帽蓋沖壓工藝及模具設(shè)計

1、太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計帽蓋沖壓工藝分析及模具設(shè)計*機(jī)械工程系學(xué)生姓名： 學(xué)號： 材料成型及控制工程系 部： *專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 二一四年六月誠信聲明 本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。 本人簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計（論文）題目： 帽蓋沖壓工藝分析及模具設(shè)計 系部： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué)號： * 學(xué)生： * 指導(dǎo)教師（含職稱）： * 專業(yè)負(fù)責(zé)人： * 1設(shè)計（論文）的主要任務(wù)及目標(biāo) （1）通過畢業(yè)設(shè)計能夠鞏固所學(xué)的各類基礎(chǔ)知識、初步掌握沖壓模具設(shè)計的 流程,熟

2、練掌握使用各類工具書籍。 （2）通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生初步達(dá)到工程師所具備的基本素質(zhì)。2設(shè)計（論文）的基本要求和內(nèi)容 （1）完成沖壓件的工藝性分析（工藝分析、工藝方案確定、工藝計算） （2）進(jìn)行沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算（主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計及模具工作部分尺寸計算等） （3）制定模具典型零件加工的工藝規(guī)程 (4)完成模具總裝配圖及模具主要零部件圖的繪制 （5）編寫模具畢業(yè)設(shè)計論文3主要參考文獻(xiàn) （1）沖壓設(shè)計資料 機(jī)械工業(yè)出版社 王孝培主編 （2）沖模圖冊 機(jī)械工業(yè)出版社 李天佑主編 （3）冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 王芳主編 （4）實(shí)用模具技術(shù)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 陳錫棟、

3、周小玉主編 （5）實(shí)用模具技術(shù)手冊 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 李紹林、馬長福主編 （6）沖模設(shè)計手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 沖模設(shè)計手冊編寫組4.進(jìn)度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起止日期1開題報告2014.3.12014.3.152工藝分析及計算2014.3.12014.4.153模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算2014.4.12014.5.154繪制圖紙及編寫設(shè)計說明書2014.5.12014.6.165畢業(yè)答辯2014年6月中旬 零件名稱：帽蓋材料：料厚1mm的冷軋鋼Q215鋼板 生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)摘要 本論文課題為帽蓋沖壓工藝及模具分析。首先對加工零件進(jìn)行了加工工藝和結(jié)構(gòu)工藝的分析。通過計算毛坯尺寸和拉深系數(shù)

4、提出了五種方案，最后確定采用落料、正拉深復(fù)合模和一個反拉深單工序模。對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。計算了沖壓過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，計算出了落料、正拉深工作部分的尺寸。對模具的閉合高度進(jìn)行了合理的確定，還設(shè)計出模具的主要零件落料凹模、凸凹模、拉深凸模、凸模固定板等。 關(guān)鍵詞： 畢業(yè)論文，模具設(shè)計，復(fù)合模，正反拉深 ABSTRACT The topic of this paper is the cap pressing process analysis

5、and die, FanLa deep mould. Firstly the processing parts processing technology and structure analysis of the process. Through the calculation blank dimensions and drawing coefficient puts forward five kinds of solutions, the final determination by blanking, positive drawing compound die and reverse d

6、rawing die. To mould layout made reasonable decorate, make material utilization reached a high level. To calculate the stamping process need all kinds of stamping technology force, including blanking force, discharge power, blank-holder force, drawing force, lifter force, etc., and to press the reas

7、onable tonnage primaries. Composite die on the structure adopted the form of dress, calculated the blanking, are drawing and FanLa deep working portion size. To mould height on the determination of reasonable, but also to design the mould of the main parts blanking die, die and punch, FanLa deep pun

8、ch, FanLa deep concave die, die fixed plate, etc. Key words graduation thesis, mold design,superposable die, pro and con drawing目錄前言1第一章 任務(wù)來源及設(shè)計目的意義21.1 設(shè)計任務(wù)來源21.2設(shè)計目的及意義2第二章 沖壓工件的工藝分析42.1沖壓及沖裁件的工藝性的概念42.2零件工藝性分析42.2.1 材料42.2.2 工件結(jié)構(gòu)42.2.3尺寸精度5第三章 沖壓工藝方案的確定63.1確定工藝方案的主要原則63.2工藝方案的確定63.2.1選定修邊余量，預(yù)算毛坯直

