撥禾輪中軸小皮帶輪拉深設(shè)計(jì)1,撥禾輪,中軸,皮帶輪,設(shè)計(jì) 摘 要 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中,模具占有舉足輕重的地位,由模具生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有成本低,效率高,質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),因此模具在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 本論文介紹了拔禾輪中軸小皮帶輪零件沖壓模具的設(shè)計(jì)。文中首先簡(jiǎn)要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，接著對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了工藝分析和工藝方案的確定，并按照沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟，計(jì)算并設(shè)計(jì)了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、墊板、卸料板、始沖擋料銷、導(dǎo)正銷等。本論文中的模具模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì)中對(duì)工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。模具的沖孔和落料凸模用相同的固定板固定；沖孔凹模和落料凹模則采用整體式。導(dǎo)正銷單獨(dú)固定在凸模固定板內(nèi)，保證了工件上孔和外形的相對(duì)位置準(zhǔn)確，提高了加工精度。該結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。 關(guān)鍵詞：拔禾輪中軸小皮帶輪，復(fù)合模，沖孔，落料 目 錄 第一章 緒論 5 1.1引 言 5 1.2模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用 5 1.3全球模具發(fā)展概況 6 1.3.1各國(guó)產(chǎn)業(yè)形貌 6 1.3.2各國(guó)優(yōu)劣勢(shì)分析 7 1.4中國(guó)模具發(fā)展?fàn)顩r 8 1.5 課題研究的主要內(nèi)容和意義 9 第二章 沖壓的工藝方案設(shè)計(jì) 11 2.1 沖壓件的工藝性分析 11 2.1.1 材料的工藝性分析 11 2.1.2 沖裁工藝性 11 2.1.3 拉深工藝性 12 2.2 沖壓工藝方案的確定和分析 12 2.3 沖壓工藝方案的確定 13 2.4 計(jì)算毛坯尺寸 14 3.6 計(jì)算拉深次數(shù) 16 2.5 排樣方案的確定 18 2.6 搭邊的選取 18 2.7送料步距、條料寬度及板料間距計(jì)算 20 2.7.1 送料步距 20 2.7.2條料寬度及板料間距的計(jì)算 20 2.7.3 材料利用率計(jì)算 20 2.8本章小結(jié) 21 第三章 沖壓工藝的計(jì)算 22 3.1 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差 22 3.2 計(jì)算工藝力、初選壓力機(jī) 24 3.2.1 計(jì)算工藝力 24 3.2.2 初選壓力機(jī) 26 3.3 壓力中心的計(jì)算 26 3.4本章小結(jié) 27 第四章 落料拉伸沖孔模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 4.1 凸模和凹模連接固定方法設(shè)計(jì) 28 4.1.1 落料凹模外形結(jié)構(gòu)和固定方法設(shè)計(jì) 28 4.1.2 凸模的設(shè)計(jì) 28 4.2 卸料和壓邊方法設(shè)計(jì) 29 4.3位零件的設(shè)計(jì) 29 4.4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用 30 4.5模架及其零件的設(shè)計(jì) 31 4.6 本章小結(jié) 31 第五章 落料拉伸零部件設(shè)計(jì) 32 5.1 拉深凸模 32 5.2 落料凹模 32 5.3 凸凹模 34 5.4 模架 34 5.5 模柄 35 5.6 定位零件 35 5.6.1 擋料銷 35 5.6.2 導(dǎo)料銷 35 5.7 其他支撐與固定零件 36 5.7.1 凸模固定板 36 5.7.2 導(dǎo)向零件 36 5.7.3 墊板 36 5.7.4 緊固件 36 5.8章小結(jié) 37 第六章 確定沖壓設(shè)備 38 第七章 模具的裝配 39 7.1 復(fù)合模的裝配 39 7.2 凸、凹模間隙的調(diào)整 39 總 結(jié) 40 致 謝 41 參考文獻(xiàn) 42 第一章 緒論 1.1引 言 本文將對(duì)圓形拔禾輪中軸小皮帶輪沖壓工藝與復(fù)合模設(shè)計(jì)作一個(gè)系統(tǒng)、詳細(xì)的介紹與運(yùn)用。它將我們所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)聯(lián)系在了一起，培養(yǎng)了個(gè)人獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力，樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。鞏固、擴(kuò)充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握落料拉伸復(fù)合模的設(shè)計(jì)方法和步驟。更加熟練的掌握了我們所學(xué)的模具設(shè)計(jì)知識(shí)和其他機(jī)械方面的技能，如計(jì)算分析、CAD繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠提高自我分析、解決問(wèn)題的能力，對(duì)學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和運(yùn)用，對(duì)專業(yè)知識(shí)有個(gè)更進(jìn)一步的掌握和了解，提高自己的創(chuàng)新思維的能力，為我們進(jìn)入社會(huì)提供了良好的自身環(huán)節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的涉及面較廣，需要我們查閱各種相關(guān)的資料。整個(gè)圓形拔禾輪中軸小皮帶輪的設(shè)計(jì)是按照我個(gè)人對(duì)模具的理解和查閱相關(guān)資料的情況下完成的，設(shè)計(jì)內(nèi)容難免會(huì)有一些漏洞和錯(cuò)誤，希望各位老師及領(lǐng)導(dǎo)予以批評(píng)和指正。 1.2模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用 模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它以特殊的形狀通過(guò)一定的方式使原材料成型。例如，沖壓件和鍛件是通過(guò)沖壓和鍛造方式使金屬材料在模具內(nèi)發(fā)生塑性形變而獲得的；金屬壓鑄件、粉末冶金件以及塑料、陶瓷、彈簧、玻璃等非金屬制品，絕大多數(shù)也是用模具成型的。