端蓋拉深-正文

1、 蓋拉伸切邊復(fù)合模設(shè)計(jì) 摘 要:本設(shè)計(jì)課題介紹了盒形蓋體拉伸擠切復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過程。針對零件擠切后口部呈尖銳刃口狀現(xiàn)象，改進(jìn)了模具結(jié)構(gòu)，消除部分加工缺陷，分體現(xiàn)了沖壓工藝先進(jìn)性和高效性,有一定的設(shè)計(jì)意義。通過對工藝零件的工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 鞏固所學(xué)的知識、熟悉有關(guān)資料,樹立正確的設(shè)計(jì)思路,加強(qiáng)了對模具的整體認(rèn)識,提高自己的實(shí)際模具設(shè)計(jì)工作能力。本計(jì)運(yùn)用了沖壓成形模具設(shè)計(jì)的基本知識，首先對整個(gè)零件的了解分析工藝參數(shù),沖壓工藝性能,然后確定沖壓模的結(jié)構(gòu)形式，工零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，拉深和切邊在一個(gè)工序上完成，本副模具優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于加工維修，缺點(diǎn)取件可能不太方便。關(guān)鍵詞：工藝分析

2、； 拉深成型；切邊；模具結(jié)構(gòu)；盒形殼體拉伸 Cover Tensile Trimming Composite Modulus Design Abstract:The design issues on the box-shaped body covered crowded tensile shear modulus of the composite structure design and working process. Against cutting crowded parts after mouth was sharp blade-like phenomenon, improve the

3、structure of the mold and eliminate some processing defects, embodies the nology Analysis and Die of the composite structure Design ,consolidate the knowledge acquired and are familiar with relevant information, establish the cstamping process advanced and efficient.So this design has a certain of s

4、ignificance. Through of the parts of the process Techorrect design ideas, the right to strengthen the overall mold and enhance awareness of their actual ability to mold design.Total use of the stamping die design of the basic knowledge, the first part of the whole understanding、analysis of process p

5、arameters, stamping process performance, and then determine the structure of stamping die form, the design and calculation of the components, Drawing and trimming processes in a complete, the vice die advantages of simple structure compact and easy maintenance processing, shortcomings pick-up may no

6、t be convenient. Keywords : Process Analysis; Drawing molding; Trimming; Die structure; 目 錄摘要第1章緒論.11.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.11.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀. . .I1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢. . 21.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.31.3 端蓋拉深模具設(shè)計(jì)與制造方面.31.3.1 端蓋拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路. 41.3.2 低方形件拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度. 5第2章 端蓋拉深沖壓件的工藝分析62.1引言.62.2拉深件工藝分析.6第3章 確定工藝方案. .8第4章 主要工藝參數(shù)的計(jì)算.

7、94.1拉深毛坯尺寸計(jì)算.94.2 確定拉深次數(shù). 104.3確定是否用壓邊圈及類型. .104.4 排樣方式的確定. .11第5章 沖裁壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用.125.1切邊沖裁力的計(jì)算.125.1.1 切邊力的計(jì)算. 125.2拉深力的計(jì)算.125.3卸料力的計(jì)算.135.4 壓料力的計(jì)算.135.5 拉深功的計(jì)算.135.6 拉深功率的計(jì)算.145.7 壓力的選用.14第6章模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). . 166.1模具工作部分的工藝計(jì)算.166.1.1 拉深部分的計(jì)算. . .166.1.2 擠切部分的計(jì)算.176.1.3壓料橡膠的設(shè)計(jì)與計(jì)算. . 186.1.4彈簧的選用.196.1

8、.5選用模架、確定閉合高度及總體尺寸. .196.2模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).206.2.1 拉深凸模. .206.2.2 拉深凹模. .216.2.3 推件塊. .216.2.4 壓邊圈.226.2.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套.236.2.6 其他零件. . .236.3模具總裝圖.24結(jié)束語. .30致謝.31參考文獻(xiàn). .32第1章 緒論隨著我國改革開放步伐的進(jìn)一步加快，中國正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入WTO后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都依靠模具成型。國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)

9、，即機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。模具生產(chǎn)水平的高低，己成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。因此，我國要從一個(gè)制造業(yè)大國發(fā)展成為一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國，必須要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平。目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1國內(nèi)

10、模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，目前，我國制造業(yè)的資源已突破了企業(yè)社會國家的界線，制造業(yè)的國際化已是一個(gè)客觀事實(shí)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家

