套環(huán)設(shè)計畢業(yè)論文

1、太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計套環(huán)的沖壓模具設(shè)計 27 張震機械工程系 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 材料成型及控制工程系 部： 韓海軍專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 二零一三年六月太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文誠信聲明 本人鄭重聲明：本設(shè)計及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成設(shè)計時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 本人簽名： 年 月 日1畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 套環(huán)的沖壓工藝分析及模具設(shè)計 系部：機械工程系 專業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué)號： 092018127 學(xué)生： 張震 指導(dǎo)教師(含職稱)： 韓海軍（高級工程師）專業(yè)負責(zé)人： 趙躍文 1 設(shè)計的主要任務(wù)及目標 （1）設(shè)計題目：套環(huán)的沖壓工藝

2、及模具設(shè)計 材料：08鋼 壁厚：1.5mm 生產(chǎn)批量：中批量(2) 針對設(shè)計的選題，查閱了大量的國內(nèi)外相關(guān)資料和文獻，充分了解國內(nèi)的現(xiàn)狀，深入分析我國的行業(yè)前景。(3) 通過本次畢業(yè)設(shè)計的寫作，培養(yǎng)和提高了我對所學(xué)的理論、知識和技能的運用能力，增強了創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。既掌握了所學(xué)的各類基礎(chǔ)知識、沖壓模具設(shè)計的流程。又培養(yǎng)了實事求是的科學(xué)精神、嚴肅認真的工作態(tài)度、良好的團體協(xié)作精神和優(yōu)秀的職業(yè)道德素養(yǎng)。2 設(shè)計的基本要求和內(nèi)容 (1)對給定零件進行工藝分析并確定工藝方案； (2)模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)工藝計算；(3)進行模具零部件的設(shè)計；(4)繪制模具裝配圖和非標準件的零件圖；

3、(5)編寫設(shè)計說明書；3.主要參考文獻 (1)沖壓設(shè)計資料 機械工業(yè)出版社 王孝培主編 (2)沖模圖冊 機械工業(yè)出版社 李天佑主編 (3)冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 機械工業(yè)出版社 王芳主編 (4)實用模具設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 陣錫棟、周小玉主編 (5)實用模具設(shè)計手冊 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 李紹林、馬長福主編 (6)冷沖模設(shè)計 機械工業(yè)出版社 丁聚松主編 (7)沖模設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 沖模設(shè)計手冊編寫組4.進度安排設(shè)計各階段名稱起 止 日 期1查閱相關(guān)資料、撰寫開題報告2013.3.32013.3.152確定工藝方案，并且初步進行工藝計算2013.3.152.13.4.153完成模具的設(shè)計與

4、計算2013.4.152013.5.154繪制圖紙及編寫設(shè)計說明書2013.5.152013.6.105畢業(yè)答辯2013年6月中旬III套環(huán)的沖壓工藝分析及模具設(shè)計摘要：本設(shè)計主要是套環(huán)的成型模具設(shè)計。通關(guān)對工件進行工藝分析及其結(jié)構(gòu)分析，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)壓力機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核都有詳細的設(shè)計。介紹了落料拉伸模具、沖孔模具等多套模具的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。通過模具設(shè)計表明該套模具能達到套環(huán)零件質(zhì)量和加工工藝要求。關(guān)鍵詞 套環(huán)；落料拉伸模具；壓力機 lantern ring die designAbstract:This design is th

5、e lantern ring mold design . Clearance of the workpiece process analysis and structural analysis, from the process of product structure , the specific mold structure starting on the mold forming part of the structure , the top choice of the system presses and related parameters have detailed check o

6、f the design . Introduced blanking drawing dies , necking flanging die mold sets the structure and working principle . Through the mold design indicates that the molds can reach the front cover part quality and processing requirements.Keyword：lantern ring;Blanking drawing dies;PressesVII目 錄前言11 沖壓成形

