軸承套沖壓模具設計

1、目 錄摘 要IAbstractII前言III第1章 沖壓模具的設計步驟和結(jié)構(gòu)組成11.1沖壓模具的設計要求11.2沖壓模具的設計步驟及內(nèi)容11.3 沖壓模具的結(jié)構(gòu)組成和作用2第2章 軸承套沖壓件32.1 沖壓件的結(jié)構(gòu)和工藝特點32.2 沖壓件的材料及性能參數(shù)32.3 沖壓件的工藝性分析42.3.1 毛坯尺寸計算42.3.2 拉深系數(shù)計算42.4 沖壓件的沖壓工藝方案52.4.1 沖壓工藝方案分析52.4.2 沖壓工藝方案的確定52.5沖壓件的排樣52.5.1 排樣的原則52.5.2 排樣方案62.5.3 條料寬度62.5.4 材料利用率7第3章 沖壓力計算83.1 沖裁力的計算83.2 拉深力

2、的計算83.3 壓邊力的計算93.3.1 壓邊圈的采用93.3.2 壓邊力的計算93.4 沖裁工藝力的計算103.5 壓力中心的確定11第4章 沖壓機的選用124.1 選用沖壓機的方法和原則124.2 沖壓機的選用124.3 沖壓機技術(shù)參數(shù)校核13第5章 沖壓模具設計145.1 沖壓模的總體設計145.2 凸凹模工作部分尺寸計算145.2.1 沖裁部分凸凹模刃口尺寸計算145.2.2 拉深部分凸凹模工作部分尺寸計算155.3 拉深沖孔凸凹模的結(jié)構(gòu)設計175.4 拉深凸模的結(jié)構(gòu)設計185.5 拉深凹模的結(jié)構(gòu)設計195.6 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設計205.7凸模固定板的結(jié)構(gòu)設計215.8落料拉深凸凹模的

3、結(jié)構(gòu)設計225.9 壓邊圈及其固定圈的結(jié)構(gòu)設計235.10 落料凹模的結(jié)構(gòu)設計255.11 卸料板的結(jié)構(gòu)設計265.12 其它零件的結(jié)構(gòu)設計27第6章 沖壓模具的安裝296.1 模具零件的固定方法296.1.1 凸模的固定296.1.2 落料拉深凸凹模的固定296.1.3 導柱導套的固定296.1.4 模柄的固定306.1.5 各銷的固定與配合公差306.2 裝配要求306.2.1本模具的裝配過程如下316.2.2 典型零件的裝配要求316.3 本模具的工作過程及結(jié)構(gòu)特點326.3.1 本模具的工作過程326.3.2 模具結(jié)構(gòu)的特點33結(jié)論34謝 辭35參考文獻36軸承套沖壓模具設計軸承套沖壓

4、模具設計摘 要 本次畢業(yè)設計是為軸承套零件設計能制作出符合要求的模具。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)及尺寸要求，選擇復合模具來完成零件的制作。設計說明書詳細敘述了完成零件沖壓過程所需要的工序，完成工序所需要的沖裁工藝力和拉深工藝力，并據(jù)此合理地來選用適當型號的壓力機作為沖壓工作的動力機；根據(jù)工序的需要對模具總體結(jié)構(gòu)進行初步設計；而后對凸、凹模工作部分的尺寸進行了詳盡的計算，通過計算出的參數(shù)對照各工序行程進行了模具各零件結(jié)構(gòu)和尺寸的設計，零件間選擇合理的配合間隙，繪制零件圖紙；根據(jù)模具總體尺寸和模具行程選擇上下模座，對上下模座和模板進行整合；然后嚴格闡述了模具的安裝過程與安裝技術(shù)要求，并繪制裝配圖；最后對模具的工

5、作過程進行了詳細說明。經(jīng)檢驗，模具完全可以生產(chǎn)出符合要求的制件。關鍵詞：復合模，拉深工藝力，壓力機，配合間隙，裝配THE DESIGN OFBEARING SET OF STAMPING MOULDAbstractThe graduation design is set for bearing parts design can create a to meet the requirements of the product's mold. According to the parts structure and size requirement, choose to use the c

6、ompound mould to complete parts production. The design specification detailed describe stamping parts needed to complete the process of working procedure, complete the process need cutting technology force and deep drawing technology force, and accordingly chosen reasonably the appropriate type of p

7、ress as punching power of; According to the needs of the process on die general structure preliminary design; And then of convex, concave die the size of the working parts of the detailed calculations, through the comparison of the calculated parameters of each working procedure, the trip all parts

8、die structure and size of the design, the rational choice between parts with clearance, draw the parts drawings; According to the overall size and die mould travel choice mould seat up and down, and the fluctuation mould seat and template integration; Then strictly expounds the installation process

9、of mould and installation technology requirements and complete assembly drawing; The last of the working process of the die a detailed illustration. After examination, mould can be produced to meet the requirements of product.Key words:Compound die,Deep drawing technology force,Press machine, Cleara

10、nce fit,AssemblyIII前言冷沖壓生產(chǎn)是當代金屬加工領域的重要手段，冷沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的主要沖壓模具?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展在很大程度上在于沖模制造的發(fā)展水平，如今，模具制造行業(yè)已成為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)之一。模具作為“工業(yè)之母”，目前，電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產(chǎn)品中，6080的零部件，要依靠模具成型。用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所無法相比。我國模具行業(yè)正向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展，因此模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力。80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策

