家用溫控開關(guān)冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造-論文說明書

1、家用溫控開關(guān)冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造-論文說明書 畢 業(yè) 論 文 論文題目 家用溫控開關(guān)冷沖壓模具 設(shè)計(jì)與制造 系 別 電子信息工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 09機(jī)械3班 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師（簽名） 完成時(shí)間 2013 年 5 月 摘要 沖壓又稱冷沖壓作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、家用電器、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)中。本設(shè)計(jì)是家用溫控開關(guān)的設(shè)計(jì)，并對(duì)產(chǎn)品的模具產(chǎn)品圖進(jìn)行沖壓模工業(yè)分析和模具設(shè)計(jì)，將冷沖壓模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述冷沖壓模具的設(shè)計(jì)過程。 本設(shè)計(jì)對(duì)指定工件進(jìn)行的復(fù)合模設(shè)計(jì)，利用Auto CAD等軟件對(duì)之間進(jìn)行設(shè)

2、計(jì)繪圖。綜合考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性、零件的沖壓工藝性以及復(fù)雜程度和精確度等諸多因素，進(jìn)行冷沖壓工藝分析與計(jì)算，提出合理的工藝方案和機(jī)構(gòu)形式，介紹模具設(shè)計(jì)中的排樣與送料方式和卸料與導(dǎo)向方式，還具體分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料裝置、拉深凸模、墊板、固定板等）的設(shè)計(jì)與制造。確定沖壓成型工藝過程并對(duì)個(gè)具體部分進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和校核，確保模具工作的可靠性，各配件配合的準(zhǔn)確性。列出了模具所需零件的詳細(xì)清單，并繪制模具的裝配圖和各零件圖。 關(guān)鍵詞：冷沖壓； 工藝分析； 家用溫控開關(guān)； 復(fù)合模； 沖孔拉深 I Cold stamping die design and manufacture househol

3、d temperature control switch Abstract Stamping is also called cold stamping as an important modern industrial processing method, is widely used in automotive, energy, machinery, household electrical appliances, aerospace, defense industry and daily life of the production. This design is the design o

4、f the temperature control switch, household and stamping die mold diagram of the product, industrial analysis and mold design, the cold stamping mould related knowledge as the basis, elaborated the cold stamping mould design process. This design for compound die is designed, specified workpiece betw

5、een to make use of Auto CAD and other software design drawing. Considering the efficiency of products, parts of the stamping manufacturability as well as the complexity and accuracy, and many other factors, cold stamping process analysis and calculation, puts forward reasonable process scheme and or

6、ganization form, introduced die design of the layout and feeding and discharging and guide way, also analyzes the mold of the main components (such as intensive, discharging device, drawing punch, fixed plate, plate, etc.) design and manufacturing. Determine the stamping forming process and the spec

7、ific parts of detailed calculation and checking, ensure the working reliability of the mold, and various fittings with accuracy. Lists the mould needs a detailed list of spare parts, and draw the mold assembly drawing and part drawing. Key words: Cold stamping Process analysis Household temperature

8、control switch Composite mould Punching deep drawing II 目錄 第一章 前言 . 1 1.1我國模具的背景與現(xiàn)狀 . 1 1.2我國模具未來發(fā)展的趨勢 . 1 1.3研究意義 . 1 第二章 分析零件的工藝性和確定工藝方案 . 3 2.1家用溫控開關(guān)的設(shè)計(jì) . 3 2.2沖壓件的工藝分析 . 3 2.3沖裁件斷面質(zhì)量 . 4 2.4冷沖壓工藝方案的確定 . 4 2.5模具結(jié)構(gòu)形式的確定 . 5 2.6排樣方案的確定 . 6 2.7搭邊方案的確定 . 6 2.8材料的利用率 . 7 第三章 模具結(jié)構(gòu)形式的選用 . 8 3.1模具類型的選擇 .

9、 8 3.2定位方式的確定 . 8 3.3導(dǎo)料板的選擇 . 8 3.4 擋料銷的選擇 . 9 3.5壓料裝置 . 10 3.6卸料板的選擇 . 10 3.7出件方式 . 10 3.8送料方式的確定 . 10 3.9導(dǎo)向方式的選擇 . 10 第四章 模具主要工藝參數(shù)的計(jì)算 . 12 4.1沖裁工藝的設(shè)計(jì)分析 . 12 4.2間隙對(duì)沖裁工作的影響 . 12 4.3沖裁力計(jì)算 . 13 4.4沖孔力的計(jì)算： . 13 4.5卸料力及推件力計(jì)算 . 13 4.6拉深力的計(jì)算 . 14 4.7壓邊力的計(jì)算 . 15 3.8拉深功的計(jì)算 . 15 4.9初選壓力機(jī) . 15 4.10模具壓力中心的確定 .

