直壁筒形件沖壓成型工藝及模具設(shè)計

1、1 緒 論模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進(jìn)國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(yè).日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力”.美國工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”.在德國模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀在我國，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代以來，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度明顯加快，產(chǎn)品數(shù)量明顯的迅速增加。這使得模具的需求量增加，質(zhì)量要求越來越高，從而使模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用日趨重要。我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生

2、產(chǎn)廠點約有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，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

3、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。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具

4、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

5、，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。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)

6、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

7、趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備。隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域都越來越多的依賴模具來進(jìn)行加工。在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，6080的零部件都要依靠模具成型。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。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展模具工業(yè)也迅速的發(fā)展。世界上一些發(fā)達(dá)的國家其模具工業(yè)總產(chǎn)值早已超過拉機(jī)床工業(yè)，其發(fā)展速度也超過拉機(jī)床、汽車、電子等工業(yè)。在這些國家，模具工業(yè)已

8、經(jīng)成為國名經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。美國工業(yè)界稱“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本模具協(xié)會稱“模具是促進(jìn)社會富裕的動力”。模具的價值不只是指模具本身的價值，還在于它的應(yīng)用為社會創(chuàng)造的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。模具技術(shù)特別是制造精密、復(fù)雜、長壽命模具的技術(shù)，已成為衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要的標(biāo)志之一。工業(yè)發(fā)達(dá)國家在汽車、電子、儀表、輕工等方面發(fā)展的速度，產(chǎn)品先進(jìn)、有競爭力很大程度上取決與模具的供應(yīng)情況和先進(jìn)程度。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、

9、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，從德國工、模具行業(yè)組織-德國機(jī)械制造商聯(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。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、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，

10、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直壁筒形件拉深模具設(shè)計與制造方面1.3.1直壁筒形件拉深模具設(shè)計的設(shè)計思路拉深是沖壓基本工序之一，它是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。它不僅可以加工旋轉(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。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、實用、方便的計算方法，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

11、際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。1.3.2直壁筒形件拉深模具設(shè)計的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天；2.確定加工方案，所用時間5天；3.模具的設(shè)計，所用時間30天；4模具的調(diào)試所用時間5天2.直壁筒形件沖壓工藝的分析2.1拉深件工藝分析工件名稱：直壁圓筒形零件材料： 純銅厚度： 1.5mm零件圖： 如下圖1-1所示此工件為底部帶孔無凸緣直壁筒形件，形狀較為簡單，要求零件尺寸標(biāo)注在外形，零件尺寸厚度不變。此工件的形狀滿足拉伸工藝要求，可用拉伸工序加工。 各圓角r=52t，滿足拉深對圓角半徑的要求。由于沒有公差等級標(biāo)注，所以可以按未注公差等級處理，60的公差等級為IT14

12、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修邊達(dá)到要求。2.2拉深工藝方案該零件所需的沖壓工序為落料，拉深和沖孔，可擬定出以下三種工藝方案：方案一：用簡單模分三次加工，即落料，拉深，沖孔方案二：落料拉深沖孔復(fù)合模方案三；落料拉深沖孔級進(jìn)模分析比較：方案一雖然簡單但是需要三道工序，三幅模具的累計誤差大，操作復(fù)雜，成本高，且效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)。方案二：復(fù)合模具只需要一副模具且行位精度和尺寸精度容易保證，所拉深的制件的坯料一般較?。磺疑a(chǎn)效率高，操作方便。方案三：采用級進(jìn)模也只需要一幅模具，生產(chǎn)效率高，精度也能滿足要求，但是模具的工作導(dǎo)向及定位裝置較復(fù)雜，模具的總體成本較

13、高。綜上所述，所以選擇方案二，用落料拉深沖孔復(fù)合模3 必要的工藝設(shè)計計算3.1排樣的設(shè)計及計算3.1.1計算毛坯直徑因t=1.5mm1mm，所以應(yīng)按中線尺寸計算3.1.2確定修邊余量 根據(jù)拉深件尺寸，其相對高度為h/d=(30-0.75)/(60-1.5)=0.5查表4-1，得修邊余量h=2m 則拉深件總的高度h為：H=30-0.75+2=31.25mm3.1.3計算毛坯展開直徑 根據(jù)圖中提供的數(shù)據(jù)得出計算后的數(shù)據(jù)d=58.5mm r=5mm h=31.25mm代入式（4-5）可求出毛坯的直徑DD=式中 d=60-1.5=58.5mm r =5mm h=30-0.75+2=31.25mm 代入

