畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電爐引線盒沖壓模具設(shè)計(jì)

1、目 錄摘 要31 、前 言42、沖壓件的工藝過程42.1 分析零件的沖壓工藝性42.1.1 分析其沖裁的工藝性：52.1.2 分析其拉深的工藝性52.1.3 材料的性能：82.2 沖壓件的工藝方案的擬定82.3 毛坯尺寸的確定92.3.1首先確定帶凸緣的圓筒形件的毛坯直徑92.3.2確定毛坯的寬度103 排樣和搭邊113.1沖裁件的材料利用率113.2 排樣和搭邊124、壓力機(jī)的選擇144.1 落料拉深144.1.1 壓力中心：144.1.2落料時(shí)的力的計(jì)算：144.1.3 壓邊力、拉深力的計(jì)算：154.1.4 壓力機(jī)的選擇：174.2 再次拉深174.3 修邊沖孔184.3.1沖裁力：184

2、.3.2 推件力：194.3.3 卸料力：194.3.4 壓力機(jī)的選擇：195、落料拉深模具設(shè)計(jì)205.1 模具類型205.2 主要零件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)205.2.1 工作零件215.2.2 定位零件255.2.3 壓料、卸料及出件零件255.2.4 輔助結(jié)構(gòu)零件266、再次拉深模的設(shè)計(jì)286.1 模具的基本形狀以及工作原理：286.2 主要零件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)286.2.1 工作零件的設(shè)計(jì)286.2.2 其他零件的設(shè)計(jì)307、沖孔模的設(shè)計(jì)327.1 模具基本結(jié)構(gòu)與工作原理：327.2 模具的主要零件設(shè)計(jì)327.2.1 工作零件的設(shè)計(jì)：327.2.2 其它零件的設(shè)計(jì)358、修邊模具設(shè)計(jì)378.1 模具

3、基本結(jié)構(gòu)和工作原理378.2 模具主要零件的設(shè)計(jì)378.2.1 工作零件的設(shè)計(jì)378.2.2 其它零件的設(shè)計(jì)38總結(jié)與體會(huì)40致謝詞42【參考文獻(xiàn)】43摘 要本設(shè)計(jì)是電爐引線盒沖壓模具設(shè)計(jì)，分析工件結(jié)構(gòu)，其主要包括落料、盒形件拉深、沖孔、修邊。首先確定工藝方案，選擇一個(gè)比較合理的設(shè)計(jì)方案。其次，根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定一共需要多少副模具來完成電爐引線盒的生產(chǎn)。在本次設(shè)計(jì)中，采用四副模具來生產(chǎn)該工件。第一副是落料拉深，第二副是再次拉深，第三副是沖孔，第四副是修邊。每副模具的設(shè)計(jì)中都包括凸凹模刃口尺寸的確定和結(jié)構(gòu)形式，定位零件的設(shè)計(jì)，卸料與推件裝置的設(shè)計(jì)，以及其它輔助零件的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過程中首先要考

4、慮零件工作的合理性，然后考慮零件的經(jīng)濟(jì)性。【關(guān)鍵詞】工藝分析、方案確定、落料拉深、修邊沖孔 abstract this design is blanking die design of leading wire box of electrical stove, including blank、deep drawing of box parts、punch、modification ,through the structure analysis of work piece. first , determination of technological arrangement is for cho

5、osing the best alternatives in this design. second, according to the proposal of this design, we should decide that how many moulds are used to complete production of leading wire box of electrical stove. in this design ,four moulds are applied in this process. the compound for blanking and deep dra

6、wing is used in the first process. the second mould is applied for future deep drawing. punch are practiced in third process .similarly , the forth mould is used for modification in the last process. one each of these moulds design is consisted of the sizes of punch and die cutting edge、location com

7、ponents 、tripping and ejection equipment、and assistant structure parts. in the process of mould design, we should consider the reasonableness of working parts, and then take the cost of parts production.【key words】technological analysis、determination of arrangements、blank and deep drawing、modificati

8、on and punch.1 、前 言沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法，具有節(jié)能省材、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、重量輕、加工成本底等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空航天、家電、電子、通訊、軍工等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。沖壓是借助沖壓設(shè)備的動(dòng)力，通過模具的作用，使板料分離或經(jīng)塑性成形而獲得一定形狀、尺寸和性能制件的加工技術(shù)。沖壓加工是金屬塑性加工的主要方法之一。與塑性加工的其它方法及機(jī)械制造中其它冷、熱加工方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、生產(chǎn)效率高；2、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及其自動(dòng)化；3、節(jié)約材料，節(jié)省能源；4、尺寸精度穩(wěn)定，表面質(zhì)量好；5、強(qiáng)度高、剛性大、重