10、 16 III 第五章 拉深工藝的分析與確定 . 17 5.1拉深加工的工藝性 . 17 5.2計(jì)算拉深次數(shù) . 18 第六章 模具工作部分尺寸計(jì)算 . 20 6.1沖裁模刃口尺寸計(jì)算 . 20 6.2落料凸凹模刃口的計(jì)算 . 21 6.3沖孔刃口尺寸計(jì)算 . 24 6.4孔中心尺寸的計(jì)算 . 25 6.5拉深凸、凹模的計(jì)算 . 25 第七章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 27 7.1模架的選用 . 27 7.2模具閉合高度 . 27 7.3落料凹模 . 27 7.4拉深凸模 . 29 7.5凸凹模的設(shè)計(jì) . 31 7.6彈性卸料板 . 33 第八章 模具的總體安裝 . 36 8.1模具的裝配 . 36

11、 8.2模具零件 . 37 8.3確定沖壓設(shè)備 . 38 8.4模具的裝配 . 38 8.5重要零件的制造加工工藝 . 39 主要參考文獻(xiàn) . 42 致謝 . 43 IV 第一章 前言 1.1我國模具的背景與現(xiàn)狀 模具廣泛應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)中，在飛機(jī)、家用電器、日用五金等制造業(yè)中有著極為重要的地位。對(duì)于鈑金件、鍛件、壓鑄件等生產(chǎn)，模具都扮演者重要的角色，模具是實(shí)現(xiàn)這些生產(chǎn)的重要工藝裝備。 隨著社會(huì)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的快速增長、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。模具成形技術(shù)及模具設(shè)計(jì)與制造已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。近十幾年來，中國模具工業(yè)發(fā)展十分迅速，高新技術(shù)企業(yè)的快速發(fā)展加大了用

12、于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，技術(shù)進(jìn)步已成為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?相對(duì)于國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家，我國的模具工業(yè)和技術(shù)近幾年來雖然得到了十分快速的發(fā)展，但仍存在較大差距。未來的中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展空間和潛力是巨大的、無窮的。 我國從改革開放以來，模具工業(yè)發(fā)展非常迅速。特別是這幾年來，大量模具企業(yè)及模具工業(yè)城不斷出現(xiàn)，從業(yè)人員已超百萬，模具專業(yè)連年出現(xiàn)人才的奇缺的現(xiàn)象，模具行業(yè)呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展良機(jī)，中國模具工業(yè)的技術(shù)水平得到極高的提高。目前，中國模具的總量僅次于日本、美國，位居世界第三。巨大的市場需求推動(dòng)著中國模具工業(yè)更快速地向前發(fā)展。 1.2我國模具未來發(fā)展的趨勢 根據(jù)目前國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展?fàn)顩r

13、，我國的模具行業(yè)在未來將做出很大的調(diào)整，發(fā)展趨勢將會(huì)出現(xiàn)以下一些現(xiàn)象：一是模具日趨大型化；二是塑料模具的比例將不斷增大；三是模具的精度將越來越高；四是模具標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛；五是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展；六是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊；七是壓鑄模具的比例將不斷提高；八是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大。這就是我國模具行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。 1.3研究意義 模具工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具成形工藝方法是工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的方法，它能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率。冷沖壓技術(shù)的發(fā)展和模具技術(shù)的發(fā)展是相互促進(jìn)，共同發(fā)展的。應(yīng)該說，冷沖模具的研究和創(chuàng)新對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展具有積極

14、意義。 在空調(diào)、飲水機(jī)、熱水器、消毒柜、電蒸鍋等電器中家用溫控開關(guān)能夠起到控溫開關(guān)的作用。而對(duì)于其他家用的電器、電子儀器、電子控制柜等家用溫控開關(guān)可起到過熱保護(hù)、限溫等作用。 模具制造對(duì)制造業(yè)的作用是重大的，具有深遠(yuǎn)意義。為此，我選擇冷沖模具的設(shè)計(jì)與制造為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。我希望我自己能夠掌握各種模具制造方法的基本原理和特點(diǎn)。 1 在設(shè)計(jì)、制造模具時(shí)，自己能夠結(jié)合實(shí)際情況，學(xué)習(xí)如何充分考慮它們的特點(diǎn)，然后選用最佳的工藝方案。并且掌握各種制造方法對(duì)模具結(jié)構(gòu)的要求，使得自己具備一定的分析模具結(jié)構(gòu)工藝性的能力。自己學(xué)以致用，能夠設(shè)計(jì)出工藝性能良好的模具結(jié)構(gòu)。通過了解國內(nèi)先進(jìn)的模具制造技術(shù)，盡量采用新工藝

