錐形油杯沖壓模具設(shè)計(jì)優(yōu)秀

1、摘要 31. 前言 42. 零件的工藝性分析 53 零件沖壓工藝方案的確定 63.1計(jì)算毛坯尺寸 63.2計(jì)算拉深次數(shù) 83.3確定工序的合并與工序順序 94 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 104.1確定排樣、裁板方案 104.2確定各中間工序尺寸 114.3計(jì)算各工序壓力、選用壓力機(jī) 125. 編寫(xiě)沖壓工藝過(guò)程卡片 146. 落料、拉深復(fù)合模具的設(shè)計(jì) 176.1模具結(jié)構(gòu)形式選擇 176.2模具工作部分的設(shè)計(jì) 186.3模具其它零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 217. 再次拉深模具的設(shè)計(jì) 227.1模具結(jié)構(gòu)形式選擇 227.2拉深凸模和凹模工作部分的設(shè)計(jì) 237.3模架的選用 247.4壓力機(jī)的校核 258. 沖孔、

2、翻邊復(fù)合模具的設(shè)計(jì) 258.1模具結(jié)構(gòu)形式選擇 258.2沖孔、翻邊復(fù)合模具工作部分的設(shè)計(jì) 268.3模架的選用 278.4壓力機(jī)的校核 28結(jié)論 28總結(jié)與體會(huì) 29致謝詞 29參考文獻(xiàn) 30摘要從錐形油杯的沖壓工藝分析入手，針對(duì)它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，詳細(xì)分析了其成形工藝 性，制定出切實(shí)可行的工藝方案，采用較簡(jiǎn)單的模具結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)出了合格的產(chǎn)品。 詳細(xì)介紹了落料、拉深復(fù)合模具，再次拉深模具和沖孔、翻邊復(fù)合模具等的模具結(jié) 構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程。 并包括各個(gè)工序的順序及確定工序件尺寸。 沖壓模具的設(shè)計(jì)首先是要從 沖壓工藝方面對(duì)所要設(shè)計(jì)的錐形油杯進(jìn)行分析與計(jì)算接，著在分析與計(jì)算的基礎(chǔ)上，參看相關(guān) 的沖壓設(shè)計(jì)資料，從

3、而確定沖壓工藝方案，再在此基礎(chǔ)上考慮各工序的復(fù)合，最后進(jìn)入沖壓模 具具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上對(duì)各副沖壓模具的主要零部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算期，間要 參考大量與沖壓相關(guān)的資料和翻閱各種沖壓手冊(cè)，并通過(guò)計(jì)算以確定各副模具具體的結(jié)構(gòu) 及尺寸，通過(guò)不斷的計(jì)算與修改，沖壓工序的選擇是經(jīng)查閱相關(guān)資料和對(duì)工件形狀仔細(xì) 分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性、零件的沖壓工藝性 以及復(fù)雜程度等諸多因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；產(chǎn)品毛坯展開(kāi)尺寸的計(jì)算是在方便計(jì)算 但不影響模具成型的前提下簡(jiǎn)化為所熟悉的模型進(jìn)行的。文中還對(duì)沖壓模具成型零 件和其他相關(guān)零件的選擇原則及選擇方法進(jìn)行了說(shuō)明?！娟P(guān)鍵詞】油杯、模具設(shè)

4、計(jì)、拉深、沖壓工藝、毛坯展開(kāi)尺寸AbstractOn the basis of the analysis of the compressor grease cup with taper ' sstructure and regarding the structure characteristics of the grease cup,the processor forming the grease cup is analyzed in detail. A practicaltechnological process has been worked out. Relatively sim

5、ple structuresof the dies have been designed and qualified parts have been manufacturedwith dies. The design and manufacture for the compound tools of blankingand drawing is introduced in detail. The second drawing die and a compoundtools of pierce and trim are also introduced，including determinatio

6、n ofthe operation sequence and operation position parts ' dimensions. The first thing to design the compress dies is the analysis and lots of calculation for the grease cup with taper on basis of stamping technological process.The election of press process is based on consulting correlation datu

7、m and analyzing the form of manufactured product meticulous; The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency、the processing property of part and complex degree are many factors; Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed

8、on the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast. In the text ,to introduce the election principle and means of press confectioningart and miscellaneous rapport part, otherwise alsointroducing calculation means on the work blan

9、k form of many kinds of product unfold dimension and simplified cast, and the means of looking up on the reference books of designing press die .【 Key words 】grease cup, die design, drawing, stamping technological process,The unfold dimension of the work blank/、八1. 前言改革開(kāi)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)

10、。 近年來(lái)， 模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展， 模具工亞企業(yè)的所有制成 分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)業(yè)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)也有幾千家。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(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ΑＲ恍﹪?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD并陸續(xù)開(kāi)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

11、-Flow、DYNAFORMDptris和MAGMASO等TCAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè) 計(jì)中。以汽車(chē)覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng) 汽車(chē)公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分叫車(chē)覆蓋件模具。此外， 研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具 CAD/CAE/CA技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期 等方面做出了貢獻(xiàn)。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工 業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重 比較低；CAD/CAE/CA技術(shù)的普及率不高；許

12、多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等， 致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴(lài)進(jìn)口。本次設(shè)計(jì)主要是完成年產(chǎn) 6000 件錐形油杯的沖壓工藝及模具的設(shè)計(jì)。從中掌握沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的過(guò)程，以及相關(guān)資料的查找和計(jì)算。2. 零件的工藝性分析制定錐形油杯的工藝方案，并設(shè)計(jì)模具。零件材料為1Cr18Ni9、厚度1mm年生產(chǎn) 6000 件。W： ICrlBNiS 辱鹿lrim（一）技術(shù)方面：該零件形狀屬旋轉(zhuǎn)體，是無(wú)凸緣筒形件，形狀較簡(jiǎn)單且對(duì)稱(chēng)。筒形部分由圓 筒部分圓錐部分組成。錐形部分的h/d=20/48=0.41在0.30.7之間，屬于中等高度的錐形件。且相對(duì)高度100t/d 0=2,圓角半徑不小，