9、量輕等優(yōu)點(diǎn)。2、沖壓件的工藝過程2.1 分析零件的沖壓工藝性零件的名稱為電爐引線盒，其材料為08鋼，料厚0.8mm，分析其形狀，主要由4個(gè)小孔以及24mm深的形腔組成，完成此零件的生產(chǎn)，其主要有拉深和沖孔組成。如下圖21所示：零件圖。圖21、零件圖2.1.1 分析其沖裁的工藝性：（1）、沖孔時(shí)，由于受到凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小，其數(shù)值與孔的形狀、材料的機(jī)械性能、材料的厚度有關(guān)。由零件圖知，其最小孔的直徑為4mm，大于孔的最小要求尺寸（1.3t=1.3x0.8=1.04mm），所以滿足沖孔要求。（2）、在拉深件上沖孔時(shí)，其孔壁與工件直壁之間的距離不能小于圖12所示。圖22、拉深件孔邊距的

10、最小值其中r2=2mm=r12.1.2 分析其拉深的工藝性 此工件的拉深屬于盒形件拉深，盒形件是由圓角和直邊兩部分組成，毛坯的拉深變形性質(zhì)雖然與圓筒形件相似，但由于有直邊部分參與變形，對(duì)圓角部分在拉深過程中產(chǎn)生的切向壓應(yīng)力起分散減弱作用，因此與幾何參數(shù)相同的圓筒形件相比，拉深時(shí)，圓角部分受到的徑向平均拉應(yīng)力和切向壓應(yīng)力都要小得多。所以在拉深過程中，圓角部分危險(xiǎn)斷面的拉裂可能性和凸緣起皺的趨勢(shì)都較相應(yīng)的圓筒形件小。因此，拉深盒形件時(shí)，選用的拉深系數(shù)可以相對(duì)小一些。（1）、拉深件側(cè)壁與底面或凸緣連接處的圓角r1、r2(圖2-3)，應(yīng)取r1t,r22t,而因?yàn)閷?shí)際r1=r2=2mm，t=0.8mm,

11、 所以r1t, r22t圖23、有凸緣的拉深件（2）、由拉深的高度為24mm，分析計(jì)算其拉深次數(shù)以及尺寸，則拉深時(shí)尺寸的計(jì)算如下： 分析零件圖知，其拉深主要包括兩個(gè)半徑為10mm的半圓筒形件以及中部的槽形件。其拉深屬于盒形件的拉深，在這里的拉深的尺寸計(jì)算主要以圓筒形件為計(jì)算依據(jù)，首先去掉中間的槽形區(qū)域，則簡(jiǎn)化后的圖形如下24所示：圖24、有凸緣的筒形件（簡(jiǎn)化）a、簡(jiǎn)化圖形的毛坯直徑為：d0=(df2+4dh-3.44dr)1/2式中 h-工件高度，單位mm；df-包括修邊余量在內(nèi)的凸緣直徑，代入相應(yīng)數(shù)值得d0=66mm則拉深系數(shù)公式，整理后得： mf=d/d0=1/（df/d）2+4h/d-3

12、.44r/d1/2b、確定能否一次拉深成形 由相對(duì)凸緣直徑和相對(duì)毛坯厚度查表 df/d=47/20=2.35 查表21得(t/ d0)100=（0.8/66）100=1.21h1/d1max=0.250.32而實(shí)際零件h/d=24/20=1.2h1/d1max故此件不能一次拉深成形表21、凸緣筒形件首次拉深極限相對(duì)高度h1/d1凸緣的相對(duì)直徑df/d毛坯相對(duì)厚度(t/ d0)1000.060.20.20.50.51.01.01.51.51.11.11.31.31.51.51.81.82.02.02.22.22.52.52.80.450.520.400.470.350.420.290.350.2

13、50.300.220.260.170.210.130.160.500.620.450.530.400.480.340.390.290.340.250.290.200.230.150.180.570.700.500.600.450.530.370.440.320.380.270.330.220.270.170.210.600.800.560.720.500.630.420.530.360.460.310.400.250.320.190.240.750.900.650.800.580.700.480.580.420.510.350.450.280.350.220.27c、選取m1,并計(jì)算d1，若能

14、一次拉深成形，由df/d和 (t/ d0)100查表得m1=0.38,現(xiàn)已經(jīng)證明不能一次拉深成形，故m1應(yīng)增大，則取m1=0.45,則 d1=m1d0=0.45x66=30mmd、選定各工序的圓角半徑r 定r1=4mme、重新計(jì)算毛坯直徑d0 設(shè)第一次多拉入材料5%，則d0=59.96mm60mm,第一次的拉深高度h1hi=0.25(d02-df2)/di+0.86ri通式h1=15.78mmf、校核h1/d1能夠滿足要求 h1/d1=15.78/30=0.53而df/d1=46/30=1.53，查表1-1h1/d1max=0.480.58，所以h1/d1h1/d1max,故可以拉深了現(xiàn)選定：