15、、新技術(shù)。通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)鞏固和加深自己已經(jīng)學(xué)過的理論知識(shí)，提高自己的綜合分析和解決工程實(shí)際問題的能力，為以后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。 2 第二章 分析零件的工藝性和確定工藝方案 2.1家用溫控開關(guān)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)零件-家用溫控開關(guān)，零件圖如下： 圖2-1所示為家用溫控開關(guān)零件圖，沖壓材料為Q235-A普通碳素鋼，厚度為1.5mm，大批量生產(chǎn)。試制定工件沖壓工藝規(guī)程、設(shè)計(jì)其模具、編制模具零件的加工工藝規(guī)程。 零件名稱:家用溫控開關(guān) 生產(chǎn)批量:大批 材料:Q235-A普通碳素鋼 厚度： t=1.5mm 圖2-1 家用溫控開關(guān)零件圖 2.2沖壓件的工藝分析 （1）材料:該沖裁件的材料是Q235-A，是

16、普通碳素鋼，它具備良好的沖壓性能。 （2）零件結(jié)構(gòu):零件幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，沒有尖角。外形有多處圓弧，但幾何結(jié)構(gòu)不算很復(fù)雜，難度一般。兩邊有兩個(gè)圓孔，孔的最小尺寸8mm，滿足沖裁最小孔徑dmin?1.0t?2mm的要求。該零件可看成帶凸緣的筒形件，料厚t=1.5mm，拉深后厚度不變；零件底部圓角半徑r=3mm凸緣處的圓角半徑也為R=5mm；尺寸公差都為自由公差，滿足拉深工藝對(duì)精度等級(jí)的要求。因此，該制件具有良好的沖壓工藝性，比較適合沖裁。 3 （3）尺寸精度:因?yàn)榱慵木纫蟊容^低，對(duì)于沒有標(biāo)注的公差尺寸按照公差數(shù)值IT14精度來處理。零件內(nèi)外形尺寸按IT12精度確定，查公差表可得各尺寸公差為

17、: 000零件外形：800 ?0.3mm ?38?0.25mm ?50?0.25mm R5?0.12mm 0R30 ?0.1mm R10?0.15mm ?0.15?0.25mm ?350零件內(nèi)形：?80mm 對(duì)于零件圖上其他未標(biāo)注公差的尺寸，都按國家標(biāo)準(zhǔn)T14級(jí)確定工件尺寸的公差。 2.3沖裁件斷面質(zhì)量 沖裁件在斷面質(zhì)量和毛刺高上相對(duì)沒有特別嚴(yán)格的要求。只要模具精度達(dá)到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量就可以得到保證。 沖裁件所用的材料Q235-A是普通碳素鋼，為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中，經(jīng)熱處理后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。 本零件需要大批量生產(chǎn)，采用沖壓加工的方

18、法，最好就是采用復(fù)合模或級(jí)進(jìn)模的方法，這樣將能很大地提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。 2.4冷沖壓工藝方案的確定 由零件圖，如圖2-2零件立體圖可知，零件包括落料、沖孔、拉伸，三個(gè)基本工序，可采用以下三種工藝方案： （1）沖孔、拉深、落料，采用單工序模生產(chǎn)。 （2）落料、沖孔、拉深，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 （3）沖孔、拉深、落料，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案（1）模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三道工序和三套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)率較低，難以滿足零件的大批量生產(chǎn)需求，所以本次設(shè)計(jì)不建議采用。 方案（2）只需要一套模具就可以得到形位精度和尺寸精度同時(shí)得到保證的沖壓件，并且生產(chǎn)率較高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但零件幾何結(jié)