7、工藝分析2 1.1 明確設(shè)計任務(wù)，收集相關(guān)資料 2 1.2沖壓工藝性分析22 沖壓工藝方案的制定及模具結(jié)構(gòu)類型3 2.1工序性質(zhì)和數(shù)量3 2.2沖壓工藝方案43工藝設(shè)計及其零件尺寸計算4 4確定排樣裁板方式及材料利用率計算7 4.1排樣方式7 4.2 搭邊與料寬8 4.3 材料的利用率95 確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式9 5.1確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式9 5.2工藝方案確定96 落料拉伸模具計算工序壓力、壓力中心的計算和壓力機的選擇10 6.1工序壓力的計算10 6.2 計算模具壓力中心12 6.3壓力機的選擇127 計算模具主要工作部分的刃口尺寸13 7.1刃口尺寸的計算原則13 7.2 刃口尺寸的

8、計算及公差的確定148 模具的主要工作部分及結(jié)構(gòu)設(shè)計15 8.1模具主要工作部分的設(shè)計15 8.2 模架的選用22 8.3其他零部件的說明229 壓力機的校核23 9.1閉合高度的校核23 9.2 工作臺面尺寸的校核23 9.3滑塊行程的校核2310 模具的裝配和工作23 10.1沖裁間隙的調(diào)整23 10.2模架的裝配23 10.3模具總裝24 10.4模具的總裝配圖25 10.5模具的調(diào)試2511沖孔模具計算工序壓力、壓力中心的計算和壓力機的選擇26 11.1工序壓力的計算26 11.2 計算模具壓力中心27 11.3壓力機的選擇2712 計算模具主要工作部分的刃口尺寸27 12.1 刃口尺

9、寸的計算及公差的確定27 12.2 刃口尺寸的計算及公差的確定13 模具的主要工作部分及結(jié)構(gòu)設(shè)計28 13.1模具主要工作部分的設(shè)計28 13.2 模架的選用32 13.3其他零部件的說明3314 壓力機的校核33 14.1閉合高度的校核3315 模具的裝配和工作33 15.1模具的調(diào)試31 15.2模具總裝圖3416 其他工序模具主要零件設(shè)計計算說明35 16.1 再拉深模具凹模、凸模計算、壓力機及其模架的選擇35 16.2 翻孔凹模、凸模計算、壓力機及其模架的選擇36 16.3 翻邊凹模、凸模計算、壓力機及其模架的選擇38設(shè)計說明參考文獻38設(shè)計總結(jié)39致謝39 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文前 言

10、 目前我國模具工業(yè)與發(fā)達國家相比還比較落后。主要原因是我國在模具標準化，模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達國家相比有一定差距。我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，模具產(chǎn)品生成呈現(xiàn)的品種、少批量、復(fù)雜、大型精密更新?lián)Q代速度快。模具設(shè)計與技術(shù)由于手工設(shè)備，依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機加工，技 術(shù) 向以計算機輔助設(shè)計，數(shù)控編程切屑加工，數(shù)控電加

11、工核心的計算機輔助設(shè)計（CAD/CAM)技術(shù)轉(zhuǎn)變。模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度，高復(fù)雜程度,高生產(chǎn)率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出來，從而有好的經(jīng)濟效益，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有十分重要的地位，是我國國防工業(yè)及民用生產(chǎn)中必不可少的加工方法。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓零件日趨復(fù)雜化，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展，沖模制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動密集、依靠人工的手工技巧及采用傳統(tǒng)機械加工設(shè)備的行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型行業(yè)，更多的依靠各種高效、高精度機床，從過去的單一的機械加工時代轉(zhuǎn)變成電加工以及其他特

12、種加工相結(jié)合的時代。模具制造技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展成為技術(shù)密集型的綜合加工技術(shù)。本專業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計與制造工作能力的核心，將模具成型加工原理、設(shè)備、工藝、模具設(shè)計與制造有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)理論與實際相結(jié)合，突出實用性，綜合性，先進性。正確掌握并運用沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀和尺寸的綜合應(yīng)用，以提高我的模具設(shè)計與制造能力的綜合應(yīng)用。11 沖壓成形工藝分析1.1 明確設(shè)計任務(wù)，收集相關(guān)資料 沖壓工藝設(shè)計應(yīng)在研究設(shè)計任務(wù)，分析設(shè)計題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件，明確設(shè)計內(nèi)容和要求的條件下，收集調(diào)查研究并掌握有關(guān)設(shè)計的原始資料的基礎(chǔ)上進行，做到有目的的設(shè)計，避免盲目性。工藝設(shè)計的原始資料主要包

