沖壓模具-調(diào)溫器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)-說(shuō)明書

1、目 錄摘要1關(guān)鍵詞1前言21 零件及其沖壓工藝分析31.1 零件沖壓工藝分析31.2 沖壓工藝方案的分析及比較41.2.1 計(jì)算坯料的直徑41.2.2 錐形拉深前相關(guān)尺寸61.2.3 計(jì)算拉深次數(shù)71.2.4 確定工序合并與工序順序72 沖壓工藝相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算82.1 確定排版、裁板方案82.2 確定各工序相關(guān)尺寸92.2.1 拉深工序92.2.2 錐形拉深102.2.3 沖孔112.3 計(jì)算各工序工作壓力，選用壓力機(jī)112.3.1 落料拉深工序112.3.2 第二次拉深工序122.3.3 第三次拉深兼整形工序132.3.4 沖孔工序132.3.5 切邊工序132.3.6 翻邊兼整形工序132.

2、4 沖壓工藝過(guò)程表143 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇143.1 落料拉深工序的模具選擇143.2 沖孔工序的模具選擇154 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與相關(guān)計(jì)算154.1 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)計(jì)算154.1.1 模具工作部分尺寸和公差計(jì)算154.1.2 卸料彈簧的選擇164.1.3 選擇上下模板及模柄164.1.4 凹模、凸模、凸凹模尺寸164.1.5 壓邊圈164.1.6 推桿及頂板174.1.7 閉合高度174.1.8 卸料螺釘174.1.9 導(dǎo)柱、導(dǎo)套184.1.10 擋料銷184.2 沖孔模設(shè)計(jì)計(jì)算184.2.1 模具工作部分尺寸和公差計(jì)算184.2.2 凸模、凹模尺寸194.2.3 卸料彈簧的選擇194.2

3、.4 選擇上下模板及模柄204.2.6 閉合高度204.2.7 導(dǎo)柱、導(dǎo)套204.2.8 卸料螺釘204.2.9 推桿及頂板204.3 相關(guān)校核204.3.1 凸模校核204.3.2 頂桿抗彎能力校核215 模具部分零件的加工工藝過(guò)程215.1 凸凹模的加工216 模具裝配工藝過(guò)程236.1 裝配的技術(shù)要求236.2 模具的裝配工藝過(guò)程236.3 模具中的主要零部件的組裝方法236.3.1 模柄的裝配246.3.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配247 模具的調(diào)整247.1 沖裁模的調(diào)整247.1.1 送料不通暢或被卡死247.1.2 卸料不正常，退不下料247.1.3 凸、凹模的刃口相碰247.1.4 凸

4、模折斷257.1.5 凹模被脹裂257.1.6 沖件的形狀尺寸不正確257.1.7 落料外行和沖孔位置不正，出現(xiàn)偏移現(xiàn)象257.1.8 沖件不平整257.1.9 沖件毛刺較大257.2 拉深模的調(diào)整257.2.1 制件拉深高度不夠257.2.2 制件拉深高度太大257.2.3 制件壁厚和高度不均勻267.2.3 起皺267.2.4 制件有裂紋267.2.5 制件表面拉毛26設(shè)計(jì)總結(jié)26參考文獻(xiàn)27致謝28附錄28調(diào)溫器的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)學(xué) 生：毛杰勇指導(dǎo)老師：董亮(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 ) 摘 要：沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，采用模具生產(chǎn)制品及零件，是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和

5、主要發(fā)展方向。本次設(shè)計(jì)根據(jù)調(diào)溫器外殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了它的沖壓工藝，通過(guò)選擇合適的工藝方案，進(jìn)而對(duì)模具進(jìn)行一步步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)出合理的沖壓模具。該零件是調(diào)溫器外殼，屬于旋轉(zhuǎn)體，且?guī)в型咕?，凸緣末端還需外曲翻邊，凸緣上均布20個(gè)小孔，形狀較為復(fù)雜，但拉深工藝性比較好。零件采用厚的08碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，保證足夠的剛度和強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞：沖壓工藝；沖壓模具；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Stamping Process and Die Design of the ThermostatAuthor:Mao JieyongTutor:Dong Liang(Oriental Science &Technology of Hu

