又分為彎曲、拉深、翻邊、翻孔、脹形、擴孔等。

對本零件的首道工序，本設(shè)計用正裝落料拉深復(fù)合模來完成?？紤]到工件屬于旋轉(zhuǎn)體，是一般凸緣圓筒件，形狀簡單、對稱。而且所用材料08鋼的塑性和韌性均高,無回火脆性傾向，拉深工藝性較好，圓角也較適合。故模具制造方便，兩道工序在一副模具中完成，生產(chǎn)效率高。

關(guān)鍵詞：復(fù)合模  拉深工藝   塑性   韌性  模具制造

Abstract：

Hurtle a kind of tool of press the molding tool conduct and actions  manufacturing product( or the half product), its function is to complete a certain craft. Therefore hurtling to press designer must control to hurtle to press the craft, the classification, various craft calculation, craft that includes to hurtle to press the craft establishes etc. the foundation knowledge, just can choose the type of the molding tool and then, carry on the molding tool design, make the type, structure and size etc. of the molding tool satisfy the request of the craft and product.

   Cold hurtle to press the craft to divide mostly two type: Separate the work preface and model the work preface. Purpose that separates the work preface is at hurtle to ran over the distance lieutenant general to hurtle to press the piece and planks to anticipate to press certain outline line to carry on the separation: Separating the work preface can is divided in to fall to anticipate again, blunt bore and shear to slice etc.. The purpose that models the work preface is to make hurtle to press the hair  , the creation transforms under the condition of not break its integrity, and convert the shape that product need: Take shape the work preface and is divided into the flection and pull deep, turn over the side, turn over the bore, bulge form and expand the bore, etc.. Cold hurtle to press the molding tool is main craft equipments that hurtles to press to produce. Hurtle the surface quantity, size accuracy, rate of production and the economy performance etc.

To the first work preface of the spare parts, this design use just pack to fall to anticipate to pull the deep compound mold to complete. In consideration of the work piece belongs to revolve the body, is a tube of general convex good luck piece, the shape is simple, symmetry. And 08  plastic and tenacities of the steels of material use are all high, did not return to the fire frailty sexual orientation, pull the deep craft better, a Cape is also iner keeping with. The past molding tool manufacturing is convenient, two work prefaces complete in a molding tool, producing the efficiency high.

Keyword: The compound mold pulls、 the deep craft、 plastic 、plastictenacity molding tool manufacturing