13、利于成形，可一次拉深成， 但應(yīng)采用壓邊圈。零件上尺寸無(wú)標(biāo)注公差，可按自由公差處理，拉深件精度等級(jí) 一般在IT13以下，本設(shè)計(jì)中采用IT14級(jí)。零件材料為1Cr18Ni9,屬于奧氏體不銹 鋼，具有高的塑性，低的屈服點(diǎn)和大的板厚方向性系數(shù)，利于沖壓加工。但隨著 拉深的進(jìn)行，材料加工硬化速度快，不適合多次拉深，故中間需要進(jìn)行退火以改 善材料的塑性。這便增加了加工的周期。由于不銹鋼的抗拉強(qiáng)度比一般鋼板要大， 沖壓力大，增大了對(duì)凸、凹模側(cè)壁部分的磨損，使模具壽命也大為降低。沖壓不 銹鋼零件時(shí)，凸、凹模材料一般多選用高鉻工具鋼，如：Cr12、Cr12MoV等，以增加模具零件的抗磨損能力。奧氏體不銹鋼的有關(guān)

14、特性見(jiàn)下表:(T b/MPa>(T s/MPa>S 5/MPa>書(shū)（） >HBC5502004550187該零件低部？20區(qū)段的形成，可有三種方法：一種可以采用階梯拉深后沖去 底部；另一種采用階梯拉深后車(chē)去低部；再一種可以采用拉深后先沖底孔，再翻 邊。這三種方法中，第一種沖底，要求零件底部的圓角半徑壓成接近清角，這就 需要增加一道整形工序且質(zhì)量不易保證；第二種車(chē)底的質(zhì)量高，但生產(chǎn)效率低， 且費(fèi)料；第三種采用翻邊，生產(chǎn)率較高且省料，翻邊端部雖不如以上的好，但該 零件高度64為未注公差尺寸，翻邊完全可以保證要求，所以采用第三種方法是較 合理的。（二）經(jīng)濟(jì)方面：該零件要求年產(chǎn)

15、6000件，對(duì)沖壓工藝來(lái)說(shuō)屬于小批量生產(chǎn)。對(duì)于小批量的沖 壓生產(chǎn)，生產(chǎn)效率可以不預(yù)考慮，而降低成本的著眼點(diǎn)則主要放在不變成本上， 即可以采用鋼帶沖模、板模橡膠模、組合沖模、低熔點(diǎn)合金模等簡(jiǎn)易模具以降低 模具制造費(fèi)用。還可采用單工序分散沖壓和簡(jiǎn)易模，盡可能地采用模具標(biāo)準(zhǔn)件， 擴(kuò)大模具典型結(jié)構(gòu)，縮短模具制造周期。3. 零件沖壓工藝方案的確定3.1計(jì)算毛坯尺寸計(jì)算毛坯尺寸需要先確定翻邊前的半成品尺寸?20處的高度尺寸為 h=64-60+1=5 mm根據(jù)翻邊公式，翻邊的高度h為h=D(1-K)/2+0.43r+0.72t經(jīng)變換后K=1-2(h-0.43r-0.72t)/D=1-2(5-0.43X1-0

16、.72 X)/2仁0.63即翻邊出高度h=5mm寸，翻邊系數(shù)K=0.63d=D*=21X).63=13mmd/t=13/仁13,查表，當(dāng)采用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時(shí)，K(極限翻邊系數(shù))=0.55<K=0.63,即一次能安全翻出h=5mm勺高度。翻邊前的半成品形狀和尺寸如圖所示。計(jì)算工件相對(duì)高度H/d=59.5/47=1.27 ，查表得修邊余量S =3mm毛坯展開(kāi)尺寸按中心線(xiàn)計(jì)算如下：將整體分解成圖形1)、2)、3)、4)17.1>'14dh=4X 47X 43=8084圖一l=4卞 4（d2 *）2T 032叱圖三圖四'2 1 2=162（47 41）2 =16.

17、242（d1+d）：（L卑；X）1+?7） Xx 16.2=4*（28瘀9。）=3.8L = 3.14r= a86to o=3.14 X 4X 79o/180o=5.54dL+8rh=4 X 32 X 5.5+8 X 4X 3.8=830d2=322=1024毛坯直徑 D =80842864 830 1024 = 113 mm3.2 計(jì)算拉深次數(shù)由于該零件不完全是圓筒形狀，還包括高 20mm勺錐形部分，所以不能籠統(tǒng)的由圓筒形狀來(lái)進(jìn)行計(jì)算。先估算一下錐形部分的拉深。錐形部分的相對(duì)高度H/D=20/42=0.48,其值在0.30.7之間，查表知，此錐形屬于中等深度錐形，相 對(duì)厚度(t/d 1)X1

18、00=(1/60) X100=1.6,可以一次拉成。若按整個(gè)是圓筒形，則計(jì)算如下：由毛坯相對(duì)厚度(t/D) X100=(1/113) X100=0.88，查表知，此件拉深需使用壓 邊圈。再由毛坯相對(duì)厚度 0.88 和工件相對(duì)高度 h/d=(59.5+3)/48=1.3 ，查表得 n=2 次(所查的表適用于 08、10鋼) 。由毛坯相對(duì)厚度 0.88 查表，初定 m1=0.53, m2=0.8。貝U: d1 = m1 >d0= 0.52 X113 = 59 mm (按中線(xiàn)直徑)d2 = m >1= 0.8 X59 = 47 mm (按中線(xiàn)直徑)第二次即可拉出圓筒的內(nèi)徑?？紤]到第一次和