6、nan Agricultural University,Changsha ) Abstract:Blunt press a molding tool an application is extensive in the physically industrial production, the mold production products and parts, is now an important means of industrial production and the main development direction.According to the thermostat sh

7、ell structure characteristics, this design analyses its stamping process, by choosing appropriate process scheme, then the mold for structure design and finally step by step to design a reasonable stamping mold. This part is thermostat housing, belong to the revolver, and contain lugs, which should

8、also end the song flanging and edgeunder 20 holes on the shape is relatively complex, but, deep drawing technology better. Parts adopt thick realige 08, ensure enough made the stiffness and strength. Key word:Stamping process;stamping die;structural design前言 模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)都離不開模具，用模具

9、生產(chǎn)制件所達(dá)到的高精度，高復(fù)雜程度，高一致性，高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來(lái)越重要。模具品種繁多，共有10大類，包括沖壓、塑料、橡膠、鑄造、鍛壓等，用于制造業(yè)中幾乎所有產(chǎn)品的生產(chǎn)，可見模具的服務(wù)范圍已包括國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多方面，現(xiàn)在模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，沒(méi)有高水平的模具就沒(méi)有高水平的產(chǎn)品已成為共識(shí)。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，就把模具

10、技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。目前我國(guó)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，使模具技術(shù)及制造方式發(fā)生了根本性的變化，已經(jīng)從傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)，從有經(jīng)驗(yàn)的鉗工師傅為主導(dǎo)的技藝型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變到了以數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化生產(chǎn)為特征的現(xiàn)代模具工業(yè)生產(chǎn)時(shí)代。其中，以大型復(fù)雜沖壓模具以及汽車覆蓋件模具為代表，已經(jīng)能夠生產(chǎn)部分新型轎車的覆蓋件專用模具。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓生產(chǎn)靠模具和設(shè)備完成加工過(guò)程，沖壓在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖壓方法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、

11、電子、航空、航天、家電、及輕工等行業(yè)。在這些部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)大，少則60%以上，多則90%以上。不少過(guò)去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說(shuō)，如果生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是調(diào)溫器外殼的沖壓工藝分析及沖壓模具的設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一副沖壓模具來(lái)生產(chǎn)調(diào)溫器外殼，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)調(diào)溫器的具體結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)采用多次拉深以及拉深沖裁復(fù)合模。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)，也對(duì)沖壓模

12、具的組成結(jié)構(gòu)有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。1 零件及其沖壓工藝分析1.1 零件沖壓工藝分析 本設(shè)計(jì)中的調(diào)溫器外殼為常見的一種，屬于旋轉(zhuǎn)體，且?guī)咕壍姆呁残渭Ｉ喜繛?5mm圓筒，有的傾斜凸緣帶翻邊，凸緣傾斜角度為25，凸緣上有20個(gè)均勻分布的通孔，形狀較為復(fù)雜，但比較合適，拉深工藝性比較好。圖1和圖2分別為其剖視圖和三維實(shí)體圖。圖1 零件尺寸示意圖Fig.1 Size diagram圖2 零件三維圖Fig.2 Parts of three-dimensional 零件材料為08鋼，08鋼為碳素結(jié)構(gòu)鋼，抗剪強(qiáng)度為255353Mpa,抗拉強(qiáng)度為324

13、441Mpa,屈服強(qiáng)度196Mpa，延伸率，由此可見08鋼具有良好的沖壓和拉深性能，能夠保證足夠的剛度和強(qiáng)度。 零件厚度t=3mm，無(wú)厚度不變要求，大批量生產(chǎn)。工件尺寸除部分有公差要求外，其余的全部為自由公差，尺寸精度要求都不高，普通拉伸沖壓完全能滿足要求。1.2 沖壓工藝方案的分析及比較1.2.1 計(jì)算坯料的直徑 由于該零件的特征，計(jì)算該毛坯尺寸，需確定翻邊前凸緣的尺寸，并計(jì)算出錐形拉伸之前零件半成品的相關(guān)尺寸，以得到圓形拉深時(shí)末次拉伸的成形高度，才能得到圓形拉深的相關(guān)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)以保證設(shè)計(jì)的進(jìn)行。由于零件截面的形狀較為復(fù)雜，故用重心法求配料直徑。 如圖3，將零件厚度中心線的輪廓分為直線和圓弧

