0403044馮凱15X6JJ型車輪輪輻沖壓工藝與模具設計

1、1 前言1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀車輪是車輛承載的主要部件，其質(zhì)量直接關系和影響到人的生命安全。目前車輪的主要材料有鎂合金、鋼材、鋁合金以及一些復合材料和鋁鋼組合材料。鋼制車輪的制造工藝有輪輞輥壓技術、輪輻沖壓技術以及前沿的輥壓整體成形技術等。中國汽車鋼輪生產(chǎn)企業(yè)與歐美先進生產(chǎn)企業(yè)相比，在材料技術上的應用和研究存在著相當大的差距，同樣規(guī)格要求的車輪在質(zhì)量上相差大約10%。目前，國內(nèi)汽車鋼輪產(chǎn)品，輪輻主要采用高強度低合金鋼，輪輞則主要采用低碳鋼。出于減輕車輪質(zhì)量和開發(fā)新款車輪（如大通風孔車輪）的需要，高強度鋼材逐步引入到車輪行業(yè)。輪輻是汽車上使用量大、產(chǎn)品精度要求高的重要沖壓件。以nkr 卡車為例，

2、每輛車需要使用7個輪胎(一個為備用胎)，一個輪胎裝配一個輪輻，則每臺車需要裝配7個輪輻，以每月生產(chǎn)500 輛nkr卡車計算， 一個月要生產(chǎn)輪輻產(chǎn)品3500 件13。對于鋼制車輪，由于鋼材的成形性能的限制，目前的汽車鋼輪大多采用分體式的車輪結(jié)構(gòu)，即輪輞與輪輻分開制造，且由于輪輞與輪輻的作用和受力情況不同，一般采用不相同的鋼材進行制造。就生產(chǎn)方式而言，歐美的車輪普遍采用多工位的壓機連續(xù)生產(chǎn)，其壓機壓力一般在4500-5000t，生產(chǎn)節(jié)拍為10-26次/每分鐘，多采用8-10個工位，采用三坐標的電子送料系統(tǒng)和快速的換模系統(tǒng)，極大地提高生產(chǎn)效率，個別企業(yè)采用單機連線半自動生產(chǎn)方式。而國內(nèi)企業(yè)尚處在單機

3、的手工送料的階段。1.2選題的目的及意義車輪輪輻是連接汽車輪轂和輪胎主要的支撐件，也是決定車輪是否美觀的關鍵部件。輪輻需要經(jīng)過多次沖壓才能成形。主要的工藝包括剪切落料、初拉伸、反向拉伸成形、切邊、沖風孔、沖螺栓孔翻邊、擠螺栓孔、擠毛刺等。當前車輪行業(yè)不僅要面對輕量化、可靠性和高精度的技術難題，而且還要適應車輪的大直徑、和寬輪輞、外形美觀的發(fā)展方向。針對傳統(tǒng)工藝的缺點，研究并應用先進的車輪生產(chǎn)工藝顯得非常必要。同時更要注重一些新的車輪檢測技術和車輪材料的開發(fā)和應用技術，以面對世界各國都相當關注的能源、安全和環(huán)境三大問題。1.3設計內(nèi)容設計的產(chǎn)品對象是15x6jj型車輪輪輻，與輪輞焊接后構(gòu)成汽車車

4、輪。具體的設計內(nèi)容如下：(1) 零件圖設計：根據(jù)15x6jj型車輪圖紙，設計符合國家標準的產(chǎn)品輪輻零件圖。(2) 沖壓工藝設計：分析零件的沖壓工藝性，設計多套沖壓工藝方案，確定最優(yōu)的工藝方案。(3) 裝配圖設計：設計全部模具的裝配圖。(4) 零件圖設計：選擇1套模具，設計該模具包含的全部沖模零件。(5) 主要的計算內(nèi)容：毛坯形狀、排樣、落料力、沖孔力、拉深力、精壓力、沖頭強度、壓力中心等。(6) 設計依據(jù)：15x6jj型車輪圖紙；大批量生產(chǎn)；拉深模具采用雙動壓力機，其他設備的種類、型號等不受限制。1.4預期研究結(jié)果通過15x6jj型車輪圖紙，制定分析零件的沖壓工藝性，設計多套沖壓工藝方案，確定

