2477 彈簧座沖壓工藝及落料拉深復(fù)合模,彈簧,沖壓,工藝,落料拉深,復(fù)合 1彈簧座沖壓工藝及落料拉深復(fù)合模緒論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(shí)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(shí)，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(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)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(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)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(jī)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(diǎn)。沖壓工藝在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、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(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)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2我們的祖先早在青銅器時(shí)期就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性能?？梢钥隙?，中國遠(yuǎn)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?yàn)殇撹F材料在冷態(tài)下進(jìn)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(dāng)人們發(fā)現(xiàn)金、銀、銅等金屬塑性較好，變形時(shí)不需要較大的力時(shí)，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(gè)漢代（公元前 206 至公元 220）的量器，厚度約 2mm，制作精美，花紋細(xì)致，就在今天看來，也算是一個(gè)精制品。這充分顯示了我國古代勞動(dòng)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(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(gè)方面。（1）工藝分析計(jì)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(jì)資料和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行對比分析，確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)模具，進(jìn)行試沖，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)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(jìn)行計(jì)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(jì)人員進(jìn)行選擇和修改。這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費(fèi)用，縮短產(chǎn)品試制周期，而且可以建立符合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法；既促進(jìn)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(shí)際的知道作用。（2）模具設(shè)計(jì)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(jì)、制造周期，正在大力開展模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(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(jì)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(biāo)，是要達(dá)到模具 CAD/CAM 一體化，而模具圖紙將只作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧?。采用模?CAD/CAM 技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)與制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)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(jī)械化和自動(dòng)華。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單3工位低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位高速自動(dòng)壓力機(jī)。一般中小型沖壓件，既可在多工位壓力機(jī)上生產(chǎn)，也可以在高速壓力機(jī)上采用多工位連續(xù)模加工，使沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機(jī)上利用自動(dòng)送料和取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)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)（FMS）等。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(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)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(dāng)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(shí)，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(shí)也要滿足尺寸精度方面的要求。