11、，其余都是小型企業(yè)。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；三資及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較

12、差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是1520萬美元，有的高達(dá)2530萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備

13、水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距

14、。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；7）模具的精

15、度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是大而專、大而精。2004年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織-德國機(jī)械制造商

16、聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高故人均產(chǎn)值也較高我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多1520萬美元，有的達(dá)到 2530萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到451.3 拉深件模具設(shè)計(jì)與制造方面拉深是沖壓基本工序之一，它是

17、利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。拉深不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下，不宜高于IT11級。本設(shè)計(jì)為簡單的拉深件，形狀比較規(guī)則，但底部圓角存在較高的工藝性問題，直邊區(qū)的變形不是簡單的彎曲, 應(yīng)力分布不均,可以利用塑性加工理論進(jìn)行定性分析。因此，只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。其工作過

18、程很簡單就一個(gè)低方形拉深，根據(jù)工藝分析及計(jì)算確定它能一次拉深成功。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架。為了保證制件的尺寸精度，設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。方行件是最典型的盒形拉深件，根據(jù)盒形件能否一次拉深成形將其分兩類：低盒形件與高盒形件。盒形件在拉深時(shí)由于其幾何形狀的非回轉(zhuǎn)特性，變形沿變形區(qū)周邊的分布是不均的，直邊區(qū)變形小，圓角區(qū)變形大，而且變形是非常的復(fù)雜的。通過網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)的分析得出拉深方形的一些變形特點(diǎn)：1.直邊區(qū)的變形不是簡單的彎曲，橫向受壓縮，縱向受拉深，越靠近圓角區(qū)變形越大，另外橫向壓縮變形要比相應(yīng)圓筒形件小。2.應(yīng)力分布不均，特別是徑向拉應(yīng)力的分布很不均勻，中間最大，

19、向兩側(cè)直邊區(qū)減小。方形件拉深時(shí)同樣存在起皺和裂問題，且發(fā)生在圓角區(qū)。在直邊區(qū)還有一個(gè)特殊的工藝問題，即所謂“直邊緩松”現(xiàn)象，這是由于拉深過程中圓角區(qū)材料從橫向擠向徑向直邊，使直邊區(qū)材料沿橫向顯得偏多，造成工件的剛性不好，嚴(yán)重時(shí)可造成工件的形狀不規(guī)則，出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。這是方形件拉深的特殊質(zhì)量問題，應(yīng)該引起注意的。1.3.1 端蓋拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路1、明確設(shè)計(jì)任務(wù)書，收集有關(guān)資料在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)方形件拉深以及設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃，并仔細(xì)閱讀冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)教材，了解本設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求和步驟，以及查閱有關(guān)模具圖冊、設(shè)計(jì)手冊等資料；了解本設(shè)計(jì)零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個(gè)產(chǎn)品中的裝配關(guān)系

20、、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量，采用的沖壓設(shè)備型號和規(guī)格，模具零件的制造加工工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等情況。2、工藝分析及工藝方案的制定經(jīng)分析制件的技術(shù)要求，結(jié)構(gòu)工藝性及經(jīng)濟(jì)性都符合工藝要求，確定總體工藝方案，填寫工藝卡。3、工藝計(jì)算及設(shè)計(jì)（1）、排樣及材料利用率計(jì)算 （2）、刃口尺寸的計(jì)算（3）、沖壓的計(jì)算，壓力中心的確定，沖壓設(shè)備的初選，根據(jù)排樣圖和所選的模具結(jié)構(gòu)形式，可以方便計(jì)算出所需總壓力。待模具總設(shè)計(jì)好后，校核設(shè)備裝模尺寸，最終確定設(shè)備型號及工藝參數(shù)。4、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)、確定凹模尺寸 先計(jì)算出凹模的厚度，再根據(jù)厚度確定凹模周界尺寸，在此需要考慮的三個(gè)問題：第一，要考慮凹模上的螺孔、銷孔的布置；第二，