13、括如下內(nèi)容： (1)沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求 零件圖如設(shè)計任務(wù)書中所示的零件圖。技術(shù)條件應(yīng)明確合理。由此可對拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精度。 (2)生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類，一般分為大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)，該零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 (3)生產(chǎn)組織形式生產(chǎn)類型不相同，零件和產(chǎn)品的組織形式，采用的技術(shù)措施和達到的技術(shù)經(jīng)濟效果也會不同。1.2沖壓工藝性分析（1）材料：選取端蓋所用的材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼08鋼，其塑性較好，其具有良好的沖壓工藝性能。（2）從制件形狀來看：屬于階梯拉伸件，階梯

14、形件的拉伸和圓筒形件的拉伸基本相同，但主要考慮的是階梯件能否一次拉伸成型。 毛坯尺寸計算采用新方法。拉伸件體積不變原則。毛坯直徑D按如下公式計算： D= 式中：T材料體積 t材料厚度按照圖1計算得：D=93.3mm，毛坯的相對厚度t/D100=(1.5/93.3)100=1.6，按照小階梯直徑得拉伸系數(shù)m=(30+1.5)/93.3=0.33，查表得相應(yīng)筒形件極限拉伸系數(shù)為0.50。前者小于后者，可以判斷不能一次拉伸成型。 小臺階直徑與大臺階直徑之比d2/d1=30/44=0.68，接近極限拉伸系數(shù)0.5，按階梯形件的多次拉伸原則，先拉出小階梯法蘭件，考慮到直接在壁部修邊會使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本

15、高，不宜操作，在小階梯法蘭上修邊，然后在將法蘭拉伸成大臺階，以保證端口平齊。 該制件凸緣較高，可采用沖孔，或沖孔，翻孔工序。從節(jié)省材料、經(jīng)濟的角度來看，采用后者較好。 (3) 尺寸精度、同軸度要求較高，中零件圖上內(nèi)孔翻邊屬于IT13級，外緣翻邊屬于IT11級工件外輪廓所有未注公差尺寸按IT14級。精度要求不是很高，一般沖壓均能滿足精度要求。 (4) 為了保證孔的尺寸以及同軸度的要求，應(yīng)該先修邊、沖孔，再翻孔。防止孔變形由上述分析，可初步確定工序順序為：落料拉伸(小階梯)再拉伸(大階梯)沖孔、修邊整形翻孔翻邊。共需要5套模具。 從模具結(jié)構(gòu)上分析，小階梯落料拉伸能否一次拉伸成型需要在后面進行工藝計

16、算驗證。2 沖壓工藝方案的制定及模具結(jié)構(gòu)類型2.1工序性質(zhì)和數(shù)量2.1.1工序性質(zhì)的確定 在沖壓加工中，工序性質(zhì)指的是沖壓件所需的工序種類，落料，沖孔，切邊等使材料分離的工序。彎曲拉深局部成形等使材料發(fā)生變形的工序。沖壓工序性質(zhì)的確定主要取決于沖壓零件的形狀尺寸和精度要求。同時還要考慮沖壓變形規(guī)律及某些具體條件的限制。通常在確定工序性質(zhì)時需要考慮以下幾方面： (1)零件圖上直觀的確定工序性質(zhì)，平板件沖壓加工時常采用剪裁，落料，沖孔等沖裁 工序。 (2)對零件圖進行計算分析，比較后確定合理的工序性質(zhì)。 (3)為改善沖壓變形條件，方便工序定位，適當(dāng)增加附加工序。2.1.2 工序數(shù)量的確定 確定工序

17、數(shù)量的基本原則是：在保證工件加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和經(jīng)效益的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能地減少。 該零件精度要求較高，故采用復(fù)合模。2.2沖壓工藝方案 該零件加工需先落料，然后拉深，在拉深后的底部進行沖孔翻孔。由上述分析，可初步確定工序順序為：落料拉伸(小階梯)再拉伸(大階梯)沖孔、修邊翻孔翻邊。 從模具結(jié)構(gòu)上分析，小階梯落料拉伸能否一次拉伸成型需要在后面進行工藝計算驗證。所以設(shè)計為落料拉深復(fù)合模，再拉深，沖孔修邊復(fù)合模，翻孔模。3 工藝設(shè)計及其一些尺寸計算 （1）沖工件圖倒推至各工序圖，可確定再拉深的工序圖為(b) （2）為了保證圖(b)中的尺寸 30，其上道工序需要適當(dāng)加大此處直徑。 使壁部材料都