11、和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和鼓勵下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元。據(jù)統(tǒng)計，2003年我國生產(chǎn)汽車沖壓件約240萬噸/8億件，摩托車沖壓件約28萬噸/19億件，拖拉機、農(nóng)用車沖壓件約96萬噸/7.1億件，家用空調(diào)和冰箱沖壓件100萬噸/12.8億件。近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的核心。許多國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，部分廠家還引進了Moldflow、C-F

12、low、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模具設計中。國外模具發(fā)展趨勢是：（1）模具設計技術(shù)方面：工業(yè)發(fā)達國家在模具設計上大量使用計算機輔助設計，并普及了計算機繪圖；（2）模具加工方面：國外已大量使用數(shù)控機床，應用計算機輔助加工，將模具的加工周期減小，成本降低，為了提高加工效率同時滿足各種復雜曲面加工的要求,國外已開發(fā)出四軸和五軸的數(shù)控自動編程軟件并且已經(jīng)到了實用階段，隨模具標準化程度日益提高，模具標準模架及模具標準件的應用日益普及，已實現(xiàn)商品化。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，模具行業(yè)已由勞動密集型逐步轉(zhuǎn)化為技術(shù)勞動密集型。在我國，模具行業(yè)雖然已采用了先進的

13、數(shù)控設備，檢驗儀器與計算機輔助設計/分析/制造軟件，確仍然要有高技藝的人工勞動。所以模具行業(yè)可以說是高技術(shù)與高技藝緊密結(jié)合的兩個行業(yè)，為了適用于不同制品需要，模具的種類很多，從設計、制造工藝、裝備以至原材料等各有差異，因此企業(yè)生產(chǎn)的模具宜專不宜全，規(guī)模宜小不宜大，以適應與企業(yè)的需求。（4）模具生產(chǎn)基本上是單件生產(chǎn)，即使是生產(chǎn)專業(yè)化的大型模具企業(yè)，在生產(chǎn)同一類模具的時候，也因為不同模具對精度要求、復雜程度、加工難度等的不同來變化設備的配置及工程的安排。因此，模具企業(yè)還需要在專業(yè)化的基礎上進而實現(xiàn)生產(chǎn)的素性化。工業(yè)發(fā)達國家的模具行業(yè)已在近四十年來取得了越來越快的發(fā)展，并且擺脫了所屬地位而形成為獨立

14、的行業(yè)，同時成為其工業(yè)的重要組成。如今，在工業(yè)發(fā)達國家的人工費用增加，模具的生產(chǎn)正向東南亞等國家轉(zhuǎn)移。本國生產(chǎn)以高、精模具為主，需要人工勞動量大的模具就要依靠進口解決。由此可見，中低檔模具的國際市場潛力也是十分巨大，等到我國模具的質(zhì)量再一步提高，交貨期能有保證同時，模具出口的前景將是十分樂觀的。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用制圖軟件，少數(shù)的大型廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模具設計中。目前我國模具生產(chǎn)水平和生

15、產(chǎn)工藝水平總體上還是比國際先進水平落后很多，而且模具生產(chǎn)周期也比國際先進水平長許多。而產(chǎn)品水平主要表現(xiàn)在精度、型腔等表面粗糙度、壽命長短與模具的復雜程度上；工藝水平則在與設計、加工、工藝裝備幾方面。本次設計主要是軸承套這一典型沖壓件，如何設計的模具能生產(chǎn)出符合標準的制件是主要任務。通過查閱文獻、計算參數(shù)、設計模具零件尺寸和模具結(jié)構(gòu)，并且通過不同計算及仿真加工驗證本模具制造的可行性，從而完成模具設計的最終目的，并在此過程中要力求模具結(jié)構(gòu)盡量簡單和模具制造較經(jīng)濟性。第1章 沖壓模具的設計步驟和結(jié)構(gòu)組成1.1沖壓模具的設計要求 沖模是對金屬板材通過沖壓加工來獲得合格產(chǎn)品的工具。沖壓加工的過程中，由于

16、沖模的凸模與凹模通過行程直接接觸使被加工材料做相對運動使材料產(chǎn)生塑性變形來得到合格的零件。沖模模具設計應該滿足下面幾條：(1) 滿足沖壓工藝要求，從而利于制造；(2) 應具有足夠的強度、剛度、相應的形狀、尺寸精度；(3) 主要零件應有足夠的耐磨性及使用壽命較長；(4) 結(jié)構(gòu)應盡量簡單同時確保操作安全，便于使用與維修；(5) 應有使材料能順利送進、工件方便取出、定位準確可靠的裝置，以保證生產(chǎn)的工件質(zhì)量穩(wěn)定且合格；(6) 要有導向裝置確保沖模上下運動準確到位；(7) 零件的加工和裝配則應盡可能簡單，盡量多采用標準件、通用件，利于維修及調(diào)換，以縮短模具的制造周期，同時降低了成本；(8) 結(jié)構(gòu)要與沖壓