4第 1 章設(shè)計(jì)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=1.5mm工件簡圖：如圖 1-1 所示 圖 1-1 零件圖技術(shù)要求：1、未注公差尺寸的公差按 Q/SB123—64。5第 2 章 零件的工藝性分析2.1 毛坯材料的分析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(qiáng)度較低，淬透性及淬硬性很差。表一 08 鋼的化學(xué)成份（%）牌號 C Si Mu Cr Ni Cu08 0.05～0.12 0.17～0.37 0.35～0.65 0.10 0.30 0.25表二 08 鋼的主要力學(xué)性能牌號 τ/MPa δ b/MPa δs/ δ 10×100 E/10308 253～353 324～441 196 32 1862.2 工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(shí)尖角處開裂，也防止尖角部分刃口過快磨損。工件四個(gè)均布孔的直徑分別為 5.5㎜，孔與邊緣的距離為 3.25㎜，故不用受到凸、凹模強(qiáng)度與模具結(jié)構(gòu)的限制。采用 1.5㎜的 08 鋼沖壓，保證了足夠的強(qiáng)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。6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(gè)基本工序。經(jīng)下面計(jì)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)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(jìn)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(gè)凸緣孔與切邊復(fù)合，減少了毛坯的周轉(zhuǎn)時(shí)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。7第 4 章 主要設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 毛坯尺寸計(jì)算（應(yīng)按拉深件的中線尺寸計(jì)算）4.1.1 確定毛坯尺寸計(jì)算的依據(jù)毛坯的形狀應(yīng)符合金屬在塑性變形時(shí)的流動(dòng)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。4.1.2 計(jì)算毛坯直徑選取修邊余量，查《現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊》表 5-2 得： =3mm 因 =68mm 故?fd實(shí)際外徑為的 d =68+2×3=74mm。初算毛坯直徑，根據(jù)表面積相等的原則，用解析f法求該零件的毛坯直徑 D，按《現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊》表 5-4 序號 20 公式 D=計(jì)算。把的 d =74㎜，d =41.5mm,h=46.5mm,r=3mm 代入求得：1124.3rhdf??f1D=113mm。其中 9906× mm 為該零件除去凸緣部分的表面積，即之間拉入凹模實(shí)/?2際所需材料。4.2 排樣方式的確定該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計(jì)?？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(biāo)準(zhǔn)，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(gè)工件,故每張鋼板的利用率為 73.16%。4.2.1 排樣相關(guān)計(jì)算查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 2.5.2 得搭邊值 a =1mm,a=1.2mm 則：1沖裁件面積：A=π×D 2/4=10023.67mm28條料寬度： B=D+2a+C=116mmC——送料間隙，C=0.6mm 查《沖壓手冊》表 2-21步距： S=D+a 1=114mm一個(gè)步距距離材料的利用率：η= 76.28%??%10BSnA圖 4—1 排樣圖4.3 成形次數(shù)的確定該工件為帶凸緣筒形件，按筒形件的拉深來計(jì)算，工件的相對高度：h/d=（48-1.5）/（40+1.5）=1.12，相對直徑：d /d=74/41.5=1.78〉1.4（故工件為寬凸緣f筒形件） ，相對厚度：（t/D） 100=（1.5/113） 100=1.33。由《沖壓模具設(shè)計(jì)與??制造》表 4.5.1 查凸緣筒形件首次拉深的極限相對高度 h /d =0.42～0.53，遠(yuǎn)小于1其工作的 h/d=1.2，因此一次不能拉出。制件的總拉深系數(shù)：m = d/D=41.5/113=0.367,查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》得總凸緣筒形拉深系數(shù)：m =0.51，m =0.73，m =0.75 123m ×m =0.51×0.73=0.372>0.367 12m ×m ×m =0.51×0.73×0.75=0.279<0.367 39由此可見，需要三次拉深才能達(dá)到工件尺寸要求。4.4 判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第一次拉深拉深方法t/D×100 m1用壓邊圈 ＜1.5 ＜0.6可用可不用 1.5～2.0 0.6不用壓邊圈 ＞2.0 ＞0.6由表查得本件需采用壓邊圈，以防止起起皺拉斷的產(chǎn)生4.5 確定工件各次拉深的尺寸圖 4—2 首次拉深工件圖 4.5.1 首次拉深直徑d = m ×D=0.51×113=57.6㎜ 查《中國模具設(shè)計(jì)大典 3》表（19.4-35） ，拉深1凹模的圓角半徑 R =8㎜ 由 R =（0.6～0.9）R 得 R =5㎜ 1dn??1?nd210=3㎜（根據(jù)零件的要求）3R重新計(jì)算毛坯的直徑，為了保證以后拉深時(shí)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(shí)際需要的面積多（3～5%）這里取 5%，即首次拉深時(shí)拉入凹模的材料實(shí)際面積為。