線夾一模三件連續(xù)式復(fù)合模設(shè)計(jì)

34頁(yè) 11000字?jǐn)?shù)+論文說(shuō)明書(shū)+11張CAD圖紙【詳情如下】

上壓邊圈.dwg

上墊板.dwg

凸凹模.dwg

凹模固定板.dwg

卸料板.dwg

導(dǎo)套.dwg

導(dǎo)柱.dwg

總裝配圖.dwg

拉深凸模A3.dwg

拉深凹模.dwg

線夾一模三件連續(xù)式復(fù)合模設(shè)計(jì)論文.doc

落料凹模.dwg

線夾一模三件連續(xù)式復(fù)合模設(shè)計(jì)

目  錄

1  分析零件的工藝性 1

2  確定工藝方案 2

2.1  計(jì)算毛坯尺寸 2

2.2  計(jì)算拉深次數(shù) 4

2.2.1  正拉深 4

2.2.2  反拉深 5

2.3  確定工藝方案 5

3  主要工藝參數(shù)的計(jì)算 6

3.1  確定排樣、裁板方案 6

3.2  確定各中間工序尺寸 8

3.3  計(jì)算工藝力、初選設(shè)備 9

3.3.1  落料、正拉深過(guò)程 9

(1) 落料力 9

(2) 卸料力 9

(3) 拉深力 10

(4) 壓邊力 10

3.3.2  反拉深過(guò)程 11

(1) 反拉深力 11

(2) 頂料力 11

3.3.3  拉深功的計(jì)算 11

3.3.4  初選壓力機(jī) 11

4  模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13

4.1  模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 13

4.2  模具工作部分尺寸計(jì)算 13

4.2.1  落料 13

4.2.2  正拉深 15

4.2.3  反拉深 16

5  選用模架、確定閉合高度 16

5.1  模架的選用 16

5.2  模具的閉合高度 16

5.3  壓力中心 17

6  模具的主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17

6.1  落料凹模 17

6.2  凸凹模 18

6.3  反拉深凸模 19

6.4  反拉深凹模 20

6.6  上墊板 23

6.7  凹模固定板 24

7  模具的整體安裝 25

7.1  模具的總裝配 25

7.2  模具零件 26

8  選定沖壓設(shè)備 27

8.1  壓力機(jī)的規(guī)格 27

8.2  電動(dòng)機(jī)功率的校核 28

9  附加工序 29

10  主要零件的加工 29

11  總結(jié) 32

參考文獻(xiàn) 33

致  謝 34

摘  要

隨著中國(guó)工業(yè)不斷地發(fā)展，模具行業(yè)也顯得越來(lái)越重要。本論文便是設(shè)計(jì)加工線夾的模具。首先對(duì)加工零件進(jìn)行了加工工藝和結(jié)構(gòu)工藝的分析。通過(guò)計(jì)算毛坯尺寸和拉深系數(shù)提出了四種方案，最后確定采用落料、正反拉深復(fù)合模。對(duì)模具的排樣做出了合理的布置，使材料利用率達(dá)到較高的水平。計(jì)算了沖壓過(guò)程中所需要的各種沖壓工藝力，包括落料力、卸料力、壓邊力、拉深力、頂料力等，并對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行了合理的噸位初選。復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上采用了正裝的形式，計(jì)算出了落料、正拉深和反拉深工作部分的尺寸。對(duì)模具的閉合高度進(jìn)行了合理的確定，還設(shè)計(jì)出模具的主要零件落料凹模、凸凹模、反拉深凸模、反拉深凹模、凹模固定板等。列出了模具所需零件的詳細(xì)清單，并給出了合理的裝配圖。由于拉深的深度較大，對(duì)壓力機(jī)的電機(jī)也進(jìn)行了功率校核并提出了潤(rùn)滑的附加工序，能使拉深順利完成。最后對(duì)模具的一個(gè)主要零件導(dǎo)套進(jìn)行了簡(jiǎn)單的加工工藝路線的制定。本設(shè)計(jì)對(duì)于采用單動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行正反拉深具有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞  畢業(yè)論文；模具設(shè)計(jì)；復(fù)合模；正反拉深 

