軸碗沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、1.1 沖壓工藝的應(yīng)用沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所 以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板 料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力 的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì) 相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過(guò)程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作 簡(jiǎn)便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不 能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過(guò)機(jī)械 工業(yè)加工便

2、可使用。沖壓加工不一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所 以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金 工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過(guò)程中材料表面不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn) 品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。沖壓工藝在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品 以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位。現(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化國(guó) 家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要 的地位。1.2 沖壓工藝的歷史發(fā)展我們的祖先早在青銅器時(shí)期就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形

3、的性能?？梢钥?定，中國(guó)遠(yuǎn)在 2400年前已經(jīng)掌握了錘擊金屬以制造兵器和工具的技術(shù)。因?yàn)殇撹F 材料在冷態(tài)下進(jìn)行塑性加工需要很大的力和功，所以冷壓鋼鐵的技術(shù)在古代是不 可能性廣泛使用的。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)金、銀、銅等金屬塑性較好，變形時(shí)不需要較大的力時(shí)，錘擊壓制技術(shù)迅速向金、銀、銅的裝飾品和日用品范圍發(fā)展。在西安的 陜西省博物館中陳列的一個(gè)漢代（公元前 206 至公元 220 ）的量器，厚度約 2mm,制作精美，花紋細(xì)致，就在今天看來(lái)，也算是一個(gè)精制品。這充分顯示了 我國(guó)古代勞動(dòng)人民高度精巧的手工藝技術(shù)水平。1.3 沖壓工藝的現(xiàn)狀改革開放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。 近年來(lái)

4、，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制 成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得 到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅 速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心； 中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn) 識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最 基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo) 志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。近年許多模具企業(yè)加大了

5、用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用 UGPro/Engineer 、I-DEAS、 Euclid-IS 等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORMOptris 和 MAGMASO等T CAE軟件，并成功應(yīng)用于 沖壓模的設(shè)計(jì)中。1.4未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（ 1 ）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳 統(tǒng)方法是根據(jù)已有的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)比分析，確定工藝方案和 有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)模具，進(jìn)行試沖，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和修改，才能轉(zhuǎn)入批量生 產(chǎn)。近幾年來(lái)，

6、國(guó)外有的公司已開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對(duì)覆蓋件 成形過(guò)程進(jìn)行計(jì)算模擬，分析應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，從而預(yù)測(cè)某一工藝方案的可行性和 可能會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題，并將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇和修改。 這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費(fèi)用，縮短產(chǎn)品試制周期，而且可以建立符 合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法；既促進(jìn)了冷沖壓工藝的發(fā)展，又可以發(fā)揮塑性成形理論對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的知道作用（ 2 ）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計(jì)、制造周期，正在大力開展模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM技術(shù)的研究和應(yīng)用。采用這一技術(shù)，一般可以提高模具設(shè)計(jì)和制造效率23倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1

7、/21/3。發(fā)展這一技術(shù)的最終目標(biāo)，是要達(dá)到模具CAD/CAMH體化，而模具圖紙將只作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧?。采用模具CAD/CAM技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)與制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精 力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。（ 3 ）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)華。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位高速自動(dòng)壓力機(jī)。一般中小型沖壓件，既可在 多工位壓力機(jī)上生產(chǎn)，也可以在高速壓力機(jī)上采用多工位連續(xù)模加工，使沖壓生 產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機(jī)上利用自動(dòng) 送料和取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。（ 4 ）為了滿足產(chǎn)品更

8、新?lián)Q代加快和生產(chǎn)批量減小的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展了一 些新的成形工藝、簡(jiǎn)易模具、通用組合模具以及數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系 統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既可適合大量生產(chǎn)，又可適用于小批量生 產(chǎn)。（ 5 ）不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高 強(qiáng)度鋼板，用來(lái)生產(chǎn)汽車覆蓋件；研制新型材料板，用來(lái)生產(chǎn)航空構(gòu)件等。由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不 同，當(dāng)前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括起來(lái)，可 以分成分離工序與成形工序兩大類。2 沖壓工藝性分析工件名稱：軸碗生產(chǎn)批量：大批量材料：20鋼 厚度t=1.5mm工件簡(jiǎn)圖：如圖 1-