19、第二次拉深時(shí)所用的都不是極限拉深系數(shù)，所查到的表也只 適用于08、10鋼，而本工件所用的是1Cr18Ni9，塑性都較前二者的好，并且零件 錐形部分的高度屬中等，底部圓角半徑也不算小，所以在第二次拉深中將圓筒直 徑 ?48 和圓錐部分同時(shí)拉成。但在第一次拉深后應(yīng)將工件進(jìn)行退火處理以改善 1Cr18Ni9 材料的塑性。3.3 確定工序的合并與工序順序錐形油杯所需基本沖壓工序如下:落料，首次拉深，二次拉深，沖 ?13孔，翻邊，切邊。根據(jù)這些基本工序，可擬出如下四種方案:方案一、落料與首次拉深復(fù)合，其余按基本工序。方案二、落料與首次拉深復(fù)合，沖 ?13 底孔與翻邊復(fù)合，其余按基本工序。 方案三、落料、

20、首次拉深與沖 ?13 底孔復(fù)合，其余按基本工序。 方案四、采用帶料連續(xù)拉深或在多工位自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓。分析比較上述四種方案，可以看到：方案三中，落料、首次拉深與沖 ?13 底孔復(fù)合，拉深凸模與沖孔凹模做成一體會(huì)給修模帶來(lái)困難。尤其是沖完底孔后再經(jīng)二次拉深，不能保證孔徑大小不會(huì) 受到拉深變形區(qū)的影響。若孔徑一旦變化，將回影響到翻邊的高度尺寸和翻邊口 緣質(zhì)量。方案四中，采用帶料連續(xù)拉深或多工位自動(dòng)壓力機(jī)沖壓，雖然可獲得高的生 產(chǎn)率，而且操作安全，也避免了上述方案所指出的缺點(diǎn)，但這一方案需要專(zhuān)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，不適合 6000 件的小批量生產(chǎn)。

21、方案二中，沖？13底孔與翻邊復(fù)合，經(jīng)計(jì)算模壁厚度=(20-13)/2=3.5 mm,大 于表2-42所列的凸凹模最小壁厚2.7 mm滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。所以沖孔與翻邊復(fù)合是 行得通的。方案一中，雖沒(méi)有上述的缺點(diǎn)，單工序模具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單且制造費(fèi)用低，但工 序復(fù)合程度低，生產(chǎn)率低，與方案二相比要多一副模具，制造成本也相對(duì)多一些。 既然方案二已經(jīng)可以滿(mǎn)足強(qiáng)度的要求，且在中小批量生產(chǎn)中也是合理的，因此決 定采用第二方案。方案二的沖孔、翻邊工序中，于沖壓行程臨近終了時(shí)，模具可 對(duì)工件產(chǎn)生剛性錘擊而起到整形作用，故無(wú)需另加整形工序。4主要工藝參數(shù)的計(jì)算4.1 確定排樣、裁板方案工件毛坯直徑 ?113 不算小，考慮

22、到操作方便，采用單排。由表 3-20 查得搭邊數(shù)值為：側(cè)向搭邊 a=1 mm, 沿送進(jìn)方向搭邊 a1=0.8 mm條料寬 b=113+2a=113+2X1=115 mm進(jìn)距 h=113+a 1=113+0.8=113.8 mm選用鋼板規(guī)格為1 mm>750 mmxiOOO mm裁板方案有橫裁和豎裁兩種，比較兩種方案，選用其中材料利用率高的一種。采用豎裁：裁板條數(shù)n 1=750/115=6條 余60 mm每條個(gè)數(shù) n 2 =(1OOO-O.8)/113.8=8 個(gè) 余 88.8 mm每板個(gè)數(shù)n 3 = n 1旳2=6>8=48個(gè)2 2 2沖件面積 s =ji (113 -13 )/4

23、=9923 mm材料利用率n = (489923/750 X000)X100% =63.5%采用橫裁：裁板條數(shù)n 1=1000/115=8條 余80 mm每條個(gè)數(shù) n 2=(750-0.8)/113.8=6個(gè) 余 68mm每板個(gè)數(shù)n 3= n 1 *2=8X5=48個(gè)材料利用率nx =n = 63.5%二者差不多，但考慮裁剪的方便，為使裁剪的次數(shù)減少，選擇豎裁。計(jì)算零件的凈重G及材料消耗定額G02 2 -2 -1G = A X X 尸(j 113 /4- j 13 /4-2 j >24 >3 )X10 X X10 >7.85= 74 g3式中丫為密度，取丫 =7.85g/cm

24、。)內(nèi)第一項(xiàng)為毛坯面積， 第二項(xiàng)為底孔廢料面積， 第三項(xiàng)為切邊廢料面積GO = (L >BX X0/351-1 -1 -1=(750 >0 X1000»0 > »0 >.85)/351=17 g = 0.017kg4.2 確定各中間工序尺寸(1 )首次拉深首次拉深直徑 d1 = m1? D = 0.52 »113 = 59 mm ( 中線(xiàn)直徑)各次半成品底部圓角半徑可以用理論公式計(jì)算，計(jì)算后仍需圓整，這就使得 計(jì)算既不精確又較繁瑣。因此，生產(chǎn)中常常是憑經(jīng)驗(yàn)直接確定。這里主要是根據(jù) 最后一工序凸模圓角半徑等于工件底部圓角半徑，前一工序的圓角半