ABSTRACT

Develops unceasingly along with the Chinese industry, the mold profession also appears more and more importantly. The present paper then is designs the processing air filter shell the mold. First has carried on the processing craft and the structure craft analysis to the processing components. Proposed through the computation semifinished materials size and the drawing coefficient four kind of plans, finally determined uses falls the material, the pro and con drawing superposable die. Has made the reasonable arrangement to the mold platoon type, enables the material use factor to achieve the high level. Has calculated each ramming craft strength which in the ramming process needs, including falls nearby the material strength, the ex-denning strength, the pressure the strength, the drawing strength, the top material strength and so on, and has carried on the reasonable tonnage primary election to the press. The superposable die has used the true thing form in the structure, calculated fell the material, the drawing and the counter- drawing effective range size. Closed has carried on the reasonable determination highly to the mold, but also designs the mold the major parts to fall the material concave mold, the convex-concave mold, the counter- drawing raised mold, the counter- drawing concave mold, the concave mold dead plate and so on. Listed the mold to need the components the detailed detailed list, and has produced the reasonable assembly drawing. Because the drawing depth is big, also carried on the power to the press electrical machinery to examine and to propose the lubrication attachment working procedure, could cause the drawing smoothly to complete. Finally led the wrap to mold major parts to carry on the simple processing craft route formulation. This design regarding uses the single acting press to carry on the pro and con drawing to have the certain reference function.                                                              

Key words  graduation thesis; mold design; superposable die; pro and con drawing 

1  分析零件的工藝性                                                 

沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過(guò)程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過(guò)程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量檢驗(yàn)—組合、包裝的全過(guò)程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過(guò)程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。                                              

2  確定工藝方案                      

2.1  計(jì)算毛坯尺寸

由于板料在扎壓或退火時(shí)所產(chǎn)生的聚合組織而使材料引起殘存的方向性，反映到拉深過(guò)程中，就使桶形拉深件的口部形成明顯的突耳。此外，如果板料本身的金屬結(jié)構(gòu)組織不均勻、模具間隙不均勻、潤(rùn)滑的不均勻等等，也都會(huì)引起沖件口高低不齊的現(xiàn)象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外緣進(jìn)行修邊處理。這樣在計(jì)算毛坯尺寸的時(shí)候就必需加上修邊余量然后再進(jìn)行毛坯的展開(kāi)尺寸計(jì)算。          

根據(jù)零件的尺寸取修邊余量的值為4mm。                               

在拉深時(shí)，雖然拉深件的各部分厚度要求發(fā)生一些變化，但如果采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，則其厚度的變化量還是并不太大。在設(shè)計(jì)工藝過(guò)程時(shí)，可以不考慮毛坯厚度的變化。同時(shí)由于金屬在塑性變形過(guò)程中保持體積不變，因而，在計(jì)算拉深件的的毛坯展開(kāi)尺寸時(shí)，可以認(rèn)為在變形前后的毛坯和拉深間的表面積相等。        

因?yàn)榇诵D(zhuǎn)體零件不是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，我們可以用“形心法”來(lái)求得。根據(jù)久里金法則，對(duì)于任何形狀的母線AB繞軸線Y—Y旋轉(zhuǎn)所得到的旋轉(zhuǎn)體面積等于母線長(zhǎng)度L與其重心軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)2 x的乘積。即

11  總結(jié)

本次設(shè)計(jì)成功地設(shè)計(jì)出線夾一模三件連續(xù)式復(fù)合模設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)很多工藝力進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，在壓力機(jī)的選擇上參照了現(xiàn)行選擇壓力機(jī)的通用法則。這次設(shè)計(jì)解決了采用雙動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行正反拉深的傳統(tǒng)模式，將落料、正拉深及反拉深同時(shí)在一副裝在開(kāi)式單動(dòng)壓力機(jī)上的模具中完成，很大程度的提高了生產(chǎn)效率和制造精度。很適合中國(guó)現(xiàn)在模具高速自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)                                 

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Mold manufacture handbook academic society. Mold manufacture handbook［Ｍ］.Beijing: Mechanical industry Press,1992.(in Chinese)

致  謝

經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。

在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于模具制造方面的知識(shí)，尤其對(duì)沖壓模具有了較全面的了解，對(duì)模具整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程有了更深層次的認(rèn)識(shí)。獨(dú)立設(shè)計(jì)能力有了很大的提高。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我查閱了許多設(shè)計(jì)相關(guān)的資料尤其是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使我掌握了查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的方法，這將對(duì)我以后從事設(shè)計(jì)工作帶來(lái)很大的幫助。設(shè)計(jì)中我還使用過(guò)AUTOCAD和PRO/E等電腦軟件，使用這些軟件的能力也有很大的提高。總之，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我在大學(xué)里所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)得以運(yùn)用，使我的設(shè)計(jì)能力有了進(jìn)一步的提高。

我的畢業(yè)設(shè)計(jì)從選題、研究方向的確定和方案的制定都是在教授精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。教授以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。