目錄

緒論 1

第1章  設(shè)計內(nèi)容及要求   4

第2章  零件的工藝性分析 5

2.1 毛坯材料的分析 5

2.2 工藝分析 5

第3章  沖壓工藝方案的確定 6

第4章  主要設(shè)計計算 7

4.1 毛坯尺寸計算（應(yīng)按拉深件的中線尺寸計算） 7

4.1.1 確定毛坯尺寸計算的依據(jù) 7

4.1.2 計算毛坯直徑 7

4.2 排樣方式確定 7

4.2.1 排樣相關(guān)計算 7

4.3 成形次數(shù)的確定 8

4.4 判斷是否用壓邊裝置 8

4.5 確定工件各次拉深的尺寸 9

4.5.1 首次拉深直徑 9

4.5.2 計算以后各次拉深工序件尺寸 10

4.6 沖壓工序壓力計算 10

4.6.1 落料力的計算 10

4.6.2 壓邊力計算 11

4.6.3 拉深力的計算 11

4.6.4 沖壓工藝總力 11

4.7 壓力中心的確定 11

4.8 工作部分尺寸計算 11

4.8.1 落料刃口尺寸計算 11

4.8.2 拉深部分尺寸計算 12

第5章  模具的總體設(shè)計 14

5.1 模具類型的選擇 14

5.2 定位方式的選擇 14

5.3 卸料、出件方式的選擇 14

5.4 壓邊裝置的確定 14

5.5 導向方式的選擇 14

第6章  主要零部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15

6.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15

6.1.1 落料凹模的設(shè)計 15

6.1.2 拉深凸模的設(shè)計 15

6.1.3 凹凸模的設(shè)計 16

6.2 其它零部分的設(shè)計 16

6.2.1 彈性元件的設(shè)計 16

6.2.2 模架及其它零部分的選用 17

第7章  模具總裝圖及其工作過程的分析 18

7.1 模具總裝圖 18

7.2 模具工作過程分析 18

第8章  沖壓設(shè)備的選定 20

第9章  工作零件的加工工藝性 21

第10章 模具的裝配過程 22

10.1 裝配前的準備 22

10.2 裝入模柄 22

10.3 裝配凸凹模 22

10.4 裝配凸模 22

10.5 裝配下模 23

10.6 裝配上模 23

10.7 安裝凹模 23

10.8 試切 23

10.9 裝配其它零件 23

第11章  模具調(diào)試 24

11.1 模具調(diào)試的目的 24

11.2 模具的調(diào)試 24

11.3 該模具的調(diào)試 25

結(jié)論 26

致謝 27

參考文獻 28

附表 29

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上墊板和固定板.dwg

下墊板.dwg

下模座.dwg

凸凹模.dwg

圖紙9張.dwg

導料板兼卸料板.dwg

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拉深凸模.dwg

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落料凸凹模.dwg

裝配圖.dwg

1 摘要： 沖壓模具作為制造產(chǎn)品（或半產(chǎn)品）的一種工具，其作用是完成某種工藝。模具設(shè)計必須滿足工藝要求，最終滿足產(chǎn)品的形狀、尺寸和精度的要求。因此沖壓設(shè)計師必須掌握沖壓工藝，包括沖壓工藝的分類、各種工藝計算、工藝制訂等基礎(chǔ)知識，而后才可以選擇模具的類型，進行模具設(shè)計，使模具的類型表面質(zhì)量、尺寸精度結(jié)構(gòu)及尺寸等滿足工藝及產(chǎn)品的要求。 冷沖壓工藝大致分兩類：分離工序和成型工序。分離工序的目的是在沖壓過程中將沖壓件與板料按一定的輪廓線進行分離：分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。成型工序的目的是使沖壓毛胚在不破壞其完 整性的條件下產(chǎn)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品所需要的形狀：成形工序又分為彎曲、拉深、翻邊、翻孔、脹形、擴孔等。 對本零件的首道工序，本設(shè)計用正裝落料拉深復(fù)合模來完成?？紤]到工件 屬于旋轉(zhuǎn)體，是一般凸緣圓筒件，形狀 簡單、對稱。 而且所用材料 08 鋼的塑性和韌性均高 ,無回火脆性傾向，拉深工藝性較好，圓角也較適合。故模具制造方便，兩道工序在一副模具中完成，生產(chǎn)效率高。 關(guān)鍵詞： 復(fù)合模 拉深工藝 塑性 韌性 模具制造 2 a of of or is to a to to to to to of on of of to to is at to to to to to to on is in to to to is to to , of is to is to to of To of to to to to In of to is a of is 8 of of to a is 3 in a 4 目錄 緒論 ......................................................... 1 第 1 章 設(shè)計內(nèi)容及要求 ...................................... 4 第 2 章 零件的工藝性分析 ...................................... 5 坯材料的分析 .......................................... 5 藝分析 ................................................ 5 第 3 章 沖壓工藝方案的確定 .................................... 6 第 4 章 主要設(shè)計計算 .......................................... 7 坯尺寸計算（應(yīng)按拉深件的中線尺寸計算） ................ 