21、壓力中心一般與凹模的幾何中心重合；第三，凹模外形尺寸盡量按國家標(biāo)準(zhǔn)選取。（2）、選擇模架并確定其他沖模零件的主要參數(shù) 根據(jù)凹模周界尺寸大小，從冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)中確定模架規(guī)格及主要沖模零件的規(guī)格參數(shù)。（3）、畫沖模裝配圖 裝配圖上零件較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為準(zhǔn)確、迅速地完成畫圖工作，必須掌握正確的畫法。（4）、畫沖模零件圖（5）、編寫技術(shù)文件 技術(shù)文件包括：說明書、沖壓工藝卡和機(jī)械加工工藝過程卡。 1.3.2 低方形件拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間15天；2.確定加工方案，所用時(shí)間5天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天；4模具的調(diào)試所用時(shí)間5天第2章 盒形沖壓件的工藝分析

22、2.1 引言設(shè)計(jì)的目的是在于鞏固所學(xué)的理論知識，熟悉了解有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力，通過沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在沖壓工藝性分析，沖壓工藝方案論證，沖壓工藝計(jì)算，沖模零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到依次綜合訓(xùn)練。本設(shè)計(jì)題目為低盒形件拉深模,但對做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)意義，它概括了拉深零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過對該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。拉深件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量其設(shè)計(jì)是否合理，一般地講，在滿足工件的使用要求條件下，能以最簡單的最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖

23、制出來。2.2拉深件工藝分析原始資料：如圖1所示材 料：YL12厚 度： 0.6mm 圖1 制件圖根據(jù)零件結(jié)構(gòu)可知：此工件為無凸緣方形工件，要求內(nèi)形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可采用拉深工序加工。工件底部圓角半徑r=2mm,大于兩倍的壁厚尺寸，也滿足首次拉深工藝要求，因此在拉深工序（拉深工序底部圓角半徑r=2mm）后須增加一道擠邊工序以滿足制件高度上質(zhì)量要求。內(nèi)形尺寸為32mm的公差等級為IT13級，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊?。工件的總體高度到最后可由切邊達(dá)到要求。用于拉深的材料的一般具有較好的塑性、低的屈強(qiáng)比、大的板厚方向性系數(shù)和小的板平面方向性。YL12

24、是較普遍的材料，價(jià)格便宜，資源豐富，其退火后并且滿足拉深件對材料的要求，厚度為0.6mm。第3章 確定工藝方案 根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是個(gè)簡單的方形拉深件。經(jīng)制件的工藝性分析，由沖裁工藝可知，該制件可能包括落料、拉深或拉深、切邊基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，再拉深。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：拉深和切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一、模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，沖件多次定位，加工尺寸積累誤差較大，模具制造成本高而生產(chǎn)率低，難以滿足批量生產(chǎn)要求。方案二、只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，工件平整,同軸度高,對稱度及位置誤差小,由于該沖裁件為方形并且需

25、切邊,落料和拉深幾道工序才可完成,所以對于該工件尺寸較小,同軸度要求較高。因此，根據(jù)工件的外形及尺寸關(guān)系選擇方案二,為拉深切邊復(fù)合模。第4章 主要工藝參數(shù)的計(jì)算4. 1 拉深毛坯尺寸拉深件的工藝計(jì)算是拉深工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于最簡單的。其主要的內(nèi)容包括計(jì)算毛坯直徑、決定拉深次數(shù)及確定壓邊裝置等。根據(jù)表面積相等原則，用解析法求該零件的毛坯直徑D?？砂聪旅娴某绦蛴?jì)算：1.確定修邊余量在拉深的過程中，由于材料的各向異性，模具間隙不均，摩擦力不均及定位不準(zhǔn)等因素的影響，使拉深的口部不齊。為保證制件高度方向的尺寸精度，須進(jìn)行修邊，在計(jì)算毛坯尺寸也須計(jì)入修邊余量。2.計(jì)算拉深毛坯尺寸由

26、于板厚t小于1mm，故可直接用工件圖所注尺寸計(jì)算，不必用中線尺寸計(jì)算。（1）、求出彎曲部分的展開長度L由r角/B=3/32=0.094，工件的相對高度H/r=5.2/3=1.73，按表4.13 可知，制件可一次拉深出。且由式3.2 計(jì)算展開長度為L=H+0.57R底 式中， H拉深件高度（mm）， R底底部圓角半徑（mm），r角轉(zhuǎn)角圓角半徑（mm）.即 L=5.2+0.572=6.3mm（2）、圓角部分展開的圓弧半徑R由式 R= = =5.87mm（3）、作出圓角部分到直邊部分階梯過度的平面毛坯ABCDEF（4）、過BC、DE中點(diǎn)分別向半徑為R的圓弧作切線，并用圓弧圓滑過渡，使f1=f2，最后

