無凸緣圓筒形件的落料拉深復(fù)合模具設(shè)計緒論畢業(yè)設(shè)計是為了模具設(shè)計與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要環(huán)節(jié)。目的就是為了運用我們所學(xué)課程的理 論和生產(chǎn)實際知識，進行一次模具設(shè)計的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨立工 作的能力。沖壓模具設(shè)計通過收集資料、工藝分析、工藝計算、確定沖模的結(jié)構(gòu) 設(shè)計，各個零部件的設(shè)計、繪制模具總裝配圖、零件圖，最后完善和書寫設(shè)計說 明書，終于完成整個的設(shè)計過程。目前，我國沖壓技術(shù)與先進工業(yè)發(fā)達國家相比還有一定差距，主要原因是我 國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等 方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距。導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、 生產(chǎn)周期等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工作為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng) 域內(nèi)重要的生產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由 于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來越高，更新?lián)Q代的速度越來越快， 沖壓產(chǎn)品正朝著復(fù)雜化、多樣化、高性能、高質(zhì)量方向發(fā)展，模具也正朝著復(fù)雜 化、高效率、長壽命方向發(fā)展。一、沖壓成形理論及沖壓工藝加強沖壓變形基礎(chǔ)理論的研究，以提供更加準確、實用、方便的計算方法， 正確地確定沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀和尺寸，解決沖壓變形中出 現(xiàn)的各種實際問題，進一步提高沖壓件的質(zhì)量。研究和推廣采用新工藝，如精沖工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝、 超塑性成形工藝以及其他高效經(jīng)濟的成形工藝等，進一步提高沖壓技術(shù)水平。二、模具先進制造工藝及設(shè)備模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動 化技術(shù)等先進技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合，形成先進制造技 術(shù)。模具先進制造技術(shù)主要體現(xiàn)如下方面：1. 高速銑削加工 普通銑削加工采用低的進給速度和大的切削參數(shù)，而高速 銑削加工則采用高的進給速度和小的切削參數(shù)。高速銑削加工相對于普通銑削加 工具有高效、高精度、高的表面質(zhì)量、可加工高硬材料等特點。由此可見，高速 銑削加工是模具制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。2. 電火花銑削加工 電火花銑削加工是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展，這是一 種替代傳統(tǒng)用成形電極加工模具型腔的新技術(shù)。像數(shù)控銑削加工一樣，電火花銑 削加工采用高速旋轉(zhuǎn)的桿狀電極對工件進行二維或三維輪廓加工，無需制造復(fù)雜、 昂貴的成形電極。3. 慢走絲線切割技術(shù) 目前，數(shù)控慢走絲線切割技術(shù)發(fā)展水平已相當高，功 能相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度。其加工工藝水平也令人稱2道，最大切割速度已達到300伽/min,加工精度可達到土 1.5um,加工表面粗糙度 R 0.1 0.2um。a4. 精密磨削以拋光技術(shù) 精密磨削以拋光加工由于精度高、表面質(zhì)量好、表 面粗糙度值小等特點，在精密模具加工中廣泛應(yīng)用。目前，精密模具制造已開始 使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光機等 先進設(shè)備和技術(shù)。5. 數(shù)控測量 伴隨模具制造技術(shù)的進步，模具加工過程的檢測手段也取得了 很大進展。三坐標測量機已在模具加工中使用，現(xiàn)代三坐標測量機除了能高精度 地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外，其良好的溫度補償裝置、可靠的抗震保護能力、嚴密 的防塵措施以及簡便的操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。