7 定毛坯尺寸計算的依據(jù) ................................. 7 算毛坯直徑 ......................................... 7 樣方式確定 ............................................ 7 樣相關(guān)計算 ......................................... 7 形次數(shù)的確定 .......................................... 8 斷是否用壓邊裝置 ...................................... 8 定工件各次拉深的尺寸 .................................. 9 次拉深直徑 ......................................... 9 算以后各次拉深工序件尺寸 ............................ 10 壓工序壓力計算 ....................................... 10 料力的計算 ........................................ 10 邊力計算 .......................................... 11 深力的計算 ........................................ 11 壓工藝總力 ........................................ 11 力中心的確定 ......................................... 11 作部分尺寸計算 ....................................... 11 5 料刃口尺寸計算 ..................................... 11 深部分尺寸計算 ..................................... 12 第 5 章 模具的總體設(shè)計 ....................................... 14 具類型的選擇 ......................................... 14 位方式的選擇 ......................................... 14 料、出件方式的選擇 ................................... 14 邊裝置的確定 ......................................... 14 向方式的選擇 ......................................... 14 第 6 章 主要零部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................. 15 作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................................... 15 料凹模的設(shè)計 ....................................... 15 深凸模的設(shè)計 ....................................... 15 凸模 的設(shè)計 ........................................ 16 它零部分的設(shè)計 ....................................... 16 性元件的設(shè)計 ....................................... 16 架及其它零部分的選用 ................................ 17 第 7 章 模具總裝圖及其工作過程的分析 ......................... 18 具總裝圖 ............................................. 18 具工作過程分析 ....................................... 18 第 8 章 沖壓設(shè)備的選定 ....................................... 20 第 9 章 工作零件的加工工藝性 ................................. 21 第 10 章 模具的裝配過程 ....................................... 22 配前的準備 .......................................... 22 入模柄 .............................................. 22 配凸凹模 ............................................ 22 配凸模 .............................................. 22 配下模 .............................................. 23 6 配上模 .............................................. 23 裝凹模 .............................................. 23 切 .................................................. 23 配其它零件 .......................................... 23 第 11 章 模具調(diào)試 ............................................ 24 具調(diào)試的目的 ........................................ 24 具的調(diào)試 ............................................ 24 模具的調(diào)試 .......................................... 