17、設備的主要技術(shù)參數(shù)相適應，同時便與牢固的安裝在沖壓設備上，以免脫落及造成故障；(9) 必須具有與沖壓設備連接的部位及搬運吊裝部位，來適應安裝管理等的需要。1.2沖壓模具的設計步驟及內(nèi)容 設計沖壓模具時，要按照一定的步驟和較好的思路按順序進行設計，防止在設計的過程中出現(xiàn)遺漏或邏輯順序錯亂等情況，影響最后的設計標準?，F(xiàn)規(guī)定沖壓模具的設計具體步驟及內(nèi)容如下：(1) 沖壓件工藝性分析。(2) 工藝方案設計。(3) 工藝計算與設計。(4) 選擇沖模類型和結(jié)構(gòu)形式。(5) 確定壓力機型號和模具安裝尺寸。(6) 繪制沖模裝配圖。(7) 沖模裝配圖評審。(8) 根據(jù)評審意見修改并完成沖模裝配圖（包括標注技術(shù)條

18、件等）。(9) 繪制沖模零件圖（包括零件圖尺寸、公差及技術(shù)條件的標注），進行必要的強度核算。完成其他技術(shù)文件，例如使用說明要求等。1.3 沖壓模具的結(jié)構(gòu)組成和作用 模具基本結(jié)構(gòu)有上模、下模由模柄、上模座、導套、凸模、墊板、固定板、脫料版、螺釘以及銷釘?shù)攘慵M成；下模又由下模座、導柱、凹模、導料板、承料板、擋料板、螺釘、銷釘?shù)炔糠至慵M成。 沖壓模具零件通?？梢苑譃閮深悾阂活愂枪に嚵慵@類零件將直接參與工藝過程的形成，并且和坯料進行直接接觸。只對模具完成工藝過程，確不直接參與完成工藝過程，也不和坯料進行直接接觸，只是對模具完成工藝過程起保證的作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟票Ｗo作用，包括的有導向零件、

19、緊固零件、標準零件及其他個別零件等。當然不是所有的沖模都要具備上述六種零件，特別是單工序模，由于較簡單，零件較少，但是工作零件和必要的固定零件則是不可缺少的。1第2章 軸承套沖壓件2.1 沖壓件的結(jié)構(gòu)和工藝特點 制件結(jié)構(gòu)及要求尺寸如圖2-1所示，零件由內(nèi)外圓柱面、外緣翻邊及孔組成。零件圖尺寸雖然完整標注，但確未標明粗糙度和對應的公差要求，因此可以按照國標GB/T 1800.3 -1998 IT14級(參閱文獻4)來選取。該零件軸向長度比較長，長套筒類零件。零件所選材料為08F鋼，其具有良好的塑性和抗破裂性，并且沒有熱處理和硬度要求 。圖2-1 軸承套制件圖2.2 沖壓件的材料及性能參數(shù) 沖壓件

20、的所需材料選用08F鋼板，厚度(20.18)mm。材料性能可查參考文獻1部分金屬板料的基本性能，對于08F鋼，材料為已退火狀態(tài)，其各參數(shù)為：抗剪強度：=220310MPa抗拉強度：=280390 MPa伸長率： =32%屈服強度：=180 Mpa2.3 沖壓件的工藝性分析2.3.1 毛坯尺寸計算1.確定修邊余量：=1.25<1.5,查閱文獻2有凸緣圓筒制件的修邊余量h，選取h=2.5mm，代入公式(2-1)可得=50mm=+2h (2-1)2.確定毛坯直徑：板材厚度不變，按等面積計算可得D= (2-2) 其中，=50mm，d=36mm，h=34mm，r=3mm，代入公式(2-2)得D84

21、mm2.3.2 拉深系數(shù)計算拉深系數(shù) (2-3)若一次性拉深成型，則可求=0.43毛坯相對厚度：100=100=2.38拉深相對高度：=1凸緣相對直徑：1.47>1.4，為寬凸緣查文獻1凸緣筒的首次極限拉深系數(shù)為 和凸緣筒的首次最大拉深相對高度，>0.47，<0.580.70顯然：0.43<0.47，且1>0.70，因此需要多次拉深方能達到要求綜合表5-14和表5-15，取=0.57，=0.75180.752.4 沖壓件的沖壓工藝方案2.4.1 沖壓工藝方案分析 經(jīng)過計算，此零件的拉深應當采取二次拉深最為合理，考慮其修邊余量，則下料毛坯直徑應為D=84mm，第一次

22、拉深系數(shù)m=0.57，第二次拉深系數(shù)m=0.75。通常的情況，此零件加工步驟為落料、拉深、二次拉深、沖孔、修邊五道工序。所以，可用下述兩種方案加工：方案一： 設計兩套模具，第一套模具切割落料、（第一次）淺拉深這兩個工序；第二套模具則實現(xiàn)（第二次）深拉深、沖孔、修邊這三個工序。兩套模具配合共同實現(xiàn)制件的沖壓過程，但缺點是較麻煩，需更多人力。方案二： 設計集5道工序于一體的復合模具，這種復合模具融合了落料、拉深、二次拉深、沖孔、修邊這五道工序于一體，由這一套復合模具直接實現(xiàn)制件的整個沖壓全過程，缺點是設計及制作都比較復雜。2.4.2 沖壓工藝方案的確定對比方案一和方案二，前者由于需要制造兩套模具，