9、1所示1、加工這樣的工件，傳統(tǒng)的方法是采用三個(gè)工序來(lái)完成，即第一個(gè)工序是 落料，第二個(gè)工序是拉深，第三個(gè)工序是預(yù)沖孔翻孔成形。采用這種工藝方法需 用三套模具，生產(chǎn)效率低；在第二個(gè)工序中操作者需將手伸入模具，安全性差； 翻孔與外緣的同心度不容易保證。采用復(fù)合模一次完成落料拉深沖孔翻孔工序， 這樣能大大提高生產(chǎn)效率，避免了傳統(tǒng)方法難以解決的手進(jìn)入模具的問(wèn)題，操作 方便，安全，沖出的制件質(zhì)量較好。2、 從工件圖上看，該工件形狀簡(jiǎn)單且軸對(duì)稱，主要尺寸41+0.10的精 度為IT11級(jí)，材料厚1.5mm，且為20鋼，其沖裁拉深性能較好，則可采用復(fù)合模。+0 1+0 433、 該零件底部孔為41 . 0，

10、其精度為IT11級(jí)精度另尺寸30 . 0，其 精度為IT13級(jí)，普通的沖裁工藝均可以保證。綜上所述，該零件的精度及結(jié)構(gòu)尺寸都能滿足沖壓工藝性的要求，在大批 量生產(chǎn)時(shí)可以用沖壓加工，沖壓的零件工序?yàn)槁淞稀⒗?、預(yù)沖孔翻孔成形。在此，本人做落料、拉深，預(yù)沖孔翻孔復(fù)合模3主要工藝參數(shù)的計(jì)算3.1翻邊工藝分析計(jì)算毛坯尺寸需先確定翻孔前的半成品尺寸，翻孔是否可以一次翻孔成 形，這要核算翻孔的變形程度。對(duì)零件進(jìn)行工藝分析可知，？ 30mr處由內(nèi)孔翻孔成形，翻孔前應(yīng)預(yù)沖孔? 42.5mm為圓筒形件拉深件直徑，可以一次拉深成形。工序安排為落料、拉深、 沖孔、翻孔等。翻孔前為？ 42.5mm,高7mm,無(wú)法蘭圓

11、形制件。在半成品零件上，沖底孔后進(jìn)行翻孔，工藝計(jì)算包括兩方面的內(nèi)容：一是 確定底孔直徑d0 ;二是核算翻邊高度 H。(1) 計(jì)算毛坯的預(yù)孔直徑翻孔工藝參數(shù)如 3-1圖所示。LO002i30-n.4o -U圖3-1do=D-2(H-O.43r-O.72t)=28.5-2(1O-O.43X 0.5-0.72 X 1.5)=11.09(2)計(jì)算翻邊高度HH=0.5D(1- d o/D)+O.43葉0.72t,將翻邊系數(shù)kf=do/D 代入式可得：H=0.5D(1- k f)+0.43r+0.72t，再將上式中翻邊系數(shù)kf以極限翻邊系數(shù) kfmin代替，可得最大翻邊高度HmaX勺計(jì)算式。Hmax=0.

12、5D(1- kfmin )+0.43葉0.72t=0.5X 28.5(1-0.38)+0.43 X 0.5+0.72 X1.5=10.13mm而翻邊高度H=8.5+1.5=10mm小于最大翻邊高度，所以能夠一次翻成。翻孔前半成品圖如圖3-21.09I41/ /I-/d/|5|圖3-23.2修邊余量的確定在拉深過(guò)程中，常用材料機(jī)械性能的方向性，模具間隙不均，板厚變化， 摩擦阻力不等及定位不準(zhǔn)等影響；而使拉深件口部或凸緣周邊不齊，必須進(jìn)行修 邊，故在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)應(yīng)按加上修邊余量后的零件尺寸進(jìn)行展開計(jì)算。h=7-0.75=6.25mm,d=41+1.5=42.5mm。根據(jù)相對(duì)高度 h/d=0.15

