頂罩沖壓工藝與模具設計

1、圖書分類號：密 級：畢業(yè)設計(論文)頂罩沖壓工藝與模具設計Top cover stamping process and die design學生姓名朱凱彬班 級 學院名稱機電工程學院專業(yè)名稱機械制造及其自動化指導教師張大長2015年5月8日 徐州工程學院學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。論文作者簽名： 日期： 年 月 日徐州工程學

2、院學位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解徐州工程學院關(guān)于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學院所擁有。徐州工程學院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學院可以公布學位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名： 導師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要 本次畢業(yè)設計題目較為簡單的分析了發(fā)動機頂罩的成形工藝以及模具設計，其中對工件的工藝分析丶排樣丶工藝力的計算，

3、并且利用軟件繪制零件的三維圖以及裝配圖。該工件有落料丶沖孔丶翻邊丶拉伸4個工序，闡述了模具的凸模和凹模的間隙配合方式，制訂了加工工藝。關(guān)鍵詞：復合模；汽車發(fā)動機頂罩；工藝分析AbstractThe graduation project topic relatively simple analysis of the engine top cover forming process and die design, including process analysis Dian Dian nesting process of the calculation of the work force, an

4、d the use of three-dimensional mapping software to draw parts and assembly drawings. The piece has a blanking punching Dian Dian Dian stretch flanging 4 steps, explained the mold punch and die clearance fit way, developed a process.Keywords Compound die automotive engine top cover Process Analysis目

5、錄摘要I目 錄I1 緒論11.1模具的分類11.2沖壓模的現(xiàn)狀和發(fā)展11.3市場情況11.4產(chǎn)業(yè)前景11.5發(fā)展機遇22 工藝設計32.1沖壓件工藝分析32.2工藝方案的確定32.3確定模具結(jié)構(gòu)形式43主要設計計算53.1 毛坯尺寸計算53.1.1 修邊余量計算63.2毛坯尺寸計算73.3排樣設計73.4拉深次數(shù)計算83.5工藝力計算83.6沖裁功的驗算113.7工作零件刃口尺寸計算113.8確定壓邊圈的需要123.9 壓力中心的確定133.10沖裁模具間隙的影響及其確定133.11 拉深翻邊零件尺寸計算144 主要零部件的設計154.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設計154.2 支撐固定及卸料零件214

6、.2.1 上、下模座214.2.2 墊板224.2.3 模柄234.2.4 限位柱234.2.5固定板234.2.6 彈壓卸料板245 其他零部件的設計與選用255.1 彈性元件255.2 卸料螺釘255.3 擋料銷255.4 模架及其他零部件的選用256模具的總體設計276.1 模具類型的選擇276.2 定位方式的選擇276.3 卸料、出件方式的選擇276.4 導向方式的選擇276.5 壓力機的選擇277 模具的總裝圖288結(jié)論31致謝32參考文獻331 緒論模具在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)占據(jù)這一個很重要的地位，素有“工業(yè)之母”的稱號。別的加工方式和模具比起來各有千秋，模具有以下幾個有點：1.效率高

7、2.互換性好 3.材料利用率高 4.質(zhì)量好。因此模具廣泛的存在于機械行業(yè)中，而且能生生不息。整套模具是由各種零件裝配而成的，其中含有基礎(chǔ)的上丶下模座，導柱，導套，模架，底座這些零件企業(yè)都會做成通用的，這樣可以發(fā)揮出互換性的優(yōu)勢。至于一些螺釘丶銷釘這些比基礎(chǔ)零件更加具有通用性，根據(jù)國標設計出來可以用在各個方面。核心零件是各種凹模丶凸模，這些則需要根據(jù)被制工件的具體情況來確定出，但是企業(yè)會適當?shù)母鶕?jù)別的工件做成能夠互換的，這樣能夠在下個訂單時減少設計時間從而提高制造的效率。1.1模具的分類模具根據(jù)不同的方式，有著很多的種類，按照模具的結(jié)構(gòu)形式分類：1.單工序模 2.復合模 3.連續(xù)模。按照加工材料

8、的分類：1.塑膠模 2.五金模。五金模中一般有沖壓模，壓鑄模，鑄造模和鍛壓模。本設計就是沖壓模，沖壓模在當今社會還是有著主導作用的。1.2沖壓模的現(xiàn)狀和發(fā)展我國的模具發(fā)展行業(yè)有著地區(qū)不平衡的特征，沿海地區(qū)明顯要遠遠由于內(nèi)陸，可能是長時間與外界便于交流的原因，寧波和黃巖這兩個地區(qū)的模具水平在中國地區(qū)是遙遙領(lǐng)先的。當然我國的模具水平與西方發(fā)達國家還是有一定的差距的，比如說制造的精度不夠高，制造的質(zhì)量不夠好，速度不夠快，這些與人員的素質(zhì)有著一定的關(guān)系，更主要的是材料的各種屬性，比如說剛度，硬度，韌性，耐磨度。當今社會材料限制了很多行業(yè)發(fā)展的速度，同樣模具所需要的材料也是制約模具行業(yè)前進的一個重要因素