25、徑應(yīng)大于后 一工序的圓角半徑的原則確定。根據(jù)這一原則，筒壁和底部交接處取圓角半徑為 r1 = 5 mm (=5t) 。將各數(shù)代入首次拉深高度公式得：2h1 = 0.25(d 02/d 1-d 1)+0.43r 1(d 1+0.32r 1)/d 12= 0.25»(113 /59-59)+0.43 »5»(59+0.32»5)/59 = 40 mm(2) 二次拉深口部直徑 d2 = m2? d1 = 0.8 »59=47 mm (中線(xiàn)直徑)底部圓角半徑取 r2 = 4 mm ，達(dá)工件要求。拉深高度也按工件要求 h 2 = 63 mm 。4.3 計(jì)

26、算各工序壓力、選用壓力機(jī)1 )落料、拉深工序(公式中系數(shù)查有關(guān)表得)落料力：Pl = 1.3 ?T? L? t =1.3 ?T?JI ? d? t=1.3>300X133 j X1 = 162872 N2式中t -材料抗剪強(qiáng)度(N/mm) ,L-材料輪廓長(zhǎng)度(mrh, t-材料厚度(mrh拉深力：P2 = K1? J ? d1? t?C b= 1.1>60J>1>550 = 113982 N落料的卸料力： P3 = K? P1 = 0.04 >162872 = 8144 N22壓料力： P4 = J d 0 -(d 1+2r) q/422= J 133 -(60+

27、2>5) >2.5/4 = 25098 N這一工序的最大總壓力，在離下死點(diǎn) 40 mm稍后些就需達(dá)到：P 總=P1+F2+P3+F4 = 310098 N 311 kN當(dāng)拉深行程較大，特別是采用落料拉深復(fù)合模時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將落料力和拉 深力等迭加去選擇壓力機(jī)，因?yàn)閴毫C(jī)的公稱(chēng)壓力是指在接近下死點(diǎn)時(shí)的壓力機(jī) 壓力。因此，壓力機(jī)的壓力曲線(xiàn)，如果不注意壓力曲線(xiàn)，很可能由于過(guò)早地出現(xiàn) 最大沖壓力使壓床超載損壞。一般可按下式作概略計(jì)算：對(duì)深拉深件 P 總w (0.50.6 ) P壓式中 P 總拉深力和壓邊力的總和。在復(fù)合模沖壓時(shí)，還包括其他變形力。P壓壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力。在這里取 P總w 0.

28、6 P壓，即P壓(P總/0.6 = 518 KN )由于此零件的拉深高度較深，因此在選擇壓力機(jī)時(shí)還需考慮滑塊行程的大小?；瑝K行程大小的選擇依據(jù)是，應(yīng)保證方便的放入毛坯和取出零件。對(duì)于上出件的 拉深等工序，滑塊行程應(yīng)大于零件高度的兩倍。即：滑塊行程 > (2 X零件高度+ 5 mm = 2 >40+5 = 85 mm)根據(jù)上述要求，查表選取公稱(chēng)壓力為 630K N的開(kāi)式壓力機(jī)。 (2)二次拉深工序拉深力：P = K2? JI ? d2? t ? b= 0.8 >3.14>48>1>550 = 66317 N22壓邊力： P2 = J d1-(d 2+2r2)

29、q/422= 3.14>60 -(48+2>4) >2.5 = 911 N取 P總(P1+F2) /0.6114 kN滑塊行程 > (2 >零件高度+ 5 mm = 2 >60+5 = 125 mm)選用 800 KN 開(kāi)式壓力機(jī)。(本可以選擇小噸位的液壓機(jī)即可滿(mǎn)足高行程的要 求，但由于資料有限，無(wú)法查到相關(guān)液壓機(jī)，所以暫且先選用 800KN 的開(kāi)式壓力 機(jī)。( 3)沖孔、翻邊工序沖孔力：P = 1.3 j ? d? t ? t= 1.3>3.14>13>1>300 = 15920 N翻邊力：P2 = 1.1 J ?t?C s? (d

30、-D。)= 1.1>3.14>1>200>(19-13) = 4145 N頂件力取翻邊力的10%貝U P3 = 0.1 >145415 N22整形力：F4 = A? p = J (48 -20 ) X150/4 = 224196 N 225 KN滑塊行程 > (2 X零件高度+ 5 mm = 2 >4+5 = 133mm)整形力最大，故按整形力選用壓力機(jī)，這里選用公稱(chēng)壓力為500kN,型號(hào)為Y32-50 的四柱萬(wàn)能液壓機(jī)。(4)切邊工序F = 1.3 ji ? D? t?T = 1.3 >3.14 >48X1X300 = 58781 N廢料

31、刀切斷廢料所需壓力：F / = 1.3 >3X1 >300 = 1170 N總壓力：F 總=F + F / = 58781+1170 = 59951 N 60 kN滑塊行程 > (2 X零件高度+ 5 mm = 2 >4+5 = 133mm)選用公稱(chēng)壓力為500kN,型號(hào)為Y32-50的四柱萬(wàn)能液壓機(jī)。在實(shí)際選用設(shè)備時(shí)，尚需考慮模具空間大小、工藝流程、設(shè)備負(fù)荷情況等因 素，再作合理安排。5.編寫(xiě)沖壓工藝過(guò)程卡沖壓工藝卡標(biāo)記產(chǎn)品名稱(chēng)沖壓工藝制件名稱(chēng)年產(chǎn)量第頁(yè)產(chǎn)品圖號(hào)規(guī)程卡制件圖號(hào)共頁(yè)材料牌號(hào)及技1Cr18Ni9毛坯形狀?113mrW1mm下料板材 1 mmX750 mmX