13、,修邊余量的數(shù)值查表知所以修邊余量=1 mm3.3毛坯尺寸計(jì)算確定拉深件毛坯尺寸計(jì)算的依據(jù)由于板料在拉深過(guò)程中，材料沒(méi)有增減，只是發(fā)生塑性變形。在變形過(guò)程 中，材料是以一定的規(guī)律轉(zhuǎn)移的，所以應(yīng)滿足以下情況。1、毛坯的形狀應(yīng)符合金屬在塑性變形時(shí)的流動(dòng)規(guī)律。其形狀一般與拉深 件周邊的形狀相似。毛坯的周邊應(yīng)該是光滑的曲線而無(wú)急劇的轉(zhuǎn)折，所以，對(duì)于 旋轉(zhuǎn)體來(lái)說(shuō)，毛坯的形狀無(wú)疑是一塊圓板，只要求出它的直徑。2、拉深前后，拉深件與其毛坯的質(zhì)量不變、體積不變，對(duì)于不變薄拉 深，其面積基本不變。3、由于板料具有方向性以及毛坯在拉深過(guò)程中的摩擦條件不均勻等因素 的影響，拉深后的工件頂端一般都不平齊，需要修邊，所

14、以在毛坯尺寸中，應(yīng)包 括修邊余量。332該零件毛坯尺寸的計(jì)算該零件為形狀簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯直徑在不變薄的拉深中，材料厚度雖有變化，但其平均值與毛坯原始厚度十分 接近，因此，毛坯能展開尺寸可根據(jù)毛坯面積與拉深件面積(加上修邊余量)相 等的原則求出。將 d仁42.5,h 仁h+ h=6.25+ 仁7.25mm,r=3+0.75=3.75mm 代入公式：毛坯直徑按下式確定：D V2 4dih 1.72rdi 0.56r2=(42.5)2442.5一7.25一1.723.75一42.50.56(3.75)252.5mm3.4排樣該工件排樣根據(jù)拉深工序設(shè)計(jì)?？紤]到操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故采用 單

15、排排樣設(shè)計(jì)，查表得搭邊值a=1.5、a1 1.5 ，則條料寬：b=52.5+2a=52.5mm+2 X 1.5=55.5 mm條料的進(jìn)距為 h=52.5+1.5=54 mm沖裁單件工件材料的利用率按公式可得：D24bh100%=72%排樣圖如圖3-3所示圖3-3排樣圖3.5確定拉深系數(shù)及拉深次數(shù)毛坯相對(duì)厚度t/D=1.5/52.52.8 %> 2 %,查表可不用壓料圈裝置，但為了保險(xiǎn)起見，首次拉深仍采用壓料裝置。采用壓料裝置后，首次拉深可采用較小的拉深系數(shù)，有利于減少拉深次數(shù)。根據(jù)t/D=2.8% ;查得極限拉深系數(shù)mi=0.54，而工件總的拉伸系數(shù)m總=d/D=42.5/52.5=0.

16、80, 即m總> mi，故工件可一次拉深成形，即可采用落料-拉深復(fù)合沖壓模。4 確 定 工 藝 方 案 及 模 具 結(jié) 構(gòu) 形 式4.1 工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序，可以有以下幾種工藝方案：方案一：先落料、后拉深，再預(yù)沖孔翻孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料、拉深、預(yù)沖孔翻孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：落料、拉深、預(yù)沖孔翻孔級(jí)進(jìn)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。除此之外，還有其它方案，這里不再一一列舉。以上幾種方案：對(duì)于方案一，模具要求簡(jiǎn)單，但是需要三道或者更多道工 序，每道工序都需一套模具，模具套數(shù)過(guò)多，生產(chǎn)效率將會(huì)降低，難以滿足大批 量生產(chǎn)的要求；方案二采用復(fù)合模生產(chǎn)，

17、生產(chǎn)效率較高，復(fù)合模結(jié)構(gòu)雖然較方案 一復(fù)雜，但是由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難；方案三生產(chǎn)效 率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè) 置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。4.2 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定1 ）正倒裝結(jié)構(gòu)及卸料方式：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（兼拉深凹模）的壁厚過(guò)薄，強(qiáng) 度不足。本例中凸凹模壁厚 b=（52.5-44）/2=4.25mm ，大于材料允許的最小壁厚3.2mm,能保證足夠強(qiáng)度，故采用復(fù)合模是合