9、。1.3市場情況現(xiàn)在全國共有4萬多家模具生產(chǎn)廠，有150萬人從事著這個行業(yè)，為國家?guī)淼慕?jīng)濟增長做出很大的貢獻，但由于近幾年經(jīng)濟的不景氣，整個制造業(yè)陷入一些低迷狀態(tài)，一些傳統(tǒng)的高消耗型已經(jīng)逐步關(guān)閉，只有一些節(jié)能型，創(chuàng)新型的制造廠商還屹立在模具制造行業(yè)金字塔的頂端。模具制造業(yè)在廣東丶浙江丶江蘇和上海的產(chǎn)值總量達國家整體的75%以上，歐美國家的客戶在中國用1/3的錢買到了2/3的性能，只有不斷的提高中國模具行業(yè)，才能讓高利潤的訂單放在中國的辦公桌上。1.4產(chǎn)業(yè)前景模具的前景可期，應走多元化道路。雖然我國生產(chǎn)模具的數(shù)量是占世界生產(chǎn)的大部分的，但是由于技術(shù)問題，一些高端的模具制造并不在中國進行，由此大

10、部分的利潤并不在中國，中國的模具制造業(yè)就像是勞動密集型企業(yè)。我國的模具制造水平比起兩個大國美國和日本還有很大差距，導致了我國生產(chǎn)出來的模具質(zhì)量不高，生產(chǎn)出來的模具供大于求，就像中國的鋼鐵業(yè)一樣，已經(jīng)開始虧損了。未來模具可以用在國家重點發(fā)展的地方，比如國防軍工和航空航天，還有民用的汽車上。中國的汽車一直是個詬病，主要還是質(zhì)量不及外國企業(yè)生產(chǎn)的汽車。并不是我們不愛國，不想用本國的東西，而是實在質(zhì)量之差看不下去。因此，我國模具發(fā)展應向高質(zhì)量丶高技術(shù)丶高精度方面發(fā)展。1.5發(fā)展機遇隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和工業(yè)4.0的漸漸普及，模具行業(yè)發(fā)展和挑戰(zhàn)并存。根據(jù)政府出的經(jīng)濟報告，模具行業(yè)整體不是很景氣，但是一些通過

11、高新技術(shù)發(fā)展的企業(yè)一直都能創(chuàng)造出很高的產(chǎn)業(yè)價值。自動化程度的高低能體現(xiàn)一個企業(yè)的技術(shù)水平，但是人的創(chuàng)新才是最重要的，這樣才能推動模具行業(yè)的發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)未來將成為模具行業(yè)走出困境的一個救命稻草，通過網(wǎng)絡的訂單可以解決供應關(guān)系，逐步實現(xiàn)供等于求，私人訂制。通過網(wǎng)絡的及時溝通，使制造的產(chǎn)品滿足市場的需求。同樣銷售的時候通過網(wǎng)絡能夠?qū)a(chǎn)品更多的推廣給更多用戶，及時解決產(chǎn)品的堆積，降低成本，大幅增加利潤。另外企業(yè)通過對高校的支持，高校拿出技術(shù)來幫助企業(yè)的尖端技術(shù)的發(fā)展，運用在企業(yè)的產(chǎn)品上，促進了模具行業(yè)的發(fā)展。2 工藝設計2.1沖壓件工藝分析材料：該沖裁件的材料用的是是普通碳素鋼的08鋼，可沖壓性能是比

12、較好的。零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件的結(jié)構(gòu)是圓筒形的，通過旋轉(zhuǎn)拉深成型，是軸對稱工件。尺寸精度：IT12的公差等級精度是適用于沒有嚴格要求，而僅要求便于聯(lián)結(jié)的配合。由于上下兩個孔沒有什么特殊要求。因此采用IT12精度，高度方面可以采取自由公差，影響不到工件的精度。結(jié)論：適合沖裁2.2工藝方案的確定引用文獻1中表47模具特點比較比較項目復合模具連續(xù)模具沖壓精度高級和中級精度（35級）中級和低級（58級）制品形狀特點零件的幾何形狀與尺寸受到模具結(jié)構(gòu)與強度方面的限制可以加工形狀復雜丶特殊的制件，如寬度很小的異形件等制件品質(zhì)由于壓料沖裁同時得到校平，制件平整且有較好的剪切斷面中丶小制件不平整，高質(zhì)量制件要求校平

13、生產(chǎn)效率制件被頂?shù)侥＞吖ぷ髅嫔?，必須用機械排除，生產(chǎn)效率稍低工序間自動送料，可以自動排除工件，生產(chǎn)效率高使用高速自動壓力機操作時出件困難在行程次數(shù)為每分鐘400次或更多的高速壓力機上工作工作安全性手需伸入模具的工作區(qū)，需采用安全的措施手不需伸入模具工作區(qū)，比較安全多排沖壓法的應用很少采用廣泛用于尺寸較小的制件模具制造工作量和成本沖裁復雜形狀制件比級進模低沖裁簡單形狀制件比復合模低該零件有落料、沖孔、拉伸、翻邊四個簡單的工序，可以采用以下三種工作方案：如果采用方案1單工序模，逐步進行各個工序，則加工時需要4個工序，需要用到的模具要有4套。比較大的模具制造費用，并不是很高的生產(chǎn)效率，尺寸精度無法保