23、雖然簡單，卻增加了生產(chǎn)成本，同時，零件在兩模具間轉(zhuǎn)換進行連續(xù)沖壓時，耗費了更多時間，所以生產(chǎn)效率較低；而后者只需要一套模具就能夠完美實現(xiàn)整個沖壓過程，生產(chǎn)效率較高同時又極大地降低了生產(chǎn)成本。通過對比，本次設計由于第二套模具并不是特別復雜，因而選擇方案二進行設計更合理。2.5沖壓件的排樣2.5.1 排樣的原則在決定排樣方案時應遵循的原則是：要保證最低的材料消耗和最高生產(chǎn)率的條件這兩個重要條件下，仍然得到符合技術(shù)條件要求的沖裁制件，同時又要考慮方便生產(chǎn)的操作、生產(chǎn)安全、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、車間生產(chǎn)和原材料的供應情況等，總之要從多方面考慮權(quán)衡利弊，以選擇最合理有效的排樣方案。2.5.2 排樣方案根

24、據(jù)毛坯材料厚度和零件形狀，查表2-1，選取對板料沖裁時的合理搭邊值，取=2，=1.5，實際取=2。表2-1 板料沖裁時的合理搭邊值板料厚度手送料自動送料圓形非圓形往復送料11.51.521.5322.521221.52.523.52.532232.5232.543.53.53排樣如下圖2-2。圖2-2 排樣圖2.5.3 條料寬度條料是由板料（或帶料）剪裁下料所得，為了保證送料順利，利于生產(chǎn)，規(guī)定條料寬度B的上極限偏差為零，下極限偏差為負值。條料在模具上自動送進時常用導尺導向，本次設計應選擇無側(cè)壓導向。使用無側(cè)壓導向裝置時，條料理想的送進基準即零件的中心線，條料寬度計算為 (2-4)其中D=84

25、mm，=2mm，=1.2mm，=1mm，代入公式(2-4)得B=mm導尺間距為 (2-5) 其中B=91.8mm，=1mm，代入公式(2-5)得S=92.8mm2.5.4 材料利用率材料的利用率通常是用一個步距內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯總面積的百分率來表示，即 (2-6)式中一個步距內(nèi)制件的實際面積，； 一個步距內(nèi)所需毛坯面積，； h送料步距，； B條料寬度，。故材料利用率 =70.2%6軸承套沖壓模具設計第3章 沖壓力計算3.1 沖裁力的計算 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的沖壓力，其力大小隨凸模進入材料的深度（凸模行程）而變化的。通常說的沖裁力一般指沖裁力的最大值，由它來選用壓力機和設計

26、模具。用普通平刃口的模具沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算： F=KLt (3-1)式中 F沖裁力，N； L沖裁件周邊長度, ； t 材料厚度，；材料抗剪強度，MPa； K系數(shù)，考慮沖擊載荷等因素，通常取1.3。本零件在加工中有落料、沖孔和修邊三個沖裁工序，其中1. 落料時，t=2mm，=220310MPa（查閱文獻1部分金屬板料的力學性能），L=84mm，代入公式(3-1)得=151213kN；2. 沖孔時，L=19mm，代入公式(3-1)得=3448kN；3. 修邊時，L=44.5mm，代入公式(3-1)得=80113kN。3.2 拉深力的計算 為了合理選用沖壓設備和正確設計出模具，需要確定

27、拉深力及拉深功。生產(chǎn)中為方便起見，一般采用經(jīng)驗公式來近似估算。查得圓筒件經(jīng)驗計算方法如下：首次拉深力 F=Kdt (3-2)式中 F拉深力，N； d拉深件直徑, ； t 材料厚度，；材料抗拉強度，MPa； K修正系數(shù)，與拉深系數(shù)有關，m愈小，K愈大。查閱文獻1部分金屬板料的力學性能，得=280390MPa。查閱文獻1修正系數(shù)K值，得=0.93，=0.9。零件共經(jīng)過兩次拉深。1. 首次拉深時：=47.88mm，t=2mm，代入式(3-2)得首次拉深力=79110kN；2. 二次拉深時：=36mm，代入式(3-2)得二次拉深力=5780kN3.3 壓邊力的計算 3.3.1 壓邊圈的采用采用壓邊圈裝

28、置可避免生產(chǎn)中拉深皺曲的問題。施加壓邊力,同時減小凸緣周向壓力，增強臨界皺曲載荷，也提高毛坯的抗皺能力。是否需要采用壓邊裝置則取決于毛坯面內(nèi)周向壓力強度及臨界皺曲載荷能力的關系，當周向壓力強度小于臨界皺曲載荷能力時就不需要采用壓邊裝置，否則就要采用。生產(chǎn)中可通過查閱表3-1采用壓邊圈的條件近似判定。表3-1 采用壓邊圈的范圍拉深方式第一次拉深以后各次拉深用壓邊圈<0.0150.6<0.010.8不用壓邊圈>0.02>0.6>0.015>0.8第一次拉深<0.6，第二次拉深<0.8，故需要采用壓邊裝置。3.3.2 壓邊力的計算壓邊力同時也提高了凸緣