19、構(gòu)相對(duì)比較簡單，所以模具的制造并不困難。 方案（3）也只需一套模具，生產(chǎn)率也較高，但零件的沖壓精度較復(fù)合模低。 從沖裁件的形位精度和尺寸精度為標(biāo)準(zhǔn)，通過上述三種方案比較，對(duì)該零件沖壓生產(chǎn)以采用方案（2）為最佳。 4 圖2-2家用溫控開關(guān)立體圖 2.5模具結(jié)構(gòu)形式的確定 正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)的比較見下表2-1。 結(jié)合表2-1可知，由于制件的平直度要求比較高，工件最小厚度為1.5mm，而倒裝不能達(dá)到平整要求，并且凸凹模要求有較大的壁厚以增加強(qiáng)度。故從沖裁件質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性和安全性前提下，綜合考慮采用正裝復(fù)合模。 5 2.6排樣方案的確定 排樣就是沖裁件在條料、帶料或板料上合理的布置方法。正確

20、的排樣方法可以提高材料利用率、降低成本、保證沖裁件質(zhì)量和模具壽命。所以正確地選擇排樣方法對(duì)于沖裁模具設(shè)計(jì)是非常重要的。 根據(jù)合理地利用材料原則，條料進(jìn)行時(shí)可考慮如下三種方法進(jìn)行： （1）有廢料排樣：該方法精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 （2）少廢料排樣：該方法沖件質(zhì)量差，模具壽命較方法（1）低。但是材料利用率高，沖裁結(jié)構(gòu)簡單。 （3）無廢料排樣：該方法沖件的質(zhì)量和模具壽命最低，但材料利用率卻最高。 通過上述三種方法的綜合分析比較，結(jié)合模具壽命和沖裁質(zhì)量的對(duì)比，該沖裁件的排樣方式選擇為廢料排樣最佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇斜排最佳。 2.7搭邊方案的確定 排樣時(shí)毛坯外

21、形與條料側(cè)邊及相鄰毛坯外形之間設(shè)置的工藝廢料稱為搭邊。搭邊值要合理地確定，搭邊值過大，材料浪費(fèi)，降低材料利用率；而搭邊值過小，沖裁時(shí)條料容易被拉斷，并且送料困難，凸凹模壽命也會(huì)降低，同時(shí)產(chǎn)生毛刺等。 搭邊寬度的選取需要考慮的因素： 1.材料利用率；2.凸模強(qiáng)度；3.條料的剛性；4.產(chǎn)品的品質(zhì)。 查【6】表2.1-18確定搭邊值： 表2.1-18 沖裁金屬材料的搭邊值（mm） 條料邊緣的搭邊值為3mm和工件之間的搭邊值為2mm；步距L=73.5mm。 模具有側(cè)壓裝置時(shí)，條料在側(cè)壓裝置的頂壓下始終沿某一側(cè)的導(dǎo)料板送進(jìn)。 00條料寬度的計(jì)算B?(D?2a?)0 ?(61.5?2?3?0.6)?0.6

22、?67.5?0.6 0導(dǎo)板之間的距離計(jì)算A?B?z?67.50 ?0.6?5?72.5?0.6 式中B-條料寬度的基本尺寸（mm）；D-垂直于送料方向的工件最大尺寸（mm）； A-導(dǎo)板之間距離尺寸（mm）；a-側(cè)搭邊值（mm）； z-條料與導(dǎo)尺間的最小間隙（mm）；?-條料寬度的單向極限偏差（mm）。 z，?查【6】表2.1-19和2.1-20確定送料最小間隙值和條料寬度的極限下偏差值。 6 表2.1-19 送料最小間隙z1（mm） 表2.1-20 條料寬度的極限下偏差（-）（mm） 確定后排樣圖如圖2-3所示 圖2-3排樣圖 2.8材料的利用率 材料的利用率是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，也

23、是購買原材料多少的重要依據(jù)。材料的利用率是指沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比。 經(jīng)過計(jì)算制件的實(shí)際面積S?3926.97mm2 故，材料利用率的計(jì)算?S/(B?L)?100%?3926.97?100%?79.2% 67.5?73.5 式中：?-材料利用率（mm）；S-沖裁件的實(shí)際面積（mm）； B-條料寬度（mm）；L-沖裁步距（mm）。 ?越大，廢料所占面積越小，利用率越大。 7 第三章 模具結(jié)構(gòu)形式的選用 3.1模具類型的選擇 沖裁模結(jié)構(gòu)類型有單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等。 單工序模，壓力機(jī)的一次行程中，一個(gè)工位只完成一個(gè)沖壓工序的模具。只適用于沖裁精度要求不高，形狀也簡單和生產(chǎn)批量很