18、理的。即落料采用正裝式，拉深采用倒裝式。模座下的緩沖器兼作壓邊與頂件裝置，另設(shè)有彈性卸料與剛性推件裝 置。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，出件暢通無(wú)阻，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是彈性卸料裝 置使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜與龐大，特別是拉深深度大，料厚，卸料力大的情況，需要較 多較長(zhǎng)的彈簧，使模具結(jié)構(gòu)過(guò)分的龐大。所以它適合與拉深深度不太大，材料較 薄的情況。2 ）送料方式：采用手動(dòng)送料方式。3 ）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采 用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。4 ）定位裝置：由于該模具采用的是條料，控制條料的送料方向采用擋料銷，與 送料垂直的方向上用導(dǎo)料板對(duì)

19、料進(jìn)行導(dǎo)正。5 沖 壓 設(shè) 備 的 選 擇5.1 沖裁工序總力的計(jì)算（1） 落料力的計(jì)算：考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式：F落=KLt t式中 F 落 沖裁力（ N ）；L沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度（ mm）；t沖裁件材料厚度（ mm）；t 被沖材料的抗剪強(qiáng)度 （MPa） ，查手冊(cè)表 8 7 得 20 鋼的 t =300MPa；K 系數(shù)，一般取 1.3 。F 落=1.3 X 165 X 1.5 X 300=96.53KN（ 2 ）沖孔力的計(jì)算：F 沖 =1.3X X 11.09 X 1.5 X 300=20.38KN（3

20、） 拉深力的計(jì)算：可按有壓邊圈的圓筒形件近似計(jì)算，按式得：F=kdt c b式中： F 拉 拉深力（ N ）；d 拉深件直徑 （mm）；t 材料厚度 （mm）；c b 材料的強(qiáng)度極限 （MPa）,查得c b=360MPak 修正系數(shù)；m=42.5/52.5=0.80, 由表查得修正系數(shù) k=0.4 ，則F 拉=0.4 X X 42.5 X 1.5 X 360=28.84KN.(4)壓邊力的計(jì)算:壓邊力F壓可用下式計(jì)算：F壓=/4【D2-(d+2rA)2】P式中：P 單位面積壓料力，值可查表P=2.0MPa；D 坯料直徑；d 工序件直徑；rA拉深凹模的圓角半徑，凹模圓角半徑可按下式計(jì)算：rA =

21、 08. (D d)t = 08 (52.5 42.5) 1.5 3mm貝U F 壓=/452.52-(42.5+2 X 3)2 X 2=0.635KN ;(5 )翻孔力的計(jì)算：F 翻=1.1(D-d0)t(T s式中：D 翻孔后空口的中徑；d0翻孔前毛坯預(yù)孔直徑；t 材料厚度；F翻一翻邊力；(T s 材料的屈服強(qiáng)度，這里cs=250MPa代入數(shù)據(jù)得 F=1.1(28.5-11.09) X 1.5 X 250=22.56KN.(6 )推件力 F 推=nK推F沖K推一推件力系數(shù),由手冊(cè)查得 K推=0.55 ；n同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù)，其中n=h/t ，而 h = 6，貝U n = 4，取

22、 n=4.h凹模刃部直壁洞口高度( mm),t料厚(mm)F 推=4 X 0.55 X 20.38=44.8kN（7 ）卸料力 F卸=K® F落由表 2 8 查得 K 卸=0.04 ; F 卸=0.04 X 96.53=3.86kN則工序總力 F總=F落+F沖+F拉+F壓+F翻+F推+F卸=96.53+20.38+28.84+0.635+22.56+44.8+3.86=218KN.5.2 初選壓力機(jī)由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力F壓三（1.6-1.8 ） F總選擇壓力機(jī)，查手冊(cè)，初選公稱壓力為350KN的開式壓力機(jī)，型號(hào) JA21-35,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力 /