5、最優(yōu)的工藝方案，設計繪制全部模具的裝配圖。計算出毛坯形狀、排樣、落料力、沖孔力、拉深力、沖頭強度、精壓力、壓力中心等，并寫出說明書。2 沖壓工藝方案的確定沖壓工藝方案的確定，要根據(jù)一定的生產(chǎn)條件和沖壓件的技術要求，對零件所有工序作出合理安排，找出一種技術上可行和經(jīng)濟上合理的工藝方案。技術方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析該沖壓件形狀特點、尺寸大小、精度要求、材料性能等是否符合沖壓工藝的要求；經(jīng)濟方面，則要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量來分析產(chǎn)品成本，闡述采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟效益。影響沖壓工藝過程的因素是多方面的，其主要因素有：(1)對沖壓件的工藝分析。(2)通過分析比較，確定沖壓件最佳工藝方案。(3)確

6、定模具結(jié)構(gòu)形式。(4)合理選擇沖壓設備。此次設計產(chǎn)品的生產(chǎn)模式：大批量生產(chǎn)，拉深模具壓力機采用雙動壓力機，其他設備的種類、型號等不受限制。技術要求：詳見零件圖紙。圖2.1 輪輻零件圖2.1 沖壓工藝分析圖2.1為輪輻的主視圖和左視圖，材料選用q345，屈服強度為345mpa，其主要作用是連接汽車輪轂和輪胎的主要支撐件。零件外形對稱，無尖角，系典型的板料沖壓件。零件外形尺寸無公差要求，5個尺寸為16.00-16.76mm孔和5個尺寸為5.2-5.4mm孔均布，孔距有位置要求，但孔徑無公差配合，九個梯形孔有位置要求，無公差配合，孔精度不高。通過上述工藝分析，可以看出零件為普通的板料沖壓件，尺寸精度

7、要求不高，主要是輪輻成形問題和孔的沖裁問題，又屬于大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。2.2沖壓工序設計和工序次序的選擇2.2.1 沖壓工序設計經(jīng)過分析可以的得出零件的制備具體包括以下沖壓工藝：落料沖孔、拉伸、拉伸翻邊、沖圓孔、沖梯形孔、整形。由此設計多套沖壓工藝方案如下：方案一：（1）落料沖孔（2）第一次拉伸（如圖2.2）圖2.2 方案一第一次拉伸（3）第二次拉伸（4）拉伸翻邊（5）沖5個5.2mm圓孔（6）沖5個16.7mm圓孔（7）沖梯形孔（8）整形方案二：（1） 落料和第一次拉伸（如圖2.3）圖2.3 方案二落料和第一次拉伸（2）第二次拉伸（3）沖中心孔和拉伸翻邊（4）沖5個5.2mm圓

8、孔（5）沖5個16.7mm圓孔（6）沖梯形孔（7）整形方案三：（1）落料沖孔（2）第一次拉伸（如圖2.3）（3）第二次拉伸（4）拉伸翻邊（5）沖5個5.2mm圓孔（6）沖5個16.7mm圓孔（7）沖梯形孔（8）整形2.2.2 工序次序的選擇分析：方案一與方案二相比較，方案二先進行拉深之后再沖孔，對中效果不好，會對孔的位置精度會產(chǎn)生影響，方案一比方案二合適。方案一與方案三相比較，經(jīng)計算方案三拉伸一次不能達到如圖所示效果，還需要第二次拉伸，這就增加又增加了一道工序，不符合批量生產(chǎn)在經(jīng)濟方面的要求，所以選擇方案一。2.3分析沖壓工序圖（1）落料沖孔如圖2.4 圖2.4 落料沖孔（2）第一次拉伸如圖2

9、.5圖2.5 第一次拉伸（3）第二次拉伸如圖2.6 圖2.6 第二次拉伸（4）拉伸翻邊如圖2.7 圖2.7 拉伸翻邊（5）沖5個5.2mm圓孔如圖2.8 圖2.8 沖5個5.2mm圓孔（6）沖5個16.7mm圓孔如圖2.9 圖2.9 沖5個16.7mm圓孔（7）沖梯形孔如圖2.10 圖 2.10 沖梯形孔（8）整形如圖2.11 圖2.11 整形確定工藝方案后，就可以進行各道工序模具的設計和計算，模具材料選用和沖壓設備的選用等。3落料沖孔復合模具的設計3.1 毛坯尺寸的計算壓力機的滑塊在一次行程中，模具的同一工序上完成二個或二個以上的沖壓工序，稱復合沖壓，該模具為復合模。落料、沖孔復合模，是日常