從此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題到畢業(yè)設(shè)計(jì)的定稿，劉吉兆教授都傾注了大量的心血，特別是教授在自己工作很忙的情況下，對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行了細(xì)致的指正，對(duì)此我表示衷心的感謝 同時(shí)，我還要特別感謝其他專(zhuān)業(yè)老師在大學(xué)四年中對(duì)我的鼓勵(lì)和指導(dǎo)，他們?yōu)槲彝瓿蛇@篇論文提供了巨大的幫助。在此我也衷心的感謝他們。最后，衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的專(zhuān)家、教授。由于本人知識(shí)水平有限，文中不免有不妥之處，敬請(qǐng)各位專(zhuān)家、教授不吝批評(píng)和指正。

線夾一模三件連續(xù)式復(fù)合模設(shè)計(jì) 目 錄 1 分析零件的工藝性 ······················································································3 2 確定工藝方案 ····························································································3 計(jì)算毛坯尺寸 ····················································································3 計(jì)算拉深次數(shù) ····················································································5 正拉深 ·····················································································5 反拉深 ·····················································································6 確定工藝方案 ····················································································6 3 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 ···················································································7 確定排樣、裁板方案 ··········································································7 確定各中間工序尺寸 ··········································································9 計(jì)算工藝力、初選設(shè)備 ·······································································9 落料、正拉深過(guò)程 ·····································································9 (1) 落料力 ····················································································9 (2) 卸料力 ····················································································9 (3) 拉深力 ·················································································· 10 (4) 壓邊力 ·················································································· 10 反拉深過(guò)程 ············································································ 11 (1) 反拉深力 ··············································································· 11 (2) 頂料力 ·················································································· 11 拉深功的計(jì)算 ········································································· 11 初選壓力機(jī) ············································································ 11 4 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ······················································································· 13 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 ········································································ 13 模具工作部分尺寸計(jì)算 ····································································· 13 落料 ······················································································ 13 正拉深 ··················································································· 15 反拉深 ··················································································· 16 5 選用模架、確定閉合高度 ·········································································· 16 模架的選用 ····················································································· 16 模具的閉合 高度 ··············································································· 16 壓力中心 ························································································ 17 6 模具的主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ······································································· 17 落料凹模 ························································································ 17 凸凹模 ··························································································· 18 反拉深凸模 ····················································································· 19 反拉深凹模 ····················································································· 20 上墊板 ··························································································· 23 凹模固定板 ····················································································· 24 7 模具的整體安裝 ······················································································· 25 模具的總裝配 ·················································································· 25 模具零件 ························································································ 25 8 選定沖壓設(shè)備 ··························································································· 27 壓力機(jī)的規(guī)格 ·················································································· 27 電動(dòng)機(jī)功率的校核 ··········································································· 27 9 附加工序 ································································································· 28 10 主要零件的加工 ······················································································ 29 11 總結(jié) ······································································································ 31 參考文獻(xiàn) ······································································································ 32 致 謝 ········································································································· 33 摘 要 隨著中國(guó)工業(yè)不斷地發(fā)展，模具行業(yè)也顯得越來(lái)越重要。本論文便是設(shè)計(jì)加工線夾的模具。首先對(duì)加工零件進(jìn)行了加工工藝和結(jié)構(gòu)工藝 的分析。通過(guò)計(jì)算毛坯尺寸和拉深系數(shù)提出了四種方案，最后確定采用落料、正反拉深復(fù)合模。對(duì)模具的排樣做出了合理的布置，使材料利用率達(dá)到較高的水平。計(jì)算了沖壓過(guò)程中所需要的各種沖壓工藝力，包括落料力、卸料力、壓邊力、拉深力、頂料力等，并對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行了合理的噸位初選。復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上采用了正裝的形式，計(jì)算出了落料、正拉深和反拉深工作部分的尺寸。對(duì)模具的閉合高度進(jìn)行了合理的確定，還設(shè)計(jì)出模具的主要零件落料凹模、凸凹模、反拉深凸模、反拉深凹模、凹模固定板等。列出了模具所需零件的詳細(xì)清單，并給出了合理的裝配圖。由于拉深的深 度較大，對(duì)壓力機(jī)的電機(jī)也進(jìn)行了功率校核并提出了潤(rùn)滑的附加工序，能使拉深順利完成。最后對(duì)模具的一個(gè)主要零件導(dǎo)套進(jìn)行了簡(jiǎn)單的加工工藝路線的制定。本設(shè)計(jì)對(duì)于采用單動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行正反拉深具有一定的參考作用。 