15、m1=0.45,m2=0.30 r1=4 ,r2=2則d1=m1d0=0.45x66=30mm h1=14mm d2=m2xd1=0.30x30=9mm1.5222.52.5252550501001001501502002002502501.82.53.54.35.05.561.62.03.03.64.24.651.41.82.53.03.53.841.21.62.22.52.72.83因?yàn)閐1=41mm,d2=20mm,所以得出最小修邊余量=2.0mm，這里取=3.0mm則毛坯的長(zhǎng)度lz= d0+19+2=59.96+19+2385mm2.3.2 確定毛坯的寬度bz bz=b+2式中：b-拉

16、深帶凸緣的方形件的毛坯直徑b=2rz=2（l2+2rh-2x0.86r2+2x0.14r2）1/2式中：l=25mm r=2mm h=24mm代入得b=53.37mm,則bz=b+2=60mm,所以毛坯的長(zhǎng)度為85mm，寬度為60mm，形狀為長(zhǎng)方形。3 排樣和搭邊3.1沖裁件的材料利用率在大批量生產(chǎn)中，原材料費(fèi)用占生產(chǎn)成本的60%80%。節(jié)省材料對(duì)降低成本有著重要的作用。生產(chǎn)中，通常利用材料的利用率作為衡量材料經(jīng)濟(jì)利用程度的指標(biāo)。根據(jù)原材料供應(yīng)情況生產(chǎn)實(shí)際的不同需求，材料利用率有著不同含義和計(jì)算方法。單個(gè)零件的利用率、條料的利用率和板料的利用率的含義和計(jì)算公式見式31、式32和式33。單個(gè)零件

17、的材料利用率1：1=(n1a/bh)100% (31)條料的材料利用率2：2=(n2a/lb)100% （32）板料的材料利用率3：3=(n3a/l0b0) 100% (33)式中：a-沖裁件面積（mm2）; b-條料寬度（mm） h-送料進(jìn)距（mm）; n1-一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)； n2-一個(gè)條料上的沖件總數(shù)；l-條料寬度（mm）； n3-一張板料上的沖件總數(shù)；l0-板料寬度(mm)； b0-板料寬度（mm）;由式可見，若原材料以板料的形式供貨，則板料的材料利用率就是總的材料利用率。為了提高材料利用率，需選擇板料裁成條料的合理裁板方法。根據(jù)毛坯形狀，選擇的板料規(guī)格為0.8mm900mm1800m

18、m其裁板方法采用橫排，其形式如下圖3-1所示；圖3-1、裁板方法 材料的利用率還與條料寬度、送料進(jìn)距、一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖件個(gè)數(shù)、一條條料上的沖件總數(shù)和條料長(zhǎng)度等多個(gè)參數(shù)有關(guān)。而這些參數(shù)取決于制件在條料上的布置方法和搭邊。因此，選擇合理的排樣方法和搭邊值是提高材料利用率的重要措施。3.2 排樣和搭邊沖裁件在板料上的布置叫排樣。排樣的合理與否不僅影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還影響模具結(jié)構(gòu)與壽命，生產(chǎn)效率，工件精度，生產(chǎn)操作方便與安全等。根據(jù)毛坯形狀，使用的排樣圖如下圖3-2所示：圖3-2、排樣圖排樣中相鄰兩制件之間或制件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用之一是補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料誤差

19、而沖出殘缺的廢品；搭邊的作用之二是保持條料在沖裁過程中的強(qiáng)度和剛度，保證條料的順利送進(jìn)。此外，選取合理的搭邊值還可以調(diào)整模具沿周邊的受力狀況，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。普通鋼板沖裁件的搭邊值（a）和沿邊搭邊值（b）見表3-1。表3-1、普通鋼板沖裁件的搭邊值（a）和沿邊搭邊值（b）材料厚度t（mm）矩形件邊長(zhǎng)l50mm0.8ab2.02.5這里我取a=3mm,b=3mm則條料寬度b=60+2b=60+6=66mm送料進(jìn)距h=85+a=88mm因?yàn)檫x用的板料規(guī)格為0.8mm900mm1800mm,而且裁板方式為橫裁，所以每塊板料可以裁成27個(gè)條料，余18mm寬的板料，每塊條料的長(zhǎng)度為900mm