24、小的沖件，本次設(shè)計(jì)不建議采用。 復(fù)合模，相對(duì)于單工序模它能同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。復(fù)合模對(duì)于凸凹模在模具的裝配位置不同可以分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。復(fù)合模壓料較好，沖件平整精度高，并且大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率也較高。所以本次設(shè)計(jì)可以采用。 級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模），對(duì)于上述兩種模具，它具有兩個(gè)或更多的工位，在不同的工位上逐次完成不同的沖壓工序，并在最后一個(gè)工序上沖出工件的模具。對(duì)比復(fù)合模，級(jí)進(jìn)模也能大批量生產(chǎn)，沖裁件平整度和生產(chǎn)率也較高。但是級(jí)進(jìn)模一般沖裁零件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的制品。 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，確定采用復(fù)合模。并且因?yàn)闆_裁件的幾何結(jié)構(gòu)較為簡單，它降低了模具的加工難度。采用

25、復(fù)合模生產(chǎn)能夠降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。 3.2定位方式的確定 定位零件能保證沖出合格的制品，它確保條料或者毛坯準(zhǔn)確地送進(jìn)模具中。條料或者毛坯的定位有兩種方法：一是送料方向上的定位，即通常所說的擋料；二是在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱為導(dǎo)料。 3.3導(dǎo)料板的選擇 屬于送料導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷，導(dǎo)料板、側(cè)壓板等。引導(dǎo)條料正確地向前送進(jìn)，采用有側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板可以確保條料順利通過兩導(dǎo)料板間，確保制件質(zhì)量。根據(jù)上面 【6】的計(jì)算，采用國家標(biāo)準(zhǔn)，查表5.2-45導(dǎo)料板長度L?200mm，寬度B?32mm， 厚度H?6mm。如圖3-1導(dǎo)料板的立體圖所示。 圖3-1導(dǎo)料板的立體圖 8 表5.2-

26、45 導(dǎo)料板（JB/T7648.5-1994)(mm) 注：*為可選用尺寸。 3.4 擋料銷的選擇 擋料銷則多用于復(fù)合模和單工序模中。因?yàn)閳A柱擋料銷制造簡單，使用方便，適應(yīng)于彈性卸料板的沖模中。其擋料銷的高度h查【6】表3.1-23得h?3mm。采用標(biāo)準(zhǔn)，圓柱擋料銷見【6】表5.2-58標(biāo)準(zhǔn)JB/T7649.10?1994。如圖3-2擋料銷的立體圖所示。 圖3-2擋料銷的立體圖 表5.2-58 固定擋料銷（JB/T7649.10-1994）(mm) 9 3.5壓料裝置 常見的帶限位壓料裝置的結(jié)構(gòu)型式見表【6】表3.1-30，因?yàn)橹萍状卫罟什捎米筮叺谝粋€(gè)圖，壓邊圈形狀采用平面形，形狀圖見【6

27、】圖3.1-6。其內(nèi)孔直徑dY?1.001dp，且滿足dp?0.01mm?dY?dp?0.25mm。 3.6卸料板的選擇 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。固定卸料力大，卸料可靠。因此，當(dāng)沖裁板料較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、平面度要求不很高的沖裁件時(shí)，一般采用固定卸料裝置。 彈性卸料裝置既有卸料作用又有壓料作用。采用彈性卸料裝置得到的沖裁零件質(zhì)量較好，平面度也較高。因此，質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁適宜用彈性卸料裝置。 因?yàn)闆_裁件平直度要求較高，料厚為1.5mm相對(duì)較薄，而卸料力并不是不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，綜合考慮選取彈性卸料裝置。 彈性卸料板的最小厚度值查【6】表3

28、.1-33得h?20mm，卸料板與凸模的單邊間隙值查【6】表3.1-34得c?0.15mm。 表3.1-33卸料板的最小厚度（mm） 表3.1-34彈性卸料板的結(jié)構(gòu)尺寸（mm） 3.7出件方式 因采用正裝式復(fù)合模生產(chǎn)，落料凹模在下模，故采用上出件為佳。拉深凹模安裝在上模，制件或廢料是向下頂出，相應(yīng)的部件稱為推件器。 3.8送料方式的確定 因?yàn)椴捎米詣?dòng)化送料裝置，并采用鉤式送料裝置，它是條料、卷料送料裝置中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，它主要由送料鉤、止回銷和驅(qū)動(dòng)機(jī)組成。鉤式送料裝置是鉤住條料（卷料）搭邊沿送料方向送進(jìn)。 3.9導(dǎo)向方式的選擇 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，