關(guān)鍵詞 畢業(yè)論文；模具設(shè)計(jì)；復(fù)合模；正反拉深 is on to of to to in so on to in on to to so to is on to to to to to to on to on to 1 分析零件的工藝性 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過(guò)程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過(guò)程包括備料 — 沖壓加工工序 — 必要的輔助工序 — 質(zhì)量檢驗(yàn) — 組合、包裝的全過(guò)程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過(guò)程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 2 確定工藝方案 計(jì)算毛坯尺寸 由于板料在扎壓或退火時(shí)所產(chǎn)生的聚合組織而使材料引起殘存的方向性，反映到拉深過(guò)程中，就使桶形拉深件的口部形成明顯的突耳。此外，如果板料本身的金屬結(jié)構(gòu)組織不均勻、模具間隙不均勻、潤(rùn)滑的不均勻等等，也都會(huì)引起沖件口高低不齊的現(xiàn)象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外緣進(jìn)行修邊處理。這樣在計(jì)算毛坯尺寸的時(shí)候就必需加上修邊余量然后再進(jìn) 行毛坯的展開(kāi)尺寸計(jì)算。 根據(jù)零件的尺寸取修邊余量的值為 4 在拉深時(shí)，雖然拉深件的各部分厚度要求發(fā)生一些變化，但如果采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，則其厚度的變化量還是并不太大。在設(shè)計(jì)工藝過(guò)程時(shí)，可以不考慮毛坯厚度的變化。同時(shí)由于金屬在塑性變形過(guò)程中保持體積不變，因而，在計(jì)算拉深件的的毛坯展開(kāi)尺寸時(shí)，可以認(rèn)為在變形前后的毛坯和拉深間的表面積相等。 因?yàn)榇诵D(zhuǎn)體零件不是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，我們可以用“形心法”來(lái)求得。根據(jù)久里金法則 ，對(duì)于任何形狀的母線 軸線 Y— Y 旋轉(zhuǎn)所得到的旋轉(zhuǎn)體面積等于母線長(zhǎng)度 L 與其重心軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng) 2? x 的乘積。即 旋轉(zhuǎn)體面積 F=2 ? ??????????? 為表面積拉深不變薄，所以面積相等，則 20 4 即 ? 04 ???????????? 為 76543210 ???????????? 121 )2( ? ? ?????????? 22( 11122 ? ?? ????????? ?)( 21113 ?? ? ????????????? 22( 122224 ?? ?? ???????????? ????? ???? 2212325 )2()2( ????????? 22( 332326 ?? ?? ???????????? ( 3227 ? ? ??????????????? 零件給出的尺寸可知： ?? 1 ? 2 ? 3 ? 所以可以計(jì)算出 D=194由于設(shè)計(jì)的零件要在一個(gè)復(fù)合模中完成正反拉深，因此中間有一個(gè)正拉深轉(zhuǎn)反拉深的 過(guò)程，我們可以把這兩步分開(kāi)來(lái)計(jì)算中間尺寸。 因?yàn)? ? ? )(12221122 ????? ????? 中 94? 1 ? 2 ? 則 452 ? 計(jì)算拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時(shí)，必需保證使毛坯在變形過(guò)程中的應(yīng)力既 不超過(guò)材料的變形極限，同時(shí)還能充分利用材料的塑性。也就是說(shuō)，對(duì)于每道拉深工序，應(yīng)在毛坯側(cè)壁強(qiáng)度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計(jì)算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力與在危險(xiǎn)斷面上的抗拉強(qiáng)度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實(shí)驗(yàn)的方法得出的，我們可以通過(guò)查表來(lái)取值。 該沖壓工件需要正反拉深兩個(gè)過(guò)程，因此可以分別計(jì)算其拉深系 數(shù)來(lái)確定拉深次數(shù)。 正拉深 對(duì)于正拉深其實(shí)際拉深系數(shù)為： ??? ?????????? 材料的相對(duì)厚度為 19 ????????????? 凸緣的相對(duì)直徑為 ????????????? 緣的相對(duì)高度為 ????????????? 此可以查出 m ????? 因?yàn)橥咕壍南鄬?duì)高度 于最大相對(duì)高度 實(shí)際拉深系數(shù) 于最小極限拉深系數(shù) 以正拉深過(guò)程可以一次拉深成功。 反拉深 對(duì)于反拉深其實(shí)際拉深系數(shù)為： ?? ??????????? 材料的相對(duì)厚度為 14 ?????????????? 緣的相對(duì)直徑為 ?????????????? 緣的相對(duì)高度為 ??????????????? 此可以查出 m ????? 因?yàn)橥咕壍南鄬?duì)高度 于最大相對(duì)高度 實(shí)際拉深系數(shù) 于最小極限拉深系數(shù) 以反拉深過(guò)程也可以一次拉深成功。 確定工藝方案 根據(jù)以上分析和計(jì)算，可以進(jìn)一步明確該零件的沖壓加工需要包括以下基本工序 :落料、正向拉深和反向拉深。 根據(jù)這些基本工序，可以擬出如下幾種工藝方案： 方案一 先進(jìn)行落料，再正拉深，最后進(jìn)行反拉深，以上工序過(guò)程都采用單工序模加工。 方案二 落料與正拉深在復(fù)合模中加工成半成品，再在單工序模上進(jìn)行反拉深。 方案三 落料、正拉深和反拉深全都在同一個(gè)復(fù)合模中一次加工成型 。 方案四 采用帶料連續(xù)拉深，或在多工位自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓成型。 