18、能變形，但是如果直徑加大太多，變形量過大，勢必會造成制件極易拉裂，且因變形熱較大易產(chǎn)生高溫粘結(jié)，容易劃傷制件表面，無法滿足產(chǎn)品要求。根據(jù)經(jīng)驗和計算，上道工序直徑可定為30.2mm，圓角R1、R2mm可分別加大為R2、R3mm。 按拉伸件體積不變原則，可以計算出法蘭直徑：D=63mm考慮到零件尺寸精度及表面質(zhì)量要求較高，拉伸間隙比較小，零件局部變薄較嚴重，可按計算值減少3，取法蘭直徑為61mm。 (3) 設(shè)計出拉伸工序圖，見圖(b)。 (4) 圖(b)為典型的帶法蘭筒形拉伸件，相對 法蘭直徑：df/d=66/(30+1.5)=2.11.3，屬寬法蘭件。根據(jù)圖(b)可以計算零件所用毛坯直徑D。=

19、97.6mm，取毛坯直徑為97mm， 根據(jù)毛坯的相對厚度tD0=1.597=0.015及相對法蘭直徑df/d=1.7查表得第一次極限拉伸系數(shù)為m1j=0.35，零件的拉伸系數(shù)m=d/D。= (30.2+1.5)97=0.33，小于極限拉伸系數(shù)，不能一次拉深成功，需進行多次拉深。 寬法蘭筒形件第一次拉伸拉成零件要求的法蘭直徑，在以后的拉伸工序中法蘭直徑保持不變，只是逐漸地縮小圓筒部分的直徑。因為即使法蘭直徑產(chǎn)生很小的收縮變形，也能引起筒壁傳力區(qū)過大的拉 力使其不能承受而破壞，造成筒壁拉裂。 在保證第一次拉伸成形的法蘭直徑不再變化的前提下，第一次拉伸后得到根部與底部的圓角半徑較大的中間毛坯，在以后

20、各道拉伸工序中毛坯的高度基本保持不變，僅縮小圓筒部分的直徑和圓角半徑，這種方法制成的零件表面光滑平整，厚度均勻，不存在中間工序中圓角部分的彎曲與局部變薄的痕跡。 查表得第二次極限拉伸系數(shù)m2J=0.73。 初步確定各工序拉伸直徑，d1=m1j D。= 0.3797=35.9mm，d2=m2 jd1=0.7335.9=26.2mm 從上面計算可以看出，需要兩次拉伸。在多工序拉伸中，拉伸系數(shù)的選取直接影響拉伸件質(zhì)量?？紤]到首次拉伸后材料產(chǎn)生硬化，使變形區(qū)變形抗力增加，第一次拉伸選取的拉伸系數(shù)可以加大一些，直徑可以加大到d1=53mm，此時實際第二次拉伸系數(shù)m2=d2d1=(30.2+1.5)(53

21、1.5)=0.76，大于第二次極限拉伸系數(shù)0.73，由此可見，首次拉伸直徑取 53mm是合理的。 為了確保第一次拉伸已形成的法蘭直徑在第二次拉伸工序中不再發(fā)生收縮變形，應(yīng)把首次拉入凹模的毛坯面積加大3，這些多余材料在第二次拉伸中擠回到法蘭部分，使法蘭增厚。這樣做一方面可以補償計算上的誤差及材料拉伸過程中的變厚，另一方面也便于試模時的調(diào)整。 圖(b)中圓筒部分材料體積的1.03倍為首次拉伸圓筒部分材料的體積，計算出首次拉伸高度h=14，即可設(shè)計出落料拉伸工序圖，見圖(a)。 （5） 再計算預(yù)留孔直徑，拉深高度 首先計算翻孔高度為： =31.52(1-0.60)+0.57 =6.78mm K極限翻