25 結(jié)論 ......................................................... 26 致謝 ......................................................... 27 參考文獻 ..................................................... 28 附表 ......................................................... 29 7 緒論 1 沖壓工藝的應(yīng)用 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生 與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機械工業(yè)加工便可使用。 沖壓加工不一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受 破壞。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 沖壓工藝在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 2 沖壓工藝的發(fā)展歷史 我們的祖先早在青銅器時期就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性能。可以肯定，中國遠在 2400 年前已經(jīng)掌握了錘擊金屬以制造兵器和工具的技術(shù)。因為鋼鐵材料在 8 冷態(tài)下進行塑性加工需要 很大的力和功，所以冷壓鋼鐵的技術(shù)在古代是不可能性廣泛使用的。當人們發(fā)現(xiàn)金、銀、銅等金屬塑性較好，變形時不需要較大的力時，錘擊壓制技術(shù)迅速向金、銀、銅的裝飾品和日用品范圍發(fā)展。在西安的陜西省博物館中陳列的一個漢代（公元前 206 至公元 220）的量器，厚度約 2作精美，花紋細致，就在今天看來，也算是一個精制品。這充分顯示了我國古代勞動人民高度精巧的手工藝技術(shù)水平。 3 沖壓工藝的發(fā)展趨勢 當今，隨著科學技術(shù)的不斷進步和工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展。這些革新與發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 （ 1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳統(tǒng)方法是根據(jù)已有的設(shè)計資料和設(shè)計者的經(jīng)驗，進行對比分析，確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計模具，進行試沖，經(jīng)過反復(fù)試驗和修改，才能轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。近幾年來，國外有的公司已開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對覆蓋件成形過程進行計算模擬，分析應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，從而預(yù)測某一工藝方案的可行性和可能會產(chǎn)生的問題，并將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計人員進行選擇和修改。這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費用，縮短產(chǎn)品試制周期，而且可以建立符合生產(chǎn)實際的先進設(shè)計方法；既 促進了冷沖壓工藝的發(fā)展，又可以發(fā)揮塑性成形理論對生產(chǎn)實際的知道作用。 （ 2）模具設(shè)計及制造技術(shù)的現(xiàn)代化。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計、制造周期，正在大力開展模具的計算機輔助設(shè)計和制造（ 術(shù)的研究和應(yīng)用。采用這一技術(shù)，一般可以提高模具設(shè)計和制造效率 2～ 3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/2～ 1/3。發(fā)展這一技術(shù)的最終目標，是要達到模具 體化，而模具圖紙將只作為檢驗?zāi)＞咧谩２捎媚＞?術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計與制造人員的重復(fù)勞動，使設(shè)計者有可能把精力用在創(chuàng)新 和開發(fā)上。 （ 3）沖壓生產(chǎn)的機械化和自動華。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機發(fā)展到多工位高速自動壓力機。一般中小型沖壓件，既可在多工位壓力機上生產(chǎn)，也可以在高速壓力機上采用多工位連續(xù)模加工，使沖壓生產(chǎn) 9 達到高度自動化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機上利用自動送料和取件裝置，進行機械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動強度和提高生產(chǎn)率。 （ 4）為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代加快和生產(chǎn)批量減小的發(fā)展趨勢，發(fā)展了一些新的成形工藝、簡易模具、通用組合模具以及數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（ 。這樣 ，就使沖壓生產(chǎn)既可適合大量生產(chǎn)，又可適用于小批量生產(chǎn)。 （ 5）不斷改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件；研制新型材料板，用來生產(chǎn)航空構(gòu)件等。 