10、生產(chǎn)中用的比較多的一種形式，采用復合?？梢缘玫礁哔|(zhì)量和高精度的沖裁成形件。復合沖裁模有如下特點：（1）使用復合?？梢蕴岣邲_壓件的質(zhì)量。（2）工件尺寸精度一般可達it10-it11級，有時可達it9級（gb/t1800-1997）。（3）復合模對用料的要求沒有連續(xù)模那么嚴格，而且工件表面比較平整，一般不需采用校平。（4）沖模面積較小，生產(chǎn)效率高。3.1.1 毛坯直徑的計算根據(jù)零件圖2.1給出的尺寸，對零件的展開毛坯進行尺寸計算。由于零件屬于不規(guī)則的回轉(zhuǎn)體，有復雜的外形，可以把它看成近似八段的簡單外形如圖3.1，采用久里金法則進行計算。圖3.1 近似為八段的簡單外形根據(jù)久里金法則，任意由直線和圓弧

11、為母線形成的旋轉(zhuǎn)拉延件的毛坯直徑d可由下式?jīng)Q定： （3.1）式中 li為輪輻拉延件中性層各線段(直線和圓弧)長度；xi為輪輻拉延件中性層各線段(直線和圓弧)重心到旋轉(zhuǎn)軸的距離。代入公式解得d=473.68mm，取整的d=474mm。3.1.2 材料的選擇在加工吉普車輪輻過程中，輪輻材料的選用一般要根據(jù)廠家的需求及現(xiàn)實情況綜合考慮，一般情況下選用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。按化學成分和性能要求，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號由q295a、b，q345a、b、c、d、e，q390a、b、c、d、e，q420a、b、c、d、e，q460c、d、e等鋼級表示，其含義是同碳素結(jié)構(gòu)鋼。nb、v、al、ti等細化晶粒微量

12、元素，在這些鋼中除a、b級鋼外，其c、d、e級鋼中至少應含有其中的一種，為了改善鋼的性能，a、b級鋼中也可以加入其中的一種。a、b級鋼通常稱16mn。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，具有強度較高、綜合性能較好、使用壽命較長、應用范圍廣、較為經(jīng)濟等優(yōu)點。在此選擇q345a型低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。3.1.3 排樣的計算毛坯直徑為d=474mm，根據(jù)市場上現(xiàn)有的板料尺寸和重量，選擇將尺寸為2000×1000mm的鋼板板料裁成500×500mm的方形板料，如圖3.2所示。圖3.2 毛坯排樣計算材料利用率： （3.2）式中材料利用率，a0工件的實際面積，a所用材料面積，包括工件面積與廢料面積。代入

13、數(shù)據(jù)解得=70.5%。3.2 模具結(jié)構(gòu)形式確定在工藝方案分析和比較后選擇模具種類，選擇的模具包括落料沖孔模，一次拉深模，二次拉深模，沖孔模，精整模。在選擇合理模具結(jié)構(gòu)形式時，應使其盡可能滿足以下要求： (1)能夠沖出符合尺寸要求的模具。(2)能夠提高生產(chǎn)效率。(3)模具制造和修磨比較方便。 (4)模具要有足夠的壽命。(5).模具要易于安裝調(diào)整，而且要操作方便、安全。能夠用于沖裁板料厚度在4mm以上的沖模。厚板料沖裁模由于所沖板料比較厚，故精度不是很高，生產(chǎn)批量也不會很多。3.2.1 凸凹模配置位置復合模具根據(jù)凸凹模配置位置不同，分為順裝式和倒裝式兩種，凸凹模在上模的為順裝式，反之為倒裝式。大多