14、數(shù)據(jù)得 D=mm=101mm因為純銅的質(zhì)地比較軟，沖裁時很容易，加之價格昂貴，為了提高材料利用率，減少廢料，應(yīng)采用直排，排樣方法設(shè)計成少廢料排樣，查表2.9取得工件間搭邊a為1.0mm側(cè)面搭邊值為1.2mm工件排樣圖如下圖1-2所示：3.1.4計算條料寬度由于采用少廢料排樣，所以條料寬度B為制件的直徑，即B= 2r=101mm 步距A=B+a=101+1=102mm3.1.5材料利用率計算拉深件的毛坯面積S=*r*r=3.14*50.5*50.5=8007.785mm2 一個步距材料的利用率：=A/S=3.14*50.5*50.5/101*102=77.7%式中 A-一個步距內(nèi)零件的實際面積

15、S-一個步距內(nèi)所需要的毛坯面積 3.2拉深工藝過程的設(shè)計與計算修邊余量及毛坯展開直徑在上面排樣的設(shè)計及計算中已經(jīng)計算出來 即：修邊余量h=2m 拉深件總的高度h=31.25mm毛坯展開直徑D=101mm所以對于拉深工藝過程的設(shè)計及計算只需進(jìn)行如下幾項 3.21確定拉深次數(shù)根據(jù)毛坯的相對厚度(t/d)*100=1.485,查表4.3得各次的極限拉深系數(shù)m1=0.53 ,m2=0.76, m3=0.79, m4=0.81零件總的拉深系數(shù)為m總=d/D=58.5/101=0.579 m總=0.579m1=0.53 d1=m1*D=53.53mm58.5mm 因此該零件只需要進(jìn)行一次拉深就能達(dá)到所需要

16、的尺寸3.2.2拉深工序件尺寸的確定拉深工序件的直徑根據(jù)表4.3對拉深系數(shù)進(jìn)行調(diào)整得到m1=0.579一次拉深后工序件的直徑為d=0.579*101mm=58.5mm拉深工序件高度的確定根據(jù)經(jīng)驗公式r凹=0.80.8*t1/2和r凸=(0.61.0) r凹可以求的工序件筒底處的圓角半徑（對應(yīng)工序中的凸模圓角半徑）r凸=5mm根據(jù)式（4.14）求的拉深后獲得的工序件的高度為h=0.25(D2/ d-d)+0.43r凸/ d(d+0.32 r凸)=0.25(1012/58.5-58.5)+0.435/(58.5+0.325)=29mm拉深工序圖1-333模具主要工作部分尺寸計算3.3.1拉深時模具

17、間隙有壓料圈拉深時單邊間隙值查表4.13得單邊間隙Z/2= （11.1t）=11.5mm=1.5mm因此，拉深間隙為： Z總=2*1.5=3mm3.3.2拉深模圓角半徑r凸= r凹=（5-0）mm=5mm因此，拉深模圓角半徑為5mm3.3.3凸模、凹模、凸凹模工作部分尺寸計算 由于本直壁圓筒形件總共需要經(jīng)歷落料，拉深，沖孔三個工序才能得到，由工藝方案的確定可以知道采用方案二，也就是用一幅復(fù)合模具來完成落料拉深和沖孔這三道工序。因此，模具的工作零件總共有四個，它們分別是：沖孔凸模，落料凹模，沖孔拉深凸凹模（沖孔凹模拉深凸模），落料拉深凸凹模（落料凸模拉深凹模）3.3.4毛坯外形落料凸，凹模刃口尺