由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同，當前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括起來，可以分成分離工序與成形工序兩大類。分離工序的目的是在沖壓過程使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時，沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求。成形工序的目的是使沖壓毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑 性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀，同時也要滿足尺寸精度方面的要求。 10 第 1 章設(shè)計內(nèi)容及要求 工件名稱：彈簧座 生產(chǎn)批量：大批量 材料： 8 鋼 厚度 t=件簡圖：如圖 1示 圖 1件圖 技術(shù)要求： 1、未注公差尺寸的公差按 Q/64。 11 第 2 章 零件的工藝性分析 坯材料的分析 08 鋼的塑性和韌性均高 ,無回火脆性傾向。焊接性能好，在冷拉狀態(tài)下或經(jīng)正 火外理后切削性明顯提高，在冷狀態(tài)下易擠壓成形和壓模成形，但強度較低，淬透性及淬硬性很差。 表一 08 鋼的化學成份（ %） 牌號 C u i 8 二 08 鋼的主要力學性能 牌號 τ / b/ s/ δ 10× 100 E/103 08 253～ 353 324～ 441 196 32 186 藝分析 該零件為彈簧座零件，工件形狀簡單、對稱，圓角較大，要求精度不高，便于模具加 工，減少熱處理或沖壓時尖角處開裂，也防止尖角部分刃口過快磨損。工件四個均布孔的直徑分別為 ，孔與邊緣的距離為 ，故不用受到凸、凹模強度與模具結(jié)構(gòu)的限制。 采用 的 08 鋼沖壓，保證了足夠的強度和剛度，該零件形狀屬于旋轉(zhuǎn)體，是一般凸緣圓筒件，拉深工藝性較好，圓角也較適合，不需整形。 12 第 3 章 沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、拉深（三次拉）、沖底孔、翻邊、沖凸緣孔、切邊六個基本工序。經(jīng)下面計算分析可排列出下列幾種工藝方案： 方案一：按基本工序。落料，首次拉深，二次拉深，三次拉深， 沖底孔，翻邊，沖四個凸緣孔，切邊。 方案二：落料與首次拉深復(fù)合，沖底孔與翻邊復(fù)合，沖四個凸緣孔與切邊復(fù)合，其余按基本工序。 方案三：落料與首次拉深復(fù)合，沖底孔與沖四個凸緣孔復(fù)合，翻邊與切邊，其余按基本工序。 方案四：全部基本工序合并，采用連續(xù)拉深沖壓成型。 方案五：落料與首次拉深復(fù)合，二次拉深，三次拉深與沖底孔復(fù)合，翻邊，沖四個凸緣孔與切邊復(fù)合。 對于方案一，模具結(jié)構(gòu)相對簡單 ， 但需八道工序八副模具 ， 勞動量大 ， 生產(chǎn)效率低 ， 且精度難以滿足工件生產(chǎn)的需要 。 方案二中，沖底孔與翻邊復(fù)合，使模具壁厚比較小，模具容易損壞 ，沖四個凸緣孔與切邊復(fù)合也存在模具壁厚太薄的問題。方案三中，雖然解決了壁厚太薄的問題，但是沖底孔與沖四個凸緣孔復(fù)合，模具的刃口不在同一平面內(nèi)，因此刀口用鈍后，刃磨很不方便，翻邊與切邊也存在這個問題。方案四只須一套模具即可，生產(chǎn)效率最高，但是相比之下，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進操作也不太方便。方案五，將落料拉深復(fù)合，三次拉深與沖底孔復(fù)合，沖四個凸緣孔與切邊復(fù)合，減少了毛坯的周轉(zhuǎn)時間提高了生產(chǎn)效率，適合于工廠的大批量生產(chǎn)條件，復(fù)合模結(jié)構(gòu)雖然較方案一復(fù)雜，但是由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。 通過對上述 五種方案的分析比較，采用方案五較好。 13 第 4 章 主要設(shè)計計算 坯尺寸計算（應(yīng)按拉深件的中線尺寸計算） 定毛坯尺寸計算的依據(jù) 毛坯的形狀應(yīng)符合金屬在塑性變形時的流動規(guī)律，其形狀一般與拉深件周邊的形狀相似。毛坯的周邊應(yīng)該是光滑的曲線而無急劇的轉(zhuǎn)折，所以對于旋轉(zhuǎn)體來說，毛坯的形狀無疑是一塊圓板，只要求出它的直徑。拉深前后，拉深件與其毛坯的質(zhì)量不變，體積不變，對于不變薄拉深，其面積不變。由于板料具有方向性以及毛坯在拉深過程中的摩擦條件不均勻等因素的影響，拉深后的工件頂端一般都不平齊，需要修邊， 所以在毛坯尺寸中，應(yīng)包括修邊余量。 算毛坯直徑 選取修邊余量，查《現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊》表 5： ? =3 因88+2× 3=74算毛坯直徑，根據(jù)表面積相等的原則，用解析法求該零件的毛坯直徑 D，按《現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊》表 5號 20 公式D=112 f ??計算。把的 4 ㎜， h=r=3入求得： D=113中 9906× 4/? 該零件除去凸緣部分的表面積，即之間拉入凹模實際所需材料。 樣方式的確定 該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計?？紤]操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用有廢料直排的排樣方式。查板材標準，宜選用 950× 1500 的冷軋鋼板 ,每張鋼板可采剪為 8 張條料 ,第張條料可沖 13 個工件 ,故每張鋼 板的利用率為 樣相關(guān)計算 查《沖壓模具設(shè)計與制造》表 搭邊值 1mm,a=： 沖裁件面積： A=π× =料寬度： B=D+2a+C=11614 C—— 送料間隙， C=《沖壓手冊》表 2距： S=D+14個步距距離材料的利用率： η = ?? %圖 4— 1 排樣圖 形次 數(shù)的確定 該工件為帶凸緣筒形件，按筒形件的拉深來計算，工件的相對高度： h/d=（ （ 40+=對直徑： df/d=74/工件為寬凸緣筒形件），相對厚度：（ t/D） ? 