隔帽的落料拉深沖孔符合模設計畢業(yè)設計論文

1、第1章 前言1.1模具的開發(fā)現(xiàn)狀近年來，我國模具行業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭，這種勢頭是否還會延續(xù)下去，這是業(yè)內人士十分關注的問題。我國模具行業(yè)盡管面臨著在中低端產品領域國內企業(yè)競爭日趨劇烈以及在中高端產品領域國外或外資企業(yè)壓力日益增大的局面，但經過近年來的持續(xù)發(fā)展，實力已大大增強，完全有能力變壓力為動力，繼續(xù)保持平穩(wěn)發(fā)展。1. 有利因素模具行業(yè)內部體制改革和機制轉換加速，產業(yè)結構漸趨合理，并且加強了管理，提高了水平。為了適應形勢，我國模具行業(yè)近幾年來加快了體制改革和機制轉換步伐，“三資”和民營企業(yè)已占行業(yè)主導地位，裝備水平和產品水平有了較大的提升，管理有了很大進步。許多企業(yè)已應用了cad/c

2、am/cae一體化技術、三維設計技術、 erp和im3等信息管理技術以及高速加工、快速成型、虛擬仿真及網絡技術等許多高新技術，不少企業(yè)已提出了“生產專業(yè)化、產品品牌化、企業(yè)現(xiàn)代化、市場國際化”等企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。通過各種質量體系認證的企業(yè)一年比一年多。規(guī)模經濟產生效益，模具集群生產發(fā)展迅速。在“小而精?！钡膶I(yè)化不斷發(fā)展的同時，近年來，規(guī)模效應已被愈加重視。除了把企業(yè)做強做大，使規(guī)模經濟產生效益之外，模具集群生產也不斷顯示其優(yōu)越性，因而“模具城”、“模具園區(qū)”、“模具生產基地”等各種集群生產形式在全國迅速發(fā)展。據不少企業(yè)反映，集群生產與分散生產相比，至少有下列好處：市場更廣闊了，協(xié)作更方便了，生產

3、成本降低了，相互交流多了，優(yōu)惠政策享受到了。目前全國年產1億元以上模具的企業(yè)已有40多個，超過3000萬元以上的企業(yè)已有200多個，具有一定規(guī)模的“模具城”已有近十個，正在建設或正在籌建的還有十多個。這些模具集聚生產基地的建設，對我國模具工業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進作用。模具技術含量不斷提高，屬于高新技術產品的模具越來越多。例如汽車零部件級進模具、精密多工位級進模具、轎車大型復雜覆蓋件沖壓模具、自動化汽車內飾件澆注模具、高強度板熱壓成型模具等。隨著高新技術的發(fā)展，越來越多的模具生產企業(yè)被各級政府有關部門認定為高新技術企業(yè)。據中國模協(xié)初步統(tǒng)計，目前模具行業(yè)國家級高新技術企業(yè)有7家，省、市級高新技術

4、企業(yè)已有近百家。國際模具資本向我國轉移的趨勢十分明顯，模具出口前景很好。由于我國模具特別是中、低檔模具在國際市場上存在著較大的價格優(yōu)勢，有的模具價格甚至只有國際市場的幾分之一，再加上我國有較低廉的優(yōu)質勞動力資源及較好的技術基礎和基礎配套設施，因此近年來外商在我國模具行業(yè)的投資額一年比一年大，到我國采購模具的跨國公司也越來越多。2. 不利因素雖然我國模具行業(yè)已經駛入發(fā)展快車道，但由于在精度、壽命、制造周期及能力等方面，與國際水平和工業(yè)先進國家相比尚有較大差距，所以還不能滿足我國制造業(yè)發(fā)展的需求。特別是在精密、大型、復雜、長壽命模具方面，仍舊供不應求。因此，每年尚需大量進口?，F(xiàn)階段模具原材料價格和

5、人員工資不斷上漲，但模具價格卻不漲反落，致使模具企業(yè)利潤不斷下降，部分企業(yè)出現(xiàn)虧損，虧損額增大。據中國模具工業(yè)協(xié)會對全國 270個主要模具生產企業(yè)調查，2005年產值利潤率比上年下降了2.1個百分點，銷售收入利潤率比上年下降了3.1個百分點。全國規(guī)模以上企業(yè)全年虧損額2005年達2.6億元，大幅增加。這一趨勢，還在延續(xù)。人才緊缺日益突出。雖然近年來我國模具行業(yè)職工隊伍發(fā)展迅速，估計目前已達近百萬人，但仍然跟不上行業(yè)發(fā)展需求。一是總量不足，二是素質不夠，適應不了行業(yè)發(fā)展的需求。根據有關資料，全國模具行業(yè)從業(yè)人員約缺口30萬50萬人，其中工程技術人員約占20%。目前尤其緊缺的是高素質和高水平的模具