29、上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)，常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蛘呖v向送料的單工序沖載模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。但是 10 導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊容易磨損，模具使用壽命受到嚴(yán)重影響，且不能使用浮動(dòng)模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。對(duì)于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大批量生產(chǎn)的才采用此模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，所以只能縱向送料，一般用于單工序?；驈?fù)合模。 根據(jù)以上方案比較，結(jié)合本設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，還有模具壽命和工件質(zhì)量等因素。該復(fù)合模采用對(duì)角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式最合理，即方案一最佳。對(duì)角導(dǎo)柱的立體圖如圖3-3所示。 圖3

30、-3對(duì)角導(dǎo)柱的立體圖 11 第四章 模具主要工藝參數(shù)的計(jì)算 4.1沖裁工藝的設(shè)計(jì)分析 沖裁工藝性主要指的是沖裁件各方面如何才能滿足制件質(zhì)量要求，主要包括模具刃口因素、沖裁件的材質(zhì)、尺寸與形狀、對(duì)沖裁件的質(zhì)量要求以及對(duì)制件的設(shè)計(jì)等。 沖裁的凸模和凹模刃口之間的尺寸之差稱為沖裁間隙。單邊間隙用C表示，雙邊間隙Z。如圖4-1間隙圖所示。 圓形沖裁模雙邊間隙為Z?D凹?D凸。 (4-1) 式中：D凹沖裁模凹模直徑尺寸(mm)； D凸 沖裁模凸模直徑尺寸(mm)。 沖裁間隙值的大小影響著模具壽命、沖裁件質(zhì)量、卸料力和沖裁力，它是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要內(nèi)容。由于模具在使用過程中會(huì)逐步磨損，所以在設(shè)計(jì)和制造新

31、模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙。 圖4-1間隙圖 4.2間隙對(duì)沖裁工作的影響 （1）間隙對(duì)制件質(zhì)量的影響； （2）間隙對(duì)沖裁力的影響； （3）間隙對(duì)卸料力、推件力或頂件力的影響； 12 （4）間隙對(duì)模具壽命的影響； （5）間隙增大使沖裁工藝力減小。 4.3沖裁力計(jì)算 沖裁力是如何合理地選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要考慮因素，它是指沖裁過程中的最大剪切抵抗力。 用普通平刃口模具沖裁時(shí)，沖裁力F一般按下面(4-2)公式計(jì)算： F沖?KLt? (4-2) 式中：F沖沖裁力（N）； L沖裁件周長，經(jīng)計(jì)算L=147.2mm；t材料的厚度，t=1.5mm； ； ?材料剪切強(qiáng)度（取?=330MPa） K系數(shù)，一般K取1

32、.3。 故落料力F落?KLt?1.3?147.2?1.5?330?94723.2N?94.7KN 4.4沖孔力的計(jì)算： 孔?8mm的沖裁力F孔?KL孔t? （4-3） 式中：F孔沖孔力（N）；t材料的厚度，t=1.5mm； L孔沖裁件周長，經(jīng)計(jì)算L?d?3.14?8?25.12mm； ； ?材料剪切強(qiáng)度（取?=330MPa） K系數(shù)，一般K取1.3。 故孔?8mm的沖裁力F孔?KL孔t?1.3?25.12?1.5?330?16164.72N 兩個(gè)孔?8mm的總沖裁力F總孔?2?F孔?32329.44N?32.3KN 4.5卸料力及推件力計(jì)算 卸料力：凸模上將零件或廢料卸下來所需的力。推件力：從

33、凹模內(nèi)順著沖裁力方向把零件或廢料凹模腔頂出的力。頂件力：將卡在凹模中的料逆著沖裁力方向頂出所需的力。 以上這些力一般用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 推件力：F1?nK1F （4-4） 頂件力：F2?K2F （4-5） 13 卸料力：F3?K3F （4-6） 式中：F沖裁力（N）； n同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件數(shù)（或廢料）數(shù)，n?h/t； t材料厚度（mm）；h圓柱形凹模腔口高度（mm）； K1,K2,K3推件力、頂件力及卸料力系數(shù)，其值見表4-1。 表4-1 推件力系數(shù)、頂件力系數(shù)和卸料力系數(shù) 注：卸料力系數(shù)K3在沖孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜制件時(shí)取上限。 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁工藝，沖裁力、卸料力和