18、寸計算對毛坯外輪廓進(jìn)行落料時，其中凸凹模刃口尺寸計算如下：IT14級時刃口尺寸標(biāo)注為1010-0.87mm， Zmax=0.120 Zmin=0.090 Zmax-Zmin=0.03mm查表2.5查得凸，凹模制造偏差落料部分凸= 0.025 凹=0.035 Zmax-Zmin=0.03mm凸+凹=0.06mm所以不能滿足分別加工時的要求，必須采用配作法進(jìn)行加工制造模具。查表2.6查得0.20時磨損系數(shù)X=0.5 凹模磨損后毛坯直徑D的尺寸有所變大，其中凸凹模刃口尺寸計算公式如下D凹落料=（D-x）0+凹=（101-0.5X0.87）0+0.35 mm=100.5650+0.35mmmD凸落料=

19、（D - x+Zmin ）0-凸=（101-0.5X0.87+0.09）0-0.025 mm =100.6550-0.025mm其中式中：D凹落料：落料凹模尺寸 D凸落料：落料凸模尺寸：沖裁件的公差 凸,凹： 凸凹模制造偏差3.3.5拉深凸、凹模刃口尺寸的計算拉深件的尺寸精度由最后一次拉深的凸，凹模的尺寸及公差決定，而最后一次拉深中凹模和凸模的尺寸和公差又應(yīng)按零件的要求來確定。由零件圖可知此圓筒形拉深件只對外形尺寸和公差有要求，所以計算時應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，根據(jù)磨損規(guī)律，由式4.35和式4.36可知凹模的基本尺寸D凹=（D- 0.75）0+凹凹模的基本尺寸D凸=（D- 0.75-Z）0-凸式中 D

20、；零件外徑的最大極限尺寸 ：零件公差 Z：拉深模具的雙面間隙 凸,凹：凸凹模的制造公差，根據(jù)工件的公差來選定。工件公差為IT13級以上時，凸和凹可按IT6-IT8級選取;工件公差在IT14級以下時，凸和凹按IT10級選取。查表2.5可得凸=0.02 凹=0.03將以上數(shù)據(jù)分別代入公式中可得拉深凹模的基本尺寸D凹拉深=（60.01 - 0.75*0.01）0+0.03 mm =600+0.03 mm拉深凸模的基本尺寸D凸拉深=（60.01 - 0.75*0.01-3）0-0.02 mm=570-0.02 mm即拉深時凹模的基本尺寸D凹拉深=600+0.03 mm 凸模的基本尺寸D凸拉深=570-

21、0.02 mm3.3.6沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算對圓筒拉深件沖底孔時，其中凸凹模刃口尺寸計算如下：IT14級時刃口尺寸標(biāo)注為150+0.43 Zmax=0.120 Zmin=0.090 Zmax-Zmin=0.03mm查表2.5得凸凹模制造公差沖孔部分 凸=0.02mm 凹=0.02mm Zmax-Zmin=0.03mm凸+凹=0.04mm所以不能滿足分別加工時的要求，必須采用配作法進(jìn)行加工制造模具。查表2.6查得0.20時磨損系數(shù)X=0.5 凸模磨損后，沖孔直徑D孔的尺寸有所變小，其中凸凹模刃口尺寸由2.15和2.16可得如下D凸沖孔=（D + x）0-凸 D凹沖孔=（D + x+Zmin

22、 ）0+0凹其中： D凸沖孔 ：沖孔凸模尺寸 D凹沖孔：沖孔凹模尺寸：沖裁件的公差 凸，凹：凸凹模制造偏差代入數(shù)據(jù)D凸沖孔=（D + x）0-凸=（15+0.5*0.43）0-0.02 mm=15.2150-0.02 mm D凹沖孔=（D + x+Zmin ）0+0凹=（15+0.5*0.43+0.09）0+0.02 mm =15.3050+0.02mm3.4力的計算3.4.1沖裁力的計算落料力：F落=Ltb=250.5*1.5*250=118.93KN沖孔力：F沖= Ltb=27.5*1.5*250=17.66KN3.4.2拉深力的計算采用壓邊圈拉深時,第一次拉深F拉=dtb k式中 F拉：