14、證，工人操作很不方便，安全系數(shù)也不高，所以方案一不合理。如果采用方案2級進模，雖然只需要1套模具，但是加大了模具制造的難度，而且無法確定工件的尺寸合格性，所以方案三也不合理。如果采用方案3復合模，采用復合模制沖件時，主要零件有著簡單的結(jié)構(gòu)，由于是圓盤型，所以軸對稱，另外有幾個因素：1復合模的成本不是太高2制造的難度也不大3容易保證尺寸的精度4操作也方便，安全性好5生產(chǎn)效率高綜上考慮很多因素，采用方案3是比較符合實際情況的。2.3確定模具結(jié)構(gòu)形式引用文獻9中復合模一節(jié)，復合模按凸凹模在模具上的位置分為不同有兩種形式：1 順裝式復合模2 倒裝式復合模。倒裝式復合模中凸凹模的位置是在下模部分。此時，

15、凸凹模對沖裁外形輪廓來說是起沖裁凸模的作用，而對內(nèi)部的孔來說，則又是起沖孔凹模的作用，他通過凹凸模定位在下模坐上。這種結(jié)構(gòu)的模具制造簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)時也比較安全，模具周圍清潔。但所得到的沖壓件平整度較差。順裝式復合模的凹凸模位置是在上模部分。沖件由彈頂器自裝在下模部分的凹模內(nèi)頂出置模具的工作面上，廢料則有壓力機通過推桿自上而下被擊落，并和工件一起匯集于模具的工作面上。這是需要及時清除，操作不如倒裝式復合摸方便，且不安全。這種結(jié)構(gòu)形式受力情況比倒裝式的情況好。引用文獻9列出順裝復合模和倒裝復合模的特點表格：模具型式倒裝式復合模順裝式復合模工作零件裝配位置凸模在上模部分在下模部分凹

16、模在上模部分在下模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用頂板丶頂桿自上模內(nèi)推出，下模至模具的工作面上采用彈頂器自下模內(nèi)頂出至模具的工作面上沖壓的平整度不能達到平整要求較好，對于薄件能達到平整要求廢料排除廢料在凸凹模內(nèi)積聚到一定程度后，便從下模部分的漏料孔或排出槽排除廢料不在凸凹模內(nèi)積聚。壓力機回程時，廢料即從凸凹模內(nèi)推出凸凹模的強度和壽命凸凹模承受的張力較大，為增加其強度，凸凹模的最小壁厚應嚴格控制模具壽命比較高受力情況比倒裝復合模好，但凸凹模的尺寸易磨損增大模具壽命較差生產(chǎn)操作廢料自漏料空排除，有利于清理模具的工作面，生產(chǎn)操作較安全廢料自上而下出落，和工件一起匯集于模具的工作面上，對生產(chǎn)

17、操作不利，不安全適應性沖壓件平整度要求不高，凸凹模強度足夠時采用使用于落料沖裁，平整度要求較高丶以及壁厚較小丶強度較差的凸凹模3主要設計計算3.1 毛坯尺寸計算在計算毛坯尺寸之前，必須先將翻邊前的工件形狀構(gòu)造出來，工件的尺寸要定下來。有兩種情況可以考慮： 的高度尺寸太大，無法制造出全部的高度僅利用翻邊的方法，必須要靠拉伸才能將其中的一部分制造出來。另一種情況是 利用翻邊將全部的高度制造出來，前面所述的方法，有著不一樣的翻邊前的毛坯形狀。具體計算如下：先通過公式算出翻邊高度，由公式轉(zhuǎn)換得到翻邊系數(shù)，先算出翻邊直徑將下列各個數(shù)據(jù)代入下式中：1.板料厚度t 2.圓角半徑值r 3.翻邊直徑D，進行計算

18、：極限翻邊系數(shù)凸模孔的加工方式100503520151086.5531球形鉆孔去毛刺沖孔0.700.600.520.450.400.360.330.310.30.250.200.750.650.570.520.480.450.440.430.420.42圓柱形平底鉆孔去毛刺沖孔0.800.700.600.500.450.420.400.370.350.300.250.850.750.650.600.550.520.500.500.480.47根據(jù)表格查出翻邊系數(shù)Ko=0.7，比較發(fā)現(xiàn)上面計算出的系數(shù)比表中查的的系數(shù)要大，得出可通過一次翻邊得到全部高度通過查文獻6發(fā)現(xiàn)確定修邊余量，才能得出毛坯所

19、需要的尺寸。3.1.1 修邊余量計算通過計算出工件的高度比值系數(shù)：，發(fā)現(xiàn)工件只需要很淺的拉伸即可，修邊余量這個因素可以先不考慮3.2毛坯尺寸計算 3.3排樣設計引用文獻2中沖壓用料排樣與計算一節(jié)：排樣方式的重要性：1. 提高材料利用率。沖裁過程中不可能將板料100%利用，因此會產(chǎn)生相應的廢料。廢料是因為沖壓的方式丶排樣的方式的原因則稱為工藝廢料。廢料是因為制造的工件的原因則稱為結(jié)構(gòu)廢料。2. 提高一線職工的工作環(huán)境的安全系數(shù)。幫助職工避免不必要的體力消耗。 3. 盡量優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)，讓模具在有限的時間和質(zhì)量中創(chuàng)造出無限的價值。4. 沖裁出來的工件的質(zhì)量是排樣時設計的重中之重，質(zhì)量決定了排樣方式