14、數(shù)情況應該優(yōu)先考慮倒裝式復合模，因為倒裝式復合模的沖孔廢料可以通過凸凹模，從壓力機工作臺漏出。工件卡在上模的落料凹模和沖孔凸模之間，可以由頂件裝置推出。如此的操作不僅方便而且安全，能夠保證較高的生產(chǎn)效率。因此，落料沖孔模采用倒裝結(jié)構(gòu)。3.3 沖裁模具的具體設計3.3.1 凸凹模間隙沖裁模具凸凹模的間隙值和材料的種類、厚度有關系，沖裁間隙直接關系到?jīng)_件斷面的質(zhì)量、尺寸精度，也是關系模具壽命和力能消耗的重要參數(shù)。所取沖裁間隙數(shù)值，應當在保證沖件斷面質(zhì)量和尺寸的前提下，使模具壽命相應的延長。由參考資料10p183頁表2-2查的：，。3.3.2落料凸凹模刃口尺寸計算落料制件的尺寸由凹模尺寸來決定。故在

15、設計落料模時，以凹模尺寸為基準，間隙取凸模上的?？紤]到?jīng)_裁中凸、凹模有一定程度的磨損，在設計落料模時，凹模的基本尺寸應選取工件尺寸公差范圍較小尺寸。按工件成形后精度為it10級來計算尺寸，查參考資料7p37表3-2得=0.25，所以 為保證適合的間隙，必須滿足下列公式： （3.3）查參考資料10p185頁表2-5查的，符合式（3.3）查參考資料11p18頁表2-7查的磨損系數(shù)為。凸模尺寸： ； （3.4）凹模尺寸： ； （3.5）式中 落料凸模尺寸；落料凹模尺寸；工件制造公差；最小合理間隙（雙面）；凸模的制造公差；凸模的制造公差；磨損量。帶入數(shù)據(jù)解得，。3.3.3沖孔凸凹模刃口尺寸計算孔的尺寸

16、由凸模尺寸決定。故在設計沖孔模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上。考慮到?jīng)_裁中凸、凹模有一定程度的磨損，設計落料模時，凹?；境叽鐟x取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。按工件成形后精度為it10級來計算尺寸，查參考資料7p37表3-2得=0.1，所以查參考資料11p18頁表2-7查的，符合式（3.3）查參考資料11p18頁表2-7查的磨損系數(shù)為。凸模尺寸： ； （3.6）凹模尺寸： ； （3.7）式中沖孔凸模尺寸；沖孔凹模尺寸；工件制造公差；最小合理間隙（雙面）；凸模的制造公差；凸模的制造公差；磨損量。帶入數(shù)據(jù)解得，。3.3.4沖裁力的計算沖裁時，工件或廢料從凸模上取出的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件

17、或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力。(1) (3.8)式中t材料厚度；材料抗剪強度；l沖裁周長。毛坯的周長為1488.4mm，中心孔的周長為182mm，板料厚度為4mm，q345的抗剪強度為352mpa，代入數(shù)據(jù)解得：=1.3×1488.4×4×352=2724.4kn；=1.3×182×4×352=333kn。(2) =nk1 (3.9)式中 n同時梗塞在凹模內(nèi)的零件數(shù)；k1推件力系數(shù)。 取n=1，查表得k1=0.045，代入數(shù)據(jù)解得= 1×0.045×2724.4=122.6kn。(3)落料沖孔總沖壓力=+=

18、2724.4+333+122.6=3182.6kn。3.3.5模具其他部件設計（1）模架的設計模架是上下模座、導柱、導套的組合體。模架的應用非常普遍，而且有標準件出售。模架具有以下特點：由于導向的精度高，模具的工作部分不易磨損，模具的工作壽命長，工作的精度比較高。由于模具依靠導柱導套作為導向，適應于一般的壓力機。模具在壓力機上安裝簡單。（2）滑動導向模架滑動導向模架上下模導柱與導套的相對滑動來導向的模架。由于落料凸凹模具的尺寸較大，屬于大中型模具，所以此處采用導柱安裝在模面四角上，導向精度較高的四導柱模架。（3）模具導向裝置的設計導柱是與安裝在另一模架上的導套相配合的工件，用以確定上下模的相對