6、企業(yè)管理人員和中高層技術人員及高級技術工人。市場競爭加劇。我國模具市場競爭在不斷加劇，其表現(xiàn)是模具產品價格連年走低。中高檔模具市場上主要是我國重點骨干企業(yè)與境外企業(yè)及境內“三資”企業(yè)的競爭，中低檔模具市場上主要是民營企業(yè)之間的競爭。有的已經是進入無序狀態(tài)，到了擾亂正常市場秩序的地步。由于過低價格所必然造成的低質量，已嚴重影響一些企業(yè)的生存，迫使某些企業(yè)加速調整其定位，少數企業(yè)面臨被淘汰局面也是不足為奇的。當前全球制造業(yè)轉移的規(guī)模不斷加大，速度也不斷加快，并正向深度和廣度延伸，而我國的模具制造業(yè)正是承接轉移的較為理想之地，在多重有利條件下，我國內模具行業(yè)的未來將展現(xiàn)出一派美好景色。1.2 模具的

7、發(fā)展趨勢現(xiàn)代模具與傳統(tǒng)模具不同，它不僅形狀與結構十分復雜，而且技術要求更高，用傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代化科學技術的發(fā)展，采用先進制造技術，才能達到技術要求。當前整個工業(yè)生產的發(fā)展特點是產品品種多、更新快、市場競爭激烈。為適應市場對模具制造的短交貨期，高精度、低成本的迫切要求，模具將有如下發(fā)展趨勢。1. 愈來愈高的模具精度10年前，精密模具一般為5m，現(xiàn)在已達23m，不久1m精度的模具即將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1m以內，這就要求發(fā)展超精加工。2. 日趨大型化的模具這一方面是由于用模具成形的零件日漸大型化，另一方面也是由于高生產率要求的

8、一摸多腔（現(xiàn)在有的已達一摸幾百腔）所致。3. 進一步發(fā)展多功能復合模具一幅多功能模具除了沖壓成形零件外，還擔負著疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，這種多功能復合生產出來的不再是單個零件，二是成批組件，可大大縮短產品的生產及裝配周期，對模具材料的性能要求也越來越高。4. 日益增多高檔次模具一是用于汽車、飛機、精密機械的納米級(m)精密加工；二是用于磁盤、磁鼓制造的亞微米級(0.01m)精密加工；三是用于超精密電子器件的毫微米級（0.001m）精密加工。5. 增多擠壓模及粉末鍛模由于汽車、車輛和電機等產品向輕量化發(fā)展，如以鋁代鋼，非全密度成形，高分子材料、復合材料、工程陶瓷、超硬材料成形和加工。新

9、型材料的采用，不僅改變產品結構和性能而使是生產工藝發(fā)生了根本變革，相應地出現(xiàn)了液態(tài)（半固態(tài)）擠壓模具及粉末鍛模。對這些模具的制造精度要求是高的。6. 日漸廣泛應用模具標準件模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質量和降低模具制造成本。7. 大力發(fā)展快速制造模具目前是多品種小批量生產時代，一方面是產品使用周期縮短，另一方面品種更新快，這就要求模具生產周期越短越好。因此快速成型模具將越來越引起人們的重視和關注。1.3 隔帽零件設計的背景和意義按照汽車發(fā)展趨勢，今后汽車模具產品的技術含量將日益增加，大型化、復雜化、精密化、自動化是其發(fā)展方向?！罢l能在短時間內向用戶提供

10、物美價廉的模具產品，誰就能在激烈的競爭中贏得市場。能不能從汽車模具大國向模具強國轉變，就要看這些模具企業(yè)能不能做到“短、高、低”，能否在人才、技術、管理水平、營銷能力方面勝出。”這是業(yè)內人事說的一句話?？梢娖囆袠I(yè)發(fā)展之快，同時看到模具在汽車行業(yè)中的重要地位，模具專業(yè)人才的需求也是越來越大，而對于一個畢業(yè)生來說，這也是我們的機遇。本次畢業(yè)設計題目為隔帽的模具設計及加工工藝。隔帽為汽車上的一個小零件，在汽車上廣泛使用，而隔帽也是一個典型的模具成型零件，其工序包括落料、拉深和沖孔，都是模具設計中最基礎，但也是最典型的工序，對一個模具設計初學者來說，扎實的基礎知識與典型結構的掌握是今后從事設計行業(yè)資

11、本，所以本次畢業(yè)設計是我們從學校走向社會的一個臺階，是一個珍貴的鍛煉機會。第2章 分析零件的工藝性2.1 零件的工藝性沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料沖壓加工工序必要的輔助工序質量檢驗組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個零件，由于生產單位的生產條件、工藝裝備情況及生產的傳統(tǒng)習慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點分析零件的結構工藝性。該零件是隔帽，如圖1-1，該零件可看成帶凸緣的筒形件，料厚t=0.5mm，拉深后厚度不變；零件底部圓角半徑r=