14、的若干段。這里以段a為例，求其母線長(zhǎng)度與其旋轉(zhuǎn)半徑，再利用公式求坯料直徑。如圖4確定圓弧的重心。圖3 零件輪廓示意圖 圖4 圓弧重心確定示意圖 Fig.3 Contour Parts Fig.4 Determine the arc center of gravity中心角1.4，所以屬于寬凸緣圓筒形件。 ，查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P133表4.11得： 有凸緣圓筒形件第一次拉深的最大相對(duì)高度。 而實(shí)際0.27，故不能一次拉深成形，應(yīng)安排多次拉深。 查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P134表4.12得有凸緣圓筒形件第一次拉深的最小拉深系數(shù)=0.34，查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P129表4.8選=0.73，故：

15、，=0.73 （12）故還需要拉深一次。 由于零件的圓角半徑（=2）偏小，需要多次拉深才能實(shí)現(xiàn)，以滿足零件的精度要求。 根據(jù)以上的情況，可采用三次拉深，以減小各次拉深的變形程度，從而滿足零件質(zhì)量。1.2.4 確定工序合并與工序順序根據(jù)以上的分析和計(jì)算，可以進(jìn)一步確定，該零件的沖壓加工需包括以下基本工序：落料、首次拉深、二次拉深、三次拉深（兼整形）、沖孔、錐形拉深、切邊和凸緣翻邊（兼整形）。根據(jù)這些基本工序，可擬出如下五種方案：方案一：按基本工序。方案二：落料與首次拉深復(fù)合，其余按基本工序。 方案三：落料與首次拉深復(fù)合，沖孔與錐形拉深復(fù)合，切邊和凸緣翻邊復(fù)合，其余按基本工序。方案四：落料與首次拉

16、深復(fù)合，沖孔與切邊復(fù)合，錐形拉深與凸緣成形復(fù)合，其余按基本工序。方案五：采用帶料連續(xù)拉深或在多工位自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓。分析比較上述五種工藝方案，可以得出： 方案一為單工序模，它的優(yōu)點(diǎn)為制造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，沖壓不受材料、厚度、外形、尺寸等條件的限制。缺點(diǎn)為工件尺寸精度低，并且一個(gè)工件的沖裁制造所需要模具的數(shù)量多，不便于管理。同時(shí)，所占用的設(shè)備多，適于小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低。方案三和方案四中，各用了三個(gè)復(fù)合模，工序復(fù)合程度高，雖然需要模具、設(shè)備和操作人員較小，勞動(dòng)量小，生產(chǎn)效率高，沖壓件精度高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，制造難度大和周期長(zhǎng)，維護(hù)不便。方案五，

17、采用帶料連續(xù)拉深或在多工位自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓，可以減少模具數(shù)量和設(shè)備數(shù)量，獲得高的生產(chǎn)率，而且操作方便安全，便于實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化。但這一方案需要專用壓力機(jī)或自動(dòng)送料裝置，而且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高。 方案二中，沒(méi)有上述的缺點(diǎn)，但工序復(fù)合程度低，生產(chǎn)率較低，不過(guò)工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，制造費(fèi)用低，維護(hù)方便。本方案在第三次拉深和翻邊工序中，可以調(diào)整沖床滑塊行程，使之于行程臨近終了時(shí)，模具可對(duì)工件起到整形作用，故無(wú)需單獨(dú)的整形工序。 綜合分析，決定采用方案二。2 沖壓工藝相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 確定排版、裁板方案 由于生產(chǎn)批量大，且坯料直徑D=115較大，考慮到操作方便和定位，采用單

18、排有廢料排樣方式最為適宜。如圖7所示。查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P14表2.8取搭邊值，圖7 坯料排樣方式Fig.7 Blank nesting mode 進(jìn)距：115+2=117 （13） 條料寬：115+6=121 （14） 擬用材料規(guī)格為：長(zhǎng)寬厚度=200010003 方法一：采用縱排 裁板條數(shù)：=8條，余32200 （15）每條個(gè)數(shù)：個(gè)，余62121每板總個(gè)數(shù)：個(gè) （16） 方法二：采用橫排 裁板條數(shù)：=16，余641000每條個(gè)數(shù)：，余30121每板總個(gè)數(shù)：個(gè)比較兩種排法的材料利用率： 由此可見，兩種排法利用率相同，但縱排可以減小更換調(diào)料的中間時(shí)間，生產(chǎn)效率相對(duì)較高，故選用縱排。2.2