三、模具CAD/CA技術(shù) 計算機技術(shù)、機械設(shè)計與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機結(jié)合，形成了計算機輔 助設(shè)計有計算機輔助制造（CAD/CA M技術(shù)。CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，它以計算機軟件的形式為用戶 提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計算機對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成 形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設(shè)計和優(yōu)化。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設(shè)計及制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為人們的共識。1工藝設(shè)計1.1工藝分析該工件為無凸緣圓筒形工件，要求內(nèi)形尺寸，形狀簡單對稱，對零件的厚度 變化也沒有要求。圓筒形件的毛坯為圓形板料，可以通過落料獲得。工件的形狀 滿足拉深的工藝要求，可用落料獲得的圓形板料進行拉深，拉深成為內(nèi)徑為0.7:J 72.7 0伽、內(nèi)圓角r為8伽的無凸緣圓筒，工件總高度尺寸 29.5伽可在最后 進行一道修邊工序達到要求。2工件底部圓角半徑r=8伽，大于拉深凸模圓角半徑r凸=46伽（見表4-3，首次拉深凹模的圓角半徑 r凹=6 t =6mm，而r凸=（0.61） r凹=46 mm，r >r 凸，H0 7滿足首次拉深對圓角半徑的要求。尺寸 門72.7m,按公差表查的為IT14級， 滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊蟆?3綜上所述，該工件的精度及結(jié)構(gòu)尺寸都能滿足沖壓工藝要求，工件的拉深工 藝性較好。該工件在滿足沖壓工藝性要求的前提下，采用的沖壓基本工序是落料、 拉深。1.2 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個基本工序，根據(jù)分析，沖壓該工件可以有以下三 種方案：方案一：先落料，后拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料一拉深復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：拉深級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進操作不方便。通過對上述方案 的分析比較，該件若能一次拉深，則其沖壓采用方案二為佳。 12 模具的設(shè)計要點在設(shè)計模具時，由于拉深工藝的特殊要求，除了應(yīng)考慮到與其他模具一樣的 設(shè)計方法與步驟外，還需要考慮到如下特點：1）拉深圓筒形件時，應(yīng)考慮到料厚、材料、模具圓角半徑r 凹 、r 凸 等情況，根據(jù)合理的拉深系數(shù)確定拉深工序。拉深工藝的計算要求有較高的準確性，從而 拉深凸模長度的確定必須滿足工件拉深高度的要求，且在拉深凸模上必須有一定 尺寸要求的通氣孔。2）要分析成形件的形狀，尺寸有沒有超過加工極限的部分。 拉深凸模長度比較長時，選用凸模材料必須考慮熱處理時的彎曲變形，同時需注 意凸模在固定板上的定位，緊固的可靠性。3）設(shè)計落料拉深復(fù)合模時，由于落料凹模的磨損比拉深凸模的磨損要來的快，所以落料凹模上應(yīng)預(yù)先加大磨損余量。普通落料凹模應(yīng)高出拉深凸模約26mm。4 ）因回彈、扭曲、局部變形等的缺陷所產(chǎn)生的彈性變形難于保證零件形狀的 精度，此時應(yīng)采取相應(yīng)的改進措施。5）對于形狀復(fù)雜的零件，很難計算出準確的毛坯形狀和尺寸。因此，在設(shè)計 模具時，往往先做拉深模，經(jīng)試壓確定合適的毛坯形狀和尺寸再制作落料模，并 在拉深模上定形的毛坯安裝定位裝置，同時要預(yù)先考慮到使后面工序定位穩(wěn)定的 措施。3主要工藝參數(shù)的設(shè)計計算3.1毛坯尺寸計算按中性層計算尺寸，h= (295-0.5)伽=29= (72.7 + 0.35 + 1)伽=74mm。工件的相對高度h/d= 29 mm/ 740.4。根據(jù)相對高度從表 4-3中查的修邊余量Ah= 2 mm。查得無凸緣圓筒形件拉深工件的毛坯尺寸計算公式為：I nQD= d 4dH -1.72rd -0.56r將 d =74 m, H= h + Ah =(29 + 2)31 m,r = (8 + 0.5)8.5 m代入上式，即得毛坯的直徑為：D= . 742 4 74 31 -1.72 8.5 74 -0.56 8.52116 m3.2判斷拉深次數(shù)2工件總的拉深因數(shù)m總= d/D= 74 m/1160.64 m。