23、KN ： 350滑塊行程 /mm ： 130滑塊行程次數(shù) / （次 /min ） :50最大閉合高度 /mm ： 220連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 /mm： 60工作臺(tái)尺寸/mm：前后： 380左右: 610工作臺(tái)孔徑/mm：前后： 200左右: 290直徑： 260模柄孔尺寸/mm：直徑： 50深度： 705.3 壓力中心的計(jì)算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常 工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時(shí)滑塊 就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理 的間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。由工

24、件圖可知，為簡(jiǎn)單的對(duì)稱沖裁件，其壓力中心位于沖裁件輪廓圖形的 幾何中心上。6 模 具 主 要 零 件 的 設(shè) 計(jì) 與 標(biāo) 準(zhǔn) 化6.1 工作零部件刃口尺寸的計(jì)算6.1.1 落料凸凹模刃口尺寸計(jì)算 由于工件外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸精度要求不高，落料外形時(shí)，凸、凹模采用分別加 工法。- A設(shè)工件尺寸為D0，根據(jù)以上原則，應(yīng)先確定凹模尺寸，使凹模標(biāo)稱尺寸接近或等于工件的最小極限尺寸，再減去凸模尺寸，保證最小合理間隙。+8 ADA=(Dmax-x A )0 ;0DT=( D A-Zmin) - 8 T ；DA ,DT 落料凸、凹模尺寸；Dmax-落料件的最大極限尺寸；工件制造公差；Zmin 最小合理間隙；X

25、 磨損系數(shù)；8 T 、8 A 凸、凹模制造公差；由表查得 A =0.3 ； Zma>=0.240 , Zmin=0.132 ,對(duì)于落料尺寸 52 .5 0-0.3 的凸、凹模偏差查表得：8T=+0.030 ，8 A=-0.020 ；則 Zmax- Z min =0.108又由表查得： x=0.5,則 DA=(Dmax-x A )+ 8 A0=(52.5-O.5X 0.3) + 0.03 o=52.35+ 0.03 00 0 0D T=( D A-Zmin) - 8 T=( 52.35-0.132 ) -0.02 =52.28 -0.02校核：I 8 T|+| 8 A|=0.05 <

26、 Zma尢Z min(滿足間隙公差條件)。6.1.2 沖孔凸凹模刃口尺寸計(jì)算+ 0.18設(shè)工件尺寸為 11.09 + 0.180 ，以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，由表查得Zmax=0.240 ，Zmin=0.132則 Zmax- Z min =0.108+ 0.18對(duì)于沖孔尺寸 11.09 . 0的凸、凹模偏差查表得：St=-0.02a=+0.020 ；又由表查得：x=0.75,f 00 0則 dT=( d min+ x ) - s t= ( 11.09+0.75 X 0.18 )-o.o2 =11.225 -0.02+8 A+ 0.02+ 0.02d A=(dT+Zmin)0=(11.225+0.132

27、)0=11.3570校核：I 8 T|+| 8 A|=0.04 < Zma尢Z min(滿足間隙公差條件)。6.1.3 拉深凸、凹模尺寸的計(jì)算( 1 )凸、凹模間隙的計(jì)算拉深間隙是指單邊間隙,即 Z=( dA-dT ) /2, 間隙過(guò)小會(huì)增加摩擦力,使拉 深件容易拉裂,且易擦傷制件表面,降低模具壽命。間隙過(guò)大則對(duì)坯料的校直作 用小,影響制件的尺寸精度。此件拉深模采用壓邊裝置,經(jīng)工藝計(jì)算一次就能拉深成形,故間隙為Z=1.05t=1.05 X 1.5=1.575mm.( 2 )凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 對(duì)于制件一次拉深成型形的拉深模,其凸模和凹模的尺寸及公差應(yīng)按制件的要求 確定。此工件要求的是