19、位置。此處選擇a型導柱。對于批量生產(chǎn)的導柱標準件材料為20號鋼，熱處理滲碳深度為0.81.2mm，硬度為hrc5862。a型導柱被安裝在下模座孔中。導套是與安裝在另一模座上的導柱相配合的工件，用以確定上下模的相對位置，保證運動導向精度的圓套狀零件。此處選擇a型導套。對于批量生產(chǎn)的導柱標準件材料為20號鋼，熱處理滲碳深度為0.81.2mm，硬度為hrc5862。a型導柱被安裝在下模座孔中。（4）卸料和壓料零件此處設計的卸料裝置，主要目的是把材料從凸模上卸下，這里根據(jù)模具形狀采用下卸料板。合理的卸料板結(jié)構(gòu)，除了進行卸料外，這些結(jié)構(gòu)在模具中還可以起到保護的重要作用。根據(jù)加工零件尺寸形狀和大小，厚度的

20、特點，這里可以選用無導向彈壓卸料板，其中彈壓組采用的是彈簧。落料沖孔復合模采用倒裝式復合模，凹模裝在上模座，頂件裝置的作用是將工件從凹模中頂出，這里就需要借助裝在壓力機工作臺下的頂件裝置，同時利用彈簧和氣墊驅(qū)動推板頂出工件。沖孔落料模具采用推件塊和頂桿實現(xiàn)推件頂件動作。（5）定位裝置：定位裝置必須具備以下條件：保證工作精度、可靠并具有一定的強度、質(zhì)量穩(wěn)定。擋料銷的作用是保證毛坯準確的送料位置，根據(jù)設計要求選用擋料銷，主要用于前后定位，保證毛坯有準確的送料距。擋料銷制造簡單，使用方便。根據(jù)設計，將擋料銷固定在卸料板上。定位銷一般用于單個毛坯的定位，這種定位可以采用輪廓定位，或者采用沉孔定位，本次

21、設計的毛坯沖壓件屬于大型沖壓件，故采用定位銷。3.4模具總體設計圖3.3是落料沖孔復合模的結(jié)構(gòu)圖：圖3.3 落料拉深復合模1.起重軸 2.上模座 3.a型導套 4.a型導柱 5.凹模 6.內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 7.擋料銷 8.彈性壓邊圈 9. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m24 10.凸模固定板 11.凸模 12.內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 13.凸模墊板 14. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 15.銷16 16.頂件板 17.卸料板 18.凸凹模 19.凸凹模墊板20. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 21.螺旋壓縮彈簧 22.下模座（1）技術要求：本模具閉合高度360mm；每班生產(chǎn)，至少加一次潤滑油；模具使用四個夾具

22、固定方式；導柱導套裝配前要精磨；模具使用設備jd36-400a閉式雙點壓力機。（2）根據(jù)落料沖孔復合模的設計，該復合模的結(jié)構(gòu)有以下特點: 模具采用四導柱模架導向，提高了沖模的沖裁精度。模具采用倒裝式復合模結(jié)構(gòu)，落料凹模和沖孔凸模固定在上模上，凸凹模固定在下模，在壓力機的一次行程下，可以同時完成落料與沖孔工序。上模安裝頂件板，采用彈性頂件裝置。下模安裝無導向彈壓卸料板，其中彈壓組采用的是彈簧。該套復合模缺點是模具結(jié)構(gòu)比較復雜，對模具零件精度要求較高，空間位置復雜，制造周期較長，成本較高。該套模具結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，適合于大批量制品生產(chǎn)。4拉深模具的設計4.1 拉深凸凹模的尺寸計算 (1)凹模圓

23、角半徑：與毛坯厚度、拉深方法和零件的形狀尺寸等有關，可查資料確定。當工件直徑d200mm時，可按照下式確定： (4.1)代入數(shù)據(jù)解得=20mm。(2)凸模圓角半徑：一般可取=。在最后一道拉深工序中，等于零件圓角半徑。所以=22mm。(3)凸凹模間隙c：凸凹模間隙c值的選擇，不僅要考慮板厚和材質(zhì)，還必須考慮到工件的尺寸精度和表面質(zhì)量要求。有壓邊圈的凸凹模單邊間隙，根據(jù)參考資料10p254表2-59得： c=（11.1）t (4.2)式中t板料厚度，代入數(shù)據(jù)解得c=4。.(3)凸凹模尺寸及制造公差根據(jù)參考資料10p255表2-62，查得拉深凸、凹模制造公差為：，第一次拉深屬于多次拉深的中間過度拉深