12、1mm凸緣處的圓角半徑為r=1.5mm；尺寸公差都為自由公差，滿足拉深工藝對精度等級的要求。工藝性對精度的要求是一般情況下，拉深件的尺寸精度應在it13級以下，不宜高于it11級；對于精度要求高的拉深件，應在拉深后增加整形工序，以提高其精度，由于材料各向異性的影響，拉深件的口部或凸緣外緣一般是不整齊的，出現(xiàn)“突耳”現(xiàn)象，需要增加切邊工序。影響拉深件工藝性的因素主要有拉深件的結構與尺寸、精度和材料。拉深工藝性對結構與尺寸的要求是拉深件因盡量簡單、對稱，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚公差或變薄量一般不應超出拉深工藝壁厚變化規(guī)律；當零件一次拉深的變形程度過大時，為避免拉裂，需采用多次拉深，這時在保證

13、必要的表面質量前提下，應允許內、外表面存在拉深過程中可能產生的痕跡；在保證裝配要求下，應允許拉深件側壁有一定的斜度；拉深件的徑向尺寸應只標注外形尺寸或內形尺寸，而不能同時標注內、外形尺寸。工藝性要求材料具有良好的塑性，屈強比值越小，一次拉深允許的極限變形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系數r和板平面方向性系數反映了材料的各向異性性能，當r較大或較小時，材料寬度的變形比厚度方向的變形容易，板平面方向性能差異較小，拉深過程中材料不易變薄或拉裂，因而有利于拉深成形。該零件結構較簡單、形狀對稱，完全由圓弧和直線組成，沒有長的懸臂和狹槽。零件尺寸除中心孔和兩中心孔的距離尺寸接近it11級外，其余尺寸

14、均為自由尺寸且無其他特殊要求，利用普通沖裁方法可以達到零件圖樣要求。零件材料為q235，退火抗拉強度為450mpa，屈服強度為235mpa。此材料具有良好的結構強度和塑性，其沖裁加工性較好。該零件的沖裁性較好，可以沖裁加工，適于大批大量。圖2-1 工件圖2.2 確定工藝方案根據以上分析和計算結合工藝方案的主要原則，可以進一步明確該零件的沖壓加工需要包括以下基本工序:落料、拉深和沖孔。根據這些基本工序，可以擬出如下幾種工藝方案：隔帽零件的基本加工工序包括落料、拉深和沖孔三步，由于零件為拉深件，必須先進行落料，然后才能進行拉深和沖孔，而所以落料必須放在工序的第一步，而拉深和沖孔兩步工序中，如果先沖

15、孔再拉深，有可能影響孔的尺寸精度以及同軸度，所以工序最后確定為：落料拉深沖孔。 按其可行性初步設計了三套模具方案：（1）三個簡單模，即要分別做出落料、拉深、沖孔三套模具。（2）一個連續(xù)復合模，即利用連續(xù)模分開兩步或三步使零件成型。（3）一個復合模，即一個落料拉深沖孔復合模。 方案的比較與選擇 方案（2）是三個方案中效率最高的，同時也是最復雜的，拉深之前的落料是必須的，落料以后的定位對于連續(xù)模來說是比較困難的，而且落料上不可能再打孔進行定位，同時連續(xù)模還需要增加抬料和送料機構，結構復雜而且不便于維修；方案（1）相對于其它兩個方案來說最簡單，只需要三套簡單模，但由于模具分開，生產效率就相對要低一些

16、；方案（3）應該是一個中間方案，模具結構并不復雜，效率也比較高，故選取方案（3）作為本次設計的模具方案。隔帽的相關要求：該零件材料選用q235，零件要求無嚴重劃傷，孔不許有變形，此外還要滿足有關技術要求如減小加工硬化現(xiàn)象防止起皺等。從形狀上分析，該零件在落料后經過拉深和沖孔即可成型。零件各尺寸精度要求都低于it10，而對于厚度為0.5mm的材料，模具制造精度只要達到it9即可滿足零件精度要求，使用模具在滿足精度要求的前提下可以很大的提高生產效率。而零件年產量。屬于大批量生產，可以選擇單工序模、連續(xù)模、復合?；蜃詣幽?。該零件屬于薄壁旋轉體拉深件，直徑2.8的孔，精度為it12，直徑1.4的孔，精

17、度為it12，拉深高度6.4，精度為it1213，均為it11精度，可以通過一般的沖壓加工方法成型，而r1和r1.5的圓角半徑可以通過輔助加工達到要求。2.3 計算毛坯尺寸零件的毛坯尺寸計算：計算拉深部分（未沖孔）的毛坯面積及形狀，由零件圖分析h=6.4mm，現(xiàn)在確定修邊余量。由冷沖模設計表6-3查得毛坯直徑的計算：如圖2-2，拉深件面積計算公式：圖2-2 毛坯尺寸計算圖 （2-1） （2-2）由毛坯的具體形狀得到表面積計算公式： （2-3） （2-4） （2-5） （2-6） （2-7）由具體零件尺寸可以得到：所以由公式（2-1）、（2-2）、（2-3）、（2-4）、（2-5）、（2-6）、

18、（2-7）代入數值得到毛坯直徑：由于零件外形尺寸要求精度不高，取毛坯精度it14，所以坯件直徑 2.4 確定是否需要壓邊圈坯料相對厚度所以需要壓邊圈。2.5 計算拉深次數在考慮拉深的變形程度時，必需保證使毛坯在變形過程中的應力既不超過材料的變形極限，同時還能充分利用材料的塑性。也就是說，對于每道拉深工序，應在毛坯側壁強度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。極限拉深系數值可以用理論計算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應力與在危險斷面上的抗拉強度相等，便可求出最小拉深系數的理論值，此值即為極限拉深系數。但在實際生產過程中，極限拉深系數值一般是在一定的拉深條件下用實驗的方法得出的，我