23、拉深力 b：材料的抗拉強(qiáng)度 t：材料厚度 k：修正系數(shù) d: 拉深后工序件中徑查表4.6得修正系數(shù)k=0.94代入數(shù)據(jù)得F拉=dtb k=3.14*58.5*1.5*250*0.94=64.75KN3.4.3壓邊力的計算解決拉深工作中的起皺問題的主要方法是采用防皺壓邊圈，并且壓邊力要適當(dāng)。如果拉深的變形程度比較小，毛坯的相對厚度比較大，則不需要采用壓邊圈，因為不會產(chǎn)生起皺。壓邊圈對拉深坯料的變形區(qū)施加的壓邊力F壓是為了防止毛坯起皺，保證拉深過程順利進(jìn)行而施加的力，它的大小對拉深影響很大。壓邊力太小時，防皺效果不好，造成拉深件筒壁質(zhì)量差；壓邊力太大時，則會增加危險斷面處的拉應(yīng)力引起拉深件拉裂破壞

24、或嚴(yán)重變薄超差。在模具設(shè)計時，通常是使壓邊力F壓稍大于防皺作用所需的最低值，即在保證毛坯凸緣變性區(qū)不起皺的前提下，盡量選用小的壓邊力。通常在生產(chǎn)中，一次拉深時的壓邊力F壓也可按拉深力的四分之一來選取即F壓=0.25 F拉 （式4.22）所以壓邊力F壓=0.25*64.75=16.187KN3.4.4壓力機(jī)公稱壓力的計算 為了保證沖壓力足夠一般沖裁時壓力機(jī)噸位應(yīng)比計算的沖壓力大30%左右，即F總1=1.3 （F落+F沖）=177.567KN對于單動的壓力機(jī)淺拉深時通常情況下取F總2（1.61.8）（F拉+ F壓）將中計算的拉深力和壓邊力代入得F總21.6（64.75+16.187）KN=129.

25、5KN所以壓力機(jī)的公稱壓力為F總= F總1+ F總2=177.567KN+129.5KN=307.06KN3.4.5壓力中心的計算 因為本零件即是軸對稱零件，又是中心對稱零件，而且是旋轉(zhuǎn)體零件，所以工件的壓力中心位于工件的底部圓心處。拉伸件的壓力中心如下圖1-4所示其中xc=0，Yc=04 模具總體設(shè)計4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為落料-拉深復(fù)合模。4.2 定位方式的選擇因為該模具使用的是條料，所以導(dǎo)料采用壓邊圈，送進(jìn)步距控制采用擋料銷。4.3 卸料、出件方式的選擇模具采用固定卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機(jī)工作臺下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。5模具主要零部

26、件的設(shè)計5.1工作零部件（凸模、凹模、凸凹模）的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1.1落料拉深凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計在落料拉深凸凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊和沖孔凸模，所以落料拉深凸凹模刃口應(yīng)采用直壁圓筒形刃口，該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。其結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示5.1.2拉深沖孔凸凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計該模具在拉深沖孔時，圓形拉深凸模的外輪廓與圓形落料毛坯接觸將毛坯拉入拉深凹模中，同時需要在圓形拉深凸模上開設(shè)一個與沖孔凸模相配的孔作為沖孔凹模，該沖孔凹模應(yīng)開設(shè)成上窄下寬的直壁錐形，方便沖孔時的廢料排除。其結(jié)構(gòu)如下圖2-2所示： 5.1.3沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計因為所沖的孔為規(guī)則的圓形且不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采

27、用臺階式，一方面使加工方便，另一方面方便更換，其外形尺寸可以由測量得出，其形狀如下圖所示，由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。其結(jié)構(gòu)如下圖2-3所示5.1.4落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計該模具的落料凹模功能單一，形狀也較為簡單，只需要保證其尺寸精度和位置精度即可。其結(jié)構(gòu)如下圖2-4所示5.2定位零件的設(shè)計定位零件的作用是使毛坯在模具上能夠迅速準(zhǔn)確地放正。此模具為倒裝復(fù)合模，根據(jù)模具總體設(shè)計可知此模具采用在固定卸料板上開設(shè)定位槽進(jìn)行左右方向的精確定位，這樣使定位裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和安裝5.3壓料卸料和頂件裝置的設(shè)計 壓邊圈對拉深坯料的變形區(qū)施加的壓邊力F壓是為了防