由于模具具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和低成本等特點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，特別是汽車、拖拉機(jī)、機(jī)械制造、家電等行業(yè)得到及其廣泛的利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件，在飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器等產(chǎn)品中占60%~80%；在電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等行業(yè)占到了80%以上；在自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品中占到了85%以上。據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，到2000年止，機(jī)械零件粗加工的75%和精加工的50%都是由模具來(lái)完成的。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品數(shù)量、品種、質(zhì)量及款式都有越來(lái)越高的要求。為了滿足人類的需要，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家都十分重視模具技術(shù)的發(fā)展，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。美國(guó)是世界上超級(jí)的經(jīng)濟(jì)大國(guó)，也是世界模具工業(yè)的領(lǐng)先國(guó)家。據(jù)1989年統(tǒng)計(jì)，美國(guó)模具行業(yè)有12554個(gè)企業(yè)，從業(yè)人員17。28萬(wàn)人，模具總產(chǎn)值達(dá)64.47億美元。日本模具工業(yè)是從1957年開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的，當(dāng)年模具中產(chǎn)值僅有106億日元，到了1991年總產(chǎn)值已超過(guò)了17900億日元，在34年中增長(zhǎng)了169倍，這也是日本經(jīng)濟(jì)能飛速發(fā)展，并在國(guó)際市場(chǎng)上占有一定優(yōu)勢(shì)的重要原因之一?，F(xiàn)在，日本的模具工業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了高度的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商品化。 現(xiàn)在，大家都意識(shí)到，研究和發(fā)展模具技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義。模具技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)家的高度重視和贊賞。模具也被譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”、“金屬加工業(yè)中的帝王”等。因此可以斷言，隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位將日益提高，模具技術(shù)也會(huì)不段的發(fā)展，并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 1.3全球模具發(fā)展概況 全球主要模具生產(chǎn)國(guó)包括亞洲地區(qū)的日本、韓國(guó)與中國(guó)，以及美洲地區(qū)的美國(guó)、歐洲地區(qū)的德國(guó)。 1.3.1各國(guó)產(chǎn)業(yè)形貌 在全球主要模具產(chǎn)銷國(guó)家當(dāng)中，中國(guó)模具企業(yè)及從業(yè)人數(shù)最多，近七成屬于國(guó)有企業(yè)，外資企業(yè)亦占多數(shù)，大型模具廠員工約600～700人，更有規(guī)模達(dá)上千人的公司，臺(tái)商投資的富士康集團(tuán)(Foxconn)員工人數(shù)將近6,000人最具代表性，中型模具廠則150～300人之間，小型模具廠也至少有50人左右，其他國(guó)家的模具業(yè)則多以中小型企業(yè)型態(tài)經(jīng)營(yíng)。 在產(chǎn)品類別上，2002年日本與中國(guó)偏重生產(chǎn)沖壓模及塑料模，兩者產(chǎn)值合計(jì)比重高達(dá)八成，南韓則以其他模具產(chǎn)值比重最大，占總產(chǎn)值四成七。 在應(yīng)用市場(chǎng)方面，日本、韓國(guó)、美國(guó)與德國(guó)以汽車模具為最大宗產(chǎn)品，而我國(guó)則以電子通訊產(chǎn)品用模具為主。 依照2002年各國(guó)出入差狀況來(lái)看，日本、南韓及德國(guó)的模具屬與出口大國(guó)，中國(guó)與美國(guó)的模具則因國(guó)內(nèi)需求市場(chǎng)大，本國(guó)廠商無(wú)法完整供應(yīng)，須借進(jìn)口模具以滿足下游市場(chǎng)的產(chǎn)品制造。由2002年各國(guó)主要進(jìn)出口國(guó)別分析，與地域分布有極大的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)出口地區(qū)多屬鄰近國(guó)家，而日本較特別的是出口地區(qū)以美國(guó)為主，但隨著中國(guó)近年各下由游產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展，已有漸漸轉(zhuǎn)向拓展中國(guó)市場(chǎng)的趨勢(shì)。 在各國(guó)工資方面，根據(jù)美國(guó)國(guó)貿(mào)局2002年所作模具產(chǎn)業(yè)白皮書的調(diào)查結(jié)果，以德國(guó)時(shí)薪最高，技術(shù)人員時(shí)薪水平為$12.13～$19.28，設(shè)計(jì)人員則為$16.91～$25.26，日本與美國(guó)則介于中中間，中國(guó)工資最低，技術(shù)人員年薪僅$732～$5,853，設(shè)計(jì)人員僅為$2,927～$5,853，若以最高年薪為基準(zhǔn)與德國(guó)比較，則僅能僱用德國(guó)技術(shù)人員約38天左右，由此可看出先進(jìn)國(guó)家與中國(guó)低廉的工資成本差距如此之大。 1.3.2各國(guó)優(yōu)劣勢(shì)分析 技術(shù)先進(jìn)國(guó)家如日本、美國(guó)、德國(guó)等，對(duì)于高精度與復(fù)合性模具開(kāi)發(fā)，不論在設(shè)計(jì)能力或制造技術(shù)上，均有領(lǐng)先的地位，同時(shí)也擁有訓(xùn)練精良的技術(shù)研發(fā)人才。其中，日本模具廠商在技術(shù)上較重視拋光與研磨加工制程，德國(guó)模具廠商則由提高機(jī)械加工與放電加工的精度與效率著手，以降低手工加工的時(shí)間。 在市場(chǎng)規(guī)模上，不論產(chǎn)值或國(guó)內(nèi)需求以日本衰退最為明顯。在運(yùn)營(yíng)成本上，常面臨高工資、高福利的問(wèn)題，因此下游產(chǎn)業(yè)或模具廠商逐漸將生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)移往鄰近的新興工業(yè)國(guó)或技術(shù)后進(jìn)國(guó)家，以降低勞工成本，增強(qiáng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，但是這樣的趨勢(shì)往往會(huì)造成技術(shù)無(wú)形中外流的疑慮，使得本身更須投入大筆研發(fā)費(fèi)用，以加速提升加工技術(shù)與高速機(jī)械性能，拉大彼此間的差異。 