24、過程，凸模和凹模的尺寸取等于過渡毛坯的基本尺寸即可。則凹模尺寸： (4.3) 凸模尺寸為： (4.4)式中d拉深件外徑； c凸凹模的單邊間隙。代入數(shù)據(jù)解得，。4.2拉深力的計算生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式計算： （4.5）式中 l拉深周長；t材料厚度；抗拉強度； k修正系數(shù)。4.1.1 第一次拉深力的計算(1)第一次拉深，毛坯直徑為474mm，首次拉深變形后直徑為334.5mm，m=334.5÷474=0.706 0.53，所以只需要拉伸一次就可加工成圖2.5所示零件，代入式（4.5）解得：= 3.14×334.5×4×0.6×500=1260.4k

25、n(2)壓邊力：(4.6)式中 f在壓邊圈下毛坯的投影面積； q單位面積壓料力。查參考資料10p253表2-57，q=2.5，代入數(shù)據(jù)解得：89844.8×2.5=224.610kn4.1.2 第二次拉深力的計算第二次拉伸，毛坯直徑為189mm，首次拉深變形后直徑為148.6mm，m=148.6÷189=0.786 0.53，所以只需要拉伸一次就可加工成圖2.6所示零件，代入式（4.5）解得：= 3.14×148.6×4×0.4×500=373.3kn4.3模具其他部件設計（1）模架的設計模架是上下模座、導柱、導套的組合體。模架的應用

26、非常普遍，而且有標準件出售。模架具有以下特點：由于導向的精度高，模具的工作部分不易磨損，模具的工作壽命長，工作的精度比較高。由于模具依靠導柱導套作為導向，適應于一般的壓力機。模具在壓力機上安裝簡單。（2）滑動導向模架滑動導向模架上下模導柱與導套的相對滑動來導向的模架。由于落料凸凹模具的尺寸較大，屬于大中型模具，所以此處采用導柱安裝在模面四角上，導向精度較高的四導柱模架。（3）模具導向裝置的設計導柱是與安裝在另一模架上的導套相配合的工件，用以確定上下模的相對位置。此處選擇a型導柱。對于批量生產(chǎn)的導柱標準件材料為20號鋼，熱處理滲碳深度為0.81.2mm，硬度為hrc5862。a型導柱被安裝在下模

27、座孔中。導套是與安裝在另一模座上的導柱相配合的工件，用以確定上下模的相對位置，保證運動導向精度的圓套狀零件。此處選擇a型導套。對于批量生產(chǎn)的導柱標準件材料為20號鋼，熱處理滲碳深度為0.81.2mm，硬度為hrc5862。a型導柱被安裝在下模座孔中。（4）卸料和壓料零件此處設計的卸料裝置，主要目的是把材料從凹模上卸下，這里根據(jù)模具設計采用頂件塊將零件頂出，此處的頂件塊需要借助于安裝在工作臺下的頂件裝置，然后利用彈簧驅(qū)動頂件板頂出零件。在拉深的過程中，為了防止毛坯邊緣和凸緣的起皺現(xiàn)象的發(fā)生，通常使用的拉深模都要采用壓邊裝置。首次拉深的壓邊圈多采用平面壓邊圈。壓邊圈可以通過彈簧、氣壓、液壓墊等彈性

28、裝置來施加壓力。彈簧壓邊圈雖然在使用過程中壓邊力隨行程增大而升高，但是其模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，所以采用彈性壓邊圈。4.4模具總體設計（1）圖3.3是第一次拉深模的結(jié)構(gòu)圖：圖4.1 第一次拉深模1.起重軸 2.上模座 3.a型導套 4.a型導柱 5. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 6.壓邊圈 7. 凸模8.頂件塊 9.內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 10. 螺旋壓縮彈簧11.凹模12. 螺旋壓縮彈簧13. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m24 14.內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 15.下模座技術要求：本模具閉合高度360mm每班生產(chǎn)，至少加一次潤滑油模具使用四個夾具固定方式導柱導套裝配前要精磨模具使用設備ja31-160b閉式