29、的流動阻力，使其拉深力增大。并且過大的壓邊力可能會導致筒壁超過負荷而拉裂；若壓邊力過小，又起不到防皺作用。在生產(chǎn)中為方便起見，可參考文獻1近似確定。08F鋼可以取得p=2.02.5MPa。壓邊力按下式近似計算： =Ap (3-3)式中 壓邊力，N； A壓邊面積, ； P單位壓邊力, MPa。工業(yè)中錐形壓邊圈的傾角一般為，初始壓邊狀態(tài)如圖3-1所示 圖3-1 壓邊力計算圖將各數(shù)據(jù)代入式(3-3)得=5.3kN，那么壓邊裝置初始力F= / =6.12kN3.4 沖裁工藝力的計算 根據(jù)已擬定的模具工作過程及步驟，模具在工作過程中主要產(chǎn)生五個階段的力：（已經(jīng)由上兩小節(jié)計算出來）1. 落料沖裁時 F=2

30、. 首次拉深時 F=+3. 首次拉深和二次拉深共同進行階梯狀拉深時 F=+4. 二次拉深和沖孔同時進行 F=+5. 修邊時 F=經(jīng)過對比，上述5個工作力中，最大值190kN為沖裁力，拉深總工藝力為161.2kN。3.5 壓力中心的確定 模具的壓力中心也就是沖壓力合力的作用點，生產(chǎn)中為了保證壓力機和模具的正常工作，盡量使模具的壓力中心與壓力機滑塊行程的中心線相重合。而對于軸對稱的圓筒形制件，其它的壓力中心就位于制件的輪廓圖形的幾何中心上（厚度一致），也就是其圓心。第4章 沖壓機的選用4.1 選用沖壓機的方法和原則 沖壓機選擇的合理關系到?jīng)_裁過程能否順利。選擇沖壓機的方法原則如下：(1) 中、小型

31、沖壓件一般選用開式機械壓力機；(2) 大、中型沖壓件一般選用雙柱閉式機械壓力機；(3) 導板模或要求導套導柱一起的模具選用偏心壓力機；(4) 大量生產(chǎn)的沖壓件應選用高速壓力機或多工位自動壓力機；(5) 校平、整形可選用摩擦壓力機；(6) 精密沖裁則選用剛度高的精密壓力機；(7) 大型、形狀復雜的拉深件需選用雙動或三動壓力機；(8) 多品種、小批量沖裁件常選用數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機；(9) 小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成形工序則多采用液壓壓力機。4.2 沖壓機的選用 一般狀況下，拉深產(chǎn)生的總工藝力與拉深設備標稱壓力的比較可按下式進行概略計算：深拉深(H/d0.5) (0.60.7) (4-1)式中

32、拉深力和壓邊力的總和，在復合模沖壓時，還應包括其他工藝的變形力，N； 拉深設備標稱壓力，N； H拉深件的高度，mm； D拉深件的直徑，mm。代入拉深總工藝力（上章已作計算），230kN。根據(jù)沖壓設備的選用原則，中、小型沖壓件則選用開式機械壓力機即可。因此，綜合上述，參閱文獻5選擇型號J23-25型開式機械壓力機，主要參數(shù)如下：公稱壓力： 250滑塊行程： 65行程次數(shù)： 60次/min最大閉合高度： 270（無墊板）最小閉合高度： 215（無墊板）滑塊中心線到機身距離： 210mm工作臺尺寸 前后 370mm 左右 560mm工作臺孔尺寸： 120mm模柄孔尺寸 直徑： 40 深度： 60mm

33、打桿 直徑： <16mm 孔深： 60mm 4.3 沖壓機技術(shù)參數(shù)校核 模具閉合高度與壓力機裝模高度的數(shù)學關系為 (4-2) (4-3)式中 、M模具閉合高度、墊板厚度、連桿調(diào)節(jié)量； 、壓力機的最小和最大閉合高度； 、壓力機的最小和最大裝模高度。經(jīng)檢驗，215mm，270mm，而=217mm，顯然滿足(4-2)與(4-3)的要求，故沖壓機選擇合理。27第5章 沖壓模具設計5.1 沖壓模的總體設計 由于零件是圓形的軸對稱制件，故可采用中間導柱為圓形模架，上模部分則由模柄、頂桿、上模板、推桿、凸模墊板、凸模固定板面、落料拉深凸凹模、推件塊、沖孔凸模等部分組成；模具下模部分則由導料板面、拉深凸

34、模、拉深沖孔凸模、拉伸沖孔凹模、壓邊圈、固定圈、頂桿、下模座等部分組成。模具類型的選擇：由對沖壓的工藝分析，可以采用復合模沖壓，所以模具類型選擇復合模。定位方式的選擇：該模具是采用條料，而控制條料的送進方向是采用導板裝置，切無側(cè)壓裝置系統(tǒng)。對于卸料、出件方式的選擇：因為工件厚只有2，比較薄，同時卸料力也比較小，但拉深行程確很長，故應該采用打桿卸料，防止生產(chǎn)過程中進料卡死。至于導向方式的選擇：為了盡量提高模具的壽命和保證成品工件質(zhì)量，同時方便安裝與調(diào)整，該復合模應當采用中間導柱導向5.2 凸凹模工作部分尺寸計算5.2.1 沖裁部分凸凹模刃口尺寸計算對于沖裁工藝凸凹模刃口尺寸計算，參閱文獻1得到下