28、內(nèi)形尺寸,設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)應(yīng)以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì) 算,間隙取在凹模上,即：0 0 0凸模尺寸：dT=(d+0.5 ) - /4=(41+0.5 X 0.1) -0.025 =41.05 -0.025 mm+/4+0.025+0.025凹模尺寸：dA= ( dT +2Z )0=(41.05+2 X 1.575)0=44.20 mm式中 d A ,dT 落料凸、凹模尺寸；Z 單邊間隙；拉深件尺寸公差；(3)凸、凹模圓角半徑的計(jì)算a:凹模圓角半徑ra. 一般來(lái)說(shuō)，大的ra可以降低拉伸系數(shù)，還可以提高拉深件的質(zhì)量，所以ra應(yīng)盡可能取大些，但 ra過(guò)大，拉深時(shí)板料將過(guò)早地失去壓邊，有可能出現(xiàn)拉深后期起皺

29、。凹模圓角半徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：rA = 08. (D d)t = 08 (52.5 42.5) 1.5 3mm式中：ra 凹模圓角半徑；D 坯料直徑；d 凹模內(nèi)徑；t 板料厚度；b:凸模圓角半徑rt : rt對(duì)拉深變形的影響，不像ra那樣影響拉深的全過(guò)程，但rt過(guò)大或過(guò)小同樣對(duì)防止起皺和拉裂及降低極限拉深系數(shù)不利。故rt的合理取值應(yīng)不小于(2-3 ) t，只有變形程度較小時(shí)，才允許rt=2t. 取rt=3mm.注：在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，拉深凸、凹模圓角半徑應(yīng)選取比計(jì)算值略小的數(shù)值，這樣便于在試模調(diào)整時(shí)逐漸加大，直到拉出合格的制件為止。翻邊凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算為保證翻孔凸緣挺直，凸模與凹模之間的

30、間隙Z/2 一般略小于材料厚度，查表知翻邊凸、凹模之間的單面間隙 Z/2=1.1mm。對(duì)于尺寸300-0.43為外形尺寸，則翻邊模以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，由表查得Zmax=0.240 ， Zmin=0.132貝U Zmax- Z min =0.108又由凸、凹模偏差查表得：St=-0.02 ，S a=+0.025 ； 又由表查得：x=0.5,+8 A則 DA=(Dmax-x )0 ；=(30-0.5 X 0.43 )+0.025+0.0250=29.7850則翻邊凸模的尺寸為:0 , 、 0 0Dr=( Da-Z) - 8 t= ( 29.785-2.2 )-0.02 =27.585 -0.026.

31、2 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化6.2.1 落料凹模的設(shè)計(jì)H 及模落料凹模采用整體式，用普通機(jī)械加工制造，選用凸臺(tái)式凹模，安裝凹模 在模架上的 位置時(shí)，要依據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模裝與下模座 上時(shí)，由于下模座孔口較大因而使凹模工作時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度 壁高度 C 不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，很 難按理論方法精確計(jì)算，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模一般不作強(qiáng)度核算，可用經(jīng)驗(yàn)公 式確定其尺寸。凹模高度 H=KB凹模壁厚 C=（ 1.5-2 ） H式中B 凹?？椎淖畲髮挾?mn,但不小于15mmC 凹模壁厚，mm,指刃口至凹模外形邊緣的距離K 系數(shù)，查

32、表知 K=0.25凹模高度 H=KB=0.25X 65=16.25mm按表取標(biāo)準(zhǔn)值 32mm；凹?？走吘嗖楸碇獮?30 mm ；凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.72.0 ） d （ d螺孔直徑）,螺孔到凹?？椎木嚯x一般取b>2d，取b=30 mm。當(dāng)H三32 mm時(shí)，螺孔大小可取 M10或M12。凹模長(zhǎng)度 L=65+2X 30=125 ;查得標(biāo)準(zhǔn)圓形凹模周邊尺寸為DX H=160X 32 mm,結(jié)構(gòu)如圖：圖6-1622沖孔凸模的設(shè)計(jì)© 11.225的沖孔凸模，依據(jù)設(shè)計(jì)的基本形式及原理圖，沖孔凸模為圓形，具體的 結(jié)構(gòu)可根據(jù)具體的需要而定，沖孔凸模采用B形圓凸模，其總長(zhǎng)可跟據(jù)