A=π/4× ×105%=13475×π/4㎜????24973906??2在多拉入凹模 5%材料后，修正毛坯直徑為 D = =115.5㎜首1??273435??次拉深高度 H1=0.25/d1( - )+0.43（ ）=0.25/57.6 （ ）2Dfd1rR?1.+0.43 （8+8）=41.2㎜?檢驗(yàn) m 是否合理1首次拉深后的相對直徑 d / d =74/57.6=1.28 相對高度 H / d =0.707 查《沖壓模f1 1具設(shè)計(jì)與制造》表（4.5.1） 得許可的相對高度 h /d =0.56～0.72 顯然在首次拉1深允許的變形程度內(nèi)，故所選 m 滿足要求，這次確定的首次拉深工序尺寸是合理的。14.5.2 計(jì)算以后各次拉深工序件尺寸：重新調(diào)整各次拉深系數(shù)，m =0.83 m =0.86 這時(shí)各次拉深后工序的直徑23d = m ×d =0.83×57.6=47.8㎜ d = m ×d =0.86×47.8=41.5㎜21 32計(jì)算后兩次拉深工序中的高度 H H23設(shè)第二次拉深時(shí)，多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 D = =116.7㎜2 )74(105472???H = = =45.2㎜2????????????223.0 d5.0Rrf ???????????543.0.68.2第三次拉深后，達(dá)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。4.6 沖壓工序壓力計(jì)算114.6.1 落料力的計(jì)算F 落料 =KLtτ=207569.7NL—沖裁件周長，L =354.8mm；t—材料厚度，t=1.5mm；τ—材料的抗剪強(qiáng)度，τ=330MPaK—系數(shù)（一般取 K=1.3）4.6.2 壓邊力的計(jì)算 F = = =17304.5N P—壓 ????PrdD2124???????3826.57134.2???單位面積壓料力，由《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表（4.4.5）查 P=3.0 MPar —第一次拉深凹模的圓角半徑14.6.3 拉深力的計(jì)算 = =3.14×57.6×1.5×400×1.10=119432.4 NF拉 1bdtk??δ b——材料的抗拉強(qiáng)度（取 δ b=400 MPa）k ——修正系數(shù)《查中國模具設(shè)計(jì)大典 3》表（19.4—49） ，1k =1.1014.6.4 沖壓工藝總力 + F + ==207569.7+17304.5+119432.4=344306.2 NZ?落 壓 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(jì)算結(jié)果并結(jié)合高度，初選開式雙柱可傾壓力機(jī) JG23—404.7 壓力中心的確定為保證壓力機(jī)和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合。否則在沖壓時(shí)會使沖模與壓力機(jī)的滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至?xí)饓毫C(jī)導(dǎo)軌的磨損。影響壓力機(jī)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。12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 JG23—40 的模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。4.8 工作部分尺寸計(jì)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(jì)算如下:4.8.1 落料刃口尺寸計(jì)算查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 2.3.3 得：沖裁模初始雙面間隙 Z =0.132㎜Zmin=0.240mm,為主公差的毛坯尺寸按 IT14 級精度計(jì)算，其值查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》max書末附錄 E3 查得： =0.87mm，查表 2-12 查得凸模，凹模的制造公差為：?=0.025mm, =0.035mm.T?A?由公式 D =（D -x ）Amax?A??式中 x------磨損系數(shù)------工件公差?------凹模的制造公差A(yù)?把以上數(shù)值代入計(jì)算得：D =（113-0.5×0.87） =112.57 mm035.?035.?由公式 D =（D - Z ）TAminT??= (112.57-0.132) 025.=112.44 mm025.?校核： + Z - Z A?T?maxin即： 0.025+0.035=0.060 0.240-0.132=0.108 所以證明了所選取的 與A?是合適的。T?4.8.2 拉深部分尺寸計(jì)算由工件圖上可看出該拉深部分的精度等級為 IT14 級。公差為 =0.74mm，其凸，?13凹模的制造公差按 IT5 級計(jì)算，查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 4.8.3 得凸，凹模的制造公差為： =0.08mm, =0.05mm.查表 4.8.2 得：有壓料圈的拉深模間隙為A?TZ/2=1t 即 Z=2t=3.6㎜，由列公式計(jì)算：max公式 D =（D -0.75 ）Amax?A??把數(shù)值代入計(jì)算得： D =（57.6+0.74-0.75 0.74）=57.8 ㎜?08.?由公式 D =（D - Z ）TAT??=(57.8-3.6) mm05.=54.2 mm 05.?表四 拉深拉深部分尺寸計(jì)算尺寸及分類凸、凹模間雙面間隙尺寸偏差與磨損系數(shù)計(jì)算公式 結(jié)果D =（D -x ） Amax?A???112.57 mm 035.? 落料113?查表 2.3.3 得，Z =0.132mmminZ =0.240mm ax=0.87?X=0.5D =（D - Z ） TinT???112.44 ㎜025.?=( - 0.75Δ)Amax??? 57.8 ㎜8.? 拉深57.6查表 4.8.2 得，Z=3.6mm =0.74?TZDAT???)(? 54.2 mm05.?14第 5 章 模具的總體設(shè)計(jì)5.1 模具類型的選擇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。5.2 定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞呤褂玫氖菞l料，所以導(dǎo)料采用導(dǎo)料板（本副模具彈性卸料板與導(dǎo)料板一體）送進(jìn)步距采用擋料銷。