9、徑63.2.2工藝方案的確定9第四章 主要工藝參數(shù)計算104.1排樣設(shè)計與計算104.1.1選擇排樣方法104.1.2確定搭邊值104.1.3計算送料步距及條料寬度114.1.4計算材料利用率124.1.5畫出排樣圖134.2計算工序壓力134.2.1落料力的計算134.2.3拉深力的計算144.2.4推件力計算144.3計算凹凸模工作部分尺寸確定其制造公差164.3.1沖裁模凸、凹模刃口計算原則：164.3.2沖裁凸、凹模刃口尺寸計算164.3.3拉深凸、凹模工作零部件的設(shè)計17第五章 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇195.1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇195.1.1模架及導(dǎo)向方式195.1.2 毛坯定

10、位方式的選擇195.1.3卸料，出件方式的選擇205.1.4主要零部件的定位方式與固定方式205.2沖壓設(shè)備的選擇20第六章 選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸246.1落料、球形拉深、淺錐拉深復(fù)合模工作零部件設(shè)計246.1.1凸模246.1.2凹模246.1.3凸凹模256.1.4定位零件的設(shè)計266.1.5卸料部件的設(shè)計266.1.6模架及其他零部件設(shè)計276.2反拉深模主要零部件設(shè)計326.2.1工作部分結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計326.2.2定位零件的設(shè)計326.2.3模架及其他零部件的設(shè)計32第七章 模具總裝配圖357.1落料、球形拉深、淺錐拉深復(fù)合模總裝配圖357.2反拉深?？傃b配圖36結(jié)

11、論37參考文獻(xiàn)38致謝39 前言 本設(shè)計課題名為帽蓋沖壓工藝分析及模具設(shè)計， 根據(jù)從事沖壓模具設(shè)計與制造的工程技術(shù)綜合性應(yīng)用型人才的實(shí)際要求，是符合大學(xué)本科模具設(shè)計專業(yè)的畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計需要所編寫的，將沖壓成形原理、冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計及模具制造工藝等三門關(guān)聯(lián)課程的內(nèi)容有機(jī)的融合，介紹了沖壓成形工藝及模具設(shè)計與計算方法，同時在模具設(shè)計內(nèi)容中融匯了沖壓模具的不同加工方法、加工工藝及裝配工藝，對初學(xué)沖壓模具模設(shè)計者有一定的參考價值 。本設(shè)計共分七章，分別對設(shè)計題目的來源、設(shè)計意義、目的，零件工藝性分析，工藝方案的確定、 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇，主要工藝參數(shù)計算，選擇與確定模具的主要零部件的

12、結(jié)構(gòu)與尺寸，模具的總體裝配等幾方面進(jìn)行了闡述。由于編者自身水平有限，希望各位指導(dǎo)老師能指出錯誤。 第一章 任務(wù)來源及設(shè)計目的意義1.1 設(shè)計任務(wù)來源 零件名稱：帽蓋 材料：料厚1mm的冷軋鋼Q215鋼板 生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)1.2設(shè)計目的及意義冷沖壓模具設(shè)計是為模具設(shè)計制造專業(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)課后，所設(shè)置的一個重要的實(shí)踐行教育環(huán)節(jié)。用模具生產(chǎn)的之間具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。本設(shè)計題目為帽蓋沖壓工藝及模具設(shè)計，但對做畢業(yè)審計的畢業(yè)生有一定的設(shè)計目的及意義。其目的有以下幾點(diǎn)：1.綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際

13、知識，全面系統(tǒng)鞏固課堂教學(xué)的基本知識，進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計工作的實(shí)際訓(xùn)練。提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識。從而培養(yǎng)和提高學(xué)生的獨(dú)立工作能力。2.鞏固與擴(kuò)充“冷沖壓模具設(shè)計”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方和步驟。3.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(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。本課題的意義是：通過對該零件模具的設(shè)計，進(jìn)一步加強(qiáng)冷沖壓設(shè)計的基礎(chǔ)，為設(shè)計更復(fù)雜模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。第二章 沖壓工件的工藝分析2.1沖壓及沖裁件的工藝性的概念 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形 ，從而獲得所需要零件的一種

14、壓力加工方法。在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件(或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱謂沖壓模具（俗稱沖模）。沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工終的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高，成本低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。影響沖裁件工藝的因素有很多，如沖裁件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、標(biāo)注方法、精度要求和材料性能等。良好的沖裁工藝性應(yīng)保證消耗少、工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單等。2.2零件工藝性分析2.2.1 材料Q215鋼是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有高的塑性、韌性和焊接能力，良好的壓力加工性能，但強(qiáng)度低。2.2.2 工件結(jié)構(gòu) 沖裁件