100=（ 13） ? 100=《沖壓模具設(shè)計與制造》表 凸緣筒形件首次拉深的極限相對高度 小于其工作的 h/d=此一次不能拉出。 制件的總拉深系數(shù)： d/D=13=《沖壓工藝與模具設(shè)計》得凸緣筒形拉深系數(shù)： m 1 =m 2 = m 1 × m 2 = 由此可見，需要三次拉深才能達到工件尺寸要求。 斷是否用壓邊裝置 在拉深過程中 ,凸緣變形區(qū)是否起起皺主取決于材料相對厚度 t/D 和拉深系數(shù) m 的大小。如果材料相對厚度較小，拉深系數(shù)也小，凸緣便會起 皺。為防止凸 15 緣起皺，必須用壓邊圈壓住，因此判別是否起皺的條件也就是判別是否采用壓邊圈的條件。生產(chǎn)決定是否采用壓邊圈可查表。 表三 采用或不采用壓邊圈的條件 拉深方法 第一次拉深 t/D× 100 壓邊圈 ＜ 用可不用 用壓邊圈 ＞ 表查得本件需采用壓邊圈，以防止起起皺拉斷的產(chǎn)生 定工件各次拉深的尺寸 圖 4— 2 首次拉深工件圖 次拉深直徑 D=113= 查《中國模具設(shè)計大典 3》表（ 拉深凹模的圓角半徑 8 ㎜ 由 R ? ?1?2 =5 ㎜ 3R=3 ㎜（根據(jù)零件的要求） 重新計算毛坯的直徑，為了保證以后 拉深時凸緣部參加變形，寬凸緣首次拉入凹模的材料面積比零件實際需要的面積多（ 3～ 5%）這里取 5%，即首次拉深時拉入凹模的材料實際面積為。 A=π /4× ? ?? ?22 49739906 ?? × 105%=13475×π /4 ㎜ 2 16 在多拉入凹模 5%材料后，修正毛坯直徑為 ? ?22 73741 3 4 7 5 ?? =首次拉深高度 211 =4? ） + 8+8） = 檢驗 否合理 首次拉深后的相對直徑 74/ 相對高度 《沖壓模具設(shè)計與制造》表（ 得許可的相對高度 顯然在首次拉深允許的變形程度內(nèi)，故所選 足要求，這次確定的首次拉深工序尺寸是合理的。 算以后各次拉深工序件尺寸： 重新調(diào)整各次拉深系數(shù)， 這時各次拉深后工序的直徑 計算后兩次拉深 工序中的高度 拉入凹模材料面積為 2%（其余 3%的材料返回到凸緣），第二次拉深的假想的坯料直徑 )7374(10210513475 220000??? = ? ? ? ??????? ??? 22222243.0 d f= ? ? ? ??????? ??? = 第三次拉深后，達到零件的高度，原 來多拉入 2%的材料返回凸緣。拉深工序至此結(jié)束。 壓工序壓力計算 料力的計算 F 落料 =— 沖裁件周長， L = t— 材料厚度， t= τ — 材料的抗剪強度，τ =330— 系數(shù)（一般取 K= 邊力的計算 17 ? ?? ?112 24 ???= ? ?? ? 2 ????= P— 單位面積壓料力，由《沖壓模具設(shè) 計與制造》表（ P=Pa 第一次拉深凹模的圓角半徑 深力的計算 = 11k??=400× δ b—— 材料的抗拉強度（取δ b=400 — 修正系數(shù)《查中國模具設(shè)計大典 3》表（ 49）， 沖壓工藝總力 落+ 拉== 該模具擬采用正裝復(fù)合模，彈性卸料與推件。根據(jù)沖壓工藝總力計算結(jié)果并結(jié)合高度，初選開式雙柱可傾壓力機 40 力中心的確定 為保證壓力機和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機 的滑塊中心相重合。否則在沖壓時會使沖模與壓力機的滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至會引起壓力機導軌的磨損。影響壓力機的精度，對于形狀簡單而對稱的工件如矩形、圓形、正多邊形，其沖裁的壓力中心與工件的幾何中心重合。 結(jié)合零件圖，該工件為帶凸緣筒形件，結(jié)構(gòu)簡單對稱。該沖裁件的壓力中心即為工件的幾何中心。該工件的沖裁力不大，為便于模具的加工和裝配，模具中心選在工件的幾何中心。此滿足 40 的模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。 作部分尺寸計算 該副模具的工作 部分包括落料凹模，拉伸凸模和凸凹模，具體計算如下 : 料刃口尺寸計算 查《沖壓模具設(shè)計與制造》表 ：沖裁模初始雙面間隙 主公差的毛坯尺寸按 精度計算，其值查《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》書末附錄 得： ? =表 2得凸模，凹模的制造公差為： 18 T? =A? =由公式 =（ ） A?? 式中 ? A? 把以上數(shù)值代入計算得： =（ 公式 （ T??= (025.0?核： A? + T? ? 即： 所以證明了所選取的 A? 與T? 是合適的。 深部分尺寸計算 由工件圖上可看出該拉深部分的精度等級為 。公差為 ? =凸，凹模的制造公差按 計算，查《沖壓模具設(shè)計與制 造》表 凸，凹模的制造公差為： A? =T? = 得：有壓料圈的拉深模間隙為 Z/2=1=2t=，由列公式計算： 公式 （ ） A?? 把數(shù)值代入計算得： （ 5? = 由公式 （ Z ）T??=(05.0??表四 拉深拉深部分尺寸計算 尺寸及分類 凸、凹模間 雙面間隙 尺寸偏 差與磨 計算公式 結(jié)果 19 損系數(shù) 落料 ? 113 查表 ， ? ==A =（ ） A?? （ T?? 拉深 ? 表 ， Z= =D =( ??? ? T ???? )(? ? 5 章 模具的總體設(shè)計 具類型的選擇 20 由沖壓工藝工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為落料拉深復(fù)合模。 位方式的選擇 因為該模具使用的是條料，所以導料采用導料板（本副模具彈性卸料板與導料板一體）送進步距采用擋料銷。 料、出件方式的選擇 模具采用固定卸料、剛性打件， 并利用裝在壓力機工作臺下的標準緩沖器提供壓邊力。 邊裝置的確定 壓邊裝置一般可分為剛性和彈性兩種。剛性壓邊裝置就是在雙動沖床上利用外滑塊壓邊。這種壓邊的特點是壓邊力不隨沖床的行程變化，拉深效果好，模具結(jié)構(gòu)簡單。