5.3 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(jī)工作臺下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。5.4 壓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(dòng)沖床上利用外滑塊壓邊。這種壓邊的特點(diǎn)是壓邊力不隨沖床的行程變化，拉深效果好，模具結(jié)構(gòu)15簡單。彈性壓邊裝置一般用于單動(dòng)沖床上，其特點(diǎn)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?yàn)閺椥詨哼呇b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(yàn)，只要正確地選橡皮規(guī)格，就可以減少它們的不利因素。5.5 導(dǎo)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(jī)導(dǎo)向精確，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。第 6 章 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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6.1.1 落料凹模的設(shè)計(jì)落料凹模刃口的結(jié)構(gòu)采用直通式，強(qiáng)度高，修磨后刃口尺寸不變。材料采用CrWMn ，熱處理硬度為 60～64HRC。落料凹?？撞捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要將壓力機(jī)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(jì)與制造》公式 2.9.3，2.9.4計(jì)算：凹模厚度 H=kb=0.22 113=24.8mm（查表 2.9.5 得 k=0.22）?凹模壁厚 c=(1.5～2)H=37.5～49.6mm取凹模厚度 H=60mm（根據(jù)拉深件的要求） , 凹模壁厚 c=40㎜ ，凹模寬度 B=b+2c=113+2 40=193mm（調(diào)整到符合標(biāo)準(zhǔn)，取 B=200㎜）?16凹模長度 L 也取 200㎜(垂直送料方向)凹模輪廓尺寸為 200mm 200mm 60mm.（圓形）?6.1.2 拉深凸模的設(shè)計(jì)拉深凸模的材料選用 T10A ，熱處理硬度為 56～60HRC。為了實(shí)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(gè)料厚的距離，所以拉深凸模的長度 L 可按照下式計(jì)算：L= =20mm+60mm-3mm=77mm低凹固 H??h其中： —凸模固定板厚度， =20mm，固 固h—凹模的厚度， =60 mm，h凹 凹—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，低H決定 =3mm。低拉深凸模的直徑由第 4 章計(jì)算可知，? 54.2 mm05.?拉深凸、凹模圓角半徑凹模圓角半徑 rd，由第 4 章可知道 rd=8㎜凸模圓角半徑過小，拉深過程中危險(xiǎn)斷面容易產(chǎn)主局部變薄，甚至被拉破。凸模圓角半徑過大，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 d2=（0.7～1.0）r d1=7mm拉深凸模的通氣孔工件在拉深時(shí),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.為使工件不至于緊包在凸模上,設(shè)計(jì)凸模時(shí),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17凸模直徑 D ＜50 50～100 100～200 200出氣孔直徑 d 5 6.5 8 9.5參考零件圖，取通氣孔尺寸為 d=6.5㎜ 6.1.3 凸凹模的設(shè)計(jì)凸凹模的材料選用 CrWMn，熱處理硬度為 58～62HRC。 凸凹模為采用非標(biāo)準(zhǔn)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= 65mm。凸凹模的內(nèi)孔與外緣尺寸由第四章的計(jì)算可知： D = ?112.44 ㎜ D = T025.?A? 57.8 ㎜。08.?6.2 其它零部件的設(shè)計(jì)與選用6.2.1 彈性元件的設(shè)計(jì)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。6.2.2 模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(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)件》資料，選用后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)柱模架 200mm 200～240mm(GB/T2851-1990)?上模座：L H=200mm 200mm 45mm 材料采用 HT200。B下模座：L H=200mm×200mm 50mm 材料采用 HT200。 導(dǎo) 柱： L= 32mm 190mm 材料采用 45 鋼。?1?導(dǎo) 套： L = 32mm 105mm 43mm 材料采用 20 鋼。 2?上模座厚度取 45mm，即 =45 mm；H上 模上模墊板厚度取 20mm,即 =20 mm墊固定卸料板厚度取 10mm，即 =10 mm；卸18下固定板厚度取 20mm，即 =20 mm；H下 固下模墊板厚度取 10mm，即 =10 mm；下 墊 板下模座厚度取 50mm，即 =50 mm；下 模模具閉合高度= + + + + + + -閉H上 模 墊 凸 凹 模 H凹 下 固 下 墊 板 H下 模 入=（45+20+65+60+20+10+50-45）=225 mm式中： —凸凹模高度， =65 mm；凸 凹 模 凸 凹 ?！寄５暮穸?， =60 mm；H凹 H凹—凸凹模進(jìn)入落料凹模的深度， =45 mm。入 入可見該模具閉合高度小于所選開式雙柱可傾壓力機(jī) JG23—40 的最大裝模高度（300） ，所以，所選的開式壓力機(jī)可以使用。