35、列計算公式：落料 (5-1) (5-2)沖孔 (5-3) (5-4) 式中 、落料凸模和凹模的基本尺寸，mm； 、落料凸模和凹模的基本尺寸，mm； 落料件最大極限尺寸，mm； 沖孔件最小極限尺寸，mm； 沖裁件的公差，mm； 磨損系數(shù)，mm（按文獻1選取）； 、凸、凹模的制造公差，按文獻1選取。由文獻1表2-5查得 =0.246mm，=0.360mm =0.114mm1. 落料模由文獻1查得： =0.035mm = mm由于=0.06mm<0.114mm，故滿足分別加工法的要求。由文獻1查得X=0.5，則代入公式(5-1)得=mm，代入公式(5-2)得=mm。2. 沖孔模由文獻1查得：

36、=0.020mm = mm由于=0.040mm<0.114mm，故滿足分別加工法的要求。由文獻1查得X=0.5，則代入公式(5-3)得= mm，代入公式(5-4)得= mm。3. 修邊模由文獻1查得： =0.030mm = mm由于=0.05mm<0.114mm，故滿足分別加工法的要求。由文獻1查得X=0.5，則代入公式(5-1)得=mm，代入公式(5-2)得=mm。5.2.2 拉深部分凸凹模工作部分尺寸計算1. 凸、凹模間隙使用壓邊圈時，其間隙按文獻1表5-8選?。╖為單邊間隙）第一次拉深：=1.1t=1.12=2.2mm第二次拉深：=(11.05)t=22.1mm2. 凸、凹模

37、圓角半徑 筒形件首次拉深時的凹模圓角半徑可由下式確定： =t (5-5) 式中 考慮材料力學性能的系數(shù)（對軟鋼、硬鋁取1；對純銅、黃銅、鋁取0.8）； 考慮板料厚度與拉深系數(shù)的拉伸凹模圓角半徑系數(shù)。凹模圓角半徑：取1，查文獻1取=5.5，代入式(5-5)得=11mm，=（0.60.8）=6.68.8mm。凸模圓角半徑： =（0.71.0） (5-6)代入數(shù)據(jù)得=7.711mm，=4.628.8mm；末次拉深時，應等于工件底部圓角半徑，且不小于材料厚度。3. 凸、凹模工作部分尺寸一次拉深?；蚨啻卫畹哪┐卫钅Ｉa(chǎn)的工件，及其凸、凹模工作部分尺寸與公差確定的方法如下：（工件要求內(nèi)形尺寸時）凸模尺

38、寸 (5-7)凹模尺寸 (5-8)(1) 一次拉深查閱文獻2，對于落料拉深凸凹模，如果當其作用為第一次拉深凹模時，只需要取中間毛坯的過渡尺寸即可，因此 =mm(2) 二次拉深 由文獻1查得：=0.030mm = mmd=34mm，=0.62mm，代入公式(5-7)得凸模尺寸 mm凹模尺寸 =mm 5.3 拉深沖孔凸凹模的結(jié)構(gòu)設計 此凸凹模一方面要作為二次拉深的凸模，同時另一方面又要作為沖孔的凹模，同時還要求其對拉深凸模的移動方向起了導向作用。其中工作部分尺寸已由上一部分進行了詳盡的計算?，F(xiàn)就其中其他的尺寸進行計算設計。因此，初步確定其總高H=102mm，=18mm，D=90mm。沖孔后產(chǎn)生的廢

39、料需要及時清理排除，故需在軸線的位置上鉆一個卸料孔方便卸料，沖孔刃口高度還需要大于零件厚度，不可以小于2mm，且卸料孔直徑要大于沖孔凹模刃口直徑，防止堵塞，易于清理沖孔廢料。而且壓邊裝置的頂桿穿過此零件，可頂桿取3個直徑為8mm的頂桿，則需要在拉深沖孔凸凹模上對應位置開3個的孔。同時還需要有三個勻布螺孔對應，以便于模具運轉(zhuǎn)時能固定其位置在下模座上，防止錯位。由以上分析可得，確定此模具拉深沖孔凸凹模的各個尺寸和結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。 圖5-1 螺孔及頂桿孔 因為制件形狀要求需要，沖孔及拉深必須保證在同一條軸線上，所以必須要求其同軸度精度較高。5.4 拉深凸模的結(jié)構(gòu)設計 拉深凸模的作用是通過沖壓壓出

40、制件的外緣，同時又能夠在拉深沖孔凸凹模上的導向作用下按預定方向移動，即當壓力機在上升時被壓邊圈帶動頂出制件。而其內(nèi)徑尺寸由拉深沖孔凸凹模即可得到，高度為H減去制件的高度（由模具閉合時成形的相對位置可知）。先確定出凸緣的位置，進而在后續(xù)沖壓工序的壓邊圈結(jié)構(gòu)和尺寸上以基準尺寸計算出壓邊圈尺寸。 由以上分析，確定拉深凸模模具的各個尺寸和結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。圖5-2 拉深凸模定位和外緣拉深必須保證于同一條軸線上，要求同軸度精度。5.5 拉深凹模的結(jié)構(gòu)設計 拉深凹模模具的行程部分尺寸及圓角已由5.2節(jié)有詳盡的計算。由于需要將制件從凹模模腔內(nèi)推出，需要設計一個推件塊來和凹模模具配合，且不能從凹模模腔內(nèi)被推