19、們可以通過查表來取值。零件的總拉深系數為，毛配相對高度t/d=0.5/61=0.82%由冷沖模設計丁松聚表2-3查得拉深系數，所以零件只需要一次拉深。表2-3第3章 主要工藝參數的計算3.1 確定排樣、裁板方案1. 排樣設計與計算（1） 排樣原則：使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強度。條料在沖裁過程中翻動要少，在材料利用率相同或相近時，應盡可能選條料寬、進距小的排樣方法。它還可以減少板料裁切次數，節(jié)省剪裁備料時間。加工此零件為大批大量生產，沖壓件的材料費用約占總成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%，則可以使沖件的成本降低0.4%0.5%。在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非

20、常重要的意義，特別是在大批量的生產中，較好的確定沖件的形狀尺寸和合理的排樣的降低成本的有效措施之一。排樣應保證沖裁件的質量。對于彎曲件的落了，在排樣是還應考慮板料的纖維方向。使模具結構簡單、模具壽命提高。（2） 具體的零件排樣如圖3-1，初定了兩種排樣方案。 方案一 方案二圖3-1 排樣方案圖由于零件簡單，形狀為一個圓，采用方案二可以提高材料的利用率，但這種排樣不利于模具的設計，使模具的外形尺寸加大，而且模具變得相對復雜，凸模的數量增加，壓力中心不在圓心上，容易使坯件變形；方案一是常用的排樣方案，雖然利用率相對較低，但模具結構簡單，坯件也不容易變形，故采用方案一作為零件的排樣方案。2. 搭邊的

21、分析與計算（1） 搭邊的作用起補償條料的裁剪誤差、送料步距誤差以及補償由于條料與導料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差的作用，若沒有搭邊則可能發(fā)生工件缺角、缺邊或尺寸超差等廢品；使凸、凹模刃口雙邊受力，由于搭邊的存在，是凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁，受力平衡，合理間隙不易破壞，模具壽命與工作斷面質量都能提高；對于利用搭邊拉條料的自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進。（2） 搭邊的數值搭邊過大，浪費材料。搭邊太小，起不到上述應有的作用。過小的搭邊還可能被拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。搭邊的合理數值就是保證沖裁件質量、保證模具較長壽命、保證自動送料

22、時不被拉彎拉斷條件下允許的最小值。搭邊的合理數值主要決定于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。（3） 具體的搭邊數值表3-1 搭邊數值 （mm）材料厚度圓件及r2t的圓角工件間側面0.50.81.01.20.81.20.81.01.21.51.01.2注：低碳鋼搭邊數值搭邊值通常由經驗確定，表3-1所列搭邊值（對低碳鋼）即為經驗數據之一，對于其他材料應將表中數值乘以相關系數。從坯件可以知道，零件材料為q235，屬于普通碳素鋼，厚度，查表3-1可以得到，。3. 送料步距與條料寬度的計算選定排樣方法與確定搭邊值之后，就要計算送料步距與條料寬度，這樣才能畫出排樣圖。（1） 送料步

23、距a條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距。每個步距可以沖出一個零件，也可以重出幾個零件。送料步距的大小應該為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。每次只沖一個零件的步距a的計算公式為： （3-1）其中，d平行與送料方向的沖裁件寬度；沖裁件之間的搭邊值。所以，隔帽零件的步距：。（2） 條料寬度b條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，裁剪時的公差帶分布規(guī)定上偏差為零，下偏差為負值（）。條料在模具上送進時一般都有導向，當使用導料板導向而又無側壓裝置時，在寬度方向也會產生送料誤差。條料寬度b的計算應保證在這兩種誤差的影響下，仍能保證在沖裁件與條料側邊之間有一定的搭邊值。有側壓裝置時，條料寬度計

24、算式： （3-2）無側壓裝置時，條料寬度計算式： （3-3）其中：d沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸；沖裁件與條料側邊之間的搭邊；板料剪裁時的下偏差（表3-2）；條料與導料板之間的間隙（表3-3）。初定隔帽的落料模采用有側壓裝置的導料板之間送料，條料厚度，條料寬度應該在之間，查表3-2和表3-3可以得到：，所以根據公式（3-3），隔帽的條料寬度。表3-2 剪板機剪料的下偏差（mm）條料厚度條料寬度5050-100100-200200-40010.50.50.51.0130.51.01.01.0341.01.01.01.5451.01.01.52.0表3-3 條料與導料板之間的間隙b0（mm）條料