毛坯的相對厚度t/D= 1 m/ 116 m= 0.0086。用式(4-33)判斷拉深是否需要壓邊。因0.045 ( 1-m) = 0.045 X (1-0.64 ) =0.0162，而 t/D= 0.0086 V0.045 (1 m)= 0.0162，采用壓邊圈并加以合 理的壓邊力對拉深有利，可以減小 m故需加壓邊圈。由相對厚度可以從表4-2中查得首次拉深的極限拉深因數(shù)m 1 = 0.54。因m總m 1，故工件只需一次拉深。3.3排樣及相關(guān)計算采用有廢料直排的排樣方式，查板材標準，宜選 750 X 1000 m的鋼材，每張 鋼板可剪裁為6張條料(125mrX 1000mm)，每張條料可沖8個工件，故每張鋼板 的材料利用率為67.6%。331排樣的計算1 沖裁件面積的計算A= n X D2/4= 3.14 X 1162 /4= 10562.96 m 22 條料寬度查得無側(cè)壓裝置時條料的寬度計算公式為：B= D+ 2a+ C0.5 mm；查表2.5.21的最小搭邊值a= 0.8 m，a 1 = 1 m；條料與導(dǎo)料板間隙C min =B= 116+ 2X 0.8 + 0.5 = 118.1 m3步距S=D+a 1 = 116+ 1 = 117 m14一個步進距的材料利用率考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，一張板料上總的材料利用率總為:式中,A = 10562.96 m 2, n = 1, B = 118.1 m, S = 117 mm代入式中：1X056296=76%118仆1173.3.2沖壓力的計算1落料力的計算落料力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是選用壓力機和設(shè)計模具的 重要依據(jù)之一.查公式2.6.1,確定落料力的計算公式為：F= KLt £b1式中，k系數(shù)，是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口的 磨損，板料的力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取k1.3。b 材料抗剪強度；查表1.3.6,取b = 300MP a。L沖裁周邊長度；L= n D= 3.14 X421.27 = 1322.79 m，料厚 t = 1 m。 所以，落料力為：F落料=1.3 X 364.24 X 1 X 300= 142053.6N2 壓邊力的計算由表4-15確定壓邊力的計算公式為：2 2 /Fy = n D (d + 2 r 凹)p / 4式中，r 凹=r 凸=8116= 74 mm,由表 4-16 查得 p= 2.7 MPa。把各已知數(shù)據(jù)代入上式，壓邊力為：Fy =空口作2 一(74 2 8)2 m 2 X 2.7MPa= 11350N43 拉深力的計算用式4-35計算拉深力：F= n dt(T b k拉深系數(shù)m= 0.64，可查表4-18得：K = 0.75 , 08鋼的強度極限c b= 440 MPa將= 0.75 , d = 74 m, t = 1 m, c b = 440 MPa代入上式，即：F=( 0.75 X 3.14 X 74X 1 X 440) N= 76700N4 沖壓工藝總力F總=F落料+ F y + F=142053.6N + 11350N+ 76700N=230103.6N3.4模具工作部分尺寸的計算3.4.1拉深模的間隙拉深模的凸、凹模之間間隙對拉深力、零件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間 隙小，拉深力大、模具磨損大，過小的間隙會使零件嚴重變薄甚至拉裂；但間隙 小，沖件回彈小，精度高。間隙過大，坯料容易起皺，沖件錐度大，精度差。因 此，生產(chǎn)者中應(yīng)根據(jù)板料厚度及公差、拉深過程板料的增厚情況、拉深次數(shù)、零 件的形狀及精度要求等到，正確確定拉深模間隙。由表4-12查的拉深模的半邊間隙為：Z/2=1.1t=1.1mm2則拉深模的間隙 Z=2X 1.1 mm =2.2mm3.4.2拉深模的圓角半徑凹模的圓角半徑r凹按表4 13選取r凹二8t二8mm凹模的圓角半徑r凸等于 工件的內(nèi)圓角半徑，即=r=8 mm343凸、凹模工作部分的尺寸和公差1落料凸、凹模工作部分的尺寸和公差根據(jù)設(shè)計原則，落料時以凹模為設(shè)計基準。首先確定凹模尺寸，凹模的基本 尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得 到凸模尺寸。1確定落料凹模的尺寸:查表2.3.3、T =0.025 mm；由式242D A =(D max X I )得Z max=0.18 mmZ min =0.12 mm 116 mm為IT 14 級，取 x=0.5 ;D A =( 116-0.5 X 0.87 ) 00.035確定落料凸模的尺寸：D T =(D'/A 1 0查表2.4.1得,、A =0.035 mm0.035mm= 115.57 0mmA Z min )T 1由式2.4.100.025 mm= 115.45 爲 mm1max J minD T =( 11.57 0.100)校核：II +1 r IWZ maxZ0.035 mm+ 0.025 mm< 0.18 mm 0.12 mm0.06 mm = 0.06 mm (滿足間隙公差要求)2拉深凸、凹模工作部分的尺寸和公差由于工件要求內(nèi)形尺寸，則以凸模為設(shè)計基準。