28、止毛坯起皺，保證拉深過程順利進(jìn)行而施加的力，它的大小對拉深件質(zhì)量影響很大，此制件的毛坯是圓形因此此模具中采用壓邊圈進(jìn)行壓料，一方面可以使模具結(jié)構(gòu)簡單，另一方面還可以使模具易于加工和裝配。卸料和頂件類零件的作用是保證沖裁完畢后，將工件或廢料從模具中排除，以便順利實施下次沖裁。本模具采用的是剛性卸料板，進(jìn)行卸料。壓邊圈既有壓料作用又有頂件作用，頂件力較小，沖裁件質(zhì)量較好。由于有頂件裝置，上?；爻虝r，沖壓件可能留在拉深凹模內(nèi)，所以一般設(shè)有推件裝置。該模具在落料拉深凸凹模的內(nèi)部設(shè)置有推件塊。5.4導(dǎo)向零件的設(shè)計導(dǎo)向零件的作用是確保上下模運動方向準(zhǔn)確，使凸模和凹模之間保持均勻的間隙。我們此次選用的是滑動

29、導(dǎo)套導(dǎo)柱，為標(biāo)準(zhǔn)件，具體為導(dǎo)柱GB/T2861.1 25160和28160 導(dǎo)套GB/T2862.6 259538和289538。兩根導(dǎo)套導(dǎo)柱的直徑不同，這是為了區(qū)別兩根導(dǎo)套導(dǎo)柱，以免裝反。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過盈配合（H7/r6），導(dǎo)套的外徑和上模座采用過盈配合（H7/r6），導(dǎo)柱導(dǎo)套之間采用間隙配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙，采用H7/h6配合5.5緊固零件的設(shè)計模具上常用的緊固零件是螺釘和銷釘，螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，我們按標(biāo)準(zhǔn)件選用即可。螺釘用于固定模具零件，而銷釘用于定位，模具中廣泛應(yīng)用的是內(nèi)六角螺釘和圓柱銷定，我們也選用這兩種。螺釘和銷釘?shù)囊?guī)格應(yīng)根據(jù)沖壓工藝力大小，凹模厚度

30、等確定，最終選擇M8，M6內(nèi)六角螺釘進(jìn)行緊固，8的圓柱銷釘進(jìn)行定位。5.6 支撐類零件的設(shè)計5.6.1模座的設(shè)計上模座用來固定上模部分零件，并通過模柄把上模固定到壓機(jī)滑塊上，同時又起傳遞并承受沖裁力的作用。下模座用來固定下模部分零件，通過螺栓，壓板將下模座固定在壓機(jī)工作臺面上，同時起著承受并分散沖裁力的作用。根據(jù)凹模周界選用標(biāo)準(zhǔn)上下模座。最終選用的上模座為：GB/T2855.9 22010030 下模座為：GB/T2855.10 20015135 5.6.2模柄的選用模柄的作用是使模具的中心線與壓力機(jī)的中心線重合，并把沖壓模具上模部分零件固定在壓力機(jī)滑塊上。我此次選用的是凸緣模柄，采用過盈配合

31、將模柄壓入上模座的窩孔內(nèi)。具體的國標(biāo)為：GB/T2862.3-815.6.3固定板的設(shè)計 固定板主要用于小型凸模，凹?；蛲拱寄５裙ぷ髁慵墓潭ā４舜我O(shè)計的是沖孔凸模固定板和落料拉深凸凹模固定板，沖孔凸模固定板的沖孔凸模安裝孔與沖孔凸模采用過渡配合H7/m6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。5.6.4墊板的設(shè)計 該模具中墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散沖孔凸模和落料拉深凸凹模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被壓出凹坑，影響模具的正常工作。墊板的外形尺寸與落料拉深凸凹模固定板相同，其厚度一般取310mm，我們這里取它的厚度為8mm。墊板上下表面應(yīng)磨平，以保證平行度要求。5.6.5模架的