15、的形狀應(yīng)該盡量簡單，對稱，最好是由圓弧和直線組成。應(yīng)該避免沖裁件上有過長的懸臂和狹槽，其最小寬度要大于料厚t的兩倍，即b2t。由工件圖砍，該工件有落料、拉深和反拉深三個工序，形狀較為簡單，結(jié)構(gòu)對稱。其中間凸臺部分為反拉深部分，屬于中等深度錐形件，故不能一次拉深而成形。首先拉深成半球形筒件，第二次采用反拉深可防止起皺。2.2.3尺寸精度為降低沖壓成本，獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，在不影響沖壓件使用要求的前提下，應(yīng)盡量采用經(jīng)濟(jì)精度。所謂經(jīng)濟(jì)精度是指模具達(dá)到最大許可磨損時，其所完成的沖壓加工在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)而在經(jīng)濟(jì)上最合理的精度。沖裁件的精度一般滿足其經(jīng)濟(jì)精度要求。該工件圖上部分尺寸未標(biāo)注公差，其屬于自

16、由尺寸，精度要求不高，按IT14級確定。因此，一般沖壓均滿足尺寸精度要求。第三章 沖壓工藝方案的確定3.1確定工藝方案的主要原則 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有一下三點(diǎn)： （1）保證沖裁件質(zhì)量 （2）經(jīng)濟(jì)性原則 （3）安全性原則3.2工藝方案的確定 由工件圖可知，二個拉深部位在拉深過程中能否一次成形，保證工件平整而且無裂紋是該工件的關(guān)鍵。下面判斷改工件是否可一次拉成。由工件圖可知，該工件為有凸緣的圓筒形件，要求內(nèi)形尺寸，沒有厚度不變要求。此工件的形狀滿足拉深工藝要求，可用拉深工序加工。3.2.1選定修邊余量，預(yù)算毛坯直徑拉深件坯料形狀和尺寸是以沖裁形狀和尺寸為基礎(chǔ)，按體積不變原則和相似原

17、則確定。體積不變原則，即對于不變薄拉深，假設(shè)變性前后料厚不變，拉深前與拉深后沖件表面積近似相等，得到坯料尺寸；相似原則，即利用拉深前后坯料的形狀與沖件斷面形狀相似，得到坯料形狀。當(dāng)沖件的斷面是圓形、正方形、長方形或橢圓形時，其坯料的形狀與沖件的斷面形狀相似，但坯料的周邊必須是光滑的曲線連接。對于形狀復(fù)雜的拉深件，利用形狀相似原則只能初步確定坯料的形狀，必須通過多次試壓，反復(fù)修改，才能最終確定出坯料形狀，因此，拉深件的坯料的設(shè)計一般是先設(shè)計拉深模，坯料形狀尺寸確定后在設(shè)計沖裁模。 板料厚度t=1mm，d=79mm,d=64mm。故=1.2343。由表4-5有凸緣圓筒件拉深件的修邊余量查得：=1.

18、23431.5,修邊余量=4.3mm。（1） 對于h=15mm處的錐形拉深部位屬于相對高度較小的錐形件（=0.18982t超過加強(qiáng)筋的要求，故不屬于成形屬于中等深度錐形件，此部分不能一次拉深而成形。首先拉深成半球形筒件，第二次采用反拉深可防止起皺。 圖中各線段長度和表面積可利用簡單幾何圖形計算出來：ab線段：線段長l=12mm, 表面積F=452.389mmbc線段：線段長l=2.62mm, 表面積F=77.241mmcd線段：線段長l=2.11mm, 表面積 F=197.817mmdc線段 線段長l=2.62mm, 表面積 F=172.817mmR=15.26mm凸臺部分拉深變形程度為： =

19、2(l+l+l+l)-2r/2r100% =2（12+2.62+2.11+2.62）-215.26/（215.26）100% =19.27%查表得Q215鋼的伸長率為=28%，=19.27%故可一次拉深成形。預(yù)算工件毛坯直徑 F=452.389mm F=77.241mm F=197.087mm F=172.817mm F=2657.92mm F=391.33mm F=3384.26mm F=403.97mm F=4601.64mm F=F+F+F+F+F+F +F+F+F=452.389mm+77.241mm+197.087mm+172.817mm+2657.92mm+391.33mm +33