20、。排樣設計不但要確定該工件的排樣方式，而且需要查表得到搭邊值。另外需要計算出條料的寬度，還有送料的步距數(shù)值。排樣方式有以下幾種：1.直排 2.斜排 3.多排 4.混合排 。這些方式是通過工件的布置方法確定的。結(jié)合該工件的自身因素，決定采用直排。搭邊值是由兩部分組成的，一是沖裁件之間的剩下的材料，二是條料的側(cè)面和沖裁件剩下的材料。搭邊的數(shù)值應合理確定。確定合理數(shù)值必須要保證的三個因素：1. 經(jīng)過沖裁后的出工件的品質(zhì)要比較高2. 模具耐用時間與設想時差不多3. 送料的時候不能有偏差，必須達到設計時的位置下面闡述搭邊值對設計的影響：1. 搭邊值的大小要是太大的時候，會使材料產(chǎn)生不必要的浪費，同時增加

21、了制造的成本2. 搭邊值的大小要是太小的時候，材料的利用效率雖然可以大幅提高，但是毛刺也會相應的產(chǎn)生。這個時候沖裁時搭邊的剩余材料會一起進入凸丶凹模間隙里面?？赡軐δ＞叩娜锌诋a(chǎn)生破壞性的效果，減小了模具的壽命，反而得不償失。兩工件間的搭邊a1：工件邊緣搭邊a：步距A為：條料寬度B為：3.4拉深次數(shù)計算計算此工件可以當成無凸緣的圓筒型件，計算出，通過計算的毛坯相對厚度：翻閱文獻得7到略比相對數(shù)值小，分析出拉伸成型只需要一次就夠了。3.5工藝力計算落料力計算：式中 F 落料力（N）；L 沖裁件的周長（mm）； t 材料的厚度（mm）； 材料剪切強度（MPa）K 系數(shù)，一般取K=1.308鋼的抗剪強

22、度：260360MPa取320MPa沖孔力計算：式中 F沖裁力（N）；L沖裁件的周長（mm）； t 材料的厚度（mm）； 材料剪切強度（MPa）K 系數(shù)，一般取K=1.3抗剪強度如上推件力計算：式中 F 沖裁力（N）； F推推件力（N）；K推推件力系數(shù)；n 同一時間內(nèi)堵在凹模內(nèi)的工件數(shù)量；n=h/th 凹模型口高度（mm）。查表 ；n取3 。則：F推=nK推F=30.05535268=5819N拉深成形力計算：F=Kdtb式中 F 拉深力（N）；K 修正因數(shù)；d 拉深件直徑（mm）；t 材料厚度（mm）； 材料的強度極限（MPa） 。查表215410MPa，取300MPa則：F拉=kdtb=0

23、.43.14301.5300=16956N翻邊力計算：查表屈服點=200MPa翻邊后得到的直徑坯料預制孔直徑材料厚度材料屈服點壓邊力計算：式中 p 單位壓邊力（MPa）；D 平板毛坯直徑（mm）； d3 第1次的拉深直徑（mm） rA 拉深凹模圓角的半徑（mm）卸料力計算：式中 F 沖裁力（N）； F卸卸件力（N）；卸件力系數(shù)；查1表2-9 。則F卸=0.05=7788 N沖壓工藝總力FZ：3.6沖裁功的驗算考慮下列兩個因素：1.工件的結(jié)構(gòu) 2工件的用途決定采用平刃沖裁：式中 平刃沖裁功 () 平刃沖裁時的總沖裁力 () 材料厚度 () 系數(shù)，一般取值則：3.7工作零件刃口尺寸計算根據(jù)觀察圖，

24、發(fā)現(xiàn)該零件沒有什么特殊要求，只是普通的復合模，需要落料、沖孔、拉深、翻邊四個工序。坯料、有落料沖孔同時獲得。引用文獻3中凸丶凹模刃口尺寸計算原則一節(jié)：下面根據(jù)以下兩個因素計算凸丶凹模的刃口值：1. 沖裁變形規(guī)律。落料件的外徑最大尺寸應幾乎等于凹模的內(nèi)廓尺寸，這樣就可以計算出凹模的尺寸；同理，沖孔件的內(nèi)徑與凸模外廓尺寸幾乎相等，這樣就可以計算出凸模的尺寸。2. 沖裁件的尺寸精度要求；合理的利用刃口磨損的規(guī)律。尺寸許用留量常用x有兩部分組成：一是，指的是沖裁件的標注公差；二是x，指的是刃口磨損系數(shù)。通常x的數(shù)值范圍在0.5到1之間，根據(jù)實際情況取值。當沖裁件精度要求在IT10以下時，數(shù)值取1，當I