凸模尺寸的計算見式4-26 :D T =(d min + 0.4 ： ): 2將模具公差按IT10級選取，則= 0.12 mm。把d min = 72.7 mm,厶二0.7 mm,= 0.12 mm代入上式，則凸模尺寸為:D T =( 72.7 + 0.4 X 0.7 ) °0.12 mm= 72.98 °0.12 mm間隙取在凹模上，則凹模的尺寸按式(4-27)計算，即：D A =(d min + °.4 心 + Z)許把d min = 72.7 mm,丄=0.7 mm，A = 0.12 mm代入上式，則凹模尺寸為:D A =( 72.7 + 0.4 X 0.7 + 2.2 ) 00.12mm= 75.18 00.12mm3.5凸模通氣孔的設(shè)計當拉深后的沖件從凸模上脫下來，由于受空氣的壓力而緊緊包在凸模上，致使不易脫下。對于材料厚度較薄的拉深件，甚至?xí)沽慵T。因此，通常需要在凸模上留有通氣孔，通氣孔的開口高度h i應(yīng)大于沖件的高度H, 般取h i = H+ （5 10）。,通氣孔的直徑不宜過小，否則容易被潤滑劑堵塞氣孔或因通氣量不夠而使氣 孔不起作用。圓形凸模通氣孔尺寸由表5-16選用直徑為6.5伽。通氣孔的開口高度h ! = 31+ 10= 41伽圖3.5.1通氣孔的結(jié)構(gòu)示意圖4 模具的總體設(shè)計4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為落料 -拉深復(fù)合模。4.2 定位方式的選擇擋料裝置的作用是保證毛壞送進時有準確的定位，保證拉深件輪廓的完整。 當送進材料與擋料裝置的定位面接觸時，即停止送進。因為該模具使用的是條料， 所以導(dǎo)料采用導(dǎo)料板（本副模具固定卸料板與導(dǎo)料板一體） ，送進步距控制采用擋 料銷，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。4.3 卸料、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。4.4 導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。5 主要零部件設(shè)計5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計它是直接完成工作要求的一定變形或造成材料分離的零件。本設(shè)計由于工件 形狀簡單對稱，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、落料凹模和凸 凹模的結(jié)構(gòu)如圖所示。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。拉深凸模，其長度 L 可按下式計算：L = H 固 +H 凹一H 低=2065 mm 382 mm式中：H固一凸模固定板的厚度，取H固二20 m；H凹一落料凹模的厚度，取H凹二65 m；H低一裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板料厚度大小，決定H低二3 m材料：T10A 熱處理：5660HRC圖5.1.1拉深凸模材料：GrWMn熱處理：工作部分局部淬火，硬度6064HRC材料：GrWMn熱處理：5864HRC圖5.1.3 凸、凹模凸、凹模因為型孔較多，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火(硬 度5862HRC)外，材料也用淬火變形小的 CrWMn模具鋼。5.2定位零件的設(shè)計它是用以確定加工材料和毛坯正確位置的零件。5.2.1擋料銷的設(shè)計8直徑D= 12 mm,d= 6mm,高度h= 2 mm的A型固定擋料銷擋料銷 A12X6X2 GB 2866.11815.2.2壓邊圈的設(shè)計為防止毛坯凸緣在拉深過程中起皺，通常使用的拉深模應(yīng)帶有壓邊裝置。該 設(shè)計計算得到t/D= 0.0086 V 0.045 (1 m)= 0.0162，必須采用壓邊裝置。 5.2.2.1壓邊裝置的類型壓邊裝置一般采用壓邊圈5.2.2.2壓邊圈結(jié)構(gòu)形式 壓邊圈的形式根據(jù)拉深次數(shù)，凹模結(jié)構(gòu)形式，材料厚度的 不同而不同，首次拉深一般采用平面壓邊裝置。5.2.2.3壓邊圈尺寸及技術(shù)要求壓邊圈主要是壓邊防皺，與凸模的間隙不能大。根據(jù)材料厚度不同，般壓邊 圈與凸模的單邊間隙在 0.20.5伽范圍內(nèi)。工件料厚1伽，間隙取小值0.2 伽。壓邊圈的外形尺寸與內(nèi)形輪廓尺寸之間的關(guān)系可采用H10/ c10間隙配合。壓邊圈的工作表面不允許開螺孔，應(yīng)具有足夠的剛度。在工作過程中能平穩(wěn) 的移動。壓邊圈與毛坯接觸的一面，要保證毛坯順利流入筒壁。