29、單點單動壓力機 （2）圖3.3是第一次拉深模的結(jié)構(gòu)圖：圖4.2 第二次拉深模1.起重軸 2.上模座 3.a型導套 4.a型導柱 5.凹模6. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m12 7.凸模 8.頂件塊 9.內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 10.螺旋壓縮彈簧 11.內(nèi)六角圓柱頭螺釘m24 12.下模座技術要求：本模具閉合高度360mm每班生產(chǎn)，至少加一次潤滑油模具使用四個夾具固定方式導柱導套裝配前要精磨模具使用設備ja31-160b閉式單點單動壓力機（3）根據(jù)拉深模的設計，兩套拉深模具的結(jié)構(gòu)有以下特點: 模具采用四導柱模架導向，提高了沖模的沖裁精度。凸模固定在上模上，凹模固定在下模，在壓力機的一次行程下。第一次拉深模

30、具上模安裝壓邊圈，采用彈性壓邊裝置。下模安裝頂件塊，借助于安裝在工作臺下的頂件裝置，然后利用彈簧驅(qū)動頂件板頂出零件。第二次拉深模具凸模在上，凹模在下，省去了卸料板，使結(jié)構(gòu)變得更加簡單合理，同時下模也安裝頂件塊，借助于安裝在工作臺下的頂件裝置，然后利用彈簧驅(qū)動頂件板頂出零件。該套模具結(jié)構(gòu)較為簡單，生產(chǎn)效率高，適合于大批量制品生產(chǎn)。5 拉深翻邊模具的設計5.1 拉深力的計算由式（4.5）計算解得： =3.14×20.8×4×500×0.6×5=391.9kn=3.14×14.3×4×500×0.6×

31、5=269.4kn5.2 翻邊力的計算采用圓柱形平底凸模時： (5.1)式中翻邊后豎邊中徑；圓孔初始直徑；t材料厚度；屈服極限。帶入數(shù)據(jù)解得=1.1×3.14×(74.5-58)×4×345=78.6kn5.3模具其他部件設計（1）模架的設計模架是上下模座、導柱、導套的組合體。模架的應用非常普遍，而且有標準件出售。模架具有以下特點：由于導向的精度高，模具的工作部分不易磨損，模具的工作壽命長，工作的精度比較高。由于模具依靠導柱導套作為導向，適應于一般的壓力機。模具在壓力機上安裝簡單。（2）滑動導向模架滑動導向模架上下模導柱與導套的相對滑動來導向的模架。由于

32、落料凸凹模具的尺寸較大，屬于大中型模具，所以此處采用導柱安裝在模面四角上，導向精度較高的四導柱模架。（3）模具導向裝置的設計導柱是與安裝在另一模架上的導套相配合的工件，用以確定上下模的相對位置。此處選擇a型導柱。對于批量生產(chǎn)的導柱標準件材料為20號鋼，熱處理滲碳深度為0.81.2mm，硬度為hrc5862。a型導柱被安裝在下模座孔中。導套是與安裝在另一模座上的導柱相配合的工件，用以確定上下模的相對位置，保證運動導向精度的圓套狀零件。此處選擇a型導套。對于批量生產(chǎn)的導柱標準件材料為20號鋼，熱處理滲碳深度為0.81.2mm，硬度為hrc5862。a型導柱被安裝在下模座孔中。5.4模具總體設計圖3

33、.3是第一次拉深模的結(jié)構(gòu)圖：圖5.1拉深翻邊模1.起重軸 2.上模座 3.a型導套 4.a型導柱 5.凸模固定板6.墊板 7.8.9凸模10.內(nèi)六角圓柱頭螺釘m12 11.內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16 12.螺旋壓縮彈簧 13.凹模 14. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m16（1）技術要求：本模具閉合高度340mm每班生產(chǎn)，至少加一次潤滑油模具使用四個夾具固定方式導柱導套裝配前要精磨模具使用設備j11-50臺式壓力機（2）根據(jù)拉深模的設計，兩套拉深模具的結(jié)構(gòu)有以下特點: 模具采用四導柱模架導向，提高了沖模的沖裁精度。凸模固定在上模上，凹模固定在下模，在壓力機的一次行程下。該套模具結(jié)構(gòu)較為簡單，生產(chǎn)效率高，適合于