22、孔系數(shù)(查1表6-4) 預(yù)沖孔直徑為： D+1.14 r2h =31.5+1.1426.78 =19.08mm 預(yù)拉深高度為： =24-6.78+1+1.5 =19.72mm 此處給得預(yù)拉伸高度為14mm 綜上所述，工藝方案最終修訂為：落料拉伸(小階梯)再拉伸(大階梯)沖孔、修邊翻孔翻邊。各工序圖見下圖。 ( a ) ( b ) ( C ) ( d ) ( e ) 圖14 確定排樣裁板方式及材料利用率 4.1排樣方式 沖壓件在配料上的布置方式稱為排樣。合理的確定產(chǎn)品的排樣方式、坯料形式及尺寸，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、材料利用率、沖壓效率和模具壽命，同時便于沖壓操作。 按照材料的利用情況，排樣方式分為

23、三種： (1)有廢料排樣 產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料邊緣之間均有搭邊。 (2)少廢料排樣 僅在產(chǎn)品與產(chǎn)品(或產(chǎn)品與坯料邊緣)之間有搭邊 (3)無廢料排樣 產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料邊緣之間均無搭邊。 根據(jù)零件圖可以選取少廢料排樣。這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。 按照產(chǎn)品在坯料上的布置方式分類，排料方式可以分為直排、斜排、多排、對排、混排等。根據(jù)零件圖可以選取為直排排樣。 4.2 搭邊與料寬 搭邊是指排樣時產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料之間留下的余料。它可以補償坯料的定位誤差，保證模具具有足夠的強度，使條料具有足夠的剛度，以便送料。 綜合考慮材料的力學(xué)性能和厚度，及零件的外

24、形尺寸和排樣方式，初步選取搭邊值為a=1.00.9=0.9mm a1=1.20.9=1.08mm 送料步距為A=D+a=93.3+0.9=94.2mm。 圖2 零件排樣圖 條料寬度的選取原則：最小條料寬度要能夠保證沖裁件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要保證沖裁時在導(dǎo)料板之間順利送行并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。 條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距(簡稱為步距或進距)其大小為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離。 條料寬度 b=D+2a1=93.3mm+21.08mm=95.46mm 送料步距 s=D+a=93.3mm+1.5mm=94.2mm 4.3材料的利用率 材料的利用率是指產(chǎn)品的實

25、際面積與所用坯料面積的百分比，但通常是以一個步距內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯面積的百分比來表示： =S1/AB100% =()/(4AB)100% =(3.1493.3)/(494.295.46)100% =75.99% 材料利用率 ； S1 一個步距內(nèi)零件的實際面積(mm2)； A 送料步距(mm)； B 送料寬度(mm)；5 確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 5.1確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 沖壓工藝性分析之后擬定沖壓工藝方案時選擇復(fù)合模，因為零件的幾何形狀簡單對稱，工件之間無搭邊值。故可以用 （1）落料、拉深、再拉深、拉伸大臺階、沖孔，采用單工序模生產(chǎn)； （2）先落料拉深復(fù)合、再拉深、沖孔、翻孔、翻邊，

26、復(fù)合模生產(chǎn)； （3）拉深、再拉深、沖孔、翻孔，翻邊，落料，采用連續(xù)模生產(chǎn)； 5.2工藝方案確定 若采用方案一的單工序模，雖然模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要工序較多，即需要落料模、拉深模、沖孔模、翻邊模、翻孔模，五副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的生產(chǎn)要求。若采用方案三的連續(xù)模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率也很高，但結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，模具成本高，調(diào)整維護困難，同時五個工位之間的定位要求非常高，否則無法保證形位精度和尺寸精度。若采用方案二的復(fù)合模具生產(chǎn)，大大減小了模具規(guī)模，提高生產(chǎn)效率，操作簡單、方便，能可靠地保證形位精度和尺寸精度。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。6 工序壓力、壓力中心的計算和壓

27、力機的選擇6.1工序壓力的計算 已知工件的材料08鋼,是普通炭素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能如下：=255353Mpa, =324441Mpa, =196Mpa。 在沖壓模具設(shè)計時，沖壓力是指落料力、卸料力、拉深力、壓邊力、切邊力、沖孔力、推件力和頂件力的總稱。它是沖壓時選擇壓力機，進行模具設(shè)計時校核強度和剛度的重要依據(jù)。 (1)落料力的計算 KLt =1.3Dt =1.33.14971.5353N 210KN 落料力(KN)； K 安全系數(shù)，一般可取K=1.3； L 沖裁輪廓周長(mm)； T 料厚(mm)； 材料的抗剪強度(Mpa)； (2)卸料力的計算 F卸=K卸F落 =0.06210KN 12.