以韓國(guó)及中國(guó)來(lái)看，我國(guó)在技術(shù)上落后于日、美、德，但仍優(yōu)于南韓，同時(shí)在生產(chǎn)速度上也遙遙領(lǐng)先。韓國(guó)與中國(guó)最近幾年的市場(chǎng)生產(chǎn)與需求規(guī)模呈現(xiàn)成長(zhǎng)走勢(shì)，尤其中國(guó)模具業(yè)正在快速發(fā)展中，各國(guó)知名大廠進(jìn)駐生產(chǎn)設(shè)備，無(wú)形中提升模具開(kāi)發(fā)實(shí)力與設(shè)計(jì)能力。成本方面，中國(guó)特別是大陸與韓國(guó)因擁有相對(duì)低的人力成本優(yōu)勢(shì)，故對(duì)于模具售價(jià)上，往往采取低價(jià)行銷打入市場(chǎng)，也因此在全球景氣欠佳的局勢(shì)中，成功拓取市場(chǎng)買家的青睞，最明顯的例子就是出口值的漲勢(shì)。 整體而言，由于各國(guó)模具業(yè)者，多以中小企業(yè)型態(tài)經(jīng)營(yíng)，因此，在營(yíng)運(yùn)資金籌措上常遭遇困難，若無(wú)政府政策支持與稅務(wù)的優(yōu)惠措施，模具業(yè)者將形成單打獨(dú)斗與孤軍奮戰(zhàn)的狀況，更不論與國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。除了中國(guó)與韓國(guó)外，各國(guó)均面臨勞工成本高的壓力，因此唯有提高產(chǎn)品附加價(jià)值才能擺脫低成本的競(jìng)爭(zhēng)壓力。 1.4中國(guó)模具發(fā)展?fàn)顩r 目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。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%。 鑒于模具作為包括機(jī)床工具、汽車制造、食品包裝等在內(nèi)的機(jī)械行業(yè)中機(jī)械基礎(chǔ)件產(chǎn)業(yè)，以及電工電器、電子及信息行業(yè)的支持產(chǎn)業(yè)，在發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)力當(dāng)中，處于非常關(guān)鍵并服務(wù)全行業(yè)的地位，其發(fā)展對(duì)產(chǎn)業(yè)配套能力的提升和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)聚集優(yōu)勢(shì)的形成將起到重要作用。改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化。除了國(guó)有專業(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)，都得到了快速發(fā)展，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。目前，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá)2微米的精密多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá)160個(gè)，壽命1～2億次。在大型塑料模具方面，現(xiàn)在已能生產(chǎn)48英寸電視的塑殼模具、6.5Kｇ大容量洗衣機(jī)的塑料模具，以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。在汽車模具方面，現(xiàn)已能制造新轎車的部分覆蓋件模具。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達(dá)到了較高的水平，并可替代進(jìn)口模具。 在中國(guó)，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，認(rèn)識(shí)到模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。 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)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。目前，從事模具技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)和院校已達(dá)30余家，從事模具技術(shù)教育的培訓(xùn)的院校已超過(guò)50余家。其中，獲得國(guó)家重點(diǎn)資助建設(shè)的有華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海交通大學(xué)CAD國(guó)家工程研究中心、北京機(jī)電研究所精沖技術(shù)國(guó)家工程研究中心和鄭州工業(yè)大學(xué)橡塑模具國(guó)家工程研究中心等。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。根據(jù)“十一五”模具行業(yè)發(fā)展的任務(wù)與目標(biāo)，我國(guó)模具行業(yè)要努力解決發(fā)展中存在的諸如總量供不應(yīng)求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理、工藝裝備水平低、配套性不好、利用率低、技術(shù)人才嚴(yán)重不足、專業(yè)化程度低、高檔產(chǎn)品市場(chǎng)缺席。特別在大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國(guó)內(nèi)需求，因而需要大量從國(guó)外進(jìn)口等問(wèn)題，使我國(guó)模具行業(yè)向大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命和多功能方向發(fā)展，在良好的市場(chǎng)環(huán)境中穩(wěn)步前進(jìn)。 1.5 課題研究的主要內(nèi)容和意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是： （1）繪制產(chǎn)品零件圖，如下圖1.1； （2）完成產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)并繪制模具及模具零件的工程圖； （3）按規(guī)定格式和要求用Word打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份； 意義：畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)生活的休止符，它是對(duì)我們大學(xué)四年所思所學(xué)的一次全面檢驗(yàn)，能全面的展現(xiàn)我們的專業(yè)能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)不同以往的實(shí)習(xí)、考試，它要求我們?cè)谌嬲莆找酝鶎W(xué)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，并結(jié)合實(shí)際進(jìn)行創(chuàng)新。