20、84.26 mm+403.97mm+4601.64mm=12338.654mmD=125.4mm，故D取125.5mm3.2.2工藝方案的確定在滿足確定工藝方案的主要原則的前提下可有以下四種不同的工藝方案：1. 落料淺錐拉深球頭拉深反拉深2. 落料淺錐拉深、球頭拉深反拉深3. 落料、球頭拉深拉深淺錐反拉深4. 落料、球頭拉深拉深、淺錐反拉深5. 落料、球形拉深、淺錐拉深反拉深五種方案中方案一需要四套模具，方案二和方案三需要三套模具成本較高，而方案四和方案五只需要兩套復(fù)合模，前中方案五可以通過前一次拉深所形成錐面定位這樣可以大大提高工作效率，并減少工作量，降低成本，所以采用方案五。第四章 主要工

21、藝參數(shù)計算4.1排樣設(shè)計與計算在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖裁件形狀尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。4.1.1選擇排樣方法沖裁件在條料，帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是降低成本和保證沖裁件質(zhì)量級模具壽命的有效措施，故排樣適應(yīng)考慮如下原則：（1） 提高材料利用率（2） 合理排樣發(fā)放時操作方便（3） 模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長（4） 保證重建質(zhì)量和沖件對板料纖維方向要求因該工件是有圓弧組成，且形狀和結(jié)構(gòu)對稱，采用直排是材料利用率高，故選擇直排。4.1.2確定搭邊值排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱謂搭邊。搭邊值

22、要合理確定，搭邊值過大，材料利用率雖高，但過小時搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有事甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口，因此確定搭邊值時應(yīng)考慮如下因素：（1) 材料力學(xué)性能，軟材料，脆材料，搭邊值要大一些；硬材料搭邊值克小一些；（2) 材料的厚度，材料越厚，搭邊值也越大；（3) 零件的形狀和尺寸，零件外形月復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大；（4) 排樣的方式，對排的搭邊值大于直排的搭邊值；（5) 送料及擋料方法，用手工送料且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些，用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些；（6) 卸料方式，彈性卸料比剛性卸料的搭邊值小一些。由

23、表查得搭邊值a=0.8mm,a=1.0mm4.1.3計算送料步距及條料寬度（1） 送料步距：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距。送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點(diǎn)之間的距離。每次只沖一個零件的步距s的計算公式為：s=D+a式中D平行于送料方向的沖裁件寬度 a沖裁件之間的搭邊值。 s=D+a=125.5mm+0.8mm=126.3mm(2) 條料寬度：條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利的再導(dǎo)料板之間送料，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度是必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃。因本副模具要求條料

24、始終沿著導(dǎo)料板方向送進(jìn)，所以模具結(jié)構(gòu)中采用有側(cè)壓裝置，則條料在有側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送進(jìn)時計算公式如下：條料寬度：B=（D+2a)導(dǎo)料板之間距離：A=B+C=D+2a+z式中D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a側(cè)搭邊值 條料寬度方向的單向（負(fù)向）偏差 c導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙。 查表得=0.6mm，z=8mm A=B+C=D+2a+z=125.5+21+8=135.5mm B=（D+2a)=(125.5+21)=127.5mm4.1.4計算材料利用率一個步距內(nèi)的材料利用率為：=100%式中F沖裁件面積， n一個步距內(nèi)沖件數(shù)目,n=1 B條料寬度，B=127.5mm h進(jìn)距,h=126.3mm

25、=100%=76.81%查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選用900mm1420mm的鋼板，每張鋼板可剪裁7張條料(127.5mm1420mm)，每張條料可沖11個工件。若考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料上總的材料利用率=100%，式中n一一張板料上沖裁件的總數(shù)目A一個沖裁件的實(shí)際面積L板料長度 B條料寬度=100%=100%=75.16%4.1.5畫出排樣圖 4.2計算工序壓力4.2.1落料力的計算沖裁力是沖裁力過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度而變化的，通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。利用平刃凸模和凹模沖裁時，其沖裁力F的計算一般按如下

26、公式計算： F=kLt 式F沖裁力 L沖裁周邊長度，L=2r=394.26mm t材料厚度，t=1mm 材料的抗剪切強(qiáng)度， 取值范圍為335MPa450MPa，取400MPa k系數(shù)，系數(shù)k考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口的磨損，板料力學(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k=1.3 F=kLt=1.3394.261400=205015.2N卸料力F=KF K為0.0650.075，取K=0.07F=KF =0.07205015.2=12300.91N4.2.3拉深力的計算（1） 對于h=15mm處的錐形拉深部位 F=kdt式中d錐形件的小直徑,d=64mm t材