分析比較上述四種方案，可以看出： 方案一 用此方案，模具的結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，制造很容易，成本低廉，但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單定位誤差很大，而且單工序模一般無(wú)導(dǎo)向裝置，安裝和調(diào)整不方便，費(fèi)時(shí)間，生產(chǎn)效率低。 方案二 采用了落料與正拉深的復(fù)合模，提高了生產(chǎn)率。對(duì)落料以及正拉深的精度也有很大的提高。由于最后一道反拉深工序是在單工序模中完成，使得最后一步反拉深工序的精度降低，影響了整個(gè)零件的精度，而且中間過(guò)程序要取件，生產(chǎn)效率不高。 方案三 此方案把三個(gè)工序集中在一副復(fù)合模中完成，使得生產(chǎn)率有了很大的提升。沒(méi)有中間的取放件過(guò)程，一次沖壓成型，而且精度也比較高，能保證加工要求，在沖裁時(shí)材料處于受壓狀態(tài)，零件表面平整。模具的結(jié)構(gòu)也非常的緊湊，外廓尺寸比較小，但模具的結(jié)構(gòu)和裝配復(fù)雜。 方案四 采用帶料連續(xù)拉深或多工位自動(dòng)壓力機(jī)沖壓，可以獲得較高的生產(chǎn)效率 ，而且操作安全，但這一方案需要專(zhuān)用的壓力機(jī)或自動(dòng)的送料裝置。模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高。 根據(jù)設(shè)計(jì)需要和生產(chǎn)批量，綜合考慮以上方案，方案三最適合。即落料、正反拉深在同一復(fù)合模中完成。這樣既能保證大批量生產(chǎn)的高效率又能保證加工精度，而且成本不高，經(jīng)濟(jì)合理。 3 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 確定排樣、裁板方 案 加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費(fèi)用約占總成本的 60%~80%之多。因此，材料利用率每提高 1%，則可以使沖件的成本降低 在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少?gòu)U料具有非常重要的意義，特別是在大批量的生產(chǎn)中，較好的確定沖件的形狀尺寸和合理的排樣的降低成本的有效措施之一。 由于材料的經(jīng)濟(jì)利用直接決定于沖壓件的制造方法和排樣方式，所以在沖壓生產(chǎn)中，可以按工件在板料上排樣的合理程度即沖制某一工件的有用面積與所用板料的總面積的百分比來(lái)作為衡量排樣合理性的指標(biāo)。 同時(shí)屬于工藝廢料的搭邊對(duì)沖壓工藝也有很大的作用。通常，搭邊的作用是為了補(bǔ)充送料是的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料時(shí)的步距誤差以及送料歪斜誤差等原因而沖出殘缺的廢品，從而確保沖件的切口表面質(zhì)量，沖制出合格的工件。同時(shí)，搭邊還使條料保持有一定的剛度，保證條料的順利行進(jìn)，提高了生產(chǎn)率。搭邊值得大小要合理選取。根據(jù)此零件的尺寸通過(guò)查表取 搭邊值為 ? 進(jìn)距方向 于是有 進(jìn)距 1941 ????? ????????? 料寬度 9 8221 9 42 ?????? ????????? 料規(guī)格擬用 8001600軋鋼板。由于毛坯面積較大所以橫裁和縱裁的利用率相同，從送料方便考慮，我們可以采用橫裁。 裁板條數(shù) ???19816001 6???????? 條個(gè)數(shù) ????? 5 012 h ???? 板總個(gè)數(shù) 328421 ????? 材料利用率 %100)(4 22????? ? ?????????? 1001600800)16194(432 22??????? % 計(jì)算零件的凈重 G ???????????????? ? ? 1024(161944 1222 ?????????? ???式中 ? — 密度，低碳鋼取 385.7 。 ?? 內(nèi)的第一項(xiàng)為毛坯面積，第二項(xiàng)為底孔廢料面積，第三項(xiàng)（）內(nèi)為切邊廢料面積。 確定各中間工序尺寸 整個(gè)沖壓過(guò)程 包括落料、正拉深以及反拉深三個(gè)過(guò)程，在正反拉深過(guò)程中，由于是一次沖壓成型，所以各次拉深的凸、凹模圓角尺寸必需與零件要求相一致，則 正拉深凸模圓角為 3拉深凹模圓角為 3拉深高度為 46拉深凸模圓角為 6拉深凹模圓角為 3拉深高度為 40計(jì)算工藝力、初選設(shè)備 落料、正拉深過(guò)程 (1) 落料力 平刃凸模落料力的計(jì)算公式為 ?? ??????????????? 式中 P— 沖裁力（ N） L— 沖件的周邊長(zhǎng)度（ t— 板料厚度（ ? — 材料的抗沖剪強(qiáng)度（ K— 修正系數(shù)。它與沖裁間隙、沖件形狀、沖裁速度、板料厚度、潤(rùn)滑情況等多種因素有關(guān)。其影響范圍的最小值和最大值在（ 般 k 取為 在實(shí)際應(yīng)用中，抗沖剪強(qiáng)度 ? 的值一般取材料抗拉強(qiáng)度b?的 便于估算，通常取抗沖剪強(qiáng)度等于該材料抗拉強(qiáng)度b?的 80%。即 b?? ???????????????? 此，該沖件的落料力的計(jì)算公式為 ???? ?????????????? ????? (2) 卸料力 一般情況下，沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會(huì)使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上將沖件或廢料卸下來(lái)所需的力稱(chēng)卸料力。影響這個(gè)力的因素較多，主要有材料力學(xué)性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤(rùn)滑情況等。所以要精確地計(jì)算這些力是困難的，一般用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 卸料力 ?卸 ?????????????? 中 F—— 沖裁力 (N) 1K—— 頂件力及卸料力系數(shù)，其值可查表。 這里取 1K 為 因此 4825?卸 (3) 拉深力 帶凸緣圓筒形零件的拉深力近似計(jì)算公式為 ?拉??????????????? 中 圓筒形零件的凸模直徑（ 系數(shù)，這里取 b?— 材料的抗拉強(qiáng)度（ 因此 84608?