32、OOO mm術(shù)要求及尺寸縱裁成 1mnX15mnX000mm工序工序工序草圖工設(shè)檢驗(yàn)備注序號(hào) 名稱(chēng)具/、名 稱(chēng) 及 圖 號(hào)要求落料、1 拉深落料 拉 深 復(fù) 合 模630kN開(kāi) 式 壓 力 機(jī)按草圖檢驗(yàn)工序序號(hào)工序名稱(chēng)工序草圖工具/、名稱(chēng)及圖檢驗(yàn)要求備注根據(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(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式。6.1模具結(jié)構(gòu)形式選擇本模具可以完成落料、拉深兩個(gè)工序。該模具的工作原理：條料送進(jìn)時(shí)，由 帶導(dǎo)尺的固定卸料板導(dǎo)向，沖首件時(shí)以目測(cè)定位，待沖第二個(gè)工件時(shí)，則用檔料銷(xiāo)定位。模具工作時(shí)，用壓力機(jī)的氣墊壓邊，可獲得較大的壓邊力，

33、壓力和行程 的大小也容易調(diào)節(jié)，另外，可使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。氣墊壓力是通過(guò)托桿傳到壓邊圈 上進(jìn)行壓邊的。工件制出后，上模上行，打桿和推件塊起作用，把工件從凸凹模 中推出。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。本設(shè)計(jì)中的凸 凹模壁厚 b=(113-58)/2=27.5mm, 能保證足夠強(qiáng)度，故采用復(fù)合模是合理的。落料、拉深復(fù)合模常采用圖所示的典型結(jié)構(gòu)，即落料采用正裝式，拉深采用 倒裝式。模座下的氣墊兼作壓邊和頂件裝置，另外還設(shè)有剛性推件和剛性卸料裝 置。該結(jié)構(gòu)可使操作方便，出件暢通無(wú)阻，生產(chǎn)效率高。由于該工件的拉深

34、深度 較大，所需的卸料力也大，若采用彈性卸料裝置，則需要較多、較長(zhǎng)的彈簧或是 橡膠，這樣會(huì)使得模具結(jié)構(gòu)過(guò)分地龐大且固定也較麻煩。而采用剛性卸料裝置的 話(huà)恰好就可以克服了以上的問(wèn)題。剛性卸料裝置特別適用于拉深深度較大、料厚 不是太薄的情況。對(duì)于本設(shè)計(jì)恰好適用?？紤]到裝模方便，模具采用后側(cè)布置的導(dǎo)柱導(dǎo)套模架。以下是落料、拉深的裝配簡(jiǎn)圖：6.2模具工作部分的設(shè)計(jì)模具凸、凹模刃口尺寸精度是影響沖壓件尺寸精度的重要因素。凸、凹模的 合理間隙值也是靠刃口尺寸及其公差保證。因此，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中。正確確定 與計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及其公差是極為重要的（一）落料模：拉深前毛坯取未注公差尺寸的極限偏差，按IT14

35、級(jí)取，故落料件的尺寸公差為？113°0.87。從沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-4可查出間隙為：Zmax = 0.46, Z min = 0.16,則Zmax -Zmin=0.3。?113為IT14級(jí)精度，根據(jù)模具刃口的制造公差（S） 般要高于工件精度（） 的2-4級(jí)，取落料凸、凹模的制造公差為IT11級(jí)，則S凸=3凹=0.23mm由于（S凸+ S凹=0.46）（Z max - Zmin=0.3）,所以為了保證凸、凹模間一定的合理 間隙，采用凸模和凹模配合加工。這是因?yàn)閷?duì)于Zmax與Zmin差值很小時(shí)，將使凸、凹模刃口尺寸公差值更小，給凸、凹模的制造帶來(lái)困難。這種情況必須采用配合 加工。配合加工

36、就是先按設(shè)計(jì)尺寸制造一個(gè)基準(zhǔn)件，然后再根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺 寸，按要求的間隙值配制另一件。顯然，落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，根據(jù)凹模的實(shí)際尺寸按最小合理間隙配制凸模。這種加工方法容易保證很小的間隙值。制造 時(shí)可以放大基準(zhǔn)件的公差，3凸和S凹不再受間隙值的限制，工藝比較簡(jiǎn)單，制造 容易，目前在工廠中得到廣泛應(yīng)用。凹模刃口尺寸按磨損后尺寸增大計(jì)算，根據(jù)課本公式（ 2-4 ）進(jìn)行計(jì)算：3凹 0.23 0.23D凹=（D-K）。=（113-0.5 >0.87） ° mm = 112.565° mmD凸=D凹-Zmin = 112.565-0.16 =112.405mm （ 配制凸模

37、的圖樣上注明：凸模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 0.160.46mm ）（二）首次拉深模 ：1 、凸、凹模圓角半徑一般說(shuō)來(lái)，大的凹模圓角半徑可以降低極限拉深系數(shù)，而且還可以提高拉深 件的質(zhì)量。但凹模圓角半徑太大又會(huì)削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象。因 此凹模圓角半徑大小要適當(dāng)。凸模圓角圓角半徑對(duì)拉深工作的影響不象凹模圓角 半徑那樣顯著。但過(guò)小的凸模圓角半徑會(huì)降低筒壁傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面的有效抗拉強(qiáng) 度。如果凸模圓角半徑過(guò)大，會(huì)使在拉深初始階段不與模具表面接觸的毛坯寬度 加大，因而這部分毛坯容易起皺（稱(chēng)此為內(nèi)皺） 。由以上可以看出，凸、凹模的圓角半徑對(duì)拉深成型影響很大，確定其值要特 別注意