27、料厚度,t=1mm 材料強(qiáng)度極限，一般=1.3 k修正系數(shù)，查表得k=0.93 F=kdt=0.936411.3400=97233.54N (2)對于h=5mm的凸臺部位 d=24mm F=kdt=0.93241.31400=36462.58N4.2.4推件力計算 F=nKF 式中F沖裁力 K推件力系數(shù) ,K=0.1 n梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù),n=1 F=nKF=10.1205015.2=20501.52N（3） 球形拉深部位 首次拉深球頭形計算步驟為：假設(shè)預(yù)拉深變形區(qū)的尺寸擴(kuò)大到圖中f點(diǎn)，則f點(diǎn)的橫坐標(biāo)R值應(yīng)等于球頭部分展開毛坯的半徑。故A=F+F+F+F =452.389mm+197.087

28、mm+172.817mm+77.241mm =899.534mm根據(jù)面積相等原則A=R,得：R=mm=16.92mm17mm 也就是把局部拉深區(qū)域的尺寸范圍擴(kuò)大到34mm的范圍，即點(diǎn)f點(diǎn)以內(nèi)的區(qū)域，該區(qū)域的面積為：A=907.92mm根據(jù)面積相等原則，最后可計算出球頭拉深件的半徑R及球頭預(yù)拉深高度H。設(shè)球頭預(yù)拉深高度H=5mm,根據(jù)A=2RH 得： R=28.9mm球形拉深部分的近似拉深力為： F=kdt式中d球形部位展開面積的直徑,d=34mm t材料厚度,t=1mm 材料強(qiáng)度極限， 一般 =1.3 k修正系數(shù)，查表得k=0.75 F=kdt=0.753411.3400=41657.518N

29、4.3計算凹凸模工作部分尺寸確定其制造公差4.3.1沖裁模凸、凹模刃口計算原則： （1）設(shè)計落料模仙確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，即沖模間隙通過減小凸模刃口尺寸來獲得。 （2）根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模是，凹模基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸。 （3）沖裁間隙一般選用最小合理間隙 （4）選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高24級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差可按IT6IT7級來選用。 （5）工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)

30、注單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差是應(yīng)想材料實(shí)體方向標(biāo)注。4.3.2沖裁凸、凹模刃口尺寸計算 由工件圖看。改工件是圓形的簡單規(guī)則形狀的工件，故沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，精度易保證，所以采用分別加工。凸、凹模分別加工具有制造周期短，便于成批制造。設(shè)改工件的尺寸為D,根據(jù)計算原則得：D=(D-x)D=（D-z)=(D-x-z)式中D、D落料凹、凸模刃口尺寸 D落料件外徑 工件公差 z最小合理間隙查有關(guān)資料，由于此零件的斷面質(zhì)量，尺寸精度要求一般，所以選用類中等間隙，材料Q215為低碳鋼，查得t1.0mm時的初始單邊間隙z=0.07mm。X=0.5 取-1.00 查表得 =+

31、0.040 =-0.030D=(D-x)=（125.5+0.51.00）=126D=（D-z)=(D-x-z)=（126-0.07)=125.934.3.3拉深凸、凹模工作零部件的設(shè)計 拉深模的間隙是指凸、凹模橫向尺寸的差值。雙邊間隙用z來表示。確定拉深間隙的原則是：既要考慮版聊公差的影響，又要考慮毛坯口部增厚的現(xiàn)象，故間隙值一般比毛坯厚度略大一些。間隙過小，工件質(zhì)量較好，但拉深力大，工件易斷，模具磨損嚴(yán)重，壽命低。間隙過大，拉深力小，模具壽命雖然提高了，但工件易起皺，變厚，側(cè)壁不直，口部分不齊，有回彈，質(zhì)量不能保證。不使用壓邊圈拉深時z=(11.1)t,取z=1.1mm當(dāng)零件尺寸標(biāo)注在外形時

32、，以凹模為基準(zhǔn)，工件部分尺寸為：D=（D-0.75）d=（D-0.75-2z)當(dāng)零件尺寸標(biāo)注在內(nèi)形時，以凸模為基準(zhǔn)，工件部分尺寸為：d=(d+0.4)D=(d+0.4+2z)式中D凹模尺寸 d凸模尺寸 d拉伸件內(nèi)形的基本尺寸 工件公差 z凸、凹模的單邊間隙（1） 對于h=15mm處的錐形拉深部位 =0.05 =0.08 .錐形件大直徑部位 =+0.74 D=（D-0.75）=（79-0.750.74）=78.445 d=（D-0.75-2z)=（79-0.750.74-21.1）=76.245 .錐形件小直徑部位 =+0.74 d=(d+0.4)=（64+0.40.74）=64.296 D=(