34、推件力同時(shí)產(chǎn)生。 故，卸料力：F3?K3F?0.05?94723.3?4736.165N?4.7KN （取K3?0.05） 頂件力：F2?K2F?0.06?94723.3?5683.4N?5.7KN （取K2?0.06） 推件力：F1?nK1F?2?0.055?94723.3?10419.563N?10.4KN （取K1?0.055，n=2） 4.6拉深力的計(jì)算 拉深力的計(jì)算通常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于帶凸緣圓筒形零件的拉深力近似計(jì)算公式(4-7)： F拉?dt?bk （4-7） 式中：F拉拉深力； 14 ； ?b為材料的抗拉強(qiáng)度極限（取?b?420MPa） d拉深后制件的直徑（mm）；t材

35、料厚度（mm）； k系數(shù)（取k=1）。 故F拉?dt?bk?3.14?38?1.5?420?1?75171.6N?75.1KN 4.7壓邊力的計(jì)算 壓邊圈的壓力過大會(huì)使制件拉裂并且要增大拉深力，而壓邊圈的壓力過低就會(huì)使工件的邊壁或凸緣起皺。壓邊力的大小可采用以下公式計(jì)算： F壓?Aq （4-8） 式中：F壓壓邊力（N）；A在壓邊圈上毛坯的投影面積（mm2）； q單位壓邊力（MPa），（取q=2.5）。 故F壓?Aq?(3926.97?3.14?17.52)?2.5?7413.4N?7.4KN 3.8拉深功的計(jì)算 不變薄拉伸得公式：W?cFmaxh?10?3 （4-9） 式中：W拉深功（J）；F

36、； xam最大拉伸力（N） h拉深深度（mm）； c系數(shù)。（取c=0.8）。 故W?cFmaxh?10?3?0.8?75171.6?12.5?10?3?751.7J 4.9初選壓力機(jī) 壓力機(jī)噸位的大小的選擇，首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提，并且要求設(shè)備的壓力要大于所需的變形力，而且還要有一定的力量儲(chǔ)備，以防萬一。從提高設(shè)備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長設(shè)備的壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，要求設(shè)備容量有較大的剩余。 因F落?F拉，故模具的總沖壓力為： F總?F落?F總孔?F3?F1?F拉?F壓?94.7?32.3?4.7?10.4?75.1?7.4?224.6KN 應(yīng)選的壓力機(jī)公稱壓力P0?1.31.6

37、?F?取為1.5，則公稱壓力為： P0?1.5F?1.5?224.6?336.9KN 因此查【3】附錄4附表5初選閉式單點(diǎn)壓力機(jī)JB23/40。 15 4.10模具壓力中心的確定 一副沖模的壓力中心就是指這幅沖模各個(gè)部分沖壓力的合力作用點(diǎn)。沖模的壓力中心，理應(yīng)盡可能通過模具中心并與壓力機(jī)滑塊中心重合，以免偏心載荷使模具歪斜，間隙不均，從而加速壓力機(jī)和模具的導(dǎo)向部分及凸、凹模刃口的磨損。 因?yàn)闆_裁件幾何形狀不是很復(fù)雜，并且對(duì)稱，其壓力中心位于沖裁件輪廓圖形的幾何中心。確定壓力中心，建立如下圖4-2坐標(biāo)系： 圖4-2壓力中心圖 由圖可知，該形狀關(guān)于X軸左右對(duì)稱，關(guān)于Y軸上下對(duì)稱，則壓力中心為該圖形

38、的幾何中心。即坐標(biāo)原點(diǎn)O。該點(diǎn)坐標(biāo)為（0，0）。 16 第五章 拉深工藝的分析與確定 5.1拉深加工的工藝性 （1）確定拉深圓角半徑 圓筒件底與壁部的圓角半徑r凸?t，凸緣與壁之間的圓角半徑r凹?2t，從有利于變形的條件來看，最好取r凸?(35)t，r凹?(48)t。若r凸(或r凹)?(0.10.3)t，須增加整形。 故，綜合考慮取r凹?5mm，r凸?3mm。 （2）計(jì)算毛坯尺寸 為了保證零件的尺寸必須考慮材料的各向異性和拉深時(shí)金屬流動(dòng)條件的差異等因素，就必須留出修邊余量。修邊余量的數(shù)值可查【6】表2.4-2確定，根據(jù)零件的尺寸取修編余量?2.5mm。這樣在計(jì)算毛坯尺寸的時(shí)候就必需加上修邊余量