38、。首次拉深凹模圓角半徑可按課本表 5-9 取得：r d1=（ 6 8）t, 取 rd1=6mm。首次拉深的凸模圓角半徑按下式確定：以上的分析和計(jì)算也恰好與已經(jīng)敘述的計(jì)算各工序的中間尺寸相同。表明所 選圓角半徑是合理的。2、凸、凹模間隙拉深模的間隙，是指凸、凹模間橫向尺寸之差值。它影響拉深件質(zhì)量、拉深 力的大小以及模具的壽命。因此，應(yīng)確定一個(gè)合理的間隙。確定間隙大小的一般原則是：既要考慮板料公差的影響，又要考慮拉深件口 部增厚現(xiàn)象。因此，間隙值一般比毛坯厚度略大一些。本設(shè)計(jì)是在使用壓邊圈的情況下確定合理的間隙值。根據(jù)課本表 5-10 查得： 拉深次數(shù)為兩次的第一道拉深工序的單邊間隙Z/2為1.1

39、t,第二道為(11.05)t。一般圓筒形拉深件的最后一道工序的間隙，尺寸標(biāo)注在外徑上的圓筒形拉深件上， 應(yīng)當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即減小凸模尺寸取得間隙。尺寸標(biāo)注在內(nèi)徑 的圓筒形拉深件，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，增大凹模尺寸得到間隙。3、拉深凸、凹模工作部分尺寸的確定確定凸模和凹模工作部分尺寸時(shí)， 應(yīng)考慮模具的磨損和拉深件的回彈， 其尺寸 公差只在最后一道工序考慮。首次拉深件按未注公差尺寸的極限偏差考慮， 并標(biāo)注外形尺寸， 本設(shè)計(jì)的尺寸 標(biāo)注在外徑上，故拉深件的尺寸公差按 IT14 級(jí)精度計(jì)算為 ?6000.74 ,以凹模為基準(zhǔn)， 按下式計(jì)算：A + 8 d0 050 05D凹=(D-0.75

40、)0 = (60-0.75 >0.74) 0 mm = 59.4450 mm式中8 d為凹模的制造公差，由課本表 5-11查得為8 d=0.05mmD凸=(D凹-Z) 0-8 p=( 59.445-2.2) bamm = 57.245°0.03mm式中S p為凹模的制造公差，由課本表 5-11查得為S P=0.03mm式中Z=2.2mm,由上可知。4、凸凹模工作表面的技術(shù)要求為了提高成形質(zhì)量和成形極限， 盡量降低筒壁傳力區(qū)的最大拉力， 或是提高危 險(xiǎn)斷面的承受能力， 在模具設(shè)計(jì)和制造中， 除了對(duì)凸、凹模的尺寸公差嚴(yán)格要求外， 對(duì)其表面質(zhì)量還應(yīng)有以下要求：凸、凹模加工后的表面，不

41、允許有影響使用的砂眼、縮孔、裂紋和機(jī)械損傷等 缺陷；凹模工作表面和型腔表面的粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8卩m而凹模圓角處的表面粗糙度值一般要求為Ra0.4卩m目的是降低徑向拉應(yīng)力，保證拉深順利進(jìn)行；在拉深過(guò)程中， 凸模的工作表面特別是凸模圓角處對(duì)材料的摩擦阻力有利于抵制材料的變薄。因此，在不影響工件表面質(zhì)量的條件下，凸模圓角區(qū)的表面粗糙度 值達(dá)至U Ra1.6卩 葉Ra0.8卩m即可。6.3模具其它零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算（一）模架的選用：根據(jù)落料凹模的周界尺寸，查 沖壓手冊(cè)P592595頁(yè)相關(guān)資料，同時(shí)為了安裝方便，故采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架，由于本次落料凹模的周界尺寸長(zhǎng)度為200伽，按資料中的LXB選用，則上

42、模座為 200200>50伽，下模座為20020050伽的規(guī) 格，其他結(jié)構(gòu)的尺寸值不變。此時(shí)，再反過(guò)來(lái)校核原先初步選用的壓力為 630KN 的公稱(chēng)壓力的開(kāi)式壓力機(jī)。工作臺(tái)尺寸：左右為 970 mm，前后650伽。所設(shè)計(jì)的模具的閉合高度為248顯然可以放下該模座，并且最大閉合高度也滿(mǎn)足要求, 因此所選壓力機(jī)符合要求。根據(jù)所確定的壓力機(jī)，可查出模柄孔尺寸（直徑X深度）為 ？50>70伽，其它結(jié)構(gòu)的尺寸參見(jiàn)沖壓簡(jiǎn)明手冊(cè) P436 頁(yè)，與此同時(shí)，在模座確定以后，導(dǎo)柱，導(dǎo) 套的規(guī)格和結(jié)構(gòu)尺寸也隨之確定下來(lái)由沖壓簡(jiǎn)明手冊(cè)相關(guān)章節(jié)查得。（二）定位零件：沖模定位零件（裝置）的作用是保證坯料的正確送

43、進(jìn)及使工作零件處于正確 的位置。本副模具采用固定卸料板下面帶的導(dǎo)尺進(jìn)行導(dǎo)向送料，為使條料順利通過(guò)導(dǎo) 尺的間隙，在計(jì)算排樣尺寸圖時(shí)已算出，此處不在敘述。同時(shí)在本副模具中采用 固定擋料銷(xiāo)來(lái)限制條料的送料步距，使用圓形擋料銷(xiāo)。該結(jié)構(gòu)的擋料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 制造容易，使用方便，適用于固定卸料板及手工送料的冷沖模結(jié)構(gòu)。（三）卸料與推（頂）件裝置： 卸料與推（頂）件裝置用來(lái)將沖裁后因彈性變形恢復(fù)而卡在凸模上或凹模型腔孔內(nèi)的工件或廢料脫卸下來(lái)?？紤]到該油杯的拉伸深度較深，所需的卸料力也較大，若使用彈簧或橡皮， 則會(huì)使結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，所以本設(shè)計(jì)采用的是固定卸料板，固定卸料板雖然卸料力 較大，但對(duì)條料無(wú)壓料作用，但是相