25、厚度無側壓裝置有側壓裝置條料寬度10010020020030010010010.50.5158150.811584. 沖壓材料與板料的選擇沖壓材料的選用要考慮沖壓件的使用要求、沖壓工藝要求及經濟性等。（1） 按沖壓件的使用要求合理選材所選材料應能使沖壓見在機器或部件中正常工作，并具有一定的使用壽命。為此，應根據沖壓件的使用條件，使所選材料滿足相應強度、剛度、韌性及耐蝕性和耐熱性等方面的要求。（2） 按沖壓工藝要求合理選材圖3-2 剪板圖對于任何一種沖壓件，所選的材料應能按照其沖壓工藝的要求，穩(wěn)定地成形不致于開裂或起皺的合格產品，這是最基本也是最重要的選材要求。規(guī)格為：。具體的剪板如圖3-2。5

26、. 材料利用率的計算在這里選擇了準確材料利用率，所以還應考慮料頭、料尾一直裁板以至裁板時邊料消耗情況，此時可用條料（或整個板料）的總利用率為： （3-4）其中：n整個板料上實際沖裁的零件數；l板料的長度；b板料的寬度；每個零件的實際面積。如圖3-2所示，采用縱裁一個板料可以裁剪出9個條料，每個條料上的零件數為19個，算出一板料上零件數為，零件面積，條料長度，條料寬度。所以由公式（3-4）算板料的材料利用率為3.2 計算工藝力、初選設備3.2.1 計算工藝力（1）落料力平刃凸模落料力的計算公式為 (3-5)式中 p 沖裁力（n）l 沖件的周邊長度（mm）t 板料厚度（mm）材料的抗沖剪強度（mp

27、a）k 修正系數。它與沖裁間隙、沖件形狀、沖裁速度、板料厚度、潤滑情況等多種因素有關。其影響范圍的最小值和最大值在（1.01.3）p的范圍內，一般k取為1.251.3。在實際應用中，抗沖剪強度的值一般取材料抗拉強度的0.70.85。為便于估算，通常取抗沖剪強度等于該材料抗拉強度的80%。即 (3-6)因此，該沖件的落料力的計算公式為 (3-7) （2）沖孔力沖孔力的計算 (3-8)式中 沖孔力（n）l沖件的內輪廓長度（mm）t板料厚度（mm）材料的抗拉強度（mpa）（3）卸料力一般情況下，沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會使落料件梗塞在凹模內，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模

28、上將沖件或廢料卸下來所需的力稱卸料力。影響這個力的因素較多，主要有材料力學性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤滑情況等。所以要精確地計算這些力是困難的，一般用下列經驗公式計算：卸料力 (3-9)式中 f 沖裁力(n)頂件力及卸料力系數，其值可查教材表1-7。這里取為0.04。（4）推件力將卡在凹模中的材料逆著沖裁力方向頂出所需要的力稱為推件力。根據書上公式1-8，則推件力為：推件力 (3-10)推件力系數，其值可查表1-7，取為0.05。（5）拉深力一般情況下拉深力隨凸模行程變化而改變，其變化曲線如圖3-1。從圖中可以看出，在拉深開始時，由于凸緣變形區(qū)材料的變形不大，冷作硬化也小，所以

29、雖然變形區(qū)面積較大，但材料變形抗力與變形區(qū)面積相乘所得的拉深力并不大；從初期到中期，材料冷作硬化的增長速度超過了變形區(qū)面積減少速度，拉深力逐漸增大，于前中期拉深力達到最高點位置；拉深到中期以后，變形區(qū)面積減少的速度超過了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐漸下降。零件拉深完以后，由于還要從凹模中推出，曲線出現(xiàn)延緩下降，這是摩擦力作用的結果，不是拉深變形力。圖3-3 拉深力變化曲線由于影響拉深力的因素比較復雜，按實際受力和變形情況來準確計算拉深力是筆尖困難的。所以，實際生產中通常是以危險斷面的拉應力不超過其材料抗拉強度為依據，采用經驗公式進行計算。對于帶凸緣圓筒形零件的拉深力近似計算公式為： (3-

30、11)式中 圓筒形零件的凸模直徑（mm）系數，這里取1材料的抗拉強度（mpa） 材料厚度因此 n (3-12)（6）壓邊力壓邊力的大小對拉深件的質量是有一定影響的，如果過大，就要增加拉深力，因而會使制件拉裂，而壓邊圈的壓力過小就會使工件的邊壁或凸緣起皺，所以壓邊圈的壓力必須適當。合適的壓邊力范圍一般應以沖件既不起皺、又使得沖件的側壁和口部不致產生顯著的變薄為原則。壓邊力的大小和很多因素有關，所以在實際生產中，可以根據近似的經驗公式進行計算。(n) (3-13)式中 a初始有效壓邊面積(mm);單位壓邊力(mpa),這里經查得f=3所以有 n 3.2.2 初選壓力機壓力機噸位的大小的選擇，首先要

31、以沖壓工藝所需的變形力為前提。要求設備的名義壓力要大于所需的變形力，而且還要有一定的力量儲備，以防萬一。從提高設備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長設備的壽命的觀點出發(fā)，要求設備容量有較大的剩余。因，故總沖壓力 （3-14）=應選的壓力機公稱壓力取為1.5，則公稱壓力為： （3-15）我國的壓力機公稱壓力已經系列化了。例如63kn、100kn、160kn、250kn、400kn、630kn、800kn、1000kn、1250kn、1600kn。標稱壓力必須大于沖壓工藝所需的沖壓力。所以選擇了j23-16開式雙導柱可傾式壓力機。其參數為下標稱壓力160kn 滑塊行程55mm行程次數145/min