除進行車、銑之 外，還要在熱處理后進行磨削加工。應(yīng)保證粗糙度達到Ra0.8um。其余工作表面達 到Ra 06.33.2um即可。首次拉深壓邊圈的內(nèi)孔Dy，比凸模直徑D t大千分之一，即DY =1.001 D T將D T =72.98伽代入上式中，可得：DY =1.001 X 72.98=73.05 mm壓邊圈的厚度H壓取20 m。得到壓邊圈的結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖5.2.2.1壓邊圈的結(jié)構(gòu)形式5.3卸料、推料及壓料零件的設(shè)計它用于夾持毛坯或在沖壓完成后進行推料及卸料的零件。在某些情況下，也 能起到限位、校整和幫助提高沖件精度的作用。5.3.1導(dǎo)料板（固定卸料板）的設(shè)計長度 L = 160m，寬度40 mm，厚度H= 16m導(dǎo)料板 160 X 40X 16 JB/T 7648.5 材料：45熱處理：調(diào)質(zhì)2832HRC532頂桿的設(shè)計直徑d= 16 mm,長度L= 125mm的頂桿頂桿 16 X 125 GB 2867.3 81材料：45 GB 699 88熱處理硬度：HRC 4348為了將工件順利的頂出凸模，需設(shè)計 34根頂桿，至少2根。該副模具設(shè)計4根，以保證工件順利頂出。5.3.3打桿的設(shè)計直徑10 m,長度L= 160m的A型打桿打桿 A 10X 160 GB 2967.1 81材料：45 GB 699 88熱處理硬度：HRC 43485.3.4推件塊的設(shè)計圖5.3.4.1推件塊的結(jié)構(gòu)示意圖5.4導(dǎo)向零件的設(shè)計它是作為上模在工作時的運動方向，保證模具上、下部分正確的相對位置的 零件。為防止裝模時，上模誤轉(zhuǎn)180°裝配，將模架中兩對導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細不等;導(dǎo)柱 d/mmXL/mm分別為 G 35X 210, G 40X 210;導(dǎo)套 d/mmXL/mmXD/mm分別為 癥 35X 115X 43,門 40X 115X 43。5.5固定零件的設(shè)計5.5.1模柄的設(shè)計選用直徑d=30伽，高度H=88伽，材料為Q235的B型壓入式模柄 模柄 B30 X 88 GB2862-815.5.2上模墊板的設(shè)計inTur/ / Z / ,j-J圖5.2.2.1上模墊板的結(jié)構(gòu)示意圖5.5.3下模墊板的設(shè)計直徑D = 200mm,厚度H= 10 mm,材料為45鋼的圓形板墊板 200 X 10 JB/T 7643.6 5.5.4下固定板的設(shè)計直徑D = 200mm,厚度H= 20 mm,材料為45鋼的圓形固定板墊板 200 X 20 JB/T 7643.55.6 緊固及其他零件的設(shè)計5.6.1 內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)脑O(shè)計5.6.1.1 用于固定凸、 凹模和上模墊板在模架上保持其固定的位置, 選取數(shù)量為 4 個螺釘規(guī)格公稱長度1 = 52 m,性能等級為8.8級。螺釘 GB/T 70.1 M12X 525.6.1.2 用于固定導(dǎo)料板（固定卸料板） ,選用數(shù)量為 4個。螺釘 GB/T 70.1 M8X 255.6.1.3 用于固定凹模、凸模固定板、凸模墊板于下模座,初選用數(shù)量為 4個。螺釘 GB/T 70.1 M12X 1305.6.2 圓柱銷的設(shè)計5.6.2.1 用于凹模、凸模固定板、凸模墊板、下模座準確定位,圓柱銷孔裝配時 配作。初選用數(shù)量為 2個。公稱直徑 d = 10 m,公差為m 6,公稱長度1 = 95 m,材料為鋼銷 GB/T 119.1 10 m 10X 955.6.2.2 用于上模座,上模墊板,凸、凹模準確定位,圓柱銷孔裝配時配作。初 選數(shù)量為 2個。銷 GB/T 119.1 10 m 10X 705.7 模架的及其它零部件的選用5.7.1 模架的設(shè)計模具采用中間導(dǎo)柱標準模架,可承受較大的沖壓力。凹模周界： D0=250m閉合高度：240280 m上模座的尺寸： 250X250X45m6 下模座的尺寸： 250X250X55m65.7.2 模架的技術(shù)要求5.7.2.1 組成模架的各零件的材料、尺寸、精度、表面粗糙度和熱處理等均需要 符合零件的標準要求和技術(shù)要求的規(guī)定。5.7.2.2 裝入模架的每對導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配前需經(jīng)選擇配合，其配合要求應(yīng)符合配合H7/ h6,配合后的間隙為0.0070.022伽的規(guī)定.5.723 裝配后的模架，其導(dǎo)柱固定端的端面應(yīng)低于下模座底面0.51伽.5.7.2.4 裝配后的模架 , 其上模應(yīng)沿導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象 .5.7.2.5 模架的各零件工作表面不允許有影響使用的劃痕、凹痕、浮銹、毛刺、 飛邊和微小砂眼、縮孔等缺陷。