41、出去，故可將其設計成結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。 圖5-3 拉深凹模要用外圓定位，內(nèi)圓拉深，因此保證在同一條軸線上，要求同軸度精度。5.6 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設計沖孔凸模的行程部分尺寸已由小節(jié)5.2進行了計算，參閱文獻2表2.55得到部分尺寸。同時由于凸模模具的外圓柱面需要精磨，粗糙度要求高，故需要設置方便的退刀槽。其結(jié)構(gòu)及尺寸如圖5-4所示。 圖5-4 沖孔凸模材料選用T8A，經(jīng)過淬火處理，硬度HRC5862。熱處理后仍需要精磨外圓達到對應粗糙度要求，因此在熱處理前的機加工時要保留適合的磨削余量并作退刀槽。熱處理后工件按需要去氧化皮，成型零件在裝配前必須清理和清洗干凈，以免影響壽命，不得有毛刺、飛邊、氧

42、化皮、銹蝕、油污、著色劑和灰塵等雜物。裝配前應對零、部件的關鍵配合尺寸，特別是過盈配合的尺寸及相關精度進行多次復查，以免安裝出錯。零件可采用壓入式方法裝配，由凸模的固定板面和墊板面固定。墊板厚度需保留磨削的余量，以保證在裝入凸模模具后，上表面高于落料拉深凸凹模模具，而后磨削至和落料拉深凸凹模應當處于同一平面，然后在落料拉深凸凹模和上模座的固定過程中將墊板也固定，凸模固定板面和拉深凹模模具就隨之固定。5.7凸模固定板的結(jié)構(gòu)設計作為沖孔凸模的固定板面，其內(nèi)圓柱面尺寸形狀都需要和沖孔凸模的工作部分尺寸形狀相配合。同時均勻分布的三根直徑為4mm的圓柱推桿穿過凸模，故需增加合適推桿孔。其結(jié)構(gòu)及尺寸如圖5

43、-5所示。圖5-5 凸模固定板其工作部分的尺寸和刃口的尺寸已由小節(jié)5.2進行了計算。由于其凹模刃口處需與壓邊圈配合，故將其設置成傾角，方便配合安裝，同時內(nèi)圓柱面的徑向和軸向的尺寸都由其拉深凹模模具的下模、凹模的固定板和擋板共同決定（其詳細尺寸已由小節(jié)5.5和5.7得出），徑向尺寸大小相同，軸向尺寸則為三者之和，可由此計算出來。此外當下平面處行程到達壓邊圈上極限止動位置時，其修邊刃口處位置需與拉深沖孔凸凹模模腔保持水平。為了將其安全固定在上模座上，需要勻布的3個適中螺釘固定，故也需要在下模均勻的開3個螺釘孔。5.8落料拉深凸凹模的結(jié)構(gòu)設計由于此零件集多個凹、凸模為一體，加工時為了滿足一定的硬度需

44、要，同時便于長期制造，采用材料為T8A，進行淬火處理，硬度要求較高達到HRC6064，同時也要滿足凹、凸模硬度要求。熱處理后需要對粗糙度要求的高的面進行多次磨削，去除氧化皮。由以上分析和計算，設計確定落料拉深凸凹模模具的各個尺寸和結(jié)構(gòu)如圖5-6所示。圖5-6 落料拉深凸凹模因為制件工藝形狀要求，落料及拉深基準必須保證在同一條軸線上，所以要求很高的同軸度精度。上平面與上模座配合和其外圓與上模座的配合共同保證模具的沖壓力中心不偏移，故需要保證較好的平面度。5.9 壓邊圈及其固定圈的結(jié)構(gòu)設計 壓邊圈與其固定圈是用螺釘聯(lián)接作為一個整體結(jié)構(gòu)體，固定圈的外圓柱面與下模座的內(nèi)圓柱孔間隙配合決定整體的導向作用

45、，固定圈的外緣上表面作為上行程止動推點，內(nèi)緣上表面作為行程推動拉深凸模卸料的推點，這樣就得出其內(nèi)外緣直徑（由以上小節(jié)可得到）。當固定圈行程達到上止點位置時，壓邊圈上頂點必須要高于被固定圈帶動的拉伸凸模運動到外圓柱面上頂點，同時拉深凸模的最上面與拉深沖孔凸凹模需要在同一水平面上。因此固定圈的行程減去閉合時拉深凸模與固定圈的軸向間隙即為拉深凸模的行程，要保證拉深凸模行程使其能在上止點時與拉深沖孔凸凹模保持水平將制件頂出。為了滿足上述要求，可以先假定閉合時拉深凸模與固定圈的軸向間隙為10mm，然后按照上述要求就可以計算出各個尺寸，固定圈的結(jié)構(gòu)及尺寸見圖5-7，壓邊圈的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖5-8所示。圖5-

46、7 固定圈圖5-8 壓邊圈5.10 落料凹模的結(jié)構(gòu)設計 落料凹模的刃口尺寸已由小節(jié)5.2詳盡計算，要與下模座配合，故在下面設置凸緣，用螺釘和模座固定。上面承接導料板，因此需要開螺釘孔。凸緣的外圓柱面與模座內(nèi)孔配合定位，模具閉合時凸緣與固定圈的軸向間隙即為固定圈的行程，上小節(jié)已計算出固定圈行程，故可得凸緣高度。同時落料凹模與模座配合后的上面應與拉深沖孔凸凹模上面在同一水平面上，由此確定其軸向長度。因此，落料凹模的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5-9所示。圖5-9 落料凹模5.11 卸料板的結(jié)構(gòu)設計 卸料板主要負責把材料從凸模上卸下，同時可兼作送料導向條料的進給和粗定位。由于卸料板的導向作用，在進行擋料銷的設計時