27、得角部毛坯輪廓線見下圖：圖 2 毛坯輪廓圖4. 2 確定拉深次數(shù)利用極限相對高度進(jìn)行判斷,根據(jù)角部的相對圓角半徑r/B=2/32=0.06和相對厚度t/D100=0.6/43.35100=1.38。由表1-36 矩(方)形盒首次拉深的極限相對高度H/B1=0.5，可知：工作的相對高度H/B=5.2/32=0.16H/B1,故可一次拉成4.3確定是否用壓邊圈及類型在拉深過程中工件易發(fā)生起皺現(xiàn)象，制件在成形過程中，凸緣的起皺現(xiàn)象主要取決于毛坯的相對厚度、變形程度和凹模的幾何形狀等。為了解決這個(gè)問題，生產(chǎn)實(shí)際中主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置。常用的壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種。是否采

28、用壓料裝置主要看拉深過程中是否可能發(fā)生起皺現(xiàn)象，可根據(jù)坯料相對厚度來確定，相對厚度t/D100=0.6/43.35100=1.38，查表得，當(dāng)t/D1001.5起皺的可能性很大，需要采用壓邊圈。首次拉深時(shí)一般采用平面壓邊裝置,其結(jié)構(gòu)如下圖所示: 圖3 壓邊圈采用形式4.4排樣方式的確定 設(shè)計(jì)復(fù)合模，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該工件的毛坯是近圓形，應(yīng)采用有廢料直排的排樣方式。第5章 沖裁壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用因?yàn)楸局萍禽S對稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心。5.1切邊沖裁力的計(jì)算5.1.1 切邊力的計(jì)算考慮到模具的刃口部被磨損,凸模與凹模間隙不均勻和波動,材料的力學(xué)性能波動及材料的厚度偏差等各

29、種因素的影響,于是實(shí)際計(jì)算剪切力的計(jì)算公式應(yīng)按以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行： F切=L1tb計(jì)算式中各含義見5 F切-切邊力（KN）， L1-切邊周邊長度（mm）， t-制件的材料厚度（mm）， b-被拉深材料的抗拉強(qiáng)度（N/mm），查手冊得YL12的b =200N/mm即 F切=433.20.6200 =15.9KN5.2拉深力的計(jì)算本制件拉深時(shí)需要采用壓邊圈。考慮到模具的刃口部被磨損,凸模與凹模間隙不均勻和波動,材料的力學(xué)性能波動及材料的厚度偏差等各種因素的影響,實(shí)際計(jì)算拉深力的計(jì)算公式應(yīng)該以生產(chǎn)中常用的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：本次拉深 F=LtbK式中各含義見5 F-拉深力（KN）， L-拉深件周邊長度（

30、mm）， K-系數(shù),一般取0.8即拉深力 F=4320.62000.8 =12.3KN5.3卸料力的計(jì)算影響卸料力的因素很多，其中以沖裁間隙、沖裁件的形狀及尺寸影響較大，其次是材料的力學(xué)性能、板料厚度、搭邊料的寬度、潤滑與粘度情況等。在生產(chǎn)均采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： F卸=K1 FK-卸料力系數(shù),查表1-7取0.05，則F卸=0.0512.3KN=0.62KN5.4 壓料力的計(jì)算 壓邊圈產(chǎn)生的壓邊力F壓大小應(yīng)適當(dāng)，F(xiàn)壓太小，防皺效果不好；F壓太大，則會增大傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面上的拉應(yīng)力，從而引起材料嚴(yán)重變薄甚至拉裂。因此，實(shí)際應(yīng)用中，在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選小的壓邊力。其計(jì)算公式可按下式計(jì)算：壓

31、邊力 FQ=Ap=/4D2-B2p 式中各含義見4 A壓邊圈的面積（mm）; p單位壓邊力（Mpa）;查表1-56壓床上拉深時(shí)單位壓邊力的數(shù)值可知YL12的單位壓邊力p=1.6 Mpa，即壓邊力 FQ/443.352-3221.6 1.07KN5.5 拉深功的計(jì)算總拉深力 F總F+FQ+ F切+F卸 12.3+1.07+15.9+0.62=29.89KN 式中 拉深功（J）；最大拉深力（N）；拉深深度（mm）；系數(shù)（查表4-61拉深系數(shù)的關(guān)系，取=0.8）。 =0.829890 5.20.001=124.34 J 5.6 拉深功率的計(jì)算功率：N=507.92kw式中N-壓力機(jī)電動機(jī)功率（KW）