在此過(guò)程中要求的是以我們學(xué)生自己工作為主，老師為我們提供的指導(dǎo)為輔，這種學(xué)習(xí)模式給了我們很大的思考空間，從而能更好地鍛煉我們獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)能力。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的課題是圓形拔禾輪中軸小皮帶輪沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)，需要我應(yīng)用所學(xué)的AutoCAD軟件和Office軟件來(lái)完成。相信經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我能夠更加熟練的掌握并應(yīng)用繪圖軟件，同時(shí)也更加熟悉模具設(shè)計(jì)的整體流程。 大學(xué)即將結(jié)束，在我們走向工作崗位之前，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我的一次全面檢驗(yàn)，我會(huì)認(rèn)認(rèn)真真、盡心盡力的完成這份任務(wù)，給我的大學(xué)交上一份滿意的答卷，回報(bào)老師四年里對(duì)我的悉心教導(dǎo)。 材料 鋼板（B-1.5-GB708-65） 厚度1.5mm 圖1.1 圓形拔禾輪中軸小皮帶輪零件圖 第二章 沖壓的工藝方案設(shè)計(jì) 2.1 沖壓件的工藝性分析 2.1.1 材料的工藝性分析 在本次設(shè)計(jì)中，選用的拉深材料為鋼板（B-1.5-GB708-65）。選擇拉深材料時(shí)，首先應(yīng)滿足拉深件的使用要求。由于該拉深件為另一零件的蓋，不屬于易損工件，對(duì)材料的耐磨度要求不高，還應(yīng)滿足沖壓工藝對(duì)材料的要求，保證沖壓過(guò)程順利完成，即材料應(yīng)具有良好的塑性和表面質(zhì)量，以及板料厚度公差應(yīng)符合規(guī)定，鋼板（B-1.5-GB708-65）為一種優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，該結(jié)構(gòu)鋼已退火，而退火的目的消除鋼的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度提高塑性細(xì)化組織均勻化學(xué)成分，而且其抗剪和抗拉強(qiáng)度均不高（抗剪強(qiáng)度220～310 MPa，抗拉強(qiáng)度280～390 MPa）屈服強(qiáng)度亦不大（約為180 MPa）伸長(zhǎng)率約32％，所以綜合其所有的力學(xué)性能，08F具有良好的拉深性能，適合拉深。 拉深是把一定形狀的平板毛坯或空心件通過(guò)拉深模制成各種空心零件的工序。在沖壓生產(chǎn)中拉深是一種廣泛使用的工序，用拉深工序可得到的制件一般可分為三類： 1. 旋轉(zhuǎn)體零件：如搪瓷臉盆、鋁鍋等。 2. 方行零件：如飯盒、汽車油箱等。 3. 復(fù)雜形狀零件：如汽車覆蓋件等。 2.1.2 沖裁工藝性 沖壓件的工藝性說(shuō)的是沖壓件對(duì)沖壓工藝的適用性，也就是沖壓件的精度等級(jí)、結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的大小是否符合沖壓件的工藝性能的要求。好的工藝性應(yīng)該保證模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，材料的使用量比較少，工序的數(shù)目也不應(yīng)該高和操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單等等。而幾何精度和幾何形狀尺寸則是對(duì)沖壓件的工藝性影響最大的。沖壓的零件盡可能的對(duì)稱、簡(jiǎn)單，如果能采用圓則是最好不過(guò)的了，因?yàn)檎５男螤钭詈蟮氖Ａ弦彩潜容^少的，特別是圓，它的剩料更少，沖壓件的凹槽的寬度和凸起來(lái)的部分不能太小，目的就是避免凸模折斷，這樣做也能通過(guò)讓磨損量少一點(diǎn)來(lái)使沖壓件的使用壽命增加。沖孔的精度應(yīng)該比落料的精度高一級(jí)，沖壓件的精度一般情況下是IT13級(jí)左右。 沖壓件的尺寸形狀如圖1，它的沖裁工藝性如下： （1）結(jié)構(gòu)與尺寸：這個(gè)沖壓件外形幾乎都是圓，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 （2）精度：該零件尺寸除三個(gè)中心孔的距離尺寸接近IT13級(jí)之外，剩下的尺寸沒(méi)有沒(méi)有特殊的要求，所以通過(guò)普通的沖裁方法也能得到零件的質(zhì)量的要求。 （3）材料：這個(gè)零件用的是08F，450mpa是它的屈服強(qiáng)度，所以該零件有良好的塑性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 （4）生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)。 綜上所述，可以通過(guò)沖裁加工得到這個(gè)零件。 2.1.3 拉深工藝性 拉伸件的材料、精度、尺寸是影響拉伸件工藝性的最重要的因素。能一次拉伸成型、對(duì)稱而且簡(jiǎn)單是拉伸工藝性的要求。在保證零件質(zhì)量的情況下，才能拉伸，目的就是避免零件被破壞。拉伸件側(cè)壁應(yīng)該有一定的斜度，前提是在保證裝配要求情況下。拉伸件不能同時(shí)標(biāo)注外內(nèi)尺寸，應(yīng)該只標(biāo)注內(nèi)形尺寸或者只標(biāo)注外形尺寸。 工藝性能要求零件屈服強(qiáng)度比較小，要有好的塑性屈服強(qiáng)度比較值比較小，板平面方向性系數(shù)小，板厚方向系數(shù)r比較大。板平面方向性系數(shù)和板厚方向系數(shù)r說(shuō)明了材料的各項(xiàng)異性性能。如果想拉伸成型比較容易，就要保持板平面方向性能差異較小。 這個(gè)零件可看成圓筒形件帶凸緣，1mm的材料厚度，；該零件凸緣處圓角的半徑是1mm；拉深后厚度不變。08F易于拉深成形，所以該零件采用了08F。 綜上所述，這個(gè)零件的拉伸工藝性還是比較好的，所以可以通過(guò)拉伸工序進(jìn)行加工來(lái)加工零件。 所以，該零件的加工工藝性較好。 2.2 沖壓工藝方案的確定和分析 分析零件圓形拔禾輪中軸小皮帶輪的沖壓工藝，可知零件可分為落料，拉伸，沖孔，三個(gè)工序， 按照零件的工序可知零件沖壓工藝方案可分一下幾種： 方案一：采用單工序模具生產(chǎn)；先落料，再拉伸，再?zèng)_零件上的孔，共采用三套模具生產(chǎn)。 方案二：將落料拉伸復(fù)合沖壓 ，再?zèng)_孔，采用單工序模加復(fù)合模的方案生產(chǎn)。 方案三：采用級(jí)進(jìn)模具生產(chǎn)；所有工序在一套模具上完成。 