28、6KN F卸 卸料力(N)； K卸 卸料力系數(shù)(查表)； F落 沖裁力(N)； (3)拉深力的計算 = =13.14531.5210N 28.3KN 拉深力(N)； K 首次拉深修正系數(shù)(查1表5-10)； D拉伸件直徑(mm) 材料抗拉強度(Mpa)； (4) 壓邊力的計算 圓筒形件第一次拉深時壓邊力 =p =93.3-(53+25)2.5 11.6KN 首次拉深凹模圓角半徑； P 單位壓邊力(查1表5-9)； 第一次拉深時的壓邊力(N)； (5)推件力的計算 = nF落 =10.05210KN =10.5KN 推件力(N)； 推件力系數(shù)(查1表3-11)； F落 沖裁力(N)； (6)頂件

29、力的計算 = F落 =0.06210KN =12.6KN 頂件力(N)； 頂件力系數(shù)； F落 沖裁力(N)；6.2 計算模具壓力中心 沖壓力合理的作用點稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)該通過壓力機滑塊的中心線。對于有曲柄的沖模來說，虛實壓力中心通過曲柄的中心線。以便于沖模平穩(wěn)工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。 由于該工件的毛坯和各工序工件均為軸對稱圖形，而且只有一個工位，因此壓力機的中心必定與制件的幾何中心重合，所以模具的壓力中心就在圓心部位，無需再次計算。6.3壓力機的選擇 壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。計算總沖壓力原則上只計算同時發(fā)生的力。拉深力出現(xiàn)在落料力之后，因此

30、最大沖壓力出現(xiàn)在沖裁階段，模具采用彈性卸料裝置和上出料方式，故總沖壓力為： =+ =(210+12.6+12.6)KN =235.2KN 對于沖孔、落料等施力行程較小的沖壓工序，可以直接選用公稱壓力大于所需沖壓力總和的壓力機，對于深拉深、深彎曲等施力行程較大的沖壓工序，應(yīng)按所需工藝力小于或等于壓力機公稱壓力50%60%的條件選取壓力機。從滿足沖壓力要求看，可以初選250KN的開式壓力機，其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 250KN 滑塊行程： 80mm 最大封閉高度： 250mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 70mm 工作臺尺寸： 560mm360mm 模柄孔尺寸： 50mm70 mm 工作臺厚度： 70

31、mm 最大傾斜角： 30 7 計算模具主要工作部分的刃口尺寸7.1刃口尺寸的計算原則： (1)刃口尺寸應(yīng)保證能沖出合格工件 由于落料件的實際尺寸基本與凹模刃口尺寸一致，設(shè)計落料模時應(yīng)以凹模尺寸為基準。因此，落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，間隙取在凸模上，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔模的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。間隙取在凹模上，用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 (2)刃口磨損一些仍能沖出合格件 考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大，設(shè)計模具時其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，設(shè)計模具時其刃口基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺

32、寸。 (3)設(shè)計模具時應(yīng)取最小合理沖裁間隙 隨著凸模與凹模磨損量的不斷增大，沖裁間隙也會不斷增大。所以模具設(shè)計時沖裁間隙應(yīng)取其允許的最小值。 (4)設(shè)計時考慮精度關(guān)系 考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高23級。采用分別制造法制造凹凸模。7.2 刃口尺寸的計算及公差的確定(1)落料刃口尺寸的計算： =(93.3-0.750.20)mm =mm =(93.30.144)mm =mm 、分別為落料凹、凸模刃口尺寸； D落料件外徑的最大極限尺寸； 沖裁件的公差； 磨損系數(shù)，其值在0.51之間，與沖裁件精度等級有關(guān)