32、K-不平衡系數(shù)，K =1.2A-拉深功（J）1-壓力機(jī)效率，1=0.62-電機(jī)效率，2=0.9n-壓力機(jī)每分鐘行程次數(shù)1.36-轉(zhuǎn)換系數(shù)5.7 壓力機(jī)的選用 壓力機(jī)額定壓力的選擇，必須使壓力機(jī)額定壓力大于拉深力與壓邊力的總和，為了使拉深的工藝力的曲線處于壓力機(jī)壓力曲線之內(nèi)，在選用壓力機(jī)的額定壓力時(shí)，可按下列淺拉深件經(jīng)驗(yàn)公式選用： P=1.8（F+ FQ + F切+F卸） =1.8（12.3+1.07+15.9+0.62） =53.80 KN 壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件，因此，工作行程根據(jù)拉深力的計(jì)算結(jié)果和工件的高度，由文獻(xiàn)表1-8開式雙柱可傾壓力機(jī)部分參數(shù)初步可選J23-10

33、A： 型號：J23-10A 公稱壓力/KN：100 滑塊行程/mm：75 滑塊行程次數(shù)/min：135 最大閉合高度/mm：180閉合高度調(diào)節(jié)量/mm：50滑塊中心線至車身距離/mm：130工作臺尺寸/mm，前后： 240左右：360墊塊厚度/mm：50模柄孔尺寸/mm，直徑：30 深度：50第6章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 模具工作部分的工藝計(jì)算6.1.1 拉深部分的計(jì)算1、凸凹模間隙拉深模的凸凹模之間的間隙對拉深過程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度，而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進(jìn)行。間隙過大，制件有錐度，易起皺，精度差；間隙過小，則直壁變薄嚴(yán)重，甚至拉裂，同時(shí)降低模具

34、壽命。因此，應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值，既可保證工件的要求，又能使拉深順利進(jìn)行。直邊部分的單邊間隙按式，由表3-5-29選取為 Z/2=1.05t=0.63mm故直邊部分間隙為1.26mm。圓角部分的單邊間隙比直邊部分大0.1t，即圓角部分間隙為1.38mm。2、拉深模的圓角半徑 凸模、凹模的選用在制件拉深過程中有著很大的作用。凸模圓角半徑的選用可以大些，這樣會減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力，工件不易被拉裂，極限拉深因數(shù)會變小些；凹模的圓角半徑也可以選大些，這樣沿凹模圓角部分的流動阻力就會小些，拉深力也會減小，極限拉深因數(shù)也會相應(yīng)減小。但是凸、凹模的圓角半徑也不易過大，過大的圓

35、角半徑，就會減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積，板料懸空面積增大，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。 拉深凹模的圓角半徑由表3-5-30選取r凹=5t，既r凹=50.6=3mm，拉深凹模的圓角半徑等于工件的圓角半徑，即r凸=r=2mm.3、拉深凸凹模工作部分的尺寸和公差制件的尺寸要求內(nèi)形尺寸，拉深以凸模為基準(zhǔn)，考慮到凸模越磨越小，按式凸模尺寸：dp =（dmin +0.4）凹模尺寸：dd =（dmin +0.4+Z）式中 dmin工件的內(nèi)形公稱尺寸 工件的公差d凸、d凸、凹模的制造公差工件的公差為IT13級，凸凹模的制造公差取IT8級。查表3-5-32 d凸=0.020mm, d=0.020

36、mm, 核對Zmax-Zmin=0.04將=0.34mm，Z=1.26mm代入上式，則凸、凹模的尺寸分別為dp =（32+0.340.4）=32.15mmdd =（32+0.40.34+1.26）=33.40mm4、拉深凸模通氣孔在拉深的過程中，由于拉深力的作用或潤滑油等因素，使得制件很容易被粘附在凸模上制件與凸模間形成真空，會增加卸件的困難，造成制件底部不平，為此，凸模應(yīng)設(shè)計(jì)有通氣孔。對于一般小型制件可直接在凸模上鉆出通氣孔，其大小根據(jù)凸模尺寸而定，具體數(shù)據(jù)由表4.32,查得直徑d1=3mm6.1.2 擠切部分的計(jì)算1、切邊沖裁模間隙切邊間隙是否合理將直接影響到?jīng)_裁件的質(zhì)量,尺寸,精度,模具