19、確定各工序相關(guān)尺寸2.2.1 拉深工序 （1）拉深系數(shù)的分配零件的總拉深系數(shù)=0.278，查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P134表4.12和P129表4.8取各次拉深的拉深系數(shù)為=0.34，=0.69，=0.72，則各次拉深直徑為，故安全。 （5）計(jì)算以后各次拉深高度 設(shè)計(jì)第二次拉深時(shí)多拉入2.5%的材料（其余2.5%的材料返回到凸緣上），則坯料直徑，則第二次拉深高度： （19） 同樣可計(jì)算得第三次拉深高度。2.2.2 錐形拉深 錐形處高度,屬于中等深度錐形，且材料相對(duì)厚度2.5%，可采用壓邊圈一次拉深成形。但在成形終了時(shí)，須對(duì)零件加以精壓。2.2.3 沖孔 已知凸緣成形后，小孔中心距為56mm，根據(jù)

20、面積不變?cè)瓌t，可得翻邊前各孔對(duì)軸線的距離為： （20）2.3 計(jì)算各工序工作壓力，選用壓力機(jī)2.3.1 落料拉深工序落料力：（查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P250表7.1取抗剪強(qiáng)度） （21）卸料力：（查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P18表2.10得） （22） 拉深力：（查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P250表7.1得抗拉強(qiáng)度，查P148表4.20?。?（23） 壓邊力： （24）式中：?jiǎn)挝粔哼吜Γú槔錄_壓模具設(shè)計(jì)與制造P151表4.25得） 頂件力：（查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P18表2.10得） （25）這一工序的最大總壓力：壓力機(jī)公稱壓力： 對(duì)于這種落料拉深復(fù)合工序，選擇設(shè)備噸位尺寸時(shí)，既不能把以上四個(gè)力加起來(lái)

21、（再乘以系數(shù)值）作為設(shè)備的噸位，也不能僅按落料力或拉深力（再乘以系數(shù)值）作為設(shè)備的噸位。而應(yīng)根據(jù)壓力機(jī)說(shuō)明書中所給出的允許工作負(fù)荷曲線作出判斷和選擇?？紤]工廠實(shí)際情況，查沖壓模具設(shè)計(jì)P97表1.4-22，選用公稱壓力為630的JB23-63壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。表1 壓力機(jī)參數(shù)Table 1 Press parameters型號(hào)J23-25JG23-40JB23-63公稱壓力/250400600滑塊行程/65100100滑塊行程次數(shù)/（）558040最大封閉高度/270300400封閉高度調(diào)節(jié)量/ 558080滑塊中心線至床身距離/200220310立柱距離/270300420工作

22、臺(tái)尺寸前后/370420570工作臺(tái)尺寸左右/ 560630860工作臺(tái)孔尺寸前后/200150310工作臺(tái)孔尺寸左右/290300450工作臺(tái)孔直徑/260200400墊板尺寸厚度/508080模柄孔尺寸直徑/ 405050模柄孔尺寸深度/6070702.3.2 第二次拉深工序拉深力：（查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P148表4.20得） （26） 壓邊力： （27） 由于采用的拉深系數(shù)，毛坯相對(duì)厚度，足夠大，可以不用壓邊，這里的壓邊圈實(shí)際上是做定位與頂件作用?？倝毫Γ骸?（28）壓力機(jī)公稱壓力： 查表選用250的J23-25壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。2.3.3 第三次拉深兼整形工序 拉深力

23、：（查得）壓邊力：整形力可按沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P210式（6-13）計(jì)算： （29）式中：整形面積（）； 單位面積所需整形力（），對(duì)敞開件整形：，這里取80。 對(duì)于這種復(fù)合工序，由于整形力是在最后且為臨近下死點(diǎn)位置時(shí)發(fā)生，符合壓力機(jī)的工作負(fù)荷曲線，故可按整形力大小選擇壓力機(jī)，選用630的JB23-63壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。2.3.4 沖孔工序 沖孔力： 卸料力： （30） 推料力： （31） 總壓力： （32） 故選用630的JB23-63壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。2.3.5 切邊工序 切邊力： （33） 切斷廢料所需壓力： （34） 故總切邊力： （35）選用400的JG