34、大批量制品生產(chǎn)。6 沖孔模具的設計6.1 沖孔模具刃口尺寸的計算孔的尺寸由凸模尺寸決定。故在設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上。考慮到?jīng)_裁中凸、凹模有一定程度的磨損，設計落料模時，凹?；境叽鐟x取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。由參考資料10p183頁表2-2查的：，按工件成形后精度為it10級來計算尺寸，查互換性與技術測量p37表3-2得=0.1，查參考資料11p18頁表2-7查得 ，符合式（3.3）查參考資料11p18頁表2-7查的磨損系數(shù)為。6.1.1 沖5個5.2mm圓孔刃口尺寸的計算帶入式（3.6）得凸模尺寸：；帶入式（3.7）得凹模尺寸：。6.1.2 沖5個16.7mm圓孔

35、刃口尺寸的計算帶入式（3.6）得凸模尺寸：；帶入式（3.7）得凹模尺寸：。6.2 沖孔沖裁力的計算6.2.1 沖5個5.2mm圓孔沖裁力的計算 (6.1)帶入數(shù)據(jù)解得6.2.2 沖5個16.7mm圓孔沖裁力的計算 (6.2)帶入數(shù)據(jù)解得6.2.3 沖9個梯形孔沖裁力的計算=帶入數(shù)據(jù)解得=1.3×130×4×352×9=2141.6kn6.3模具其他部件設計（1）模架的設計模架是上下模座、導柱、導套的組合體。模架的應用非常普遍，而且有標準件出售。模架具有以下特點：由于導向的精度高，模具的工作部分不易磨損，模具的工作壽命長，工作的精度比較高。由于模具依靠導柱

36、導套作為導向，適應于一般的壓力機。模具在壓力機上安裝簡單。（2）滑動導向模架滑動導向模架上下模導柱與導套的相對滑動來導向的模架。由于落料凸凹模具的尺寸較大，屬于大中型模具，所以此處采用導柱安裝在模面四角上，導向精度較高的四導柱模架。（3）模具導向裝置的設計導柱是與安裝在另一模架上的導套相配合的工件，用以確定上下模的相對位置。此處選擇a型導柱。對于批量生產(chǎn)的導柱標準件材料為20號鋼，熱處理滲碳深度為0.81.2mm，硬度為hrc5862。a型導柱被安裝在下模座孔中。導套是與安裝在另一模座上的導柱相配合的工件，用以確定上下模的相對位置，保證運動導向精度的圓套狀零件。此處選擇a型導套。對于批量生產(chǎn)的

37、導柱標準件材料為20號鋼，熱處理滲碳深度為0.81.2mm，硬度為hrc5862。a型導柱被安裝在下模座孔中。（4）卸料零件沖孔模的卸料裝置，主要目的是把材料從凸模上卸下，這里根據(jù)模具設計采用彈壓卸料板，其中彈壓組采用的是彈簧。（5）定位裝置定位裝置是為限定被沖的材料進給步距和能夠正確地將工件安放在沖模上。本套沖孔模具中采用中心孔定位。6.4模具總體設計（1）圖6.1是沖孔模的結(jié)構(gòu)圖：圖6.1 沖孔模1.起重軸 2.導套 3.導柱 4.螺旋壓縮彈簧5. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m24 6.墊板 7. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m18 8.沖孔凸模 9.凸模固定板10.卸料板11.凹模12. 13.凹模 14. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m18技術要求：本模具閉合高度300mm每班生產(chǎn)，至少加一次潤滑油模具使用四個夾具固定方式導柱導套裝配前要精磨模具使用設備j11-160臺式壓力機（2）圖3.3是沖梯形孔模的結(jié)構(gòu)圖：圖6.1 沖梯形孔模1.起重軸 2.導套 3.導柱 4. 凸模固定板5. 墊板6.定位銷 7. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘m18 8.卸料板9.螺旋壓縮彈簧10.凸模11.凹模 12.下模墊板 13.。下模座技術要求：本模具閉合高度340mm每班生產(chǎn)，至少加一次潤滑油模具使用四個夾具固定方式導柱導套裝配前要精磨模具使用設備j31-250閉式單點單動壓力機（3）根