33、d+0.4+2z)=（64+0.40.74+21.1）=64.496（2） 對于h=5mm的凸臺部位 = 0.040 =0.07 .錐形件大直徑部位 =+0.52 D=（D-0.75）=（26.68-0.750.52）=26.29 d=（D-0.75-2z)=（26.68-0.750.52-21.1）=24.09 .錐形件小直徑部位 =+0.52 d=(d+0.4)=（24+0.40.52+21.1）=26.408 D=(d+0.4+2z)=（24+0.40.52）=24.208第五章 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇5.1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇5.1.1模架及導(dǎo)向方式 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，模架主要有兩大類

34、：一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架；一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架 。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，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘，壓板固定在壓力機(jī)工作臺面上。上、下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置， 以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動，保證沖裁過程中間隙均勻。模架的基本要求：（1）要有足夠的強(qiáng)度與剛度；（2）要有足夠的精度（ 如上，下模座要平行，導(dǎo)柱，導(dǎo)套中心要與上，下模座垂直，模柄要與上模座垂直等）。（3）上，下模之間的導(dǎo)向要精確（導(dǎo)向件之間的間隙要很小，上、下模之間的移動應(yīng)平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)

35、象）。 由上述看，選擇模架非常重要。為了滿足模架的基本要求及保證模具的使用壽命，且后側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便。故該復(fù)合模選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。5.1.2 毛坯定位方式的選擇 沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置?？刂扑土喜骄嗟亩ㄎ唬Q為擋料；控制條料寬度方向上的定位，稱為導(dǎo)料。沖裁條料時，導(dǎo)料零件有導(dǎo)料板和導(dǎo)料銷等，保證進(jìn)距的擋料銷和定距側(cè)刃等。導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷對條料或卷料的側(cè)邊進(jìn)行導(dǎo)向，以保證其正確的送進(jìn)方向的板件或銷。條料靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N的一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn)，以免送偏。根據(jù)工件圖，該模具采用的是條料，條料采用導(dǎo)料板，送進(jìn)步距控制采用擋料銷。5.1.3

36、卸料，出件方式的選擇卸料裝置分固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀三種。其中卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸凹模上的沖裁件或廢料的板件。固定卸料裝置裝于下模的凹模上，結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大，使用安全可靠，一般僅起卸料作用，用于硬料、厚料。出件裝置主要有剛性出件裝置與彈性出件裝置兩種，剛性出件裝置一般用于上模，它是在沖壓結(jié)束后上模回程時，利用壓力機(jī)滑塊上的打料桿 ，撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板（ 塊 ），將凹模的工件推出，因次推件力大，而且工作可靠。因?yàn)楣ぜ虾駷?mm，卸料力相對較大，可采用剛性卸料裝置，卸料可靠。5.1.4主要零部件的定位方式與固定方式凸模用凸模固定板固定，固定方法通常是將凸模壓入固定

37、板內(nèi)，其配合為臺階式凸模用H7/h6，直通式凸模用N7/h6或P7/h6；凹模用導(dǎo)料板定位，一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上。5.2沖壓設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力，即FF，式中F所選壓力機(jī)的噸位，F(xiàn)沖裁時的總力；（2）根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程（沖程）次數(shù)，如復(fù)合模工作需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機(jī)。（3）根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺面尺寸，如有推件時應(yīng)考慮臺面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過。（4）選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。（5）模柄直徑，長度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄直徑、深度尺寸相當(dāng)。（6

38、）壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的22.5倍 。（7）壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。（8）壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。為安全起見，防止設(shè)備的超載，可按公稱壓力壓F （1.61.8）FJ23系列開式可傾壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型 號J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-40J23-63公稱壓力 噸3.156.31016254063滑塊行程 毫米2535455565100130滑塊行程次數(shù) 次/分2001701451201054550最大閉合高度 毫米120150180220270330360連桿調(diào)節(jié)長度 毫米25303545556580滑塊中心線至床身距離

39、毫米90110130160200250260床身兩立柱間距離 毫米120150180220270340350工作臺尺寸：前后 毫米160200240300370460480 左右 毫米250310370450560700710墊板尺寸：厚度 毫米25303540506580 孔徑 毫米110140170210200220250模柄孔尺寸：直徑 毫米25303040405050 深度 毫米45505560607080最大傾斜角 度45453535303030電動機(jī)功率 千瓦0.550.754.11.52.25.55.5機(jī)床外型尺寸：前后 毫米6757768951130133516851700 左