5.7.2.6 在保證使用質(zhì)量的情況下，允許用新工藝方法固定導(dǎo)套。5.7.2.7 模柄的裝配應(yīng)符合如下規(guī)定：1 壓入式模柄的公差配合為 H7/ m6。2 除浮動式模柄外，其他模柄裝入上模座后，模柄的軸心線對上模座上平面 的垂直度公差，在全長范圍內(nèi)不大于 0.05伽。5.7.3 其它零部件的選用上模座厚度取 45mm,即H上模=45mm上模墊板厚度取20 m,即H墊=20 m固定卸料板厚度取20 m，即H卸 =16 m下固定板厚度取20 m,即H下固定=20 m下模墊板厚度取10 m,即H下墊板=10 m 下模座厚度取55m,即H下模=55m由于此落料拉深模為非標準形式,需計算模具閉合高度。其中各模板的尺 寸需取國標。所以模具的閉合高度：H閉=H上模+ H墊+ H凸，凹模+ H凹模+ H下固定+ H下墊板+ H下模+ H入=（4520 6765 20105534）= 248 m式中：H凸，凹模一凸、凹，模的咼度，H凸，凹模=67 m；H 凹模一凹模的厚度，H凹模=65 m；H 入一凹模與下模座的配合長度，Ha = 34 m。可見模具的閉合咼度小于所選開式雙柱固定壓力機 JA21-35 的最大裝模咼度 280 m,可以使用。6 沖壓設(shè)備的選定設(shè)備工作行程需要考慮工件成形和方便起件，因此，工作行程S2.5 h工牛二2.5 X 31.5 = 78伽。根據(jù)沖壓工藝總力計算結(jié)果 F總=230103.6N并結(jié)合工作行程， 初選開式雙柱固定壓力機 JA21-35。 2其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力/ KN350滑塊行程/ mm130行程次數(shù)/ （ 次/ min）50最大閉合高度/ mm280閉合高度調(diào)節(jié)量/ mm60滑塊中心線至床身距離/ mm205立柱距離/ mm428工作臺尺寸（前后X左右）/mm380X 610工作臺孔尺寸（前后X左右）/mm200X 290墊板尺寸（厚度X直徑）/ mm60X 22.5模柄孔尺寸 （直徑X深度）/mm50X 70滑塊底面尺寸（前后X左右）/mm210X 2707模具總裝圖由以上設(shè)計，可以得到模具總裝圖。為了實現(xiàn)先落料，后拉深，應(yīng)保證模具 裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模端面低 3伽。模具的工作過程：將條料送入剛性卸料板下的長條形槽中，平放在凹模面上, 并靠槽的一側(cè)，壓力機滑塊帶著上模下行，凸、凹模下表面首先接觸條料，并與 頂件塊一起壓住條料，先落料，后拉深；當拉深結(jié)束后，上模回程，落料后的條 料由剛性卸料板從凸凹模上卸下，拉深成形的工件由壓力機上的活動橫梁通過推 件塊從凸凹模中剛性打下，用手將工件取走后，將條料往前送進一個步距，進行 下一個工件的生產(chǎn)。12345 6789 0 12 3 4 5 1111 1 19116圖 7.1 模具的裝配圖1上 模 座 2 螺 栓 3 模 柄 4 打桿 5 止轉(zhuǎn)銷6上模墊板 7 定位銷 8 導(dǎo)柱 9 導(dǎo)套 10 凸凹模11推 件 塊 12 導(dǎo) 料 板 13 螺 釘 14 壓 邊 圈15落料凹模 16 下模墊板 17 頂桿 18 凸模 19 螺 釘8 工作零件的加工工藝本副模具工作零件都是旋轉(zhuǎn)體，形狀比較簡單，加工主要采用車削。8.1 凸模8 11 毛坯的選定根據(jù)凸模的工作要求，凸模材質(zhì)應(yīng)具有高硬度、高耐磨性，由于工件的尺寸比較大，需要有高淬透性、熱處理變形小的材料，毛坯選用T10A熱處理后的硬度為5660HRC812 確定基準凸模的工作部分對裝合部分的同軸度誤差，不得超過工作部分公差的一半， 凸模的端面應(yīng)與中心線垂直，凸模中心線和機床主軸中心重合，使被加工外圓和 孔，端面相對于中心線而獲得正確位置，則選中心線為定位基準和設(shè)計基準。813 擬定加工路線下料 鍛造 熱處理 車削 熱處理 磨端面 車削 熱處理 磨削 鉗工精修 檢驗 814 機械加工工藝過程由于回彈等因素在設(shè)計時難以準確考慮，導(dǎo)致凸模尺寸的計算值與實際要求 值往往存在誤差。因此凸模工作部分的形狀和尺寸設(shè)計應(yīng)合理，要留有試模后的 修模余地。凸模機械加工工藝過程卡見附錄8.2 凹模8 21 毛坯的選定根據(jù)凹模的工作要求，凹模材質(zhì)應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、高淬透性、熱處 理變形小，毛坯選用CrWMn熱處理后的硬度為5862HRC8 22 確定基準凹模中心線和機床主軸中心重合，使被加工外圓和孔，端面相對于中心線而 獲得正確位置，則選中心線為定位基準和設(shè)計基準。8 23 擬定加工路線下料 鍛造 熱處理 車削 熱處理 磨端面 鉗工劃線 加工孔 車削 熱處理 磨削 鉗工精修 檢驗8 24 機械加工工藝過程由于回彈等因素在設(shè)計時難以準確考慮，導(dǎo)致凸、凹模尺寸的計算值與實際 要求值往往存在誤差。