20、，寬度為66mm。則：板料面積a0=9001800=1620000 mm2每個(gè)條料裁的零件數(shù)為：n2=（900-a）/8810個(gè)。余17mm 每個(gè)板料裁的零件數(shù)為：n3=27n2=2710=270個(gè) 每個(gè)零件的面積為a=8560=5100mm2所以總的材料利用率k=（n3a/a0）100%=85%4、壓力機(jī)的選擇4.1 落料拉深4.1.1 壓力中心： 因?yàn)楣ぜ榫匦渭?，所以其壓力中心與工件的幾何中心重合。即，工件的幾何中心就是壓力中心。4.1.2 落料時(shí)的力的計(jì)算：1、沖裁力： 沖裁力是指沖裁過程中的最大抗力，也就是力行程曲線的峰值。它是合理選用沖壓設(shè)備和校核模具強(qiáng)度的重要依據(jù)。影響沖裁力的因

21、素很多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、沖裁件的周邊長(zhǎng)度、模具間隙以及刃口鋒利程度等。 平刃口的模具沖裁力可按4-1式計(jì)算。 f=l tk (4-1) 式中：f-沖裁力，n； l-沖裁件周長(zhǎng)，mm t- 材料厚度，mm；k- 抗剪強(qiáng)度，mpa 考慮到?jīng)_裁與剪切、拉深的不同及速度的影響，以及刃口的磨損，凸凹模間隙的不均勻，材料的性能波動(dòng)和厚度偏差等因素，實(shí)際所需的沖裁力還需要增加30%，如下式3-2： f=1.3 l tkltb (4-2) 式中：b-材料的抗拉強(qiáng)度，由表1-2知道，取400n/mm2 l-工件的周長(zhǎng)，等于2（85+60）=290mm t-材料厚度為0.8mm 所以f=2900.84

22、00=92800n=92.8kn2、 卸料力、推件力和頂件力 當(dāng)沖裁件工作完成后，沖下的制件（或廢料）沿徑向發(fā)生彈性變形而擴(kuò)張，廢料（或制件）上的孔則沿徑向發(fā)生彈性收縮。同時(shí)，制件與廢料還要力圖恢復(fù)彈性穹彎。這兩種彈性恢復(fù)的結(jié)果，導(dǎo)致制件（或廢料）梗塞在凹模內(nèi)或抱緊在凸模上。所以從凸模上將制件（或廢料）卸下來的力叫卸料力；從凹模內(nèi)順著沖裁力方向?qū)⒅萍ɑ驈U料）推出的力叫推件力；逆沖裁方向?qū)⒅萍ɑ驈U料）從凹模洞口頂出的力叫頂件力。這些力在選擇壓力機(jī)或設(shè)計(jì)模具時(shí)都必須加以考慮。生產(chǎn)中常用式（4-3）、（4-4）和（4-5）來計(jì)算卸料力、推件力和頂件力。fx=kxf (4-3)ft=nktf （4

23、-4）fd=kd f （4-5）式中：kx、kt、kd-分別是卸料力、推件力和頂件力的系數(shù)，其值可以查表4-1。n-梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù)。在此副模具設(shè)計(jì)中，采用剛性卸料板，總沖裁力按下式計(jì)算： fz=f+ft ft=0.05592800=5104n=5.104kn 所以：fz=92.8+5.104=97.904kn表4-1、卸料力、推件力和頂件力系數(shù)材料及料厚（mm）kxktkd鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.0140.080.060.05

24、0.034.1.3 壓邊力、拉深力的計(jì)算： 落料拉深后的工件圖如下圖4-1所示：圖4-1、落料拉深后的工件圖1、 壓邊力：（1）、采用壓邊圈的條件：除破裂外，拉深中常出現(xiàn)的問題還有壓縮失穩(wěn)起皺。為了防止起皺，有效措施是設(shè)置壓邊圈。分析可見，起皺取決于兩個(gè)因素，一個(gè)是法蘭處壓應(yīng)力的大小，另一個(gè)是板料的相對(duì)厚度。 分析電爐引線盒的板料相對(duì)厚度和拉深系數(shù)，查表5-70（現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊(cè)）可知，要用壓邊圈。（2）、壓邊力的計(jì)算： 壓邊圈的壓力必須適當(dāng)，壓邊力過大會(huì)增加拉深變形阻力使制件拉裂，壓邊力過小會(huì)使工件的邊壁或法蘭失穩(wěn)起皺。壓邊力的計(jì)算公式如下： f壓=a p （4-6) 式中：a-壓邊圈的面積

25、； p-單位壓邊力；查表5-72現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊(cè)知p=2.53.0mpa所以f壓=12.75kn2、 拉深力： 在選用壓力機(jī)時(shí)，必須先求得拉深力。拉深力的計(jì)算公式如下： f拉=ltbk （4-7） 式中：l-凸模周邊長(zhǎng)度，mm t-材料厚度，mm b-材料抗拉強(qiáng)度，n/mm2由表2-2查得 k-系數(shù)，由表4-2查得表4-2、任意形狀拉深件的系數(shù)k值制件復(fù)雜程度難加工件普通加工件易加工件k值0.90.80.7因?yàn)?，電爐引線盒的加工屬于普通件的加工，取k=0.8。l的值由模具設(shè)計(jì)知：l=20+d=20+3.1440=145.6mm則f拉=145.60.83500.8=32.614kn4.1.4 壓