24、23-40壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。2.3.6 翻邊兼整形工序外緣翻邊可視為帶有壓邊的單邊彎曲，其翻邊力按冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P175式（5.17）進(jìn)行計(jì)算： （36）整形力可按沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)P210式（6-13）計(jì)算： （37）同上道理，按整形力大小選擇壓力機(jī)，選用250的23-25壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。2.4 沖壓工藝過(guò)程表表2 沖壓工藝過(guò)程表Table2 Stamping process sheets工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備10下料裁板剪床20落料拉深落料與首次拉深復(fù)合JB23-63落料拉深復(fù)合模30拉深第二次拉深J23-25拉深模40拉深第三次拉深兼整

25、形JB23-63拉深模50沖孔沖20個(gè)均勻分布的通孔JB23-63沖孔模60拉深錐形拉深JB23-63拉深模70切邊切凸緣邊JG23-40切邊模80翻邊翻邊兼整形J23-25翻邊模90檢驗(yàn)按產(chǎn)品圖檢驗(yàn)零件3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點(diǎn)、精度要求、所選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)、模具制造條件以及安全生產(chǎn)等選定其沖模的類型及結(jié)構(gòu)形式。下面僅介紹落料拉深復(fù)合模和沖孔模的設(shè)計(jì)。3.1 落料拉深工序的模具選擇 只有當(dāng)拉深件高度較高時(shí)，才有可能采用落料拉深復(fù)合模，因?yàn)闇\拉深件若采用復(fù)合模，落料凸模（拉深凹模）的壁厚過(guò)薄，強(qiáng)度不夠。本次設(shè)計(jì)的零件屬于高拉深件，能夠保證足夠強(qiáng)度，故采用復(fù)合

26、模具。 落料拉深復(fù)合模采用落料正裝式，拉深倒裝式。拉深部分使用彈性壓邊圈，既可作頂件裝置，有可起到緩沖作用。故本設(shè)計(jì)采用彈性卸料裝置，固定擋料銷，剛性推件裝置。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，出件通暢無(wú)阻，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是當(dāng)零件的拉深深度較大，且坯料較厚時(shí)，卸料力大，卸料裝置強(qiáng)度要求高，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。所以該結(jié)構(gòu)適用于拉深度不大，材料薄的零件。 如果為了簡(jiǎn)化上模部分，采用剛性卸料板，容易使拉深件留在剛性板內(nèi)，不易出件，帶來(lái)操作上的不便，影響生產(chǎn)效率。因此采用彈性卸料較合適。 考慮到裝模方便，模具采用后側(cè)布置導(dǎo)柱導(dǎo)套模架。3.2 沖孔工序的模具選擇 由于需要同時(shí)沖20個(gè)孔，所以模具精度要求高，制造與維護(hù)

27、難度較高。沖孔模式單工序模具，采用常用的正裝式?？紤]到孔徑較小，即凸模工作部分直徑比較小，因此本次設(shè)計(jì)采用彈性卸料裝置，卸料板可對(duì)凸模起導(dǎo)向作用。另外，使用剛性推件裝置。 考慮到裝模方便，模具采用后側(cè)布置導(dǎo)柱導(dǎo)套形式。4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與相關(guān)計(jì)算4.1 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1 模具工作部分尺寸和公差計(jì)算 （1）落料 落料部分采用圓形凸模和凹模分開獨(dú)立加工的方法。 拉深前的毛坯未標(biāo)注公差，查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P262表7.14得落料件的尺寸為。查沖壓模具設(shè)計(jì)P183表2.1-7得，。 （38） 查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P25表2.14得凹、凸模制造公差： ， （39）查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制