因此凸、凹模工作部分的形狀和尺寸設(shè)計應(yīng)合理，要留有 試模后的修模余地。凹模機械加工工藝過程卡見附錄8.3 凸、凹模831 毛坯的選定根據(jù)凸、凹模的工作要求，凸、凹模材質(zhì)應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、高淬透 性、熱處理變形小，毛坯選用 CrWM，n 工作部分要求局部淬火，熱處理后的硬度為 6064HRC。8 32 確定基準凸、凹模中心線和機床主軸中心重合，使被加工外圓和孔，端面相對于中心 線而獲得正確位置，則選中心線為定位基準和設(shè)計基準。8 33 擬定加工路線下料 鍛造 熱處理 車削 熱處理 磨端面 鉗工劃線 加工孔 車削 熱處理 磨削 鉗工精修 檢驗8 34 機械加工工藝過程 凸、凹模機械加工工藝過程卡見附錄。9 模具的裝配9.1 主要組件的裝配9.1.1 模柄的裝配因為這副模具的模柄是從上模座的下面向上壓入的，所以在安裝凸模固定板 和墊板之前，應(yīng)先把模柄安裝好。模柄與上模座的配合是H7/m6,先在壓力機上將模柄壓入，再加工定位銷孔 與螺釘孔，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直度。9.1.2 凸模的安裝凸模與下模座的配合要求是 H7/k6。裝配時，先在壓力機上將凸模壓入固定 板內(nèi)，檢查凸模與下模座的垂直度，然后將下模座與凸模的安裝部位一齊磨平。9.2 總裝配模具的主要組件裝配完畢后開始進行總裝配。為了使凸模和凹模易于對中， 總裝配必須考慮上、下模的裝配次序，否則，可能出現(xiàn)無法裝配的情況。本模具的裝配選凸凹模為基準件，先裝下模，再裝上模。裝配后應(yīng)保證間隙 均勻，落料凹模刃口面應(yīng)高出拉深凸模工作端面 3mm頂件塊上端面應(yīng)高出落料凹 模刃口面0.5 mm,以實現(xiàn)落料前先壓料，落料后再拉深本模具的落料凹模是裝在下模的，為了便于操作，先裝下模。其裝配過程如下:（1）把下模墊板放在下模座上，然后把裝有凸模的下固定板放在下模墊板上, 找正其位置后，先在下模座上投窩，加工螺紋孔，然后加工銷釘孔。（2）在凸模上安裝壓邊圈。（3）把凹模放在凸模固定板上，找正與下模座對中的螺釘銷釘過孔，然后投 窩，加工螺釘銷釘孔，裝入螺釘銷釘，擰緊螺釘。（4 ）把固定卸料板放在落料凹模上，找正其位置后，加工螺紋孔，然后裝入 螺釘并擰緊。（5）把凸凹模插入固定卸料板內(nèi)，固定卸料板與凸凹模之間墊上適當高度的 平行墊鐵，再把安裝好模柄的上模座放在凸凹模上，將上模座與凸凹模夾緊，并 在上模座投緊固螺釘孔和銷釘過孔窩，拆開后鉆孔。然后放入上模墊板，擰上緊 固螺釘。（6）調(diào)整凸、凹模的間隙，用手錘輕輕敲擊上模墊板的側(cè)面，使凸凹模的位 置改變，以得到均勻的間隙。（7）調(diào)好間隙后加工銷釘孔，裝入銷釘。（8）安裝其他零件。（9）試沖與調(diào)整。（10）打標記交付生產(chǎn)使用9.3沖裁試沖的缺陷與調(diào)整模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進行試沖。沖出的工件按沖壓零件產(chǎn)品圖 或試樣進行檢查驗收。在檢查過程中，如發(fā)現(xiàn)各種缺陷，則要仔細分析，找出原 因，并對模具進行適當?shù)恼{(diào)整和修理，然后在試沖，知道模具正常工作并得到合 格的沖件為止。表9.3.1是沖裁模試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生的原因及調(diào)整的方法。表9.3.1沖裁模試沖時的缺陷和調(diào)整沖模試沖時的缺陷產(chǎn)生原因調(diào)整方法1、兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有斜度根據(jù)情況銼修或重裝導(dǎo)料板送料不暢通或調(diào)料被2、凸模與卸料板之間的間隙過大，使搭卡死邊翻扭減小凸模與卸料板之間的間隙1、導(dǎo)套與導(dǎo)柱配合間隙過大使導(dǎo)向不準重裝凸模或?qū)е锌谙嘟?、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件的安裝不準更換導(dǎo)套與導(dǎo)柱卸料不正常1、橡膠的彈力不足更換橡膠2、凹模有倒錐度造成工件堵塞修整凹模沖裁件質(zhì)量不好1、刃口不鋒利或淬火硬度過低合理調(diào)整凸模和凹模的間隙及修工作1、有毛刺2、配合間隙過大或過小不份尺寸2、沖件不平1、凹模有倒錐度修整凹模2、頂料桿和工件接觸面過小更換頂料桿9.4模具的調(diào)試9.4.1模具調(diào)試的目的模具試沖、調(diào)整簡稱調(diào)試，調(diào)試的目的在于：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 能否交付生產(chǎn)使用。2、幫助確定成形條件和工藝規(guī)程。3、幫助確定成形毛坯形狀、尺寸及用料標準。4、幫助確定工藝和模具設(shè)計中的某些尺寸。