32、連桿調節(jié)長度45mm最大裝模高度220mm 工作臺尺寸前后300mm左右450mm模柄孔尺寸3.2.3 計算壓力中心本零件為對稱幾何體,其壓力中心就在它的圓心處，不必計算它的壓力中心。3.2.4 計算凸、凹模刃口尺寸及公差 沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁間隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實現(xiàn)和保證。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當重要的。在決定模具刃口尺寸及制造公差時，需考慮以下原則：落料件的尺寸取決于凹模的磨損，沖裁件的尺寸取決于凸模尺寸?？紤]到沖裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模刃口尺寸時，對基準件刃口尺寸在磨損后變大的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內較小的數值

33、。對基準件刃口尺寸在磨損后減少的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內較大的數值。這樣，在凸模磨損到一定程度的情況下，任能沖出合格的零件。在確定模具刃口制造公差時，要既能保證工件的精度要求，又要保證合理間隙數值。采用凸凹模分別加工，凸凹模分別加工是指在凸模與凹模分別按各自圖樣上標注的尺寸及公差進行加工，沖裁間隙由凸凹模刃口尺寸及公差保證，這樣就需要分別計算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并標注在凸凹模設計圖樣上，這樣加工方法具有互換性，便于成批制造，主要用于簡單，規(guī)范形狀（圖形，方法或矩形）的沖件。落料時，因為落料件表面尺寸與凹模刃口尺寸相等或基本一致，應該先確定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸為基準

34、，又因為落料件尺寸會隨凹模刃口的磨損而增大，為了保證凹模磨損到一定程度仍能沖出合格零件，故凹模基本尺寸應該取落料件尺寸公差范圍內的較小尺寸，落料凸模的基本尺寸則是凹?；境叽缟蠝p去最小合理間隙。凸模和凹模分別加工時的尺寸計算落料、沖孔和拉深時的計算公式： 料時， （3-16） （3-17）沖孔時， （3-18） （3-19）其中：、分別為落料凹模和凸模的基本尺寸；、分別為沖孔凸模和凹模的基本尺寸；落料件的最大極限尺寸；沖孔件的最小極限尺寸；沖裁件的公差；磨損系數，其值應在0.51之間，與沖裁精度有關。、分別為凹模和凸模的制造偏差。一般一按零件公差的1/31/4來選取。對于采用分別的凸模和凹模，

35、應保證下述關系：，否則，模具的初始間隙已超過了允許的變動范圍，影響模具的使用壽命。隔帽落料模凸、凹模工作部分尺寸的計算由于零件屬于形狀簡單的零件，所以選擇分別加工法。查表3-4得到：，取，取根據落料時凸凹模計算公式（3-12）、（3-13）得到：沖孔模的計算：選擇所沖的孔精度為it12小孔的凹凸模尺寸為同理可以算出沖大孔的凹凸模尺寸 表3-4 沖裁模初始雙面間隙z （mm）板料厚度08、10、35、09mn、q2350.50.0400.0600.60.0480.0720.70.0640.092拉深時，拉深模直徑尺寸的確定的原則，為要求外形尺寸時以凹模尺寸為準，要求內形尺寸時以凸模尺寸為準。拉深

36、凸模和凹模的單邊間隙按z=1t=0.5mm計算凸凹模制造公差，按it14級精度選取，由冷沖模設計表6-16查得，對于拉深尺寸， 。因拉深件注內形尺寸，按凸模進行配作： （3-20）式中 d拉深件內形尺寸：拉深件公差，這里按it14級精度選取，查手冊，可以得 =0.74 即有 拉深凹模則注凸模的基本尺寸,并要求按單面拉深間隙配作：第4章 模具的結構設計4.1 模具結構形式的選擇 4.1.1 模具的閉合高度模具的閉合高度h是指模具在最低工作位置時，上下模座之間的距離，它的高度應介于壓力機最大和最小裝模高度之間，如果試模發(fā)現(xiàn)模具高度不夠可以適當加墊板。模具的實際閉合高度為：該副模具使用凹模固定板厚度

37、為10 mm，上墊板厚度為10mm。凸凹模的長度設計為80mm，落料凹模設計為34mm，則閉合高度為：4.1.2 模架的選用模具采用正裝式。這種結構的優(yōu)點，出件暢通無阻，操作方便生產效率高，廢料能從壓力機臺面上直接落下，而沖裁件從上模推下，比較容易取出，因此操作方便安全。缺點是彈性卸料板使模具的結構變復雜,要簡化可以采用剛性卸料板，其缺點是拉深件留在剛性卸料板中不易取出，帶來操作上的不便，結合本次設計綜合考慮，采用彈性卸料板。從生產量和方便操作以及具體規(guī)格方面考慮，選擇中間導柱模架，由凹模外形尺寸，（gb/t2855.51990）在按其標準選擇具體結構尺寸如下上模板 ht250下模板 zg45