28、造P27表2.17得磨損系數(shù)，所以根據(jù)冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P26表2.16尺寸計(jì)算公式有：凹模尺寸： （40）凸模尺寸： （41） （2）拉深 由于是多次拉深的中間過(guò)渡拉深，半成品尺寸的尺寸公差沒(méi)有必要嚴(yán)格限制，這時(shí)模具的尺寸只要去半成品的過(guò)渡尺寸即可。這里以凹模為基準(zhǔn)。查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P154表4.30得凸、凹模的制造公差分別為。求得: 凹模尺寸： 凸模尺寸：4.1.2 卸料彈簧的選擇 前面已計(jì)算得落料拉深復(fù)合模的卸料力。擬用8個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧負(fù)擔(dān)卸料力約為1.59。沖裁時(shí)卸料板工作行程；取凸模的修磨量；彈簧的預(yù)壓量為；故彈簧的總壓縮量為 （42） 考慮到卸料的可靠性，取彈簧再預(yù)壓量為

29、時(shí)就有1.59的壓力。初選彈簧鋼絲的直徑，彈簧中經(jīng)，工作極限負(fù)荷，自由高度，工作極限下變形量。 彈簧在預(yù)壓量時(shí)卸壓力達(dá)到1.59kN，即 （43） 故，所以所選壓力機(jī)可認(rèn)為合理。4.1.8 卸料螺釘 按選的內(nèi)六角卸料螺釘，螺柱長(zhǎng)。 卸料螺釘（如圖9所示）應(yīng)滿足： 卸料板行程+螺釘頭高度+修磨量+安全間隙 =4+12+3+（26）=2125mm 同時(shí)螺釘?shù)纳疃纫矐?yīng)該滿足工作要求的行程要求，由之前所計(jì)算得出的數(shù)據(jù)可以取螺釘深：。圖9 卸料螺釘示意圖Fig.9 Discharge screw4.1.9 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 導(dǎo)柱：按照，選，根據(jù)模具閉合高度選導(dǎo)柱。 導(dǎo)套：按照選，長(zhǎng)度可選。4.1.10 擋料銷

30、 按照選用的固定擋料銷。4.2 沖孔模設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 模具工作部分尺寸和公差計(jì)算 圓形凸模和凹模，可采用分開獨(dú)立加工的方法。 已知小孔尺寸及公差： 查表得， 查得凸、凹模制造公差：， 查表得，所以落料部分： （44） （45）4.2.2 凸模、凹模尺寸 凸模高為，其中工作部分長(zhǎng)為，固定部分直徑為。由于零件凸緣均布多個(gè)小孔，因此，凹模工作部分可按確定相關(guān)的尺寸，而需另外設(shè)計(jì)。 凹模采用直接固定。零件凸緣上均布20個(gè)小孔，可以取凹模高度為，凹模外圓直徑為，中心孔位零件外形尺寸，即。 凸模對(duì)模板的壓應(yīng)力為： （46） 采用的模板材料為，查得許用壓應(yīng)力，所以不需要采用墊板加固。 考慮凸模數(shù)量較多，

31、需用固定板固定。固定板厚度取，固定部分厚度取，直徑均取，其余部分直徑為（與凹模外徑相同）。凸緣需要銑出4個(gè)缺口以放置卸料彈簧，也可以減小模具尺寸。 凹模也采用固定板固定。取高度為，外徑為（與凸模固定板外徑相同）。4.2.3 卸料彈簧的選擇 卸料力，擬用8個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧負(fù)擔(dān)的卸料力約為。沖裁時(shí)卸料板的工作行程；考慮凸模的修磨量；彈簧的預(yù)壓量為；故彈簧的總壓縮量為 考慮到卸料的可靠性，取彈簧再預(yù)壓量為時(shí)就有的壓力。初選彈簧鋼絲的直徑；彈簧中經(jīng)；工作極限負(fù)荷；自由高度；工作極限下變形量。 彈簧在預(yù)壓量時(shí)卸壓力達(dá)到，即故，所以所選壓力機(jī)可認(rèn)為合理。4.2.7 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 導(dǎo)柱：按照，選，根據(jù)模具閉合