26、力機(jī)的選擇：冷沖壓設(shè)備的選擇是沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接影響到設(shè)備的安全和合理利用，也關(guān)系到?jīng)_壓生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及成本，已經(jīng)模具壽命等一系列問題。沖壓設(shè)備的選擇包括兩個(gè)方面：類型和規(guī)格。選擇的壓力機(jī)的類型為開式單動(dòng)壓力機(jī)，由以上計(jì)算得：總的壓力f=fz+f壓+f拉=97.904+12.75+32.614=143.268kn則壓力機(jī)的的壓力應(yīng)該大于f，所以可選160kn的壓力機(jī)，其基本參數(shù)由下表4-3所示。4.2 再次拉深再次拉深后的工件形狀如下圖4-2所示：圖4-2、再次拉深后的工件形狀4.2.1 壓邊力和拉深力的計(jì)算：1、 壓邊力：按第一次拉深時(shí)的計(jì)算方法，壓邊力的

27、計(jì)算公式由4-6得 f壓=ap=（r2+1040）2.5=4.14kn2、 拉深力：由式3-7知： f拉=ltbk=3.14200.83500.8=14.067kn 4.2.2 壓力機(jī)的選擇： 由計(jì)算知：總的壓力f=4.14+14.067=18.067kn 則選擇的壓力機(jī)的壓力應(yīng)該大于f，在這里選取壓力機(jī)的壓力為40kn，其主要參數(shù)如表4-3所示。4.3 修邊沖孔修邊沖孔后的工件圖如下圖4-3所示：圖4-3、修邊沖孔后的工件圖4.3.1 沖裁力：1、 修邊的沖裁力：由式3-2知，f=1.3 l tkltb 所以f1=138.840.8400=44.43kn 2、沖孔時(shí)的沖裁力： f2=2(f1

28、+f2) 式中：f1-沖小孔的沖裁力，f1=3.1440.8400=4.02kn f2-沖大孔的沖裁力, f2=3.14100.8400=10.05kn 則：f2=14.07kn4.3.2 推件力： 由式4-4知，ft=nktf 由模具的設(shè)計(jì)知道：最多梗塞在凹模內(nèi)的沖孔廢料為7個(gè)，所以n=7 ft=70.05514.07=5.42kn所以總的壓力為f=f1+f2+ft=44.43+14.07+5.42=63.92kn4.3.3 卸料力： 因?yàn)椴捎玫氖菑椥孕读?。卸料力由?-5知fd=kd f fd=0.0663.92=3.84kn4.3.4 壓力機(jī)的選擇： 壓力機(jī)的最小壓力為63.92+3.8

29、4=67.76kn，所以選擇公稱壓力為100kn的壓力機(jī)。其主要參數(shù)如表4-3所示。表4-3、三種開式壓力機(jī)的基本參數(shù)名 稱量 值名 稱量 值公稱壓力40100160公稱壓力40100160發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊離下極點(diǎn)距離/mm345閉合高度調(diào)節(jié)量355060滑塊行程/mm固定行程406070滑塊中心到機(jī)身距離100130160調(diào)節(jié)行程688工作臺(tái)尺寸左右280360450標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)200135115前后180240300最大閉合高度/mm固定臺(tái)和可傾160180220立柱間距離（不小于）130180220活動(dòng)臺(tái) 最底位置 最高300工作臺(tái)板厚度355060160傾斜角（不小于）303030模

30、柄孔尺寸（直徑深度）/mm30505、落料拉深模具設(shè)計(jì)5.1 模具類型 本模具完成的工序是落料拉深，分析后決定采用順裝復(fù)合模。 凸凹模裝在上模，落料凹模以及拉深凸模裝在下模，順裝復(fù)合模具向上出件，其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖5-1、落料拉深順裝復(fù)合模 圖中1凸凹模具、2-拉深凸模、3固定卸料板其特點(diǎn)是壓力機(jī)滑塊一次行程，在同一工位，同時(shí)完成落料及一次拉深，模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)率較高。5.2 主要零件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)沖模的設(shè)計(jì)程序與工藝方案的選擇密切相關(guān)，同時(shí)，沖裁工藝方案的確定也受到模具結(jié)構(gòu)形式的限制。所以應(yīng)該根據(jù)沖裁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度等級(jí)、尺寸和形狀、材料種類和厚度、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性等因素綜合考