33、，在設(shè)計中取0.75 最小初始雙面間隙； 、分別為凹、凸模的制造公差，取=0.6() =0.4()； (2) 拉深部分凹凸模尺寸的計算： =(53+0.50.04)mm =mm (53.02+2.11.5) mm =mm 其中，拉深模的圓角半徑=5mm； 、 分別為落料凹、凸模尺寸； d 拉伸件內(nèi)形的基本尺寸； 拉深件制造公差； Z凹凸模單邊間隙； 查表得，落料凹模制造公差等級選擇IT8級，凸模制造公差等級選擇IT7級。8 模具的主要工作部分及結(jié)構(gòu)設(shè)計8.1模具主要工作部分的設(shè)計 本設(shè)計采用落料拉深復(fù)合模，首先要考慮凹凸模的壁厚是否過薄，本次設(shè)計凹凸模為保證強度，所以采用復(fù)合模。(1)落料凹模

34、高度的確定 落料凹模高度為 H=Kb (15mm) =(0.293.3)mm=18.86mm 此處取凹模的高度取35mm b最大孔口尺寸(mm)； K凹模厚度系數(shù)凹模壁厚：c=(1.52)H(3040mm) =1.718.86 =32mm 根據(jù)零件要求，并考慮總體布局，選擇圓形凹模板，刃口高度選擇8mm，材料采用T10A，工作部分熱處理硬度為6064HRC，結(jié)構(gòu)圖如下： 圖3 落料凹模 (2)拉深凸模的設(shè)計 根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。材料選用T10A，淬火硬度為5862HRC，

35、根據(jù)凸模直徑，選擇其上通氣孔直徑為6 mm，凸模長度 L=h1+h2+h =10mm+15mm+20mm =45mm 壓邊圈厚度(mm)； 工作長度(mm) h附加長度，一般取10mm具體結(jié)構(gòu)如下：圖4 拉深凸模 (3) 依據(jù)凹模尺寸，查國標GB2858.681，選擇圓形墊板尺寸為DH=200mm10mm，材料為45鋼， 熱處理硬度5348HRC，墊板的結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖5 墊板(4)卸料裝置的設(shè)計 卸料板內(nèi)孔每側(cè)與凸模保持間隙距離0.15mm；卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚和卸料板寬度取10mm，選擇圓形卸料板，其尺寸為DH=200mm20mm，卸料板采用45鋼制造，淬

36、火硬度為5348HRC。結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖6 卸料板 卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為16mm，螺紋部分為M1218mm。卸料釘尾部需要留下足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面1mm有誤差時可以通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)節(jié)。 (5)固定板設(shè)計 凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快換式固定三種固定方式，這里選用固定板固定，固定板與凸模為過渡配合(H7/n6)，根據(jù)國標及凹模尺寸選取凸模固定板尺寸DH=200mm20mm，其結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖7 凸模固定板同理，選擇凹凸模固定板尺寸為DH=200mm20mm，其結(jié)構(gòu)簡圖如下：圖8 凹凸模固定板 (6)壓邊圈

37、的設(shè)計 為了防止拉深時起皺，需用壓邊圈，壓邊圈與凸模的單面間隙選為0.3mm，與凹模的單邊間隙取0.5mm，壓邊圈采用45鋼制造，熱處理硬度為4245HRC。高度選為10mm，其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖9 壓邊圈 (7)凹凸模設(shè)計 結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，材料采用T10A，工作部分熱處理淬硬6064HRC，其高度為： L= =57.54mm+25mm+32.46mm =115mm 彈簧安裝高度； 卸料板高度； 凹凸模工作高度； 結(jié)構(gòu)圖如下： 圖10 凹凸模8.2 模架的選用 模具

38、的閉合高度是指模具在最低工作位置時上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機的裝模高度相適應(yīng)，從生產(chǎn)量、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品規(guī)格和操作方便等方面考慮，選擇滑動導(dǎo)向中間導(dǎo)柱圓形模架，查GB/T 2851.690，所選模架具體參數(shù)如下： 凹模周界：200mm 閉合高度(參考)最小：200mm 閉合高度(參考)最大：240mm 上模座 數(shù)量1 規(guī)格：200mm200mm45 下模座 數(shù)量1 規(guī)格：200mm200mm50 導(dǎo)柱 數(shù)量2 規(guī)格：32mm190mm 導(dǎo)套 數(shù)量2 規(guī)格：32mm105mm43mm 導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)從標準中選取，尺寸由模架中的參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座