33、具體的設(shè)計(jì)按如下方式計(jì)算：L=h1+h2+h式中 L 凸模長(zhǎng)度，mmhl凸模固定板高度，mmh2卸料板高度，mmh3工件高度，mmh4凸模再深入凹模鑲塊的高度mm沖孔凸模的長(zhǎng)度 ：L=25+16+15.5+3.5=60mm;其結(jié)構(gòu)如圖：打65COzJ1D80H®0.2eo (XH國(guó)曲1E1lEHFII其余曽辿，蛙2畠£2-3工0 2圖6-2623拉深凸模的設(shè)計(jì)拉深凸模為尺寸較大的圓形凸模，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖:或7裁'41.05-0,02507-'27. 585-0.02ci® 0OLO1 |>'&圖6-3624翻邊凹模的設(shè)計(jì)6.

34、2/ 其余圖6-4凹模鑲塊（翻邊凸模、沖孔凹模）的設(shè)計(jì)圖6-5626凸凹模（落料凸模、拉深凹模）的設(shè)計(jì)圖6-66.3定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化擋料銷(又稱定位銷)主要用于定位，保證條料有準(zhǔn)確的送料距，擋料銷有多種形式，分別用與不同的場(chǎng)合，本模具采用圓柱擋料銷，一般裝在凹模上，且 它的固定部分和工作部分的直徑相差較大，因而不致削弱凹模的強(qiáng)度。這種擋料 銷制造簡(jiǎn)單，一般用于帶固定和彈壓卸料板的模具中。擋料銷一般用45鋼制造；熱處理硬度 44-48HRG當(dāng)料厚3mm以下時(shí)，擋料銷的高 度可高于料厚1mm左右，而當(dāng)料厚 5mm以上時(shí)，擋料銷的高度可低于料厚1-2mm。選取標(biāo)準(zhǔn)件(B

35、/T7649.10)如圖：圖6-7固定擋料銷的結(jié)構(gòu)選用直徑d=© 8m, h=2mm材料為45鋼A型固定擋料銷(JB/T7649.10 94)6.4標(biāo)準(zhǔn)模架的選用選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長(zhǎng)度和寬度上都應(yīng)比凹模大30-40mm，模板厚度一般等于凹模厚度的1-1.5倍，選擇模架時(shí)還要注意模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系，例如模架與壓力機(jī)工作臺(tái)孔的關(guān)系，模座的寬度應(yīng)比壓力機(jī) 工作臺(tái)孔的孔徑每邊約大40-50mm，沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)的最大裝模高度等。由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架，凹模周界D=160，閉合高度h1=180mm模架選用中等精度，中、

36、小尺寸沖壓件的后側(cè)導(dǎo)柱模架，從右向左送料，操作方便。上模座：LX BX H=160X 160X 40 GB/T 2855.5下模座：LX BX H=160X 160X 45 GB/T 2855.6導(dǎo) 套：dx LX D=28X 70X 38 GB/T 2861.6最小閉合高度：160最大閉合高度：200模具閉合高度H 閉=174.5mm可見該模具閉合高度滿足所選開式壓力機(jī)350KN的閉合高度Hmax(220)-5mm > 174.5mm > Hmin(160)+10mm。圖6-8后側(cè)導(dǎo)柱模架1-下模座2-導(dǎo)柱3-導(dǎo)套4-下模座6.5卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 打桿的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化打桿的設(shè)

37、計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此打桿如圖圖6-9卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化卸料板上設(shè)置 4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為8mm螺紋部分為M6X 10mm卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸凹模端面0.4mm，又誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整2。卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用10X 86 GB699 886.5.3卸料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化彈性卸料板具有卸料與壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高，借助彈簧橡膠等彈性裝置卸料，常兼起壓邊、壓料裝置或凸模導(dǎo)向。查手冊(cè)：卸料板孔和凸模的單邊間隙Z/2= ( 0.1-0.2 ) t ( t為材料厚度，mm)，彈性卸料板的厚度H從