32、高度選導(dǎo)柱。 導(dǎo)套：按照選，長(zhǎng)度可選。4.2.8 卸料螺釘 按選的內(nèi)六角卸料螺釘，螺柱長(zhǎng)。 卸料螺釘（如圖9所示）應(yīng)滿足：卸料板行程+螺釘頭高度+修磨量+安全間隙 =4+10+3+（26）=1923mm 同時(shí)螺釘?shù)纳疃纫矐?yīng)該滿足工作要求的行程要求，由之前所計(jì)算得出的數(shù)據(jù)可以取螺釘深：。4.2.9 推桿及頂板 按選推桿：，。 頂板按照選擇：，。4.3 相關(guān)校核4.3.1 凸模校核 凸模長(zhǎng)度確定后一般不需要做強(qiáng)度校核，只有當(dāng)凸模較為細(xì)時(shí)才進(jìn)行凸模的抗彎能力和承壓能力的校核。由于凸模直徑為，而其工作部分長(zhǎng)度為，考慮到凸模形狀趨于細(xì)長(zhǎng)，故需要對(duì)其進(jìn)行校核。 （1）抗彎能力校核 由于采用了彈性卸料板，且

33、卸料螺釘與上模板連接，因此卸料板對(duì)凸模有導(dǎo)向作用。可得： （47）式中凸模允許的最大自長(zhǎng)度（） 該凸模的沖壓力（） 凸模最小直徑（） 所以該凸模長(zhǎng)度符合要求。 （2）承壓能力校核 查得材料的抗剪切強(qiáng)度為，許用應(yīng)力為。 （48）式中凸模允許的最大自長(zhǎng)度（） 材料的厚度（） 材料的抗剪切強(qiáng)度（） 材料的許用應(yīng)力（） 所以凸模直徑也滿足要求。4.3.2 頂桿抗彎能力校核 壓邊圈做推件器使用時(shí)，底部均布4個(gè)尺寸為。首次拉深時(shí)壓邊力為，壓邊圈及工作自重產(chǎn)生的壓力可以忽略，則每個(gè)頂桿承受的壓力為，對(duì)其進(jìn)行校核。 （49） 頂桿長(zhǎng)度選擇可認(rèn)為是合理的。5 模具部分零件的加工工藝過(guò)程5.1 凸凹模的加工下圖為

34、凸凹模的工程圖：具體的尺寸如下：圖10 凸凹模Fig.10 Die and punch下表為凸凹模的加工工藝表：表3 凸凹模的加工工藝表Table 3 The processing technology of die and punch watch工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備10鑄鑄造毛坯鍛成外徑大圓，小圓，內(nèi)徑，長(zhǎng)20銑銑上下兩端面銑床30磨粗磨外圓、內(nèi)孔磨床40鉗劃各型孔、螺孔、銷孔位置線，劃推件塊孔輪廓線50鉆鉆孔和螺紋底孔并倒角，攻M12螺紋孔鉆床60熱處理表面硬度40-50HRC，尾部回火40-50HRC70磨精磨外圓、內(nèi)孔磨床80鉗磨光刃壁90檢驗(yàn)檢查6 模具裝配工藝過(guò)程6.1 裝配

35、的技術(shù)要求模具上、下模座的上平面與下平面要保持互相平行，其平行度公差一般在400測(cè)量范圍內(nèi)為IT5IT6級(jí)，在400以上的測(cè)量范圍內(nèi)為IT6IT7級(jí)。模柄的軸心線應(yīng)與上模座的上平面垂直，其垂直度公差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05。用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的模具：導(dǎo)柱、導(dǎo)套的軸心線應(yīng)分別垂直于下模座的下平面與上模座的上平面。其垂直度公差在160測(cè)量范圍內(nèi)IT4IT5級(jí)，在160以上測(cè)量范圍內(nèi)為IT5IT6級(jí)。同時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合間隙均勻，上模座沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)時(shí)平穩(wěn)無(wú)阻滯。凸模與凹模的間隙沿工作型面應(yīng)均勻一致，并符合設(shè)計(jì)要求。保證沖壓時(shí)坯料在沖模內(nèi)的定位準(zhǔn)確可靠，卸料與推件動(dòng)作協(xié)調(diào)靈活，出件與退料暢通無(wú)