2.3 沖壓工藝方案的確定 沖壓工藝方案的確定，可依據(jù)表2.1確定 表2.1 沖壓工藝方案 項(xiàng)目 單工序模 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 無(wú)導(dǎo)柱 有導(dǎo)柱 沖壓精度 低 較低 較高，相當(dāng)于IT10～I(xiàn)T13 高，相當(dāng)于IT8～I(xiàn)T11 制件平整程度 不平整 一般 不平整，有時(shí)要校平 因壓料較好，制件平整 制件最大尺寸和材料厚度 不受限制 300mm以下厚度達(dá)6mm 尺寸〈250mm厚度在0.1～6之間 尺寸〈300mm厚度常在0.05m～3mm 沖模制造的難度程度及價(jià)格 容易、價(jià)格低 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配采用先進(jìn)工藝后不難 簡(jiǎn)單形狀制件的級(jí)進(jìn)模比復(fù)合模具制造難度低，價(jià)格亦較低 形狀復(fù)雜的制件用復(fù)合模比級(jí)進(jìn)模制造難度低，相對(duì)價(jià)格低 生產(chǎn)率 低 較低 可用自動(dòng)送料出料裝置，效率較高 工序組合后效率高 使用高速?zèng)_床的可能性 只能單沖不能連沖 有自動(dòng)送料裝置可以連沖，但速度不能太高 使用于高速?zèng)_床高達(dá)400次/分以上 由于有彈性緩沖器，不宜用高速，不宜連沖 材料要求 可用邊角料 條料要求不嚴(yán)格 條料或卷料要求嚴(yán)格 除用條料外，小件可用邊角料，但生產(chǎn)率低 生產(chǎn)安全性 不安全 手在沖模過(guò)程區(qū)不安全 比較安全 手在沖模工作區(qū)不安全，要有安全裝置 沖模安裝調(diào)整與操作 調(diào)整麻煩操作不便 安裝、調(diào)整較容易、操作方便 安裝、調(diào)整較容易，操作簡(jiǎn)單 安裝、調(diào)整比級(jí)進(jìn)模更容易，操作簡(jiǎn)單 分析表2.1，采用：?jiǎn)喂ば蚰＞呓Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三道工序三副模具才能完成，且生產(chǎn)效率低難以滿足該工件大量生產(chǎn)的要求。復(fù)合模需兩副模具，生產(chǎn)率相對(duì)會(huì)高一點(diǎn)，盡管模具結(jié)構(gòu)較單工序模復(fù)雜，但由于零件的幾何零件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。雖然級(jí)進(jìn)模也需一副模具，且生產(chǎn)率較高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，送進(jìn)料不方便，加之工件尺寸偏大。通過(guò)分析對(duì)上述三種模具的比較，則采用方案二最佳，一下重點(diǎn)對(duì)落料拉伸模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.4 計(jì)算毛坯尺寸 根據(jù)前面的分析，第一次沖壓為落料拉伸復(fù)合模具，第一次成型的零件形狀，尺寸,如圖3.1所示： 圖 2.1 落料拉伸零件形狀 毛坯展開(kāi)尺寸按中心線計(jì)算如下：將整體分解成圖形2.2、2.3、2.4、2.5、2.6。 圖2.2 分解圖1 A1=4dh=4×148.5×4.78=2839.32 圖2.3 分解圖2 h = r（1-Cosа） =1.75×（1-Cos72o）=1.209 L = 3.14ra/180o = 3.14×1.75×72o/180o=2.198 A2=4dL+8rh=4×145×2.198+8×1.75×1.209=1291.766 圖2.4 分解圖3 =15.14 ==8172.27 圖2.5 分解圖4 h = r（1-Cosа） =1.75×（1-Cos18o）=0.183 L = 3.14ra/180o = 3.14×3.75×18o/180o=1.175 A4=4dL+8rh=4×121.49×1.175+8×3.75×0.183=576.49 圖2.6 分解圖5 A5=d2=121.492=14759.82 毛坯直徑 D = = 166.25 mm 根據(jù)以上計(jì)算可知零件毛坯現(xiàn)狀如圖2.7所示： 圖2.7 毛坯示意圖 3.6 計(jì)算拉深次數(shù) 拉深的變形程度中，必需保證使毛坯在變形過(guò)程中的應(yīng)力能充分利用材料塑性，也不超過(guò)材料的變形極限。即必須保證極限變形強(qiáng)度。拉伸后的零件形狀如圖2.8： 圖2.8 拉深后的形狀 我們可以通過(guò)理論計(jì)算的方法確定極限拉深系數(shù)。即在危險(xiǎn)斷面上的抗拉強(qiáng)度與在傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力相等，就可以求出最小拉深系數(shù)，即為極限拉深系數(shù)。在現(xiàn)實(shí)生活中，極限拉深系數(shù)值通常是在一定的拉深條件下用實(shí)驗(yàn)的方法得到的，通過(guò)查表來(lái)確定極限拉深系數(shù)。 零件的總拉深系數(shù)為 …………………………（1） 根據(jù) ………………………………… （3） 由 表2.2查得 m=0.53-0.55 表2.2圓筒形件帶壓邊圈的極限拉深系數(shù) 各次拉深 系數(shù) 毛坯相對(duì)厚度t/D×100 2～1.5 1.5～1.0 1.0～0.6 0.6～0.3 0.3～0.15 0.15～0.08 m1 m2 m3 m4 m5 0.48～0.50 0.73～0.75 0.76～0.78 0.78～0.80 0.80～0.82 0.50～0.53 0.75～0.76 0.78～0.79 0.80～0.81 0.82～0.84 0.53～0.55 0.76～0.78 0.79～0.80 0.81～0.82 0.84～0.85 0.55～0.58 0.78～0.79 0.80～0.81 0.82～0.8 0.85～0.86 0.58～0.60 0.79～0.80 0.81～0.82 0.83～0.85 0.86～0.87 0.60～0.63 0.80～0.82 0.82～0.84 0.85～0.86 0.87～0.88 注：1.表中拉深系數(shù)適用于08、10和15Mn等普通的拉深碳鋼及黃鋼H62。對(duì)拉深性能較差的材料，如20、25、Q215、Q235 2.3查得 表2.3拉深相對(duì)高度H/d與拉深次數(shù)的關(guān)系 相對(duì)高度 H/d 拉深次數(shù) 毛坯相對(duì)厚度(t/D)×100 2～1.5 1.5～1.0 1.0～0.6 0.6～0.3 0.3～0.15 0.15～0.06 1 0.94～0.77 0.84～0.65 0.77～0.57 0.62～0.65 0.52～0.45 0.46～0.38 2 1.88～1.54 1.60～1.32 1.36～1.1 1.13～0.94 0.96～0.83 0.9～0.7 3 3.5～2.7 2.8～2.2 2.3～1.8 1.9～1.5 1.6～1.3 1.3～1.1 4 5.6～4.3 4.3～3.5 3.6～2.9 2.9～2.4 2.4～2.0 2.0～1.5 5 8.9～6.6 6.6～5.1 5.2～4.1 4.1～3.3 3.3～2.7 2.7～2.0 注：本表適于08、10等軟鋼。 因?yàn)樽畲笙鄬?duì)高度0.77大于凸緣的相對(duì)高度0.073，且最小極限拉深系數(shù)0.53小于實(shí)際拉深系數(shù)0.893，進(jìn)而拉深可以一次拉深就完成。 2.5 排樣方案的確定 排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn)件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。 保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種： （一）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 （二）少?gòu)U料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （三）無(wú)廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。 采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。 綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料排樣。 