31、慮，來確定模具的結(jié)構(gòu)形式。沖模的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度雖然各不相同，但組成模具的零件是有共性的，其可分為工藝結(jié)構(gòu)零件和輔助結(jié)構(gòu)零件。其詳細(xì)分類見表4-1所示。表5-1、沖模零件詳細(xì)分類工藝結(jié)構(gòu)部分輔助結(jié)構(gòu)部分工作零件定位零件壓料卸料及出件零件導(dǎo)向零件固定零件緊固及其他零件凸 模凹 模凸凹模擋料銷導(dǎo)正銷導(dǎo)料板定位銷定位板側(cè)壓板側(cè) 刃卸料板壓邊圈頂件器推件器導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)板導(dǎo)筒上、下模座模柄凸、凹模固定板墊板限制器螺釘銷釘鍵其它5.2.1 工作零件一、凸凹模： 凸凹模是指在落料的時(shí)候外刃口作為落料凸模，在拉深的時(shí)候內(nèi)刃口作為凹模。 1、凸凹模的固定形式：圖4-2、臺(tái)階式固定方式2、 刃口尺寸的計(jì)算：1 、

32、外刃口作為落料凸模時(shí)的刃口尺寸：、 落料時(shí)應(yīng)該首先確定凹模的刃口尺寸，使得凹模的刃口尺寸接近或者等于落料件的最小極限尺寸。查表知，落料凸凹模的雙面間隙zmin=0.072,zmax=0.104、 刃口尺寸計(jì)算公式：凹模刃口尺寸：dd=(d-k) +td (5-1) 凸模刃口尺寸：dp=(dd-zmin)-tp (5-2) 式中：-沖裁件公差 tp - 凸模刃口制造公差 td-凹模刃口制造公差 k-系數(shù)，由工件確定，如下表4-2：表4-2、系數(shù)k板料厚度非圓形10.750.5工件公差/mm1120.160.200.170.350.210.410.360.42 其中tp=0.4(zmax-zmin

33、)=0.0128 td=0.6(zmax-zmin)=0.0192 因?yàn)楣ぜ男螤顬榫匦?則、凹模的刃口尺寸：dd長(zhǎng)=（85-0.5x0.36）+0.0192=84.82+0.0192 dd寬=（60-0.5x0.36）+0.0192=59.82+0.0192 凸模的刃口尺寸：dp長(zhǎng)=（84.82-0.072）-0.0128=84.748-0.0128 dp寬=（59.82-0.072）-0.0128=59.748-0.0128 、內(nèi)刃口作為拉深凹模時(shí)的尺寸計(jì)算：、 拉深凸凹模間隙值的確定：拉深盒行件時(shí)，凸模與凹模的間隙，在直邊部分可參考u形件的壓彎模的間隙來確定，圓角部分的間隙應(yīng)該比直邊部分

34、大0.1t。直邊部分的間隙c=t+kt 查表得k=0.05所以c=0.8+0.05x0.8=0.84mm則，圓角部分的間隙c=c+0.1t=0.84+0.1x0.8=0.928mm、 拉深凸凹模工作部分尺寸的確定：首次拉深凹模圓角半徑查表取rd1=5mm,凸模的圓角半徑rp1=4mm圓筒部分凸模的直徑為：dp=(d+0.4)-凸=（20+0.4x0.36）=20.144-0.0128 圓筒部分凹模的直徑為： dd=(dp+2c)+凹=22+0.01923.凸凹的形式和尺寸如下：圖5-3、凸凹模的尺寸及形狀二、 落料凹模1、 固定形式：落料凹模的固定采用螺釘銷釘固定方式。圖5-4、落料凹模的固定

35、形式2、 尺寸計(jì)算：刃口尺寸由上計(jì)算得 dd長(zhǎng)=（85-0.5x0.36）+0.0192=84.82+0.0192 dd寬=（60-0.5x0.36）+0.0192=59.82+0.01923、 落料凹模的尺寸和形狀如下圖所示：圖5-5、落料凹模的尺寸和形狀三、 拉深凸模1、 固定形式采用螺釘固定，其形式和凹模的固定方法類似；2、尺寸計(jì)算：由上知圓筒部分凸模的直徑為：dp=(d+0.4)-凸=（20+0.4x0.36）=20.144-0.0128 有工件圖知道：直邊部分的長(zhǎng)度為10mm3. 拉深凸模的形狀和尺寸如下圖所示：圖5-6、拉深凸模的形狀和尺寸5.2.2 定位零件 1.固定擋料銷：固定

36、擋料銷的結(jié)構(gòu)如下圖所示其原理是：完成第一次落料后，將條料前端稍微抬起，使落料后的空心部分穿過擋料銷，然后放下條料，將條料后退，使得空心部分的前端卡在擋料銷上完成定位，以后每次都按照前一次操作。2、 導(dǎo)料板：沖裁時(shí)，條料緊靠導(dǎo)料板或者導(dǎo)料銷的一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn)，以限定條料的正確送進(jìn)方向。導(dǎo)料板可與卸料板分開制造，也可以制造成整體式，此次采用分開制造的方案，其形狀和尺寸如下所示，圖5-7、導(dǎo)尺的基本尺寸5.2.3 壓料、卸料及出件零件 1、卸料板：卸料板外行尺寸一般與凹模一致，厚度與卸件尺寸及卸料力有關(guān)，一般為h=（0.81.0）h凹。其平面形狀如下所示：圖5-8、卸料板形狀及尺寸其厚度為15mm,2、