40、右 毫米478550651921111213251373 高低 毫米1310148816731890212024702750機(jī)床總重量 公斤1944005761055178035404800故第一套落料、球形拉深、淺錐拉深復(fù)合?？倹_壓力為：F=F+F+F+F+F=205015.2N+12300.91N+20501.52N+41657.518+97233.54N=377808.69N根據(jù)計算結(jié)果擬選壓力機(jī)JH23-63。標(biāo)稱壓力：630KN 滑塊行程：130 滑塊行程次數(shù)：50最大閉合高度：360mm 閉合高度調(diào)節(jié)量：65mm 滑塊中心線至床身距離：250mm立柱距離：340mm 工作臺尺寸（前

41、后左右）：480mm710mm工作臺孔尺寸（前后左右直徑）：250mm360mm320mm墊板直徑（厚度深度）：50mm80mm 模柄孔尺寸（直徑深度）：50mm80mm床身最大可傾斜角：30 電動機(jī)功率：5.5KW 對于第二套反拉深模的總拉深力為：F=36462.58N根據(jù)計算結(jié)果擬選壓力機(jī)J23-16。標(biāo)稱壓力：160KN 滑塊行程：55mm 滑塊行程次數(shù)：120最大閉合高度：220mm 閉合高度調(diào)節(jié)量：45mm 滑塊中心線至床身距離：160mm 立柱距離：220mm 工作臺尺寸（前后左右）：300mm450mm工作臺孔尺寸（前后左右直徑）：200mm290mm260mm墊板直徑（厚度深度

42、）：50mm60mm 模柄孔尺寸（直徑深度）：40mm60mm床身最大可傾斜角：35 電動機(jī)功率：1.5KW 第六章 選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸6.1落料、球形拉深、淺錐拉深復(fù)合模工作零部件設(shè)計6.1.1凸模在沖模中被沖制件或廢料多包容的工作零件。（1）凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定方法 拉深凸模結(jié)合該工件拉深部分的外形并考慮加工，將第一套模具的拉深凸模使用4個內(nèi)六角螺釘和圓柱銷直接與下模座固定，將第二套模具的拉深凸模用一個內(nèi)六角螺釘直接與上模座固定。（2） 凸模長度的計算 淺錐形部位拉深凸模的長度計算拉深凸模工作部分的尺寸l=20mm，取總長L=28mm+20mm=48mm(3) 凸模強(qiáng)度

43、的校核在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，無需進(jìn)行校核，但是特別細(xì)長的凸?；蛲鼓５臋M截面積很小而沖裁的板件厚度較厚時，則必須進(jìn)行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。其目的是檢查其凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。6.1.2凹模在沖壓過程中，與凸模配合直接對沖裁件進(jìn)行分離或成形的工作零件。（1） 落料凹模的外形結(jié)構(gòu)及其固定方法 落料凹模的外形結(jié)構(gòu)為矩形，采用螺釘和銷釘直接固定在支撐件上。凹模采用螺釘和銷釘定位時，要保證螺釘(或沉孔）之間，螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能呢個太近，否則會影響模具壽命。（2） 落料凹模刃口形式凹模按結(jié)構(gòu)分為整體式或鑲拼式凹模，

44、本副模具采用整體式凹模。沖裁凹模的刃口形式有直筒式和錐形式兩種。根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度及模具的具體結(jié)構(gòu)，本副模具采用直筒式，其優(yōu)點(diǎn)如下：刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變；刃口直壁下面的擴(kuò)大部分可使凹模加工簡單；用于沖裁形狀復(fù)雜或精度要求較高的零件。（3） 落料凹模輪廓尺寸的確定凹模輪廓尺寸通常根據(jù)沖裁的板料的厚度和沖件的輪廓尺寸或凹?？卓谌斜陂g的距離，按經(jīng)驗(yàn)公式來確定。凹模厚度：H=kb(H15mm)式中 k系數(shù)，k取0.18 b最大孔口尺寸H=kb=0.18126mm=22.68mm，由于本副模具為復(fù)合模，拉深部位工作尺寸為20mm。故取H=50mm.凹模壁厚：c=（1.52）H，