凸緣模柄尺寸，由所選壓力機(jī)模柄孔尺寸選用模柄 B50×105 GB2862.1—81 Q235 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 7.37第 7 章模具總裝圖及其工作過程分析7.1 模具總裝圖由以上設(shè)計(jì)，可得到如圖 7—1 所示的模具總裝圖，為了實(shí)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的端面低 3mm。19圖 7-1 模具裝配圖7.2 模具工作過程分析上模部分通過模柄 21 安裝在壓力機(jī)滑塊上，下模部分通過螺栓、壓板安裝在壓力機(jī)工作臺面上，導(dǎo)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(dǎo)料板 18 送進(jìn)，由定位裝置 24 控制其送料步距。壓力機(jī)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(dāng)壓力機(jī)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(jī)滑塊回程，帶動(dòng)上模部分上行，落料后的條料由剛性卸料板（導(dǎo)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(jī)回程的過程中，打桿 20 碰到壓力機(jī)上的打料橫桿，打料橫桿把沖擊力20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(jìn)一個(gè)步距，進(jìn)行下一個(gè)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(jī) JG23—40 能滿足使用要求。壓力機(jī)的具體參數(shù)可參看下表：表六 JG23—40 開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格型號 JG23—40公稱壓力/KN 40021滑塊行程/㎜ 100滑塊行程次數(shù)/（次·min -1） 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前后 420工作臺尺寸/㎜左右 630前后 150左右 300工作臺孔/㎜直徑 200厚度 80墊板尺寸/㎜直徑 150直徑 50模柄孔尺寸/㎜深度 70前后 230滑塊底面尺寸/㎜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）22第 10 章模具的裝配過程本模具的裝配選凸凹模為基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下?！，F(xiàn)將具體裝配方法敘述如下：10.1 裝配前的準(zhǔn)備1、通讀設(shè)計(jì)圖樣，了解正裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本模具的裝配工藝要點(diǎn)是：23同時(shí)保證落料和拉深用凸凹模間隙的均勻；打料機(jī)構(gòu)工作可靠，能及時(shí)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(yàn)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(dá)到規(guī)定的數(shù)值 R8mm。3、確定裝配方法和裝配順序。經(jīng)查對認(rèn)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(diǎn)，對凸凹模、凸模先進(jìn)行分組裝配，再進(jìn)行總裝配。選用以凸凹模為基準(zhǔn)件，先裝配上模，再裝配下模及輔助零件。4、領(lǐng)用標(biāo)準(zhǔn)件。10.2 裝入模柄將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉(zhuǎn)銷。10.3 裝配凸凹模裝配前，對經(jīng)檢查需研修凸凹模拉深凹模洞口圓角的，需要認(rèn)真對其研修，認(rèn)定合格后，再進(jìn)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(zhǔn)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(rèn)定間隙分布均勻后，磨平固定板支撐面和凸凹模刃口面。10.4 裝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(zhǔn)面的垂直度，認(rèn)定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。10.5 裝配下模將組裝好的凸模—固定板和下墊板，按照設(shè)計(jì)要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷。10.6 裝配上模24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(rèn)定均勻后，在上模相應(yīng)部位鉆、鉸銷孔，打入圓銷。10.7 安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。10.8 試切用紙?jiān)嚊_，觀察沖切紙邊的狀況，經(jīng)調(diào)整并認(rèn)定均勻后， 鉆、鉸另一組銷孔，打入圓銷。10.9 裝配其它零件上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機(jī)構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時(shí)，應(yīng)突出凸凹模刃口 0.2～0.5mm.安裝卸料板，卸料螺釘和橡皮，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低 0.2～0.5mm。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(shí)際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進(jìn)行試沖壓生產(chǎn)，通過試沖發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造上的缺陷，找出生產(chǎn)原因，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進(jìn)行試沖，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產(chǎn)使用。11.1 模具調(diào)試的目的251、 鑒定模具的質(zhì)量。