彈性壓邊裝置一般用于單動沖床上，其特點是壓邊力隨沖床的行程面變化。故這里選用彈性壓邊裝置較好。又因為彈性壓邊裝置中，氣墊結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造不易，并需要使用壓縮空氣。故這里采用橡皮，只要根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，只要正確地選橡皮規(guī)格，就可以減少它們的不利因素。 向方式的選擇 為了橫向和縱向送料都比較方 便，提高模具壽命和工件質(zhì)量，便于安裝調(diào)整，在無偏心載荷的情況下，壓力機導向精確，該復(fù)合模采用后側(cè)導柱的導向方式。 第 6 章 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 由于工件形狀簡單對稱，所以模具的工件零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、落料凹模和凸、凹模的結(jié)構(gòu)如零件圖所示 料凹模的設(shè)計 落料凹模刃口的結(jié)構(gòu)采用直通式，強度高，修磨后刃口尺寸不變。材料采用熱處理硬度為 60～ 64 落料凹?？撞捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要將壓力機的壓力中心與模柄中心重合。其 輪廓尺寸可按《沖壓模具設(shè)計與制造》公式 計算： 凹模厚度 H=113=表 k= 凹模壁厚 c=(2)H=凹模厚度 H=60據(jù)拉深件的要求） , 凹模壁厚 c=40 ㎜ ， 凹模寬度 B=b+2c=113+2? 40=193整到符合 標準，取 B=200 ㎜） 凹模長度 L 也取 200 ㎜ (垂直送料方向 ) 凹模輪廓尺寸為 20020060圓形） 深凸模的設(shè)計 拉深凸模的材料選用 熱處理硬度為 56～ 60 為了實現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面比落料凹模端面低至少一個料厚的距離，所以拉深凸模的長度 L 可按照下式計算： L=低凹固 H?? 007中：固h— 凸模固定板厚度，固h=20 凹模的厚度， 0 低H— 裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板厚的大小，決定低H=3 拉深凸模的直徑由第 4 章計算可知， ? ?深凸、凹模圓角半徑 凹模圓角半徑 第 4 章可知道 ㎜ 凸模圓角半徑過小，拉深過程中危險斷面容易產(chǎn)主局部變薄，甚至被拉破。凸模 22 圓角半徑過大，拉深底部材料承壓面積小，容易變薄。首次拉深的凸模圓角半徑可等于或略小于首次拉深凹模圓角半徑，即： r 深凸模的通氣孔 工件在拉深時 ,由于空氣壓力作用或者潤滑油的粘性等因素 ,使工件很容易粘附在凸模上 設(shè)計凸模時 ,應(yīng)有通氣孔 ,拉深通氣大小可參 看下表。 表五 拉深凸模通氣孔尺寸 凸模直徑 D ＜ 50 50～ 100 100～ 200 200 出氣孔直徑 d 5 考零件圖，取通氣孔尺寸為 d= 凹模的設(shè)計 凸凹模的材料選用 處理硬度為 58～ 62 凸凹模為采用非標準件，其長度由模具的結(jié)構(gòu)及總體尺寸而定，取凸凹模的長度為 L= 65 凸凹模的內(nèi)孔與外緣尺寸由第四章的計算可知： D T = ? 。 它零部件的設(shè)計與選用 性元件的設(shè)計 頂件塊在成形過和中一方面可以起壓邊力的作用，另一方面還可以將成形后卡在凹模上的工件卸下，其壓力由彈性橡皮提供。 架及其它零部件的選用 根據(jù)主要零件的結(jié)構(gòu)，外形尺寸，并參照《模具設(shè)計制造標準件》資料，選用后側(cè)滑動導柱模架 200200～ 240B/上模座： L B? ? H=20020045 材料采用 23 下模座： L B? ? H=20020050 材料采用 導 柱： ? 1 ? L=? 32190 材料采用 45 鋼。 導 套： ? 1 ? L? ? 2 =? 3210543 材料采用 20 鋼。 上模座厚度取 45 =45 上模墊板厚度取 20墊H=20 定卸料板厚度取 10 0 下固定板厚度取 20 =20 下模墊板厚度取 10 板=10 下模座厚度取 50 =50 模具閉合高度 閉H=+墊H+凸凹模H+下 固+ 板+ 45+20+65+60+20+10+50 =225 中：凸凹模H— 凸凹模高度，凸凹模H=65 凹模的厚度， 0 入H— 凸凹模進入落料凹模的深度， 入H=45 可見該模具閉合高度小于所選開式雙柱可傾壓力機 40 的最大裝模高度（ 300），所以，所選的開式壓力機可以使用。 凸緣模柄尺寸，由所選壓力機模柄孔尺寸選用模柄 105 81 冷沖壓模具設(shè)計與制造》表 7 章模具總裝圖及其工作過程分析 具總裝圖 由以上設(shè)計，可得到如圖 7— 1 所示的模具總裝圖，為了實現(xiàn)先落料，后拉深， 24 應(yīng)保證模具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模的端面低 3 圖 7具裝配圖 具工作過程分析 上 模部分通過模柄 21 安裝在壓力機滑塊上，下模部分通過螺栓、壓板安裝在壓力機工作臺面上，導料板 18 固定在下模部分，下模部分設(shè)有定位裝置擋料銷24。條料沿著導料板 18 送進，由定位裝置 24 控制其送料步距。壓力機滑塊帶著上模下行，凸凹模 3 下表面 首先與條料接觸，并與頂件塊 19 一起壓住條料，完成落料過程。當壓力機滑塊繼續(xù)下行，沖下的圓形坯料與拉深凸模 16 接觸，被拉入拉深凹模 3 里面，完成一次沖壓過程。沖裁完畢，壓力機滑塊回程，帶動上模部 25 分上行，落料后的條料由剛性卸料板（導料板） 18 從凸凹模上卸下，如果拉深制件被卡在拉深凹模里，在壓力機回程的過程中，打桿 20 碰到壓力機上的打料橫桿，打料橫桿把沖擊力傳給打桿，再由推件塊從凸凹模上剛性打下，用手工將工件取走。如果拉深制件包在拉深凸模里，可以通過下面的彈性裝置經(jīng)過頂件塊 19 將制件頂出。用手工將工件取走后，將條料 往前送進一個步距，進行下一個工件的生產(chǎn)。 第 8 章沖壓設(shè)備的選定 通過較核，選擇開式雙柱可傾壓力機 40 能滿足使用要求。