37、推件塊：推件塊采用剛性推件裝置，靠壓力機(jī)中滑塊內(nèi)橫梁作用，推件力大且可靠。這副模具中，推件塊的作用是推出拉深后卡在拉深凹模內(nèi)的工件，其形狀外行與拉深凸?；疽恢?。3、壓邊圈：壓邊圈的作用是防止拉深件凸緣部分起皺，在這副模具的設(shè)計(jì)中，壓邊圈的作用是既有壓邊作用，還有卸料的作用。其作用力靠下邊的氣墊提供（模具總裝圖中，氣墊未畫出），壓邊圈的結(jié)構(gòu)形式如下：圖5-9、壓邊圈形狀及尺寸5.2.4 輔助結(jié)構(gòu)零件 1、模架：選用對(duì)角導(dǎo)柱模架（gb28521-81）其基本數(shù)據(jù)見下表：凹模周界最大行程最大閉合高度零件名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)lbsha上模座gb2856.1-81下模座gb2856.2-81導(dǎo)柱gb2856

38、.1-81導(dǎo)套gb2856.1-811251008016515125x100x35125x100x4525x16025x100x332、模柄：模柄是將上模安裝在壓力機(jī)上的零件。模柄裝在上的垂直度影響導(dǎo)向裝置的配合精度和使用壽命，因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該根據(jù)需要選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。分析工件和模具總體形狀，模柄有多種選擇形式，這里選擇凸緣模柄（gb2862.3-81）其基本形狀和尺寸如下圖：3、凸、凹模固定板 固定板就是用以來固定凸、凹、凸凹模的零件，在這副模具中，凸凹模用固定板固定，落料凹模和拉深凸模用螺釘和銷釘直接固定。一般固定板的厚度為：h=0.4h凸，或者h(yuǎn)=(0.6-0.8)h凹，這里固定板

39、的厚度取15mm.4、銷釘和螺釘 銷釘與螺釘用于對(duì)模具板件定位與固定，通常兩者選用相同的直徑。螺釘?shù)闹睆脚c布置間距可以通過查表獲得，在這里就不一一舉出。6、再次拉深模的設(shè)計(jì)6.1 模具的基本形狀以及工作原理：圖6-1、再次拉深模的基本結(jié)構(gòu)工作原理：這是單動(dòng)模具，滑塊在一次行程中只完成拉深工序，首先通過11（壓邊圈）定位上一次拉深后的工件，所以在這里11號(hào)工件的作用包括了壓邊、定位零件和卸料。在上模向下運(yùn)動(dòng)過程中拉深凸模9將工件壓入凹模4中，滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，完成拉深。以后滑塊向上運(yùn)動(dòng)，工件通過推件器8和壓邊圈11完成工件的脫落。6.2 主要零件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)6.2.1 工作零件的設(shè)計(jì) 一、拉深后工件

40、的形狀：圖6-2、工件圖二、凸凹模的尺寸計(jì)算：1、拉深凸凹模的刃口間隙 單邊間隙c=tmax+kt 式中：tmax -板料厚度的最大極限尺寸 t-板料厚度的基本尺寸 k-系數(shù)，查表取0.1 所以c=0.88mm2、由工件的尺寸標(biāo)注可以知道凸模的刃口尺寸與工件尺寸一致，其制造公差為0.040，凹模的刃口尺寸d凹=（d凸+2c）+凹則圓筒部分直徑d=（20+2c）+凹=21.76+0.06，長(zhǎng)度l=d+19=40.76+0.06， 3、拉深凸、凹模的圓角半徑：因?yàn)楣ぜ膱A角半徑為2mm，有凸緣，所以凸凹模的圓角半徑都為2mm。4、拉深凸模出氣孔尺寸：見下表6-1表6-1、拉深凸模出氣孔尺寸凸模直徑

41、5050-100100-200200出氣孔直徑56.589.5取出氣孔直徑為5mm三、凸模的形狀： 凸模的固定形式采用臺(tái)階式固定形式，凸模形狀如下圖6-3所示：圖6-3、凸模的尺寸和形狀四 、凹模的形狀： 凹模的固定形式也采用臺(tái)階式固定，凹模的形狀如下圖6-4所示：圖6-4、凹模的尺寸和形狀6.2.2 其他零件的設(shè)計(jì)1、壓邊圈的設(shè)計(jì)：因?yàn)閴哼吶υ谶@里的作用不光是壓邊作用，還有卸料和定位零件的作用。所以壓邊圈的尺寸要求較高，定位的時(shí)候，其外部形狀應(yīng)該和第一次拉深時(shí)的工件一樣，在完成定位后，隨著模具的閉合，它又充當(dāng)壓邊圈的作用。其形狀和尺寸如下圖6-5所示。2、推件器8：推件器采用剛性推件裝置，靠