39、然后再進(jìn)行毛坯的展開尺寸計(jì)算。 雖然在拉深的時(shí)候拉深件的各部分厚度要求發(fā)生一些變化，但是工藝措采如果采取適當(dāng)，則其厚度的變化量還是并不太大。所有在設(shè)計(jì)工藝過程時(shí)，可以不考慮毛坯厚度的變化，并且考慮金屬在塑性變形過程中保持體積不變，因而，在計(jì)算拉深件的的毛坯展開尺寸時(shí)，可以認(rèn)為在變形前后的毛坯和拉深間的表面積相等。 對(duì)于該零件，可看成帶凸緣拉深件。 80d 計(jì)算f?查【6】表2.4-2確定修邊余量?2.5mm，則實(shí)際外?2.2。 36.5徑為dt?df?2?80?2.5?2?85mm 表2.4-2 有凸緣圓筒形拉深件的修邊余量（mm) 則，可知制件板料直徑D為： 2 D?d12?6.28rd1?

40、4d2h1?6.28r1d2?4.56r12?d4?d32 ?292?6.28?5?29?4?36.5?3?6.28?5?36.5?4.56?52?852?482 ?.7?91.5mm 式中：d1?29mm，d2?36.5mm，r1?r凹?5mm，r2?r凸?3mm，h?12.5mm， 17 h1?3mm，d4?dt?85mm，d3?48mm。 毛坯形狀圖如下5-1： 圖5-1毛坯圖 5.2計(jì)算拉深次數(shù) 極限拉深系數(shù)值用理論計(jì)算的方法確定。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，拉深條件一般用實(shí)驗(yàn)的方法得出的，我們可以通過查表來取值。 d36.5零件總拉深系數(shù)為：m總?0.40； D91.5 相對(duì)凸緣直徑為：dt

41、?85?2.33?1.4，屬于帶大凸緣拉深件； d36.5 h12.5相對(duì)拉深高度為：?0.34； d36.5 t1.5?100%?1.56% 坯料相對(duì)厚度：?D96.2 第一次拉深的最大相對(duì)高度 第一次拉深系數(shù)為h1?0.280.35；故零件能一次拉出來。 d1dt85t1.5?0.93，?100?1.56，故拉深系數(shù)m1?0.42。 D91.5D96.2 普通平端面凹模拉深時(shí)，毛坯不起皺的條件是： t?0.045(1?m)?0.045?(1?0.40)?0.027，所以毛坯會(huì)起皺。 D 查【4】表7-1得拉伸方法為：可用可不用壓邊圈。為了使拉伸件不起皺，所以采用壓邊圈的方法。 18 表7-

42、1 采用壓邊圈的條件（平面凹模）（mm） 19 第六章 模具工作部分尺寸計(jì)算 6.1沖裁模刃口尺寸計(jì)算 凸、凹?？诔叽缂肮畲_影響著沖裁件的尺寸精度和模具的合理間隙值。所以，正確確定凸、凹模刃口尺寸及其公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。故，這里公差等級(jí)都取IT6級(jí)。 計(jì)算刃口尺寸及其制造公差時(shí)必須考慮下述原則。 （1）凹模尺寸決定著落料件的尺寸和公差，凸模尺寸決定著沖孔的孔尺寸和公差。因此，所以設(shè)計(jì)落料模時(shí)凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 （2）考慮到?jīng)_裁中凸、凹的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)凹模的尺寸應(yīng)取落料件尺寸公差范圍的接近最小的尺寸。 （3）設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，

43、同時(shí)考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，凸?；鶞?zhǔn)尺寸則應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的接近最大的尺寸。 故，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下仍然沖出合格制件并且可以使模具的壽命達(dá)到最大化。見圖6-1刃口尺寸與沖件尺寸的關(guān)系。 磨損系數(shù)x是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差的中間尺寸，如下表6-1所示。 表6-1磨損系數(shù)x 或者按下列關(guān)系取值：當(dāng)制件公差為IT10以上，取x=1； 當(dāng)制件公差為IT11之IT13以上，取x=0.75；當(dāng)制件公差為IT14，取x=0.5。 為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙值（Zmax），凸模和凹模制造公差必須滿足下列條件： |?凸|?|?凹|?Zmax?Zmin 或?。??凸?0.4(Zmax?Zmin) ?凹?0.6(Zmax?Zmin) 20 所制造的家用溫控開關(guān)，材料為Q235-A鋼，料厚為1.5mm。查【3】表2-5得 Zmax?0.240mm Zmin?0.132mm Zmax? Zmin?0.240?0.132?0.108mm 圖6-1刃口尺寸與沖件尺寸的關(guān)系 6.2落料凸凹模刃口的計(jì)算 落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算（如圖6-2所示），一