壓力機的具體參數(shù)可參看下表： 表六 40 開式雙柱可傾壓力機技術(shù)規(guī)格 26 型號 40 公稱壓力 /00 滑塊行程 /㎜ 100 滑塊行程次數(shù) /（次· 80 最大封閉高度 /㎜ 300 封閉高度調(diào)節(jié)量 /㎜ 80 滑塊中心線至床身距離 /㎜ 220 立柱距離 /㎜ 300 工作臺尺寸 /㎜ 前后 420 左右 630 工作臺孔 /㎜ 前后 150 左右 300 直徑 200 墊板尺寸 /㎜ 厚度 80 直徑 150 模柄孔尺寸 /㎜ 直徑 50 深度 70 滑塊底面尺寸 /㎜ 前后 230 左右 300 床身最大可傾角 /（°） 30 第 9 章工作零件的加工工藝性 本副模具的工作零件都是旋轉(zhuǎn)體，形狀比較簡單，加工主要采用車削。落料凹模的加工工藝過程見加工工藝卡。（另附） 27 第 10 章模具的裝配過程 本模具的裝配選凸凹模為基準件，先裝上模，再裝下?！，F(xiàn)將具體 裝配方法敘述如下： 28 配前的準備 1、通讀設(shè)計圖樣，了解正裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點。本模具的裝配工藝要點是：同時保證落料和拉深用凸凹模間隙的均勻；打料機構(gòu)工作可靠，能及時推出工件。 2、查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗合格。對于本副模具，由于是正裝式落料拉深復(fù)合模具，需要檢查凸凹模拉深凹模洞口的圓角是否達到規(guī)定的數(shù)值 3、確定裝配方法和裝配順序。經(jīng)查對認定模具零件已加工完成， 可采用直接裝配方法。 結(jié)合模具結(jié)構(gòu)特點，對凸凹模、凸模先進行分組裝配，再進行總裝配。選用以凸凹模為基準件， 先裝配上模，再裝配下模及輔助零件。 4、領(lǐng)用標準件。 入模柄 將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉(zhuǎn)銷。 配凸凹模 裝配前，對經(jīng)檢查需研修凸凹模拉深凹模洞口圓角的，需要認真 對其研修，認定合格后，再進入裝配。 按照壓入法操作要求，將凸凹模壓入固定板中，檢查凸凹模相對固定板基準面的垂直度，并刃入凸模，用工藝定位器法檢查配合間隙的均勻性。待凸凹模全部壓入，認定間隙分布均勻后，磨平固定板支撐面和凸凹模刃口面。 配凸模 將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領(lǐng)，檢查其相對固定板基準 面的垂直度，認定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。 配下模 將組裝好的凸模 — 固定板和下墊板，按照設(shè)計要求位置，安裝在下模座上， 29 緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷。 配上模 將組裝好的凸凹模 — 固定板和上墊板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認定均勻后，在上模相應(yīng)部位鉆、鉸銷孔，打入圓銷。 裝凹模 將凹模和壓邊圈、下頂桿安裝在下模相應(yīng)部位，凹模和凸凹模間隙，用墊片法或直接安裝法控制其均勻性。 切 用紙試沖，觀察沖切紙邊的狀況，經(jīng) 調(diào)整并認定均勻后， 鉆、鉸另一組銷孔，打入圓銷。 配其它零件 上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時，應(yīng)突出凸凹模刃口 料螺釘和橡皮，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低 第 11 章模具調(diào)試 模具按圖紙技術(shù)要求加工與裝配后，必須在符合實際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進行試沖壓生產(chǎn)，通過試沖發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計與制造上的缺陷，找出生產(chǎn)原因，對模具進行適當?shù)恼{(diào)整和修理后再進行試沖，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付 30 生產(chǎn)使用。 具調(diào)試的目的 1、 鑒定模具的質(zhì)量。驗證該模具生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求，確定該模具是否能交付生產(chǎn)使用。 2、 幫助確定產(chǎn)品的成形條件和工藝規(guī)程。模具通過試沖與調(diào)整，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品后，可以在試沖過程中，掌握和了解模具使用性能，產(chǎn)品成形條件、方法和規(guī)律，從而對產(chǎn)品批量生產(chǎn)時的工藝規(guī)程制定提供幫助。 3、 幫助確定成形零件毛坯形狀、尺寸及用料標準。在沖模設(shè)計中，有些形狀復(fù)雜或精度要求較高的沖壓成形零件，很難在設(shè)計時，精確的計算出變形前毛坯的尺寸和形狀。為了要得到較準確的毛坯形狀、尺寸及用料標準，只有通過反復(fù) 試沖才能確定。 4、幫助確定工藝和模具設(shè)計中的某些尺寸。對于形狀復(fù)雜或精度較高的沖壓成形零件，在工藝和模具設(shè)計中，有個別難以用計算方法確定的尺寸，如拉深模的凸、凹模圓角半徑等，必須經(jīng)過試沖，才能準確確定。 5．通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，積累經(jīng)驗，有助于進一步提高模具設(shè)計和制造水平。由此可見，模具調(diào)試過程十分重要，是必不不可少的。但調(diào)試的時間和試沖次數(shù)應(yīng)可能少，這就要求模具設(shè)計與制造質(zhì)量過硬，最好一次調(diào)試成功。在調(diào)試過程中，合格沖壓件數(shù)的取樣一般應(yīng)在 20—— 1000 件之間。 11．