38、表中選取為16mm卸料板的寬度為 125-200mm,在此取160mm=圖 6-106.5.4彈簧的選取卸料彈簧的選用原則及步驟：1) 根據(jù)總卸料力F卸估計(jì)擬用彈簧個(gè)數(shù)n，算出每個(gè)彈簧所承受的負(fù)荷F預(yù)。即f預(yù)=F卸/n.2) 根據(jù)F預(yù)的大小，從標(biāo)準(zhǔn)中初選彈簧規(guī)格，使所選用的彈簧的最大工作負(fù)荷Fj大于F預(yù)，即Fj > F預(yù)。3) 所選彈簧的最大工作負(fù)荷Fj和最大工作負(fù)荷的總變形量hj出該彈簧的特性曲線。4) 檢查彈簧最大允許壓縮量，如果滿足下列條件，則彈簧選得合適。即hj = h預(yù)+hi +h修磨式中h預(yù)一彈簧預(yù)壓縮量；h I 料板工作行程，一般取料厚加1mm=h修磨凹模修磨量，一般取 4

39、-10mm。沖模中常用的圓柱螺旋壓縮彈簧是用60Si2Mn或碳素彈簧鋼絲卷制而成的，熱處理硬度為43-48HRC,彈簧兩端拼緊并磨平。1 )根據(jù)模具安裝位置，擬選用6個(gè)彈簧，則每個(gè)彈簧的負(fù)荷為：F 預(yù)=F卸 /n=3860/6=643N2) 查表，并考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選彈簧參數(shù)為：d=5,D2=28,t=8.79,Fj=964，h0=85,n=8.5,h j =28.8,L=924.【規(guī)格標(biāo)記為：彈簧5 X 28X 85 】3) 彈簧的特性曲線如圖所示圖 6-11Fj=964N ； h j =28.8mmX 643=19.2mm.h 預(yù)=(hj/Fj) X F 預(yù)=(28.8/964 )3

40、) 檢查彈簧最大壓縮量是否滿足上述條件：h 預(yù) +hI+h 修 磨 =19.2+2.5+5=26.7mmhj =28.8mm > 26.7mm；故所選彈簧是合適的。7模具總裝圖及其工作過(guò)程分析7.1模具工作過(guò)程分析將條料沿導(dǎo)料銷平放在凹模面上，并沿導(dǎo)料銷向前送進(jìn)，接觸到擋料銷時(shí)停止送進(jìn)，壓力機(jī)滑塊帶著上模下行，首先由凸凹模21完成落料，緊接著由凸模29和凸凹模21進(jìn)行拉深，之后，由12，28，10完成預(yù)沖孔并翻孔成形。然后上模 回程，落料后的條料由卸料板卸下，成形的工件在回程中由頂出器9將工件打下。7.2模具總裝圖圖7-11-下模座；2-限位器；3-導(dǎo)柱；4-導(dǎo)套；5-上模座；6-卸料板

41、；7-彈簧；8-圓柱銷；9-頂出器；10-凹模；11-固定板；12-凸模；13-打桿；14-模 柄；15-推板；16-連接推桿；17-內(nèi)六角螺釘；18-卸料螺釘；19-墊板；20-凸凹模；21-固定板；22-支架；23-墊塊；24-托桿；25-凹模鑲塊；26-凸模；27-內(nèi)六角螺釘；28-壓料器；29-擋料銷；30-內(nèi)六角螺釘；31- 凹模模具材料的選用31凹模145鋼30內(nèi)六角螺 釘4GB70- 8529擋料銷2T828壓料器145鋼27內(nèi)六角螺 釘4GB70- 8526凸模145鋼25凹模鑲塊145鋼24托桿435鋼23墊塊235鋼22支架235鋼21固定板14020凸凹模145鋼19墊板14018卸料螺釘4GB70- 8517內(nèi)六角螺 釘416連接推桿340GB70- 8515推板14014模柄145鋼13打桿14012凸模145鋼11固定板14010凹模145鋼9頂出器1T108圓柱銷4GB/T2861.1 907彈簧660Si MnAGB70- 856卸料板1405上模座1HT200GB/T2855.1 904導(dǎo)套220GB/T2861.1 903導(dǎo)柱220GB/T2861.1 902限位器2401下模座1HT200GB/T2855.1 90序號(hào)名稱件數(shù)材料備注結(jié)論用了半個(gè)月的時(shí)間本人終于把畢業(yè)設(shè)計(jì)全部完成，本人所