拉(4) 壓邊力 壓邊力的大小對(duì)拉深件的質(zhì)量是有一定影響的，如果過(guò)大，就要增加拉 深力，因而會(huì)使制件拉裂，而壓邊圈的壓力過(guò)小就會(huì)使工件的邊壁或凸緣起皺，所以壓邊圈的壓力必須適當(dāng)。合適的壓邊力范圍一般應(yīng)以沖件既不起皺、又使得沖件的側(cè)壁和口部不致產(chǎn)生顯著的變薄為原則。壓邊力的大小和很多因素有關(guān)，所以在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)近似的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。 (4 220 ?? ??????????????? 中 D— 毛坯直徑（ d— 沖件的外徑（ q— 單位壓邊力（ 這里 所以 ? ? 4 0 944 22 ????? ????????? 反拉深過(guò)程 (1) 反拉深力 通常反拉深力要比正常拉深力大 20%。 即 拉反 ?????????????? 以有 b???反??????????????? ????? (2) 頂料力 逆著沖裁方向頂出卡在凹模里的料所需要的力叫頂料力，頂料力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為： ??????????????? 中 F— 沖裁力（ N） 頂料力系數(shù)，這里查 表取 所以有 4824?拉深功的計(jì)算 拉深所需的功可按下式計(jì)算 1000???????????????? 中 最大拉深力（ N） h — 拉深深度（ W— 拉深功（ N· m） C— 修正系數(shù)，一般取為 C= 所以 67941000 ???W N· m?????????? 初選壓力機(jī) 壓力機(jī)噸位的大小的選擇，首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提。要求設(shè)備的名義壓力要大于所需的變形力，而且還要有一定的力量?jī)?chǔ)備，以防萬(wàn)一。從提高設(shè)備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長(zhǎng)設(shè)備的壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，要求設(shè)備容量有較大的剩余。最新的觀點(diǎn)認(rèn)為，我們只需要使用設(shè)備的 60%容量，甚至 50%，即取工藝變形力的 2 倍。 上述設(shè)備噸位的選擇原則，對(duì)于沖裁、彎曲等 工序已不存在什么問(wèn)題。但對(duì)于本設(shè)計(jì)所使用的拉深，可能還不保險(xiǎn)。因?yàn)槔钆c沖裁不同，最大變形力不是發(fā)生在沖床名義壓力的位置，而是發(fā)生在拉深成型的中前期，這時(shí)雖然最大變形力小于壓力機(jī)的名義壓力，但最大變形力發(fā)生的位置遠(yuǎn)離名義壓力的位置而不保險(xiǎn)。于是就需要用到壓力機(jī)的許用力行程曲線。本次設(shè)計(jì)的工藝力行程曲線圖如圖 示。 圖 中零點(diǎn)為滑塊的下死點(diǎn)，滑塊在距下死點(diǎn) 86開(kāi)始沖壓零件。曲線 1為落料力的負(fù)荷曲線，曲線 2 為正拉深力的負(fù)荷曲線，曲線 3 為壓邊力的負(fù)荷曲線，曲線 4為反拉深力的負(fù)荷曲線。曲線 5為 1250力機(jī)的許用力 — 行程曲線， 余卸料力和頂料力由于力不大，可以放在壓力機(jī)預(yù)留力中考慮。 從圖中我們可以看出沖壓的最大總壓力，出現(xiàn)在離下死點(diǎn) 86就需達(dá)到，對(duì)于這種落料拉深復(fù)合工序，選擇設(shè)備噸位尺寸時(shí)．既不能把以上幾個(gè)力加起來(lái) (再乘個(gè)系數(shù)值 )作為設(shè)備的噸位、也不能僅把落料力或拉深力加起來(lái) (再乘個(gè)系數(shù) )作為設(shè)備噸位。而應(yīng)該根據(jù)壓力機(jī)說(shuō)明書(shū)中所給出的允許工作負(fù)荷曲線作出判斷和選擇。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)的復(fù)合模，根據(jù)工藝力的大小和出現(xiàn)的位置，查表初選噸位為1250 4 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 采用落料、拉深復(fù)合模，首先要考慮落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否過(guò)薄。本次設(shè)計(jì)中凸凹模的壁厚為 62 102194 ???能夠保證足夠的強(qiáng)度，故采用復(fù)合模。 模具的落料部分可以采用正裝式，正拉深部分采用倒裝式，反拉深部分采用正裝式。模座下的緩沖器兼作壓邊與頂件，另外還設(shè)有彈性卸料裝置的彈性頂件裝置。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，出件暢通無(wú)阻，生產(chǎn)效率高，缺點(diǎn)是彈性卸料板使模具的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜 ,要簡(jiǎn)化可以采用剛性卸料板，其缺點(diǎn)是拉深件留在剛性卸料板中不易取出，帶來(lái)操作上的不便，結(jié)合本次設(shè)計(jì)綜合考慮，采用彈性卸料板。 從導(dǎo)向的精度和運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)以及具體規(guī)格方面考慮，可以采用中間導(dǎo)柱模架（ 1990）。 模具工作部分尺寸計(jì)算 落料 蟲(chóng)裁模刃口是尖銳鋒利的，多為直角，故沖裁模刃口尺寸是指光而得到的平滑面，所以落料件的外徑尺寸應(yīng)等于凹模內(nèi)徑尺寸，沖孔件的內(nèi)徑尺寸應(yīng)等于沖頭的外徑尺寸。模具兩刃口尺寸中總有一個(gè)基準(zhǔn)尺寸，設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)，可分別根據(jù)工件的精度要求，決定第一件為基準(zhǔn)件，把間隙取在另一件上。故落料件以凹模為基準(zhǔn)，沖孔以凸模為基準(zhǔn)。 模具工作部分加工時(shí)要注意經(jīng)濟(jì)上的合理性，精度太高，則制造困難、成本高；精度太低，則又可能加工不出合格的產(chǎn)品。因此，模具的精度應(yīng)隨工件的精 度要求而定，這樣才會(huì)有好的經(jīng)濟(jì)性。 沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁間隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)和保證。