36、阻，使模具各部分協(xié)調(diào)運(yùn)作并沖出合格的沖壓件。模具的緊固件（如螺釘、銷釘?shù)龋?yīng)固定可靠，且其頭部均不能高出安裝基面。模具的閉和高度及與壓力機(jī)的配合部分，均應(yīng)符合所選壓力機(jī)的規(guī)格要求。模具裝配時(shí)應(yīng)考慮易損零件便于更換。6.2 模具的裝配工藝過(guò)程裝配模架，將導(dǎo)套、模柄、導(dǎo)柱分別裝入上、下模座，并注意安裝后使導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙均勻，上、下模座相對(duì)滑動(dòng)時(shí)無(wú)發(fā)澀及卡住現(xiàn)象，模柄與上模座上平面保持垂直。裝配凸凹模組件（凸凹模及其固定板）和凸模組件（凸模及其固定板），注意安裝后配合間隙均勻，尾部與固定板一起磨平，同時(shí)為了保持刃口鋒利，還應(yīng)將工作端面在平面磨床上刃磨。將凸凹模組件用螺釘和銷釘安裝固定在指定下模座

37、的相應(yīng)位置上。以凸凹模為基準(zhǔn)，將凸模組件及凹模初步固定在上模座上，調(diào)整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi)、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模。試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應(yīng)模座一起鉆鉸銷孔。卸開上、下模，安裝相應(yīng)的定位、卸料、推件、或頂出零件，再?gòu)男陆M裝上、下模，并用螺釘和定位銷緊固。6.3 模具中的主要零部件的組裝方法6.3.1 模柄的裝配 壓入式模柄的裝配方法，先將上模座翻轉(zhuǎn)并用等高墊鐵支撐后將模柄壓入，然后用角尺檢查模柄軸線與上模座上平面的垂直度，符合要求后再加工防轉(zhuǎn)銷孔，并裝入防轉(zhuǎn)銷，最后在平面磨床上將模柄端面與上模座的下平面一起磨平。6

38、.3.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配 因?yàn)閷?dǎo)柱導(dǎo)套與模座的配合均為過(guò)盈配合，所以一般都是在壓力機(jī)上將導(dǎo)柱、導(dǎo)套壓入模座的。壓入時(shí)應(yīng)通過(guò)百分表或角尺校正導(dǎo)柱和導(dǎo)套對(duì)模座底面的垂直度要求，壓入后導(dǎo)柱、導(dǎo)套其固定端端面應(yīng)比相應(yīng)模座的底面低23。壓入導(dǎo)套時(shí)，先將上模座反置套在導(dǎo)柱上，以導(dǎo)柱為引導(dǎo)件將導(dǎo)套適量壓入上模座，再取走下模座，繼續(xù)將導(dǎo)套的配合部分繼續(xù)壓入。7 模具的調(diào)整7.1 沖裁模的調(diào)整7.1.1 送料不通暢或被卡死 產(chǎn)生的原因主要有兩導(dǎo)料板之間的尺寸過(guò)小或有斜度，或者條料裁的不規(guī)范，有斜度；凸模與卸料板之間的間隙過(guò)大，使搭邊翻扭；用側(cè)刃定距的沖裁模導(dǎo)料板的工作面與側(cè)刃不平行形成毛刺，使條料卡死；側(cè)刃與

39、側(cè)刃擋塊不密合形成方毛刺，使條料卡死。 調(diào)整的方法有根據(jù)情況修整或重裝導(dǎo)料板；根據(jù)情況采取措施減小凸模與卸料板的間隙；重裝導(dǎo)料板或修整側(cè)刃；修整側(cè)刃擋塊消除間隙。7.1.2 卸料不正常，退不下料 產(chǎn)生的原因主要是由于裝配不正確，卸料裝置不能動(dòng)作，如卸料板與凸模配合過(guò)緊，或因卸料板傾斜而卡緊；彈簧或彈簧的彈力不足；凹模和下模座的漏料孔沒(méi)有對(duì)正，凹?？子械瑰F度造成工件堵塞，料不能排出；頂件塊（或推件塊）過(guò)短，或卸料板行程不夠 調(diào)整的方法有修整卸料板、頂板等零件或重新裝配；更換彈簧或彈簧；修整漏料孔，修整凹模；加長(zhǎng)頂件塊的頂出量，加深卸料螺釘?shù)某量咨疃取?.1.3 凸、凹模的刃口相碰 產(chǎn)生原因主要有上模座、下模座、固定板、凹模、墊板等零件安裝面不平行；凸、凹模錯(cuò)位；凸模、導(dǎo)柱等零件安裝不垂直；導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙過(guò)大使導(dǎo)向不準(zhǔn)確；卸料板的孔位不正確或歪料，使沖孔凸模移位。 調(diào)整