42、壓力機(jī)中滑塊內(nèi)橫梁作用，推件力大且可靠。這副模具中，推件塊的作用是推出拉深后卡在拉深凹模內(nèi)的工件，其形狀外行與拉深凸模基本一致。圖6-5、壓邊圈的結(jié)構(gòu)和尺寸 3、模架：模架屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在這里選取后側(cè)導(dǎo)柱模架（gb2851.3-81） 凹模周界最大閉合高度零件名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)lb最小最大上模座gb2855.5-81下模座gb2855.6-81導(dǎo)柱gb2861.1-81導(dǎo)套gb2861.6-81200160160200200x160x40200x160x4528x15028x100x38 4、模柄：選擇與上副模具相同的模柄。 5、固定板：這副模具的凸模、凹模都采用固定板固定，凸模固定板的厚度使用15

43、mm,凹模固定板的厚度采用20mm。 6、螺釘和銷釘?shù)倪x取： 銷釘和螺釘?shù)倪x取按照標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選擇，壓邊圈上的卸料螺釘?shù)臉邮饺缦聢D6-6、卸料螺釘樣式和尺寸7、沖孔模的設(shè)計(jì)7.1 模具基本結(jié)構(gòu)與工作原理：圖7-1、沖孔模具總裝圖模具的工作原理：滑塊在一次運(yùn)動(dòng)過程中，完成沖4個(gè)孔的工序，首先凸模向下運(yùn)動(dòng)完成沖孔，沖孔凹模也起到定位零件的作用，沖孔后的工件會(huì)卡在凸模上，通過卸料扳7卸料，工件沖孔結(jié)束后通過卸料板6卸料。卸料板7通過彈簧產(chǎn)生力的作用，6通過下端的橡膠墊產(chǎn)生力，完成脫料。7.2 模具的主要零件設(shè)計(jì)7.2.1 工作零件的設(shè)計(jì)： 一、沖孔后的工件圖： 二、凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算： 1、凸凹模

44、刃口間隙值z(mì)的確定：合理的間隙值使得沖裁面平直，光潔；圓角帶毛刺小。模具摩擦合理，受力均勻。查表知道zmin=0.072, zmax=0.104。 2、刃口尺寸的確定：沖孔時(shí)應(yīng)該首先確定凸模的刃口尺寸，使得凸?；境叽缃咏蛘叩扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，在按合理間隙值z(mì)min增大凹模尺寸。凸模的制造偏差取負(fù)值，凹模的制造偏差取正值。凸模刃口尺寸：dp=(d+k) -tp (7-1) 凸模刃口尺寸：dd=(dp+zmin)+td (7-2) 式中：-沖裁件公差 tp - 凸模刃口制造公差 td-凹模刃口制造公差其中 tp=0.4(zmax-zmin)=0.0128 td=0.6(zmax-zmin

45、)=0.0192 系數(shù)k=0.5（查表得）則，沖小孔時(shí)的凸凹模尺寸為dp=(d+k) tp=4-0.0128，dd=(dp+zmin)+td=（4+0.072）+0.0192=4.072+0.0192沖大孔時(shí)的凸凹模尺寸為：dp=(d+k) tp=10-0.0128，dd=(dp+zmin)+td=（10+0.072）+0.0192=10.072+0.01923、孔心距的計(jì)算：當(dāng)工件上需要沖制多個(gè)孔時(shí)，孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保證，由于凸、凹模的刃口尺寸磨損不影響孔心距的變化，固凹?？仔木嗟幕境叽缛≡诠ぜ仔木喙顜У闹悬c(diǎn)上，按雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注，可用下式計(jì)算： ld=(lmin+1/2)(1/2)td （7-3）則：兩個(gè)小孔的孔心距為ld=48（1/2）x0.0192=480.0096兩個(gè)打孔的孔心距為ld=19（1/2）x0.0192=190.0096三、凸模的強(qiáng)度校核： 沖裁時(shí)凸模所受的應(yīng)力，有平均壓應(yīng)力和刃口的接觸應(yīng)力k兩種。因?yàn)榭讖酱笥跊_件材料厚度時(shí)，接觸應(yīng)力k大于平均壓應(yīng)力，因而強(qiáng)度校核的條件是接觸應(yīng)力小于或等于凸模材料的許用應(yīng)力凸模的強(qiáng)度按下式計(jì)算：k=2