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當(dāng)重要的。在決定模具刃口尺寸及制造公差時(shí)，需考慮以下原則： 裁件的尺寸取決于凸模尺寸。 b 考慮到?jīng)_裁時(shí)凸、凹模的磨損，在設(shè)計(jì)凸、凹模刃口尺寸時(shí)，對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口公稱(chēng)尺寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口公稱(chēng)尺 寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣，在凸模磨損到一定程度的情況下，能沖出合格的零件。 c 在確定模具刃口制造公差時(shí)，要既能保證工件的精度要求，又要保證合理的間隙數(shù)值。一般模具制造精度比工件精度高 2～ 4級(jí)。 對(duì)于落料 d ????? 0)(???????????? m 2( ?????????????? 中 落料凸模直徑（ 落料凹模直徑（ D — 工件外徑的公稱(chēng)尺寸（ ? — 沖裁工件要求的公差 X — 系數(shù)，為避免多數(shù)沖裁件尺寸都偏向于極限尺寸，此處可取X= d?、p?— 凹、凸模制造偏差，這里可以按 選取， 實(shí)用間隙最小值，可以通過(guò)查表選取 C 為拉深的坯料）按未注公差的自由尺寸 選取極限偏差，故落料件的尺寸取為 ，還必須滿(mǎn)足下列公式 m a x 22 ?? ??????? ???????? 1 3 ??? 所以滿(mǎn)足條件。 ???? 0)( 4( ???? ??0m 2( p ?????? 3 4( ???????落料凹模的外形尺寸的確定 凹模厚度 ?????????????? 模壁厚 ???????????? 中 b— 沖裁件最大外形尺寸 K— 系數(shù)，考慮坯料厚度 值可查表取， K= 所以有 70~50(? 調(diào)整到符合標(biāo)準(zhǔn)，凹模外徑設(shè)計(jì)尺寸為 360? 正拉深 拉深模直徑尺寸的確定的原則，與沖裁模刃口尺寸的確定基本 相同，只是具體內(nèi)容不同，這里不在復(fù)述。 正拉深時(shí)，因零件是標(biāo)注外形尺寸，故拉深件的外徑尺寸為 01102?? 。 由式 d ????? 0)??????????????? )275.0(p ??????????????????? 上各式中，沖頭制造偏差p?及d?按公差 取，其值都為 隙 C 可查表取值。 有 ? ??????????????? 2( ?????? 102( ??????反拉深 反拉深件按未注公差的極限偏差考慮，且因零件是標(biāo)注內(nèi)形尺寸，故拉深件的內(nèi)徑尺寸取為 。 由式 0)4.0(p ???????????????????? 4.9 d ?????? 0)???????????? 中 制造偏差p?和d?按 取 C 的值取 有 ?????????????5 選用模架、確定閉合高度 模架的選用 由凹模外形尺寸 360? ，選擇中間導(dǎo)柱模架（ 1990）在按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸如下 上模板 60400500 ?? 模板 75400500 ?? 柱 32050? 32055? 20 鋼 導(dǎo) 套 7016050 ?? 7016055 ?? 20 鋼 凸緣模柄 10070?? 模具閉合高度 350 305副模具沒(méi)有漏料問(wèn)題，故不必考慮漏料孔尺寸。 模具的閉合高度 所謂的模具的閉合高度 H 是指模具在最低工作位置時(shí)，上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。 模具的實(shí)際閉合高度，一般為： 沖頭進(jìn)入凹模深度下模板厚度凹模墊板厚度凹模厚度沖頭長(zhǎng)度墊板厚度上模板厚度模???????H ????? 副模具使用上墊板厚度為 8模固定板厚度為 8果沖頭（凸凹模）的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為 140模（落料凹模）設(shè)計(jì)為 130閉合高度為： 3 3 6 . 5 m m 1 . 5 )4 6???????模1600力機(jī)最大閉合高度為 450閉調(diào)節(jié)高度為 130因?yàn)槟＞叩拈]合高度絕對(duì)不能大于所選的壓力機(jī)，所以初選的 1250里我們采用 1600開(kāi)式壓力機(jī)。 故實(shí)際設(shè)計(jì)模具的閉合高度為 340H 壓 力機(jī)的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求。其關(guān)系式為 105m a x ???? ??????????? 中 壓力機(jī)的最大和最小裝模高度 H— 模具的閉合高度 所以有 10)130450(3405450 ????? 故閉合高度設(shè)計(jì)合理。 壓力中心 由于該零件落料、拉深均為軸對(duì)稱(chēng)形狀，故不必進(jìn)行壓力中心的計(jì)算。 6 模具的主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 落料凹模 落料凹模的內(nèi)外形尺寸和厚度在前面的計(jì)算中已算出，這里需要有三個(gè)的螺紋孔，以便與下模板固定，而且還需要有兩個(gè)與下模板同時(shí)加工的銷(xiāo)釘孔，在其內(nèi)圈設(shè)計(jì)了限位倒角，以限制壓邊圈的行程。在落料凹模上還有一個(gè)銷(xiāo)孔，用來(lái)安裝擋料銷(xiāo)。在圖中標(biāo)注尺寸精度、形位公差及粗糙度。落料凹模的零件圖如圖 示。 圖 料凹模 凸凹模 凸凹模的工作部分尺寸在前面的設(shè)計(jì)計(jì)算中已經(jīng)算 出，這里根據(jù)零件的加工深度設(shè)計(jì)出凸凹模的內(nèi)外形尺寸。在凸凹模上設(shè)計(jì)了四個(gè)螺紋孔，以便與上模板固定，而且同時(shí)配作兩個(gè)銷(xiāo)釘孔。在其內(nèi)部設(shè)計(jì)了限位倒角，以限制壓邊圈的行程，在上圓口設(shè)計(jì)了安裝反拉深凸模的沉槽。在圖中標(biāo)注尺寸精度、形位公差及粗糙度。凸凹模的零件圖如圖 示。 圖 凹模 反拉深凸模 反拉深凸模的工作部分尺寸在前面的設(shè)計(jì)計(jì)算中已經(jīng)算出，這里根據(jù)零件反拉深的拉伸深度設(shè)計(jì)出凸模的內(nèi)外形尺寸。在反拉深凸模上設(shè)計(jì)了三個(gè)推桿孔，以便安裝推桿