37、的壽命,設(shè)備的能耗等.當(dāng)切邊沖裁間隙適當(dāng)時(shí),上下裂紋重合,沖件的斷面質(zhì)量較好,間隙過小時(shí),凸模刃口部的裂紋向外裂開錯開,沖件斷面上有二次剪切的光亮帶和夾層,此時(shí)的毛刺是被擠出來的,間隙過大時(shí),材料在變形過程中被拉伸較大,沖裁件斷面上光亮帶較小,而圓角帶及毛刺都比較大。在擠切修邊是，工件的內(nèi)側(cè)邊緣部分的變形阻力要比中間部分的大，而使得模具彈性變形的分布不均，且模具刃口的單位壓力都非常大。確定合理的間隙值是十分重要的,在實(shí)際應(yīng)用中通常選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙,其下限為Cmin最小合理間隙值,Cmax最大合理間隙值。2、擠切凸模工作部分的尺寸和公差(1)、擠切凸模刃口尺寸與制件的內(nèi)側(cè)尺寸基本一

38、致,以拉深凹模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)尺寸,凸、凹模間隙靠改變擠切凸模刃口尺寸得到。 (2)、擠切凸模刃口在沖制中也會因逐漸被磨損,而減小尺寸,故設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)選用接近或等于,工作的最大極限,尺寸作為凸模刃口尺寸。 (3)、凸、凹模在沖制中均會磨損,從而使沖裁間隙增大,設(shè)計(jì)模具時(shí),一般應(yīng)依照磨損的規(guī)律,選擇最小合理間隙。(4)、選擇凸凹模刃口尺寸公差應(yīng)依照沖件的精度要求以經(jīng)濟(jì)合理為原則。查表得間隙值Zmin=0.12,Zmax=0.20對切邊采用凸凹模配作制造法,其凸凹模部分尺寸計(jì)算如下:查表得凸,凹模制造法,d=0.020mm, d=0.020mm,核對Zmax-Zmin=0.04,d+d=0.04,滿足Z

39、max-Zmind+d的條件,查表得因數(shù)X=0.5，d=( d -Zmin) =33.28 mm, d= 33.40 mm5.1.3壓料橡膠的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.壓料板工作行程h工 h工=h1+h2+t =1mm+0.6mm+5.2mm =6.8mm h1凸模凹進(jìn)壓料板的高度 h2凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 取5.2mm2.橡膠工作行程H工H工=h工+h修 =6.8mm+2mm =8.8mm h修凸模修模量 取2mm 3.橡膠自由高度H自由 取H工為橡膠自由高度的25 H自由=48.8mm =35.2mm 4.橡膠的預(yù)壓縮量H預(yù) 一般H預(yù)為（0.10.15）H自由 ?。?H預(yù)=0.15 H自由 =0.

40、1535.2mm =5.28mm5.每個(gè)橡膠承受的載荷F1 選用兩個(gè)圓筒形橡膠；F1=F壓/2 =10702N =535N6.橡膠的外徑D D= = =38mm7.校核橡膠自由高度H自由 0.5H自由/D=0.901.5滿足要求 8.橡膠的安裝高度H安 H安=H自由-H預(yù) =35.2mm-5.28mm =29.2mm 取安裝高度30mm6.1.4彈簧的選用 沖模常用圓柱螺旋壓縮彈簧，強(qiáng)力彈簧和碟形彈簧。根據(jù)實(shí)際工藝力選擇圓柱螺旋壓縮彈簧，由文獻(xiàn)3表3-27查得，圓柱螺旋壓縮彈簧的有關(guān)參數(shù)：彈簧外徑D=6mm鋼絲直徑d=0.8mm節(jié)距t=1.8mm最大工作負(fù)荷F2=28N最大工作負(fù)荷F的總變形量

41、f2=15.5mm彈簧自由長度H0=30mm有效圈數(shù)n=16最大工作負(fù)荷下的單圈變形量f=0.97mm6.1.5選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸較小，為了工作過程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表6-1。表6-1 模架規(guī)格選用名稱尺寸材料熱處理上模座1008025HT200下模座1008030HT200導(dǎo)柱20100、2210020滲碳5862導(dǎo)套206523、22652320滲碳5862Hmin=130mm,Hmax=150mm 模具的閉合高度H=上模座厚+墊板厚+凹模厚+凸模高+下模座厚-（工件高+料厚）=25+10+45+5.3+40+10+30-