38、0導 柱 20鋼導 套 20鋼凸緣模柄 q235模具閉合高度 max 225mm min 180mm4.1.3 彈性元件（彈簧或橡皮）的選用與計算（1） 螺旋彈簧的選用 根據總卸料力（或壓料力、推件力等）和擬用的彈簧個數n，計算出每個彈簧應承受的預壓力： （4-1） 根據的大小，初選彈簧規(guī)格，使選用的彈簧的最大工作負荷大于約70%90%。 根據彈簧壓力與其壓縮成正比的特性，有所選彈簧的最大工作負荷、最大工作負荷下的總變形量，以及每個彈簧的預壓力求出該彈簧的預壓縮量為： （4-2） 校核彈簧最大工作負荷下的總變形量，若滿足式則彈簧選得合適，否則必須重新選擇。其中：彈簧實際所需最大壓縮量；彈簧預壓

39、縮量；卸料板工作行程，一般取料厚t+1（mm）；凸、凹模修磨量。（2） 落料模卸料彈簧的具體計算由公式（3-16）得到預壓力：，其中為之前計算的卸料力。取，選取彈簧型號：，。根據公式（4-2）計算彈簧的預壓縮量，所以選擇合理。 4.2 模具工作部分尺寸計算4.2.1 落料凹模落料凹模采用矩形板結構和直接通過螺釘、銷釘與下模座固定的固定方式。因生產的批量大，考慮凹模的磨損和保證零件的質量，凹模刃口采用直刃壁結構，刃壁高度，漏料部分沿刃口輪廓適當擴大（為便于加工，落料凹模漏料孔可設計成近似于刃口輪廓的形狀，如凹模圖）。凹模輪廓尺寸計算如下：凹模厚度 凹模壁厚 （）沿送料方向的凹模長度為根據算得的凹

40、模輪廓尺寸，選取與計算值相近的凹模板，其尺寸為。圖4-1 落料凹模4.2.2 拉深凸模拉深凸模刃口部分為非圓形，為便于凸模和固定板的加工，可設計成階梯形結構，并將安裝部分設計成便于加工的長圓形，通過螺釘緊固在固定板上，用銷釘定位。凸模的尺寸根據刃口尺寸、卸料裝置和安裝固定要求確定。凸模的材料選用t10a，工作部分熱處理淬硬。對于拉深凸模的工作深度，必須從幾何形狀上做的正確。為了使零件容易在拉深后被脫下，在凸模的工作深度可以作成一定錐度。如圖4-2圖4-2 拉深凸模4.2.3 凸凹模該復合模中的凸凹模是主要工作零件，其外形作為落料凸模內形又作為拉深凹模，并且內、外形刃口部分都為非圓形，為便于凸凹

41、模與凸模固定板的配合，凸凹模的安裝部分設計成便于加工的長圓形，通過螺釘緊固在凸模固定板上，并用銷釘定位，凸凹模的自由長度設計為80mm。如圖4-3： 圖4-3 凹凸模4.2.4 彈壓御料板彈性卸料板的尺寸可以根據彈性元件的數目以及外徑來計算。彈性卸料板的厚度綜合裝模高度設計為10mm，開有4個孔方便彈簧的安裝，為保證其達到卸料的作用此處選取jb425-62的彈簧保證其作用。圖4-4 彈性卸料板4.2.5 上墊板墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被壓出陷痕而損壞。在設計中我們把墊板的外形尺寸與凸凹模的外形尺寸相匹配，其厚度我們設計為10mm。在上墊板上設

42、計了一個推桿孔，以便安裝推桿，還有3個螺釘孔以及1個銷孔，這些都是為了與凸凹模和拉深凸模上的各種固定零件的安裝相匹配的。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。上墊板的零件圖如圖4-5所示。圖4-5上墊板4.2.6 壓邊圈在這個設計中,壓邊圈借助頂桿所施的頂件力,既起到壓邊的效果,又起到把拉深件頂出拉深凸模,在設計上有兩個小凸臺，其作用是保證壓邊圈在橡膠舒張的狀態(tài)下壓邊圈和落料凹模刃口平齊方便板料定位和拉深結束后取件，經計算設計高度為10mm,小凸臺高度為3.2mm如圖4-6圖4-6壓邊圈4.2.7凸凹模固定板凸凹模固定板的作用是固定拉深凸模，一般采用過盈配合以保證落料凸模的固定效果。在設計中我

43、們把凸凹模固定板的外形尺寸與凸凹模的外形尺寸相匹配，其厚度我們設計為20mm。此外還有3個固定螺釘孔還有4個卸料螺釘孔以及1個銷孔，這些都是為了與凸凹模和落料凹模上的各種固定零件的安裝相匹配的。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。上墊板的零件圖如圖4-7所示。 圖4-7 上墊板的零件圖4.2.8拉伸凸模固定板 拉伸凸模固定板的主要作用是固定拉深凸模的，設計高度為10mm,如圖4-8圖4-8 凸模固定板第5章 模具的裝配5.1 模具裝配技術的要求沖裁模裝配主要有下面一些技術要求：1. 裝配好的沖裁模，其閉合高度應符合設計要求。2. 模柄裝入上模座后，其軸心線對上模座上平面的垂直度誤差，在全長范