25、T11IT13時，數(shù)值取0.75，最后在IT14時，數(shù)值取0.5刃口磨損系數(shù)x板料厚度t/mm非圓形圓形10.750.5070.5制造公差/mm10160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.500.240.2440300.310.590.600.300.30查表得，則根據(jù)公差表查的，都在自由公差的范圍之內(nèi)，而且等級是IT14級，取X=0.5mm。 凸模設定成IT6級進行制造，凹模設定成IT7級進行制造： 查表得 校核：(滿足間隙公差條件)沖孔 查表|+|(滿足間隙公差條件)3.8確定壓邊圈的需要有毛坯相對厚度

26、采用壓料裝置的條件拉深辦法首次次拉深首次之后的每次拉深（）100用壓料裝置可用可不用不用壓料裝置1.51.52.02.00.60.60.6111.51.50.80.80.8根據(jù)表得知壓邊圈對拉伸的工序無太大影響，但是為了使孔的尺寸得到相應的保證，還有一點就是預防板料有皺痕，采用壓邊圈是一個比較保險的選擇。3.9 壓力中心的確定對于沒有模柄的模具，只要求壓力中心與壓力機滑塊中心在一個點上。對于有模柄的模具，壓力中心必須在模柄的中心線上。沖模的壓力中心可由以下2個方面來確定：1. 當工件的形狀完全對稱時，工件的幾何中心就是其壓力中心。2. 面對一些不能直接得知幾何中心的工件，壓力中心要用到解析計算

27、來求出。由于本工件是圓盤型的完全對稱，因此直接可以確定在工件的幾何中心上。3.10沖裁模具間隙的影響及其確定雙面間隙值得是沖裁凸模和沖裁凹模刃口部分尺寸的差值，用Z表示，單面間隙用Z/ 2表示。在設計沖裁模的時候，間隙值是一個比較核心的參數(shù)。間隙值的設定會影響沖裁件的斷面質(zhì)量，沖裁力的大小，決定模具耐用時間。在選取是注意以下幾個方面：1. 精度。間隙值應盡量選用較小的值對于斷面垂直度丶尺寸精度較高的工件。對于要求是提高模具壽命為主，對垂直度丶精度不是很高的工件，間隙值可以選用較大的值。2.模具以較快的速度沖壓時，會在內(nèi)部產(chǎn)生較多的熱量，間隙值這時應打一些。3. 對于質(zhì)地比較軟的材料，間隙值選用

28、應小一點。考慮到崩刃的可能性，對于硬質(zhì)材料，沖裁間隙也不宜過大。4.對于復雜的大型沖裁件，考慮到模具制造困難，凸丶凹模間隙不易保證，可適當放寬間隙，隨沖裁件尺寸減小，可適當減小凸丶凹模間隙，但需保證導向精度，沖裁間隙通常歲板料厚度增加而相應增大，在相同工藝條件下，具有曲線輪廓的非圓形沖裁件，所取間隙略大于圓形沖裁件凸丶凹模間隙，沖孔模間隙值應比落料模大一些。5為退料方便，直壁凹模的沖裁間隙應大于錐壁凹模，電火花加工的凹模的刃口間隙，可比磨削的刃口間隙小0.5%2%，對于非規(guī)則形狀的沖裁件，如不能保證足夠的模具制造精度，應增大凸丶凹模的間隙值。6.使用導向精度不是很高的沖壓設備進行沖裁生產(chǎn)時，注

29、意不能僅靠減小凸丶凹模間隙來提高沖裁質(zhì)量。在能達到設計時模具一定的導向精度是，可以合理的縮減間隙值。7. 設計時還需結(jié)合實際，盡可能降低成本，增加模具的耐用時間。設計時精度的要求不高時，間隙值可以合理的加大。8.在高速沖壓生產(chǎn)條件下，考慮到刃口頻繁工作，可適當加大沖裁間隙。據(jù)資料介紹，壓力行程超過200次/min，沖裁間隙應增大10%，加熱沖裁的凸丶凹模間隙可比相應條件下的冷沖間隙略小些。間隙的大小不僅決定局部板料的變形狀態(tài)，而且還將涉及變形力和變形對模具實用壽命的影響問題。1. 凸凹模間隙對沖擦力的影響凸丶凹模間隙較大時，刃尖附近的材料產(chǎn)生較大的拉應力，而材料的變形拉力將隨總應力中的拉應力增

30、大而降低，即材料容易斷裂分離。然而可以通過合理的減小最大沖裁力，來減少間隙對材料的影響，不過這會使對應的沖裁力做的功變多。間隙較小，變形區(qū)內(nèi)壓應力成分增大導致材料變形拉力增大。在相同凸模行程中，所需沖裁力增加梯度相對較大，使最大沖裁力最大。2. 間隙對卸料力丶推件力等的影響沖裁過后，卸出留在模具內(nèi)的工件和廢料用到的工藝力都和間隙值有關(guān)系。 間隙較小時，板料變形區(qū)，產(chǎn)生應力較大，卸載后產(chǎn)生與壓縮變形相反方向的彈性回復也較大。即卸載后沖孔件孔形尺寸減小，落料件外形尺寸增大，因此，卸除箍在凸模外廓和卡在凹模內(nèi)壁所需的輔助外力相應增大。當間隙較大時，變形區(qū)的材料所受應力較大，卸載后的彈性回復導致沖孔件