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，是必不可少的。但調(diào)試的市價和試沖次 數(shù)應(yīng)盡可能少，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 201000件之間。9.4.2沖模的調(diào)試模具調(diào)試，因模具的類型不同、結(jié)構(gòu)不同，可能出現(xiàn)的問題也不同，調(diào)試的 內(nèi)容也隨之變化。沖裁模的調(diào)試要點：1、模具閉合高度的調(diào)試。模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應(yīng)由的閉合高 度和開啟高度。2、導(dǎo)向機構(gòu)的調(diào)試。導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有良好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)、 可靠。3、凸、凹模刃口的及間隙的調(diào)試。刃口鋒利，間隙均勻。4、定位裝置的調(diào)試。定位準確、可靠。5、卸料及出件裝置的調(diào)試。卸料及出件要暢通，不能出現(xiàn)卡住現(xiàn)象。設(shè)計小結(jié)近年來，由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計已成為一個行業(yè)越來越引起人 們的重視。畢業(yè)設(shè)計是為了模具設(shè)計與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基 礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要環(huán)節(jié)。目的就是為了運用我們所學(xué)課 程的理論和生產(chǎn)實際知識，進行一次模具設(shè)計的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們 獨立工作的能力。其次鞏固與擴充沖壓模具設(shè)計與制造等課程所學(xué)的內(nèi)容， 掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟。最后也掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本技能，如 計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。沖壓模具設(shè)計通過收集資料、工藝分析、工藝計算、確定沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計， 各個零部件的設(shè)計、繪制模具總裝配圖、零件圖，最后完善和書寫設(shè)計說明書， 終于完成整個的設(shè)計過程。設(shè)計過程中不僅僅是對所學(xué)課本理論知識的總結(jié)，相 對的也鍛煉了我的耐心、認真態(tài)度以及與同學(xué)和老師的合作精神?？墒窃谠O(shè)計中 間也或多或少出現(xiàn)了不少的錯誤，畢竟老師上課講的都是理論的東西，在實際設(shè) 計中還有許多模糊不懂的地方。正因為如此，在設(shè)計中的收獲還是挺大的，使我 更深刻、更系統(tǒng)的對沖壓模具的認識和學(xué)習(xí)，這對以后的畢業(yè)設(shè)計和將來參加工 作做了鋪墊，可謂是為將來的實際工作打了個先鋒。致謝本人在畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)期間，得到指導(dǎo)老師一一材料工程系模具教研室原紅 玲老師的悉心教誨。長期以來曾多次得到原紅玲老師的熱忱指導(dǎo)和幫助。在此謹 致以誠摯的謝意。本人才疏學(xué)淺、缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中一定有不少錯誤和不當之處。懇請廣大的 老師、同學(xué)不吝賜教，誠摯希望得到大家的批評指正。19991998參考文獻1 劉建超、張寶忠主編沖壓模具設(shè)計與制造高等教育出版社， 20042 模具實用技術(shù)叢書編委會編著沖模設(shè)計應(yīng)用實例機械工業(yè)出版社，3 方昆凡主編公差與配合技術(shù)手冊北京出版社， 19984 鄭家賢主編沖壓工藝與模具設(shè)計實用技術(shù)機械工業(yè)出版社， 20055 許發(fā)樾主編模具標準應(yīng)用手冊機械工業(yè)出版社， 19946 全國模具標準化技術(shù)委員會編中國機械工業(yè)標準匯編中國標準出版社，7 馮丙堯、韓泰榮主編模具設(shè)計與制造簡明手冊上海科學(xué)技術(shù)出版社，8 王孝培主編沖壓手冊機械工業(yè)出版社 20009 肖祥芷、王孝培主編 . 中國模具設(shè)計大典 .江西科學(xué)技術(shù)出版社 .10 王上游、孫力生主編模具制造模具制造雜志社 200611 阮雪榆主編模具技術(shù)上海報刊發(fā)行局 2006