44、圍內不大于0.05mm。3. 導柱和導套裝配后，其軸心線應分別垂直于下模座的底平面和上模座的上平面。4. 上模座的上平面應和下模座的底平面平行。5. 裝入模架的每對導柱和導套的配合間隙值應符合規(guī)定要求。6. 裝配好的模架，其上模座沿導柱上、下移動應平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。7. 裝配后的導柱，其固定端面與下模座下平面應保留12mm 距離，選用b 型導套時，裝配后其固定端面低于上模座上平面12mm。8. 凸模和凹模的配合間隙應符合設計要求，沿整個刃口輪廓應均勻一致。9. 定位裝置要保證定位正確可靠。10. 卸料及頂件裝置靈活、正確、出料孔暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內。11. 模具應在產生的條件下

45、進行試驗，沖出的制件應符合設計要求。5.2 復合模的裝配復合模一般以凸凹模作為裝配基件。其裝配順序為：裝配模架，導套與上模座采用配合，導柱與下模座采用基軸制配合；裝配凸凹模組件（凸凹模及其固定板）和凸模組件（凸模及其固定板）；將凸凹模組件用螺釘和銷釘安裝固定在指定模座（正裝式復合模為上模座，倒裝式復合模為下模座）的相應位置上；以凸凹模為基準，將凸模組件及凹模初步固定在另一模座上，調整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模；試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應模座一起鉆鉸銷孔；卸開上、下模，安裝相應的定位、卸料、推件或頂出

46、零件，再重新組裝上、下模，并用螺釘和定位銷緊固。5.3 凸、凹模間隙的調整沖模中凸、凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時，必須要保證凸、凹模間隙的大小及均勻一致性。通常，凸、凹模間隙的大小是根據設計要求在凸、凹模加工時保證，而凸、凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時保證的。沖模裝配時調整凸、凹模間隙的方法很多，需根據沖模的結構特點、間隙值的大小和裝配條件來確定。這里用墊片法來調整。墊片法是利用厚度與凸、凹模單面間隙相等的墊片來調整間隙，是簡便而常用的一種方法。其方法如下：按圖樣要求組裝上模與下模，其中一般上模只用螺釘稍微擰緊，下模用螺

47、釘和銷釘緊固。在凹模刃口四周墊入厚薄均勻、厚度等于凸、凹模單面間隙的墊片（金屬片或紙片），再將上、下模合模，使凸模進入響應的凹?？變?，并用等高墊鐵墊起。觀察凸模能否順利進入凹模，并與墊片能否有良好的接觸。若在某方向上與墊片接觸的松緊程度相差較大，表明間隙不均勻，這時可用手錘輕輕敲打凸模固定板，使之調整到凸模在各方向與凹?？變鹊馄乃删o程度一致為止。調整合適后，在將上模用螺釘緊固，并配裝銷釘孔，打入定位銷。5.4 模具的總裝配由以上的設計計算，并經繪圖設計，該隔帽落料、拉深、沖孔復合模裝配圖如圖5-1所示。圖5-1總體裝配圖5.5 模具零件列表該復合模的主要零部件在模具的結構設計中已經進行了仔細

48、的設計，其余的非標準的零件可以根據需要按國標選取使用。所有零件的明細表見表5-1。表5-1 落料、拉深、沖孔復合模零件表件號名 稱數量材 料規(guī) 格（）標 準熱 處 理1定位銷2458x40gb/t119.1-20004348hrc2墊板145160x104348hrc3下模座1ht400250x2000x40gb/t2855.6(45)調質2832hrc4模 柄1q23522x46jb/t7646.3-19944348hrc5拉深凸模1t105860hrc6推 桿3406x854348hrc7卸料螺釘4m12x105gb2867.6-818壓邊圈145厚度10mm4852hrc9螺 釘4m10

49、x20gb/t70.1-200010導套22018/24x50x24/36滲碳5862hrc11導柱22018/26x165滲碳5862hrc12落料凹模1t10a高34mm6062hrc13拉深凸模固定板1452838hrc14圓柱銷24512x100gb/t119.1-20002838hrc15六角螺栓44515 x25jb/t70.1-20004348hrc16頂 桿2453x50jb/t7650.3-19944348hrc16凸凹模1t10a5862hrc17上模座1ht200250x2000x35gb/t2855.6(45)調質2832hrc18凸凹模固定板145160x104348hrc19擋料銷34516x13jb/t7649.10-19944348hrc20墊圈1q235厚度1.2gb93-874348hrc21橡膠1pur6.4 x6.4gb119-7622彈簧465mnjb425-624246hrc23開槽盤頭螺釘145m12 x10gb/70.1-20003540hrc24圓頭螺釘445m6 x45gb/70.1-20003540hrc25定位螺釘245m15 x15jb/t70.1-20003540hrc5.6 試模沖模裝配