42、（5.2+0.6）=145mm因?yàn)槟＞叩姆忾]高度H應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大封閉高度Hmax和最小封閉高度Hmin之間，一般?。篐max-5mmHHmin+10mm由此可以看出，要想讓制件順利加工和從模具上取出，只有使模具有足夠的封閉高度： HmaxH+5mm=145+5=150mm HminH-10mm=145-10=135mm6.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.1 拉深凸模拉深凸模的外形尺寸，即工作尺寸由前面的計(jì)算確定。拉深凸模上一般開有出氣孔，這樣會使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無法卸件，其結(jié)構(gòu)見下圖： 圖 4 拉深凸模結(jié)構(gòu) 拉深凸模用壓入法與擠切凸模固定，擠切凸模用螺釘與下模座固定

43、，還需要一個(gè)銷釘孔。6.2.2 拉深凹模 內(nèi)、外形尺寸已由前面的計(jì)算確定，經(jīng)查閱有關(guān)資料并根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，初步確定落料凹模壁厚C=30mm，厚度h=40mm，它需要兩個(gè)銷釘定位和兩個(gè)以上的螺紋孔，以便與上模座固定，實(shí)際確定凹模尺寸如圖：6.2.3 推件塊 一般與打料桿聯(lián)合使用，屬于剛性卸件裝置，靠兩者的自重把工件打出來。打料塊與拉深凹模間隙配合。 圖5 推件塊6.2.4 壓邊圈在拉深工序中，為保證拉深件的表面質(zhì)量，防止拉深過程中材料的起皺，常采用壓邊圈用合適的壓邊力使毛坯的變形區(qū)部分被壓在凹模平面上，并使毛坯從壓邊圈與凹模平面之間的縫隙中通過，從而制止毛坯的起皺現(xiàn)象。在此由于料厚少于1mm，

44、采用彈壓裝置，壓邊圈的內(nèi)形與拉深凸模間隙配合。 圖 6 壓邊圈6.2.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套對于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。因?yàn)楸局萍暮穸葹?.6mm，所以采用H7/h6。6.2.6 其他零件模具其他零件的選用見表6-2表6-2 模具其他零件的選用序號名稱數(shù)量材料規(guī)格/ mm標(biāo)準(zhǔn)熱處理1上模座1HT2001008025GB/T28559-902模柄1Q235GB/T2862.1-813連接推桿145870GB/T7650

45、-944045HRC4抑制螺釘145M612GB/T7653-945螺釘245860GB/T7653-944045HRC6上墊板1Q235100808GB/T7643.3-944043HRC7推件塊145GB/T7653-948拉深凹模模1Cr1210080456062HRC9拉深凸模1T10A6062HRC10壓料板1454348HRC11橡膠聚胺脂12卸料螺釘245M865GB/T2867.6-923035HRC13擠切凸模2Cr126062HRC14固定銷2456354045HRC15下模座1HT2001008030GB/T2855.10-9416螺釘245640GB/T7653-944

46、045HRC17彈簧260SiMn63018活動擋料銷245610JB/T7649.1-944045HRC19導(dǎo)柱22020（22）100GB/T2862.1-94滲碳5862HRC20導(dǎo)套22020（22）63100GB/T2862.6-94滲碳5862HRC21固定銷220860GB/T2855.1-904045HRC6.3 模具總裝圖由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，見下圖： 圖 7 模具總體結(jié)構(gòu)1上模座 2模柄 拉伸擠切凹模 3連接推桿 4抑制螺釘塊 5緊固螺釘 6上墊板 7塊件塊 擠切凸 8拉伸凹模 9 拉伸凸模10壓邊料 11橡膠 12卸料螺釘 13擠切凸模 14固定銷 15下模座 16緊固螺釘 17彈簧 18活動擋料銷 19導(dǎo)柱 20導(dǎo)套 21固定銷 其工作過程是：根據(jù)上述各工序安排，整個(gè)零件加工分別設(shè)計(jì)了一副專用模具，為拉伸擠切復(fù)合模，其結(jié)構(gòu)如圖示，該模具工作過程為：凹模裝在上模，凸模裝在下模，沖床滑塊上行，模具開啟，將條料放于壓邊圈10上，在活動擋料銷的導(dǎo)向與定位作用下，當(dāng)沖床滑塊下行，待凹模隨上模下降時(shí)，首先將坯件壓住，然后坯件和壓邊圈同時(shí)向下推