47、，沖裁孔為圓，只需要設置一個圓固定擋料銷就可以確定送料步距。其進料寬度已由上面小節(jié)計算得出為92.8mm，進料高度為8mm，便于送料時條料的行進。外圓尺寸同落料凹模，落料凹模刃口已由小節(jié)5.2詳盡計算得出。落料拉深凹凸模對條料沖裁落料，需要開一個直徑略大于拉深凸模的孔。材料選用45鋼，作淬火處理，硬度達到HRC4348。因此，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5-10所示圖5-10 卸料板粗糙度參照文獻4。5.12 其它零件的結(jié)構(gòu)設計 因為此制件為深拉深，模具的縱向尺寸較長，模具行程也比較大，為了便于選擇合適的壓力機，將上下模板分別同上下模座設計為一體，這樣 就可以縮短模具的縱向尺寸，為選擇壓力機時行程和壓力的

48、合理性得到改善。擋料銷采用A型固定式擋料銷，材料45鋼： A6 JB/T 7649.10。頂桿和推桿采用45鋼淬火，硬度HRC4348。模具各個零件的軸向高度以拉深沖孔凸凹模的高度作為基準，先確定其高度，而后根據(jù)各零件間在模具工作過程中的行程及相對位置來確定其他零件的軸向長度，形成一個以此為基準的尺寸鏈。對于壓邊裝置所用的彈性裝置，由于壓邊時為了防止皺曲，壓邊力最好是保持很小的變幅。若采用彈簧與橡膠墊，雖然使得結(jié)構(gòu)變得簡單，且降低了成本，但是橡膠墊所達到的變形不能滿足壓邊裝置的行程要求；彈簧雖然可以勉強達到行程要求和壓力要求，但是其迅速增大的壓邊力會使拉深件產(chǎn)生嚴重的皺曲變形而不能得到符合標準

49、的制件。因此，本設計采用氣墊壓邊裝置，不僅可以很好的滿足壓邊力的要求，對于壓邊行程和拉深速度也很好的匹配，也簡化了模具的構(gòu)造，使模具易于加工。第6章 沖壓模具的安裝6.1 模具零件的固定方法6.1.1 凸模的固定拉深沖孔凸凹模與下模座的固定采用壓入法，定位配合采用H7/m6配合形式，凸模固定的特點，將拉深沖孔凸凹模工作端朝上放入型孔對正，用壓入機分多次壓入，要邊壓入邊檢查凸模垂直度，并注意過盈量、表面粗糙度，導入圓角和導入斜度。而后用螺釘固定在下模座上，通過拉深沖孔凸凹模非工作部分外圓與下模座內(nèi)圓孔配合定位。6.1.2 落料拉深凸凹模的固定落料拉深凸凹模采用外圓柱面定位，用螺釘與上模座固定。螺

50、釘數(shù)量、規(guī)格及它們的位置可根據(jù)落料拉深凸凹模的大小和標準典型組合中查得。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要做適當調(diào)整。螺孔到模板邊緣的尺寸，應滿足有關設計要求。拉深凹模洞孔軸線應與凹模頂面保持垂直，上下平面應保持平行，型孔的表面粗糙度的要求為。凹模材料的選擇和凸模一致，但熱處理后的硬度應略高于凸模，本次設計便遵循了以上原則，凹模采用了3個螺釘來固定，材料和尺寸、形位公差等方面都進行了設計，使落料拉深凸凹模的固定安裝滿足要求。6.1.3 導柱導套的固定導柱導套的配合精度，根據(jù)沖裁模的精度、模具壽命、間隙大小來選用。本設計中，沖裁的條料很薄，模具精度、壽命有較高的要求。查導柱與導套的配合精度表表6-1故選用配合的

51、28級精度模架，屬于過渡配合，在安裝完成后導柱運動自如即可。導套與模架之間采用的過盈配合，將導套卡死在模架中，防止竄動，導柱與下模座的固定方式采用的過盈配合，將導柱卡死在下模座中。表6-1 導柱與導套的配合精度表配合形式導柱直徑模架精度等級配合后的過盈量29級級配合后的間隙值滑動配合1818282850508081000.0100.0110.0130.0150.0180.0150.0180.0220.0250.028滾動配合18350.0100.0206.1.4 模柄的固定模柄的作用是把上模部分與壓力機的滑塊連接起來，并將作用力傳給模具。模柄依據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，固定方式有很多，在進行一般沖壓時，帶凸緣的模柄用34個螺釘和附加的銷釘與上模座固定連接，它主要用于大型模具或上模中開有推板孔的中小型模具，壓入式模柄是采用過渡配合并加銷釘以防止轉(zhuǎn)動，使之與上模座固定連接，它主要用于上模座較厚又沒有開設推板孔或上模比較重的場合；旋入式模柄則是通過螺紋與上模座固定連接并加放松螺釘，防止轉(zhuǎn)動，它主要用于中小型有導柱的模具。本次設計中為使模具結(jié)構(gòu)和安