2.6 搭邊的選取 排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。 搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： ① 材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 ② 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。 ③ 材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。 ④ 送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。 材料厚度 圓件及r>2t的圓角 矩形件邊長(zhǎng)L≤50mm 矩形件邊長(zhǎng)L>50mm或圓角r≤2t a a1 a a1 a a1 ≤0.25 0.25～0.5 0.5～0.8 0.8～1.2 1.2～1.6 1.6～2.0 2.0～2.5 2.5～3.0 3.0～3.5 3.5～4.0 4.0～5.0 5.0～12 1.8 1.2 1.0 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 0.6t 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.5 0.7t 2.2 1.8 1.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 2.5 2.0 1.8 1.5 1.8 2.5 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 2.8 2.2 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 3.0 2.5 2.0 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t 表2.4最小工藝搭邊值 注：表列搭邊值適用于低碳鋼，對(duì)于其它材料，應(yīng)將表中數(shù)值乘以下列系數(shù)： 中等硬度的鋼0.9 軟黃銅、紫銅1.2 硬鋼0.8 鋁1.3～1.4 硬黃銅1～1.1 非金屬1.5～2 硬鋁1～1.2 由表2.4 確定搭邊值 根據(jù)零件形狀兩式件間按圓形取工件間搭邊值a=1.0，側(cè)邊取搭邊值=1.2。 2.7送料步距、條料寬度及板料間距計(jì)算 2.7.1 送料步距 送料步距是指兩次沖裁間板料在送料方向移動(dòng)的距離，用S表示，其值等于沖裁件相應(yīng)部分寬度加上工件間搭邊值a，即 166.25+1.0=167.25 2.7.2條料寬度及板料間距的計(jì)算 條料寬度按下式： 其中為沖裁件寬度方向的最大尺寸； B-A=(166.25+2×1.2)0-0.5=168.65-0.5 根據(jù)以上計(jì)算可以畫出零件的排樣圖，如圖2.9所示： 圖2.9 排樣圖 2.7.3 材料利用率計(jì)算 根據(jù)一個(gè)部距的材料利用率計(jì)算： 式中 A—1個(gè)步距內(nèi)制件的實(shí)際面積； B—板料（條料）寬度； S—步距。 零件的材料利用率為79.24% 2.8本章小結(jié) 本章主要計(jì)算了零件毛坯尺寸，以及確認(rèn)零件的沖壓方案和排樣方式等，通過(guò)本章的設(shè)計(jì)對(duì)沖壓模具的設(shè)計(jì)過(guò)程以及設(shè)計(jì)方法有更深的理解。 第三章 沖壓工藝的計(jì)算 3.1 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差 凸模刃口部分的尺寸和凹模刃口部分的尺寸決定沖裁件的尺寸精度。凸、凹模刃口部分的尺寸來(lái)保證和實(shí)現(xiàn)沖裁間隙的合理。進(jìn)而我們要掌握正確的尺寸。在決定制造公差和模具刃口尺寸的時(shí)候，需要考慮以下3個(gè)原則： 1 凹模的磨損決定落料件的尺寸，凸模尺寸也決定沖裁件的尺寸。 2由于想到?jīng)_裁時(shí)凸、凹模的磨損，所以在設(shè)計(jì)凸、凹模刃口尺寸得時(shí)候，在基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后變大的時(shí)候，應(yīng)該為基準(zhǔn)件取較小的刃口公稱尺寸。在基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減少的時(shí)候，基準(zhǔn)件刃口公稱尺寸應(yīng)取較大的工件尺寸。只有這樣取基準(zhǔn)件的刃口尺寸這，在凸模磨損到一定程度的時(shí)候，機(jī)器還是能夠沖出合格的零件。 3當(dāng)確定模具刃口制造公差的時(shí)候，不僅要確保合理的間隙數(shù)值，還要確保工件的精度要求 。 用凹凸模具分別加工圓形拔禾輪中軸小皮帶輪，也就是按照凹模和凸模圖紙上標(biāo)注的公差和尺寸來(lái)沖裁零件，凹凸模具刃口公差和尺寸保證了沖裁的間隙，在這種情況下，就應(yīng)該計(jì)算出凹模和凸模的刃口公差和尺寸，這種沖裁的圓形拔禾輪中軸小皮帶輪的方法具有互換性。方便于大量生產(chǎn)，這種沖裁方法大部分用于規(guī)范形狀而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的沖裁件。 1 當(dāng)沖裁零件落料的時(shí)候，由于凹模刃口尺寸與落料件表面尺寸幾乎一致，所以要最先定下凹模刃口尺寸，也就是：以凹模刃口的尺寸為基準(zhǔn)，另一個(gè)原因：由于零件的尺寸會(huì)隨著凹模刃口由于磨損的增大而增大，但為了保證沖裁出合格的零件，應(yīng)該取落料件尺寸公差范圍內(nèi)的較小的數(shù)值來(lái)作為凹模的基本尺寸，這個(gè)值就是凹?；境叽缱钚『狭Φ拈g隙。 對(duì)于沒(méi)有標(biāo)注公差就按按IT14級(jí)來(lái)計(jì)算。 沖裁模刃口雙面間隙： 《沖壓工藝學(xué)》中表2-3 落料刃口尺寸計(jì)算 凸模制造公差可以選IT12級(jí)精度，落料尺寸為：， 校核間隙：｜｜+｜｜>條件，但相差不大，可作如下調(diào)整： = 則 式中因數(shù)由表2-13查得：，=0.4按IT12級(jí)選取。 2 在拉深的時(shí)候，拉深凹模和拉伸凸模的單邊間隙用來(lái)確定凸凹模制造公差，選取IT精度為12，在拉伸件中，選擇IT精度為14，對(duì)于拉深尺寸，，應(yīng)該選取IT12級(jí)精度，查公差表，確定，工件的內(nèi)部尺寸為 3.2 計(jì)算工藝力、初選壓力機(jī) 3.2.1 計(jì)算工藝力 （1）落料力 零件的展開(kāi)長(zhǎng)度和材料的厚度、性質(zhì)對(duì)落料力由很大的關(guān)系。 當(dāng)用平刃沖裁的時(shí)候，其落料力為： 式中 F—落料力（N） L—沖件的周邊長(zhǎng)度（mm） t—板料厚度（mm） —材料的抗拉強(qiáng)度（MPa） 因此，該零件的落料力為： （2）卸料力 通常情況下，沖裁件從板料切下后，會(huì)使零件卡在在凹模內(nèi)，沖裁剩下的材料則會(huì)卡在落料的凸模上面，而把材料從凸模上取下來(lái)的力就叫卸料力。零件形狀尺寸、材料厚度、模具間隙、材料的力學(xué)性能和潤(rùn)滑情況都是影響卸料力的因素。 計(jì)算上述力的公式為： 式中 F—沖裁力(N) —卸料力系數(shù)，它的大小可以查表得到，是0.05。 得 （3）推件力 推件力：將卡在凹模中的零件和沖裁力相反的方向頂出所需要的力。根據(jù)材料厚度 取凹模的高度h=3（mm），則，進(jìn)而推件力使： —推件力系數(shù)，通過(guò)查表能得到，是0.055。 （5）拉深力 拉深力會(huì)隨凸模行程的改變而變化，它的變化曲線下圖。 圖4-1 拉深力變化的曲線示意圖 拉伸力的計(jì)算公式： —凸模直徑（mm） —系數(shù)，查《冷沖壓模具課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-22可知K=0.33 —材料的抗拉強(qiáng)度（MPa） —材料厚度 因此 （6）壓邊力 如果壓邊力比較大會(huì)導(dǎo)致零件被拉裂，如果壓邊力比較小會(huì)導(dǎo)致零件的邊壁有褶皺，所以要采用合適的壓邊力是非常非常必要的的。 查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表4—26可知： D—毛坯直徑（mm） d—沖件的外徑（mm） q—單位壓邊力（M Pa） 這里q的值取3.0。 所以 = 3.2.2 初選壓力機(jī) 在沖壓工藝所需的變形力為前提的情況下，來(lái)確定壓力機(jī)噸位。 因?yàn)?，故總沖壓力 = = 所以應(yīng)該選擇的壓力機(jī)的公稱壓力 ，應(yīng)該取為1.4 公稱壓力是： 因此初選開(kāi)式壓力機(jī)800KN。 3.3 壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)，為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。對(duì)于級(jí)進(jìn)模以及輪廓形狀復(fù)雜或多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點(diǎn)即壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)與模柄的軸線重合，否則會(huì)影響模具及壓力機(jī)的精度和壽命。 由零件圖1.1可知沖壓件為對(duì)稱圓形，所以壓力中心為沖壓件的產(chǎn)品中心。 3.4本章小結(jié) 本章節(jié)主要介紹各方面的計(jì)算，包括各種力的計(jì)算和各個(gè)工作零部件的尺寸的計(jì)算。為下面的零部件的選用提供了數(shù)據(jù)上的依據(jù)。 第四章 落料拉伸沖孔模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 凸模和凹模連接固定方法設(shè)計(jì) 4.1.1 落料凹模外形結(jié)構(gòu)和固定方法設(shè)計(jì) 模設(shè)計(jì)有沖裁型孔均采用線切割機(jī)床加工。除圓形凸模外，各異型凸模設(shè)計(jì)成直通式外形，主要采用線切割加工。查閱相關(guān)文獻(xiàn)，可知凹模常用的材料有Cr12、9Mn2V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV等，硬度為HRC60~64。本模具采用的是Cr12。 凹模的形式有圓形和矩形兩種。而級(jí)進(jìn)模用的最多的是矩形凹模。如圖4.1所示是凹模洞口的幾種結(jié)構(gòu)形式： 圖4.1 b、c、d、e、f型在落料、沖孔、級(jí)進(jìn)模中都被廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代初期，線切割開(kāi)始用于模具加工，因而b型凹模被廣泛應(yīng)用于落料模、沖孔模和級(jí)進(jìn)模中，線切割后用酸腐蝕下面落料孔，也有加工好落料再線切割的，而c、d、e、f型應(yīng)用很少。本模具采用的是b型。（本段摘自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P47） 4.1.2 凸模的設(shè)計(jì) 1.凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)槁淞峡诪閳A形，采用線切割方法進(jìn)行加工，所以采用整體直通式凸模，與凸模固定板采用H7/m6配合，按凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格選取。 凸模強(qiáng)度校核：該凸模不屬于細(xì)長(zhǎng)桿，強(qiáng)度足夠。 3.凸模材料的選用 模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力，因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀復(fù)雜且壽命要求較高的凸模選用Cr12、Cr12MoV等制造。 該凸模材料應(yīng)選Cr12MoV，熱處理58～62HRC。 4.2 卸料和壓邊方法設(shè)計(jì) 零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，常用的卸料方式有：剛性卸料、彈壓卸料板。本設(shè)計(jì)采用彈壓卸料裝置，采用彈壓卸料裝置有一定的裝配要求：在模具開(kāi)啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具工作零件刃口0.3mm～0.5mm,以便順利卸料。 本模具的卸料板僅有卸料作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，取?315mm，卸料板的厚度為20mm。卸料板采用45鋼制造，熱處理淬火硬度43～48HRC。 卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為16mm,螺紋部分為M12×18mm,卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運(yùn)動(dòng)。同時(shí)卸料板在落料是起壓邊作用 4.3位零件的設(shè)計(jì) 沖模的定位裝置零件是用來(lái)保證材料的進(jìn)料正確及在沖模中保持位置的正確性。定位零件的種類很多，主要有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、擋料銷、側(cè)刃、導(dǎo)正銷和定位板等。 由沖壓工藝分析可知，該模具的定位零件是采用的是固定擋料銷送進(jìn)定距和固定導(dǎo)料銷送進(jìn)定位如簡(jiǎn)圖4.2 圖4.2料銷和導(dǎo)料銷位置 4.4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)、尺寸一般都是直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取，在選用時(shí)導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最底工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于(10～15)mm。在最高工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與導(dǎo)套的下端面的距離不小于(10～20)mm，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度由表4.1查出選擇II級(jí)。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T2851.1—1990知模架的閉合高度Hmin=245mm，Hmax=320mm。 