31、孔形尺寸增大，而落料件外形尺寸減小，并且與之相應的廢料也產(chǎn)生了同一方向的彈性回復。因此，卸載后所需卸料力和推件力也相應減小。結(jié)合工作情況，凸丶凹模單面間隙值大于板厚大小的15%，卸料力大小將近乎可以不存在。間隙對模具壽命的影響間隙較大時，隨著沖裁力和卸料力的降低，凸丶凹模工作刃口部分的磨損減輕，可相應提高模具的使用壽命。但是，凸丶凹模間隙較大，沖裁時板料在工作刃口面上產(chǎn)生拉伸變形以及生成過大毛刺，會使刀尖的磨損加劇，甚至產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。間隙值過小時，有擠壓變形的現(xiàn)象在模具刀尖口周圍產(chǎn)生，導致刃口的快速磨損，還有壓縮疲倦。間隙值過小時沖孔產(chǎn)生的廢料或者落料得到的工件可能堵在凹模內(nèi)部。此時會產(chǎn)生較大

32、的漲裂力，模具會變得不耐用。通常認為凸丶凹模間隙在（10%15%）t時（t為板厚），對刃口磨損的影響較小，即模具的使用壽命較高。3.11 拉深翻邊零件尺寸計算1.凹模圓角的半徑計算 取4凹模圓角半徑 凹模內(nèi)徑2拉深凸模圓角半徑的計算一般首次拉深取：3計算有壓料圈拉伸模的間隙值4.拉深凸模的尺寸、凹模的尺寸大小計算5.翻邊工序凸模與凹模刃口尺寸計算 4 主要零部件的設計4.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設計該零件形狀對稱而且比較簡單，模具所需工作的零件可以考慮整體結(jié)構(gòu)。接下來就對模具零件的尺寸進行相應的計算，并做出結(jié)構(gòu)圖。拉伸凸模：拉深凸模的端面必須比落料凹模端面低，由于工序是先落料再拉伸，下面計算拉伸凸模

33、的長度L：凸模固定臺階的厚度，=8凹模的厚度，=裝配后，拉深凸模端面低于落料凹模高度根據(jù)板厚大小，決定=3材料：Cr12技術(shù)要求：熱處理5862拉深凸模落料凹模：此工件翻邊是可以考慮圓柱形平底的凸模，這樣比較方便凸模加工和翻邊，還有一點就是工件并不要求有很高的尺寸精度。Hmax指的是能達到的極限高度，只需要通過一次翻邊：材料：Cr12技術(shù)要求：熱處理6064落料凹模凸凹模：技術(shù)要求：1.最基礎(chǔ)的固定辦法是在固定板內(nèi)將凸模壓入，以的臺階式凸模進行公差配合。2.當凸模裝入固定板之后，固定板頂面和凸模的頂面都要磨平，必須要擁有良好的垂直度和模架相配合。3.以落料凹模為基礎(chǔ)，將落料凸模工作部分與之配合

34、起來，必須要確定均勻間隙在0.81.0mm之內(nèi)。材料：Cr12MoV技術(shù)要求：熱處理6064凸凹模凸模長度計算：確定凸模長度是基于結(jié)構(gòu)上的要求，L為彈壓卸料板的長度：凸模固定板的厚度（），通常?。ㄍ鼓毫Φ牟糠种睆剑?卸料板厚度（）。附加長度（）。凸模的修模量是附加長度的一部分，凸模與凹模配合時在凹模內(nèi)的深度必須等同于凸模固定板的安全距離，一般來說，長度是取1520mm。材料：Cr12MoV技術(shù)要求：熱處理5458沖孔凸模材料：Cr12MoV 技術(shù)要求：熱處理6064凹模鑲塊 翻邊凹模:材料：Cr12MoV技術(shù)要求：熱處理5862翻邊凹模4.2 支撐固定及卸料零件4.2.1 上、下模座模座一般

35、分為上模座（沖?；瑒訉蚰Ｗ鵊B/T 2855.1-2008和沖模滾動導向模座GB/T 2856.1-2008）和下模座（沖?；瑒訉蚰Ｗ鵊B/T 2855.2-2008和沖模滾動導向模座GB/T 2856.2-2008）。模座是模具基本框架的基礎(chǔ)組成部分，因此要具備以下幾個要求：1.合理的強度 2. 合理的剛度 3.適合的尺寸 模座現(xiàn)在市場分為兩種，一種是擁有導柱的，另外一種是沒有導柱的。但是擁有導柱的模座已經(jīng)被市場默認化，除非有特殊的要求。模座的主要用途是承受沖壓過程中的壓力，還有是將壓力傳遞到模具上。因此3個主要要求將對模具耐用性產(chǎn)生極大的影響。因此模座應有足夠厚度。常見的模座裝配工藝方