44、對(duì)于該工件的要求來(lái)說(shuō)是可以滿(mǎn)足的。卸料板只起卸料的作用，卸料板的型孔與凸模的單面間隙在0.20.6伽間選取，其厚度為10伽。打桿長(zhǎng)度：H> （模柄深度+凸凹模高度+上模座厚度-推件塊厚度）=70+115+50-25=205mm 取 H=210m。（四）固定與聯(lián)接零件：固定與聯(lián)接零件用來(lái)將凸、凹模固定在上、下模座上，以及將上、下模座固 定在壓力機(jī)上。主要的固定與聯(lián)接零件有模柄、模座和固定板，以及墊板、螺釘 和銷(xiāo)釘?shù)?。該設(shè)計(jì)采用的凸緣式模柄與上模座的安裝窩孔采用 H9/h8的間隙配合，再用4個(gè)螺釘固定。采用固定板將凸凹模固定在上模座上，固定板與凸凹模之間采用階梯固定的 形式。固定板與上模座之

45、間采用 4 個(gè)內(nèi)六角螺釘與 2 個(gè)圓柱銷(xiāo)來(lái)連接和定位，螺 釘尺寸與圓柱銷(xiāo)尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來(lái)確定。7再次拉深模具的設(shè)計(jì)此副模具主要需要考慮并解決的問(wèn)題是，再次拉深過(guò)程中，毛坯初始位置的定位以及所選壓力機(jī)是否滿(mǎn)足開(kāi)模的高度（因?yàn)榇斯ぜ睦罡叨认鄬?duì)要深些） 。7.1 模具結(jié)構(gòu)形式選擇這是一套倒裝式帶壓邊的拉深模。其結(jié)構(gòu)較正裝式的緊湊，因?yàn)榭梢岳孟?模的彈頂器進(jìn)行壓邊，且壓力和行程都較大。但是為了在拉深過(guò)程中控制壓邊間 隙，防止壓邊力過(guò)大，在固定板上裝有三根可以調(diào)節(jié)的特種螺栓與壓邊圈接觸。 壓邊圈在此模具中既起壓邊作用又起初始工件的定位作用。推件采用剛性推件裝 置，由于推件塊又是拉深

46、件底部的成形凹模，因此拉深終了，推件上頂面必須與 模座下底面剛性接觸。凹模采用硬質(zhì)合金以提高其壽命。以下是再次拉深模具簡(jiǎn)圖：7.2拉深凸模和凹模工作部分的設(shè)計(jì)1、拉深凸模和凹模的尺寸和公差的計(jì)算再次拉深件按最后一次拉深工件的未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標(biāo)注外形尺寸(本設(shè)計(jì)外形尺寸有要求)，故再次拉深件的尺寸公差按IT14級(jí)精度計(jì)算為 ?48°0.62，以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，即D凹=(D-0.75 )+S d0=(48-0.75 >0.62)。0.05 mm = 47.535 00.05mm式中S d為凹模的制造公差，由課本表 5-11查得為S d=0.05mmD凸=(D凹

47、-Z) 0- s p=( 47.535-2.1) 00.03mm = 45.435 00.03mm式中S p為凸模的制造公差，由課本表 5-11查得為S p=0.03mm式中 Z=2>.05t=2.1mm,由 5.1.2 可知。2、拉深凸模和凹模的圓角半徑再次拉深的凹模圓角半徑一般?。簉凹2= （0.60.8 ） r凹1,考慮到如果凹模圓角半徑過(guò)大將會(huì)削弱壓邊圈的作用，現(xiàn)取 r凹2 = 0.6r凹1= 0.6 >6 = 3.6mm,取r 凹 2=3.5mm。凸模圓角半徑應(yīng)等于最后一次拉深的工件圓角的半徑。即取 r 凸2 =5mm。3、拉深凸模的出氣孔尺寸拉深凸模上必須鉆一出氣孔,

48、以使拉深過(guò)程中型腔內(nèi)的氣體得以排出, 以及拉 深后工件容易從凸模上取下,否則,工件與凸模間形成真空,增加卸件困難,造成 工件底部不平。拉深凸模的出氣孔尺寸可查沖壓模具設(shè)計(jì)表 3-44 。查得出氣 孔直徑d為5mm但考慮到制造的方便，將氣孔直徑 d取為7mm7.3 模架的選用：本副模具模座的設(shè)計(jì)是根據(jù)下模凸模固定板的外圍尺寸 ?200來(lái)選用的，并采 用后側(cè)導(dǎo)柱式模架，所選用模座的規(guī)格如下：上模座 200 >200 >50 mm下模座 200 >200 >60 m下模座之所以要選60mm的厚度，是因?yàn)榭紤]到拉深件的深度較深，卸料螺釘所需的行程也就長(zhǎng)，為了保證卸料螺釘?shù)男谐碳?/p>