45、c3040毫米c=22.681.5=34.5mm凹模寬度：B=b+2c=126mm+234.5mm=195mm凹模長度：L取200mm凹模輪廓尺寸為：200mm200mm50mm6.1.3凸凹模 在復(fù)合模中，必定有一個凸凹模。凸凹模的內(nèi)外邊緣均為刃口， 緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸。從強(qiáng)度考慮，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚與沖模結(jié)構(gòu)有關(guān)，對于正裝復(fù)合模，由于凸凹模裝于上模，孔內(nèi)不會積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；對于倒裝復(fù)合模，因?yàn)榭變?nèi)悔積存廢料，所以最小壁厚要大些。（1）凸凹模模長度的計算 本副模具中凸凹模既起到落料凸模的作用又起到拉深凹模的作用。其長度可按落料凸模部分確定。 凸

46、模長度計算公式：L=h+h+h 式中：L凸模長度 h凸模固定板厚度 h= h卸料板厚度,h取10mm h附加長度，它包過凸模的修磨量(7mm)，凸模進(jìn)入凹模的深度（21mm)，凸模固定板與卸料板的安全距離(6mm)等。 L=h+h+h =+10mm+34mm得：L=66mm6.1.4定位零件的設(shè)計沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與條料方向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向送料，稱為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離(步距）稱為送料定距?？刂扑土喜骄嗟亩ㄎ唬Q為擋料；控制條料寬度方向上的定位，稱

47、為導(dǎo)料。根據(jù)坯料形式、模具結(jié)構(gòu)、沖件精度和生產(chǎn)率等要求，控制條料的方向采用固定擋料銷。6.1.5卸料部件的設(shè)計（1）卸料板的設(shè)計卸料板厚度為10mm，外形為的帶缺口的環(huán)狀（尺寸內(nèi)徑外徑：172mm126mm）,卸料板采用Q235鋼制造，淬火硬度為4045HRC。（2）卸料板的固定卸料板上設(shè)置3個沉頭螺釘，公稱直徑為10mm，通過卸料板下方的支架固定在凹模上。6.1.6模架及其他零部件設(shè)計（1）模架根據(jù)主要工作部分尺寸和結(jié)構(gòu)的尺寸，參照有關(guān)資料，可選取I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格，即：上模座尺寸：240mm240mm45mm，GB28555-81下模座尺寸：240m

48、m240mm55mm，GB28556-81導(dǎo)柱尺寸：35mm180mm，20鋼導(dǎo)套尺寸：35mm115mm43mm，20鋼因?yàn)殇撡|(zhì)模座強(qiáng)度較高，加工工藝好，故采用鋼質(zhì)模座代替普通的鑄鐵模座。導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.81.2mm，硬度為5862HRC。凹凸模、拉深凸模、落料凹模材料均采用Cr12MoV，熱處理硬度為6064HRC。導(dǎo)向零件的制造：模具導(dǎo)向零件是模具重要零件之一，其質(zhì)量的好壞，對模具的制造精度、使用壽命和產(chǎn)品成形質(zhì)量有著非常重要的作用。導(dǎo)柱和導(dǎo)套屬于軸類和套類零件，一般是由內(nèi)、外圓柱表面組成。其加工精度要求主要體現(xiàn)在：內(nèi)、外圓柱表面的表面粗糙度及尺寸精度 ，各配合圓柱表面的同軸度等

49、 。導(dǎo)向零件的配合表面都必須進(jìn)行精加工，而且要有較好的耐磨性。一般導(dǎo)向零件配合表面的精度可達(dá)IT6，表面粗糙度Ra =0.20.1m。對精密的導(dǎo)向零件配合表面的精度可達(dá)IT5，表面粗糙度Ra =0.10.05m。導(dǎo)向零件的形狀比較，加工方法一般采用普通機(jī)床進(jìn)行粗加工和半精加工后在進(jìn)行熱處理，最后用磨床進(jìn)行精加工，消除熱處理引起的變形，提高配合表面的尺寸精度和減少配合表面的粗糙度。對于配合要求高、精度高的導(dǎo)向零件，還要對配合表面進(jìn)行研磨，才能達(dá)到要求的精度和表面粗糙度。模具的閉合高度： 該模具的閉合高度：H=H+H+H+H-h+t式中H一模具閉合高度H一上模座高度，H=45mmH一凸凹模高度，H=66mmH一落料凹模高度,H=50mmH一下模座高度,H=55mmh一凹凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h=22mmt一料厚，t=1mm H=H+H+H+H-h+t =45mm+66mm+50mm+55mm-22mm+1mm =195mm可見該模具閉合高度小于所選擇壓力機(jī)JH23-63的最大裝模高度，可以使用。（2） 模柄 模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件，對它的基本要求是