36、法：1.先壓導柱后壓導套的壓入式模座裝配法。2.先壓導套后壓導柱的壓入式模座裝配法。3.導柱可卸式粘結(jié)模座裝配法。4.導柱不可卸式粘結(jié)模座裝配法。4.2.2 墊板墊板是裝在凸模固定板和模座之間的工作零件，也是模具中不可或缺的一部分。墊板有兩個主要作用：1承受凸模傳遞的壓力2擴散凸模傳遞的壓力墊板的保護用途：確保沒有壓出陷痕，減小模座端面上承受的單位壓力，確保沖裁過程中模座的局部地方不被損壞。制造工件的模具這次通過壓力機上的打桿推工件，由于上模座是有部分空缺的，因此需要通過墊板來完成支撐，防止斷裂。墊板的尺寸可在標準（GB/T7644.2-2008）中查的。一般厚度可取412mm，上丶下面需磨平

37、，保證平行。通常以45鋼作為墊板的加工材料，熱處理硬度取4348HRC。對于大型凸模因其承壓面積大，單位壓力并不大，可以省去墊板。這套模具的墊板厚度可以選擇10mm，外形的尺寸與固定板的尺寸大致一樣即可。至于材料可以選擇優(yōu)質(zhì)的45鋼。材料：45 技術(shù)要求：熱處理4348 墊板4.2.3 模柄模柄厚度應大于50mm以上，如果下模設有氣墊頂桿，則需100mm以上。普通的的小型沖壓模具是利用模柄安裝在壓力機上的滑塊上面，配合的公差等級是H11/d11，是根據(jù)外徑進行配合的。在市場中模柄有著各種各樣的結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合該模具的需要，考慮用凸緣螺釘進行固定，更符合該模具的實際情況，用4個螺釘在上模版上進行固

38、定。查表可選標準件為： GB2862.1-81。Q235的模柄。技術(shù)要求：由于模柄要裝入模板的時候，應該采用H7/n6的公差配合。4.2.4 限位柱限位柱簡單來說就是限制行程，可以作為行程限制的標志。作用：使沖壓過程到最低位置時的死點全部一樣。4.2.5固定板固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，固定板的外形尺寸一般與凹模大小相同，可由標準（GB/T 7644.1-2008）中查得。將凸模壓入固定板，是最常見的固定方法。當壓入裝配完之后，要使凸模端面和固定板高度一致，用磨平的辦法來達到。臺階式凸模的壓入配合精度是H7/m6,直通式凸模的壓入配合精度是N7/h6丶P7/h6。固定板制造是采

39、用的是45號鋼，壓入配合時接觸面的粗糙度必須要保證在。固定板的厚度此處取30。固定板的外圍尺寸設計的時候可以等于或小于凹模的外圍尺形。材料：45 技術(shù)要求：熱處理4348凸凹模固定板4.2.6 彈壓卸料板卸料板有固定卸料板板和彈壓卸料板，根據(jù)此處的需要，確定使用彈壓卸料板。彈壓卸料板在工作過程中產(chǎn)生壓料里，保證沖壓過程中不出現(xiàn)翹曲的現(xiàn)象。在模具工作過程中，卸料板和凸?？赡軙形灰片F(xiàn)象的出現(xiàn)。工件比較薄或者精度有比較高的要求時，要對卸料板做導向。彈性卸料板與凸模之間的間隙c，一般對于小直徑凸模取0.15mm以下，對于大型凸模取0.25mm以下，此處間隙值取0.15mm。當用彈壓卸料板作凸模導向時

40、，凸模與卸料板孔配合按H7/h6。材料：45 技術(shù)要求：熱處理4348卸料板5 其他零部件的設計與選用5.1 彈性元件壓邊圈的作用：使拉伸出來的工件達到要求的質(zhì)量，杜絕板料起皺的現(xiàn)象。壓邊圈的壓力是由標準緩沖器來供給的。5.2 卸料螺釘模具卸料的時候需要選用卸料螺釘，合適的螺釘對模具來說相當重要，不然工件或廢料會卡在模具里，對模具造成損害，影響壽命。在此，選用圓柱型的內(nèi)六角螺釘，d=10mm，l=110mm卸料螺釘： GB2867.6-815.3 擋料銷擋料銷是定位零件的其中一種，在沖裁模中的定位方面有很重要的地位。 控制送料步距的基本方法有3種：1.采用擋料銷 2.導正銷 3.側(cè)刃。擋料銷的

41、作用是每次送料的距離都能很精確。擋料銷有三種標準的結(jié)構(gòu)形式：1 固定擋料銷 2 活動擋料銷 3 始用擋料銷 在制造該零件的模具中，擋料裝置同導料裝置出現(xiàn)的方式都是銷釘，導料銷是安裝在凹凸模的一邊，擋料銷是安裝在凹凸模和送料方向相同的前面。銷頭高度L：t+1=2.5mm直徑D：6mm高度h：3mmA型固定擋料銷： GB2866.11-815.4 模架及其他零部件的選用模架是由三部分組成的：1.上模座 2.導向裝置 3.下模座整套模具最基礎(chǔ)的部分就是模架了，模具的工作零件和標準件都需要安裝在模架上，這樣模具才能正常工作。在模具進行沖壓過程的時候，模架需要受到所有的載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機