導(dǎo)柱d/mm×L/mm為40mm×160mm，45mm×160mm 導(dǎo)套d/mm×L/mm×H/mm為40mm×140mm×58mm，45mm×140mm×58mm 表4.1導(dǎo)套配合間隙 配合形式 導(dǎo)柱直徑 模架精度等級(jí) 配合后的過(guò)盈量 I級(jí) II級(jí) 配合間隙值 滑動(dòng)配合 ≤18 ≤0.010 ≤0.015 ＞18～30 ≤0.011 ≤0.017 ＞30～50 ≤0.014 ≤0.021 ＞50～80 ≤0.016 ≤0.025 滾動(dòng)配合 ＞18～35 0.01～0.02 4.5模架及其零件的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)套式模架，是由上、下模座和導(dǎo)向零件組成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受沖壓過(guò)程的全部載荷。模具上模座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺(tái)固定。上、下模間的精確位置，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向來(lái)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)選用中間導(dǎo)柱模架如圖4.3，中間導(dǎo)柱模架。 圖4.3 中間導(dǎo)柱模架 4.6 本章小結(jié) 本章主要是綜合前面的分析對(duì)模具進(jìn)行一個(gè)總體的設(shè)計(jì)，主要是對(duì)模具的卸料，導(dǎo)向以及固定方式的設(shè)計(jì)。 第五章 落料拉伸零部件設(shè)計(jì) 5.1 拉深凸模 將拉伸凸模設(shè)計(jì)成階梯型結(jié)構(gòu)，這樣就方便固定板和凸模的加工。拉伸凸模可以通過(guò)銷釘固定在固定板上。通過(guò)安裝固定要求、卸料裝置和刃口尺寸來(lái)確定凸模的尺寸。選擇T8A作為凸模的材料，淬硬在工作部分。 將錐度作為凸模的工作深度，目的就是讓零件不會(huì)輕易在拉伸后脫落。通過(guò)在凸模上設(shè)計(jì)孔可以避免由于凸模專家發(fā)生真空現(xiàn)象和拉伸件被凹模壓縮空氣壓癟從而僅僅固定在凸模上面的現(xiàn)象的發(fā)生。 自由長(zhǎng)度：L=凸模工作高度+固定板厚度 拉伸凸模如圖5-1所示： 圖5-1 拉伸凸模 5.2 落料凹模 可以通過(guò)銷釘、螺釘和采用圓盤結(jié)構(gòu)將落料凹模和下模座固定。將直刃壁結(jié)構(gòu)作為凹模刃口的結(jié)構(gòu)，主要原因是由于要保證零件的質(zhì)量，還要考慮凹模的磨損，最主要的原因是生產(chǎn)的量很大，刃壁的高度。凹模輪廓尺寸計(jì)算如下： 凹模厚度 ，由于凹模內(nèi)需設(shè)置壓邊圈所以取凹模厚度50MM 凹模壁厚 ,取凹模壁厚75MM 凹模直徑是： L= 可以通過(guò)凹模輪廓尺寸來(lái)選取凹模板，其尺寸。 選用作為凹模的材料，淬硬。 凹模形狀如圖5-2所示： 圖5-2 凹模 5.3 凸凹模 拉深凹模與落料凸模的結(jié)合成為凹凸模。凹凸模的安裝部分為長(zhǎng)圓形，這樣設(shè)計(jì)的目的就是方便凹模固定板和凹凸模的配合。凸用Cr12作為凹凸模的材料。 圖6-3 凸凹模 5.4 模架 用后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)柱模架作為本次設(shè)計(jì)的模架，這種模架導(dǎo)向準(zhǔn)確牢靠，滑動(dòng)平穩(wěn)，可以讓模具的刃磨壽命得以提高，也能夠保證均勻的沖裁間隙。 5.5 模柄 圖6-4 模柄 將上模固定在壓力機(jī)滑塊上，而且要讓滑塊的壓力中心和模具中心重合稱為模柄。根據(jù)上模結(jié)構(gòu)、模具大小和精度等級(jí)等等來(lái)確定模柄的類型，模柄的尺寸規(guī)格則是通過(guò)模柄尺寸來(lái)確定。一般情況下，模柄孔的直徑和模柄的直徑是相等的，模柄孔的深度應(yīng)該比模柄大5-10mm，從總體考慮，本次設(shè)計(jì)選用凸緣式模柄，上模座窩孔與模柄的凸緣以配合。其結(jié)構(gòu)形式如圖6-4。 5.6 定位零件 5.6.1 擋料銷 擋料銷的作用是擋住條料搭邊或沖件輪廓以限定條料送進(jìn)的距離。這次設(shè)計(jì)采用圓柱頭擋料銷，因?yàn)樗菀字圃於医Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。淬火硬度為選45號(hào)作為擋料銷的材料， 5.6.2 導(dǎo)料銷 保證條料沿正確的方向送進(jìn)稱為導(dǎo)料銷。導(dǎo)料銷在條料的同一側(cè)，設(shè)置兩個(gè)。凹模與導(dǎo)料銷過(guò)渡配合，配合面的要求為。選T8鋼為導(dǎo)料銷的材料，淬火的硬度取。 5.7 其他支撐與固定零件 5.7.1 凸模固定板 凸模只有借助于凸模固定板才能安裝在上模座上,其他尺寸比凹模對(duì)應(yīng)尺寸小點(diǎn)或相同,以減小沖模形成的危險(xiǎn)區(qū)的面積,凸模裝入凸模固定板的部位與固定板的呈過(guò)渡配合因此 因?yàn)榘寄Ｓ屑雍裨O(shè)計(jì)所以取固定板厚度為mm 下表面和上表面加工成，其余為。將45鋼作為凸模固定板的材料。 5.7.2 導(dǎo)向零件 導(dǎo)向工件公差要求高、生產(chǎn)批量大，為了讓模具有良好的壽命和精度，所以用導(dǎo)向零件給下模、上模進(jìn)行導(dǎo)向。經(jīng)常用到的導(dǎo)向零件為導(dǎo)板、導(dǎo)套與導(dǎo)柱，在這次設(shè)計(jì)中選用導(dǎo)套與導(dǎo)柱，它的配合精度是，淬火的硬度是，選擇20號(hào)鋼作為導(dǎo)向零件的材料。 5.7.3 墊板 分散于直接承受凸模傳來(lái)的壓力就是墊板的作用，固定板的尺寸與形狀和墊板一樣，墊板的厚度。選擇20鋼作為墊板的材料。 5.7.4 緊固件 銷釘和螺釘是模具中經(jīng)常經(jīng)常用到的緊固件。為了增強(qiáng)強(qiáng)度，增大同一塊板螺釘孔和銷釘孔的距離。 固定零部件是螺釘?shù)淖饔?，?nèi)六角螺釘是模具中使用最廣泛的螺釘。選擇螺釘?shù)囊?guī)格：，則螺釘?shù)男D(zhuǎn)深度應(yīng)該是，最小的窩深度應(yīng)該是,螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如下圖。 圖6-4螺釘 定位是銷釘?shù)淖饔?，一般情況下選擇圓柱銷. 5.8章小結(jié) 本章節(jié)主要介紹了本模具的具體零部件設(shè)計(jì)與選用，包括對(duì)模架和壓力機(jī)的選擇。這是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分。 第六章 確定沖壓設(shè)備 從沖壓力、模具的尺寸和沖壓件的尺寸來(lái)確定沖壓設(shè)備的規(guī)格。 1、 。 2、要保證能從模具中取出沖壓的零件，所以壓力機(jī)應(yīng)該具有足夠的行程。 3、壓力機(jī)裝模的高度應(yīng)該和沖模閉合的高度適合. 4、滑塊的張開(kāi)高度適中。 5、模具的下模座尺寸應(yīng)該小于壓力機(jī)工作臺(tái)的尺寸。 從以上的描述中，選擇開(kāi)式壓力機(jī)800KN。 其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力/KN 500 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 90 滑塊中心到床身的距離/mm 290 工作臺(tái)尺寸/mm 前后 540 左右 800 工作臺(tái)孔尺寸/mm 前后 230 直徑 360 立柱間距離/mm 380 模柄孔尺寸（直徑/mm深度/mm） 80 工作臺(tái)厚度/mm 80 第七章 模具的裝配 7.1 復(fù)合模的裝配 1裝配模架。 2裝配凸