驗(yàn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)。在沖模設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，精確的計(jì)算出變形前毛坯的尺寸和形狀。為了要得到較準(zhǔn)確的毛坯形狀、尺寸及用料標(biāo)準(zhǔn)，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(jì)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(jì)中，有個(gè)別難以用計(jì)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(zhǔn)確確定。5．通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，積累經(jīng)驗(yàn)，有助于進(jìn)一步提高模具設(shè)計(jì)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(shí)間和試沖次數(shù)應(yīng)可能少，這就要求模具設(shè)計(jì)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。11．2 模具的調(diào)試模具調(diào)試，因模具類型不同、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。模具調(diào)試的要點(diǎn)：1、模具閉和高度的調(diào)試。模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應(yīng)有的閉和高度和開啟高度。2、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)試。導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有好的配合精度，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠。3、凸、凹模刃口及間隙調(diào)試。刃口鋒利，間隙要均勻。4、定位裝置的調(diào)試。定位要準(zhǔn)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。11.3 該模具的調(diào)試26在設(shè)計(jì)指定的壓力機(jī)上，裝配好的模具進(jìn)行試沖。試模時(shí)重點(diǎn)檢查打料機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是否及時(shí)、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機(jī)上行到上死點(diǎn)時(shí)，條料和頂出的工件都應(yīng)該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時(shí)清除。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，壓邊圈上端面應(yīng)高出落料凹模刃口面 0.5mm，以實(shí)現(xiàn)落料前先壓料落料后在拉深。結(jié)論用了一個(gè)多月的時(shí)間本人終于把畢業(yè)設(shè)計(jì)全部完成，本人所做的題目是落料拉深的復(fù)合模，在這一個(gè)多月忙碌的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我感覺到自己收獲了很多。讓我對沖壓模有了更加深刻的了解，通過這次實(shí)際操作，使我能夠綜合運(yùn)用各種沖壓模具設(shè)計(jì)資料上的知識，懂得了在遇到難題時(shí)該如何去查找資料來解決問題，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)知識。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，我逐步樹立了正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識，熟悉掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力；通過設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖27以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行了全面的沖壓模具設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)的過程中，雖然本人盡心盡力的去追求完全的正確答案，但由于個(gè)人的水平有限，有很多地方做得還是不夠好，還有以下幾個(gè)地方需要自己有待提高：1、對沖壓模具結(jié)構(gòu)的了解和掌握還有待提高，特別是對一些特殊結(jié)構(gòu)的模具。2、對沖壓模具工藝的計(jì)算能力還要再提高，因?yàn)檫@個(gè)一直都是沖壓模具設(shè)計(jì)的一個(gè)要點(diǎn)和難點(diǎn)。3、對沖壓模具資料的視野還不夠開闊，這是靠以后自己一點(diǎn)一滴的積累。4、電腦知識與專業(yè)知識的結(jié)合還要進(jìn)一不的提高。例如說在用 CAD 畫裝配圖時(shí)不夠熟練，用的時(shí)間較多。以上的這些缺點(diǎn)，在以后的學(xué)習(xí)和工作過程中我都會努力的去提高，爭取更大的進(jìn)步，也希望老師在對本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)的審核時(shí)給予指正，讓我能多多受益。致謝時(shí)光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活一晃而過，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。28在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對我以后的工作一定大有益處。最后，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致意深深的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負(fù)他們給予我的知識和對我們寄予的厚望！參考文獻(xiàn)1 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