42、滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機的工作臺面上。模座為了達到設計的精度位置，需要依靠導向裝置。是沖裁中凸凹模間隙值一致。一般模架型號均已列入標準，如沖?；瑒訉蚰＜埽℅B/T 2851-2008）和沖模滾動導向模架（GB/T 2852-2008），設計時可以選用。對模架的基本要求：1. 必須要有足夠的強度和剛度。2. 必須要有足夠的精度3. 上丶下模之間的導向必須要精確根據(jù)不同的導柱和導套的位置，分為下列3中模架：1. 后側(cè)導柱模架 2. 中間導柱模架3. 對角導柱模架 4. 四角導柱模架 考慮到模具工作是送料快捷簡單，決定使用后側(cè)導柱模架。導柱 20鋼導套 20鋼上模座 24020060

43、下模座 24020070上模座厚度取 即 200下模座厚度取 即 200上模墊板厚度取 即=10 45鋼固定卸料板取18 即 45鋼在合理的決定利用哪種沖壓設備是，一定要滿足模具的的閉合高度與壓力機的高度是以下要求：Hmax-5mmHmHmin+10mm。模具的閉合高度計算： 式中：凸凹模的高度,=65 凹模的厚度,=50 凸凹模壓入落料凹模的深度,=10根據(jù)分析可以得到：利用的是400KN的壓力機，閉合高度應該略小于330mm。最大裝模高度=330mm6模具的總體設計6.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，決定采用復合沖壓模具。6.2 定位方式的選擇在沖壓模具中，定位方式有很多。坯料的定位

44、或?qū)虻淖饔檬潜ＷC條料的正確送進及對工件零件處于正確的位置。導向是沖裁時，條料緊靠導料板或?qū)Я箱N的一側(cè)導向送進，以限定條料的正確送進方向。定位是使條料在送料方向上定好位置，以保證送料的步距。根據(jù)模具和頂罩的結(jié)構(gòu)情況，我在模具中選用固定定位銷和固定導料銷。6.3 卸料、出件方式的選擇沖模上的卸料裝置有以下3種：1， 固定卸料板2， 彈壓卸料裝置3， 廢料切刀結(jié)合該套模具，決定使用彈壓卸料裝置。為了防止出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象，要選用的板料厚度應t1.5mm，用之前一定呀把板料壓平。彈壓卸料裝置有三部分組成：1.卸料板 2.彈性元件 3.卸料螺釘。由于采用的彈壓卸料的方式，并且壓邊力是由安裝在工作臺上面的緩沖

45、器提供的。該模具是復合模具，決定采用上出件的方式比較合理。6.4 導向方式的選擇導向裝置作用：用于沖裁模上丶下模之間的運動導向和定位連接，目的是提高模具的使用壽命和保證沖裁件精度達到要求。經(jīng)過上面對沖裁力的計算，發(fā)現(xiàn)沖裁力并不是特別大?？紤]到送料和安裝相關(guān)因素，導向方式采用后側(cè)導柱型的。6.5 壓力機的選擇壓力機的主要參數(shù)有：1.公稱壓力 2.滑塊行程 3.滑塊行程次數(shù) 4.封閉高度 5.裝模高度 6.工作臺墊板尺寸 7.模柄孔尺寸 8.工作臺孔尺寸。設備規(guī)格的選擇：1.確定壓力機噸位制定設備規(guī)格時，首先要確定噸位。一般需要先計算生產(chǎn)某一零件所需的最大沖壓力，使壓力機額定輸出壓力必須大宇該最大

46、沖壓力，并應有相應的裕度。此外，還需根據(jù)沖壓工藝類型分別考慮，比如對于沖裁工藝，通常只要保證壓力機額定輸出壓力大于最大沖裁力即可。但對于成形工藝，則需考慮壓力機的公稱壓力行程，根據(jù)壓力機-行程曲線來判斷最大沖壓力是否符合公稱壓力行程規(guī)定。特別是對于深拉伸加工，最大拉伸載荷的出現(xiàn)點往往在壓力-行程曲線的有效范圍之外，這種情況下，則應考慮更換規(guī)格。2.確定壓力機的工作尺寸壓力機的工作尺寸主要是指閉合高度丶工作臺面和滑塊尺寸以及各種安裝丶漏料尺寸等。設計相應模具時，通常是在噸位確定后，按照壓力工作尺寸來布置模具結(jié)構(gòu)，因此，壓力機的工作尺寸是模具設計的依據(jù)。查文獻2中表28，決定采用開示壓力機，型號為2340。開式雙柱可傾式壓力機部分主要技術(shù)參數(shù)（長度單位：）型號標稱壓力/KN滑塊行程/mm行程次數(shù)/次/min最大封閉高度/mm連桿調(diào)節(jié)長度/mm工作臺尺寸/mm模柄孔尺寸/mm電動機效率/KW前后左右孔徑直徑深度J23-10100451451803524037017030551.1J23-16160551202204530045021040601.5J23-252506555/1052705537056026040602.2J23D-2525010100