49、其可靠性，所以采用厚的模座。模座圖及具體的標(biāo)注尺寸見(jiàn)零件圖和沖壓手冊(cè) 。 導(dǎo)柱的選擇也是此次設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵。說(shuō)到底也還是因?yàn)槔罴^深，致使 最終的模具閉合高度也較高，所以一般長(zhǎng)度的導(dǎo)柱是無(wú)法滿(mǎn)足要求的，從沖壓 手冊(cè)上所能選到的最長(zhǎng)的導(dǎo)柱也就是 250mm實(shí)在無(wú)法滿(mǎn)足320多mm的模厚?？紤]到以上的這些，本人就設(shè)計(jì)了兩個(gè)高 60mm， ?90 的墊塊，分別固定在原來(lái)下模座的導(dǎo)柱孔上，以增加模座的相對(duì)厚度來(lái)滿(mǎn)足導(dǎo)柱的要求。導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸具體參數(shù)參考沖壓手冊(cè)P606-612頁(yè)相關(guān)的章節(jié)7.4壓力機(jī)的校核由裝配圖可看出沖模的閉合高度為320多伽，而根據(jù)總壓力所選的是 800KN的開(kāi)式壓力機(jī)，其閉合高度

50、為240伽480伽間。壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸：左右為800mm,前后540伽，顯然可以放下該模座，因此所選壓力機(jī)符合要求。8.沖孔、翻邊復(fù)合模具的設(shè)計(jì)8.1模具結(jié)構(gòu)形式選擇沖？13底孔與翻邊復(fù)合，經(jīng)計(jì)算模壁厚度cf（20-13）/2=3.5 mm,大于表2-42所列的凸凹模最小壁厚2.7 mm,滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。但其長(zhǎng)度仍需經(jīng)過(guò)計(jì)算以校核是否滿(mǎn)足剛度和穩(wěn)定性的要求?？捎梢韵鹿接?jì)算出凸凹模合理的長(zhǎng)度:16210 103 2.73V 1 520 17.5mm式中d凸凹模壁厚（mmt 沖件材料厚度（mm2E 凸模材料彈性模數(shù)，對(duì)于鋼材可取 E = 210,000N/mm2T 沖件材料抗剪強(qiáng)度（N/ mm）所

51、選的公式是根據(jù)沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)中（14-3 ）的式子，該式子本是用來(lái)計(jì)算凸模所允許的最大長(zhǎng)度的。凸模為長(zhǎng)圓柱形，而凸凹模為中間帶孔的圓筒形，在這里可以將凸凹?？闯墒窃S多長(zhǎng)圓柱所圍成的。按道理同樣長(zhǎng)度的凸凹模和凸 模，凸凹模的剛度及強(qiáng)度要較凸模好得多。由于一時(shí)找不到有關(guān)校核凸凹模的公 式，暫且以上式代替。這樣便可將凸凹模作成鑲塊壓入凹模凹孔內(nèi)，同時(shí)也使得 凸凹更換起來(lái)比較方便，再者也可以節(jié)省貴重金屬的使用。這副模具與上副再次拉深模一樣，同樣需要考慮毛坯沖孔翻邊前的初始定位 問(wèn)題。沖孔前，模具中的壓邊圈先上行一段距離，并于凸凹模處于同一水平線(xiàn)上, 這時(shí)便可將毛坯放在壓邊圈上。這副模具也再次沿用了再次拉

52、深模中特種螺栓的 設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)中用了兩個(gè)，為的是控制凸模固定板與壓邊圈的間隙，以防止因壓 邊力過(guò)大而將工件頂端壓皺。壓邊圈與上模固定板為剛性接觸，為的是于沖壓行 程臨近終了時(shí)，模具可對(duì)工件產(chǎn)生剛性錘擊而起到整形作用，故無(wú)需另加整形工 序。特種螺栓的加入恰好也起到限制整形力過(guò)大的作用。以下是沖孔、翻邊復(fù)合模具的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖：8.2沖孔、翻邊復(fù)合模具工作部分的設(shè)計(jì)（一）沖孔模沖孔時(shí)應(yīng)首先確定凸模的刃口尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖?大極限尺寸，在按最小合理間隙值 Zmin 增大凹模尺寸。凸模制造偏差取負(fù)值，凹 模制造偏差取正值。所沖預(yù)制孔？13mn按IT14級(jí)精度等級(jí)計(jì)算為？13o0.43m

53、m從沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-4可查出間隙為：Zmax = 0.46, Z min = 0.16,則Zmax-Zmin=0.3 o尺寸？13mm為IT14級(jí)精度，公差值 =0.43mm沖孔凸、凹模的制造公差按的 1/4 選取，貝凸=3 凹=0.11mm (S 凸+S 凹=0.22) <( Zmax Zmin=0.3 )。則沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算公式如下：0 0 0D凸=(D+K) - 3 凸=(13+0.5 >0.43 ) 0.n mm =13.215 0.n mm+3凹0.11 0.11D凹=(D 凹 +Zmin) 0= (13.215+0.16 ) ° mm =13.375° mm( 二 ) 翻邊模翻邊模具結(jié)構(gòu)與拉深模十分相似， 不同之處是翻邊模的凸模圓角半徑一般比較大，甚至有的翻邊模工作部分做成球形或拋物線(xiàn)形，以利于翻邊工作的進(jìn)行。翻邊凹模的圓角半徑對(duì)材料變形影響不大，一般可取等于工件的圓角半徑。這里取r凹=1mm翻邊凸模為凸凹模，既是沖孔的凸模，又是翻邊的凹模。所以凸凹模內(nèi)徑位沖裁的刃口，外徑做成圓角面，r凸=1mm如果翻邊后對(duì)工件形狀及尺寸無(wú)特殊要求， 此時(shí)翻邊模凸、 凹模間的間隙可等 于或稍大于毛坯厚度，間隙大，則所需翻邊力小。若對(duì)翻邊后孔壁