39、頂面的距離不小于1015mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為12mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間、導(dǎo)柱與下模座之間采用過渡配合H7/m6。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為(滲碳)5662HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)2832HRC。 模具的實際閉合高度為： H=上模座厚度+墊板厚度+沖頭長度+凹模厚度+下固定板厚度+下模座厚 度沖頭進入凹模的深度 =45mm+20mm+20mm+35mm+10mm+55mm10mm =165mm8.3其他零部件的說明 凹凸模緊固螺釘選取M16x80mm，選用四個；凸模緊固螺釘選取M16x90mm選用四個；擋料銷

40、采用A型固定擋料銷，d=6mm；導(dǎo)料銷選用兩個，取d=6mm；圓柱銷選取16x100mm，上下模座各一個。選用四個頂桿，取8x100mm。 頂件裝置兼起壓邊的作用，由于壓邊力和工作行程過大，因此采用推件桿頂件裝置。 9 壓力機的校核9.1閉合高度的校核 所選壓力機的最大閉合高度為240mm，閉合高度調(diào)節(jié)量為50mm，墊板高度為90mm，所以： 240mm-50mm=190mm本次模具設(shè)計的閉合高度為H=200mm， 5mm=235mm 210mm 滿足 H5 所選壓力機閉合高度滿足要求。9.2 工作臺面尺寸的校核 所選壓力機工作臺尺寸為：前后200mm，左右200mm ，模具外形尺寸為D=28

41、0mm，模具底座外形尺寸為：前后300mm ，左右300mm，根據(jù)工作臺面尺寸一般應(yīng)大于模具底座尺寸5070mm，其工作臺孔徑尺寸為D=100mm，大于廢料尺寸，可以漏料，所以工作臺尺寸滿足要求。9.3滑塊行程的校核 滑塊行程應(yīng)保證能夠方便地放入毛坯和取出零件，對于拉深工序，滑塊行程應(yīng)大于零件高度的2倍，零件高度2=14mm2=28mm，所選壓力機的滑塊行程為120mm，所以滑塊行程滿足要求。10 模具的裝配和工作 模具的裝配就是按照規(guī)定的技術(shù)要求，將若干個零件結(jié)合形成零部件，再將若干個零件和部件組合成模具的整個工藝過程，裝配工作通?？梢苑譃椴考b配和總裝配。10.1沖裁間隙的調(diào)整對于沖裁模，

42、即便模具零件的加工精度已經(jīng)得到保證，但是在裝配時，如不能保護沖裁間隙仍然會影響制件的質(zhì)量和模具的使用壽命。10.2模架的裝配(1)模柄的裝配 此模具采用的是凸緣模柄中B型壓入式模柄，模柄與上模座的配合為H7/h6，將模柄裝上模座，用角尺檢查模柄圓柱面和上模座上平面的垂直度，其誤差不大于0.05mm，然后用螺釘將其固定在上模座上，應(yīng)該在裝模柄前先裝入推板。(2)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配 導(dǎo)柱導(dǎo)套與上下模座均采用壓入式連接，導(dǎo)套和導(dǎo)柱與模座的配合分別為H7/h6和H7/m6壓入時要注意校正導(dǎo)柱對模座底面的垂直度，裝配后的導(dǎo)柱的固定端面與下模座底面距離要求不小于12mm。 (3)凸模和凹凸模的裝配 該模具的凸模與凸模固定板的配合按H7/m6，凸模裝入固定板后，其固定端面應(yīng)和固定板的支承面應(yīng)處于同一平面內(nèi)，在壓力機上調(diào)整好凸模與固定板的垂直度，將凸模壓入固定板內(nèi)，凸模對固定支承面的垂直度經(jīng)檢查合格后將凸模上端鉚合，裝配前在平面磨床上將凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位將凸模工作端面磨平。凹凸模與固定板的配合按H7/m6，總裝前應(yīng)將凹凸模壓入固定板內(nèi)，壓在平面磨床將上下平面磨平。10.3 模具總裝 (1) 把組裝上了凸模的固定板放在下模座上，按中心線打正固定板的位置，用