32、設(shè)計 上模座：220mm100mm30mm下模座：200mm151mm35mm模柄：60mm50mm墊板厚度：120mm80mm5mm凹模固定板厚度：120mm80mm16mm凸凹模固定板厚度：120mm80mm8mm5.7沖壓設(shè)備的選擇由于制件為中小形狀的拉深件，精度要求不是很高，所以采用開式通用壓力機(jī)。根據(jù)沖壓總力，凹模尺寸及模具閉合高度，選擇型號為JH2340的開式雙柱可傾壓力機(jī)，能滿足使用要求，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：400KN 滑塊行程：80mm最大閉合高度：330mm 閉合高度調(diào)節(jié)量：65mm滑塊中心線至床身距離：250mm 立柱距離：340mm工作臺尺寸（mm）:（前后左右

33、）460mm700mm工作臺孔尺寸：（前后左右直徑）250mm360mm320mm墊板尺寸（mm）: 65mm 模柄孔尺寸： （直徑深度）32mm70mm 床身最大可傾角：30 6 模具總裝圖由以上設(shè)計可得到如下圖所示的模具總裝圖如圖2-5。為了實現(xiàn)先落料后拉深，應(yīng)保證模具裝配后，拉深凸模的端面比凹模端面低3mm。模具工作過程是：條形板材由前向后通過固定卸料板的定位槽送進(jìn)定位，上模下行，落料凹模和落料拉深凸凹模首先完成落料工序。上模繼續(xù)下行，拉深凸模開始接觸壓邊圈壓住的落料毛坯并將其壓入落料拉深凸凹模內(nèi)孔內(nèi)，上模繼續(xù)向下行，當(dāng)拉深進(jìn)行到一定程度時，固定在推件塊內(nèi)的圓形沖孔凸模開始接觸拉深件的底

34、部沖制出所需要圓孔，完成沖孔工序，所沖下的廢料由開在拉深沖孔凸凹模上的卸料孔排出。上?；爻虝r，剛性卸料板從落料拉深凸凹模上卸下廢料，壓邊圈在彈頂裝置的作用下將工件從拉深凸模上推掉;若工件卡在落料拉深凸凹?？變?nèi)，可通過推件塊在上?；爻痰揭欢ň嚯x后，將工件推出。 結(jié)束語此次選擇的畢業(yè)設(shè)計題目為沖壓模具的設(shè)計，各項要求均比較嚴(yán)格，為了能更加好的完成設(shè)計任務(wù)，我從圖書館和網(wǎng)上查閱了大量的冷沖模設(shè)計資料并向自己的指導(dǎo)老師討論商定具體的細(xì)節(jié)并請指導(dǎo)老師指點和解析自己不理解的知識點，這樣不但為自己設(shè)計節(jié)省了時間，避免了多走彎路而且還獲得了很多新的知識。同時我還翻閱了大學(xué)三年來所學(xué)的重點專業(yè)知識和一些課堂筆記

35、。本次畢業(yè)設(shè)計無論是在工作量還是在難度上相對于課程設(shè)計來說都大了很多，特別對專業(yè)基礎(chǔ)知識和制圖軟件的要求。此次畢業(yè)設(shè)計主要用CAD等專業(yè)軟件來完成各零件圖和裝配圖二維圖形的繪制，在整個課程設(shè)計過程中我們的軟件使用能力得到了很好的鍛煉，對以前所學(xué)習(xí)的專業(yè)軟件又重新熟悉了一遍。這次畢業(yè)設(shè)計是對三年來所學(xué)專業(yè)知識的一個綜合系統(tǒng)的運用。在設(shè)計中我發(fā)現(xiàn)自己對專業(yè)知識的掌握還是有一定的欠缺，對軟件的運用還不是特別熟練，因此在以后的學(xué)習(xí)和工作中需要更加努力的來強(qiáng)化自己的專業(yè)知識和對軟件的運用能力?？傊敬萎厴I(yè)設(shè)計是我對自身所學(xué)專業(yè)知識的一次綜合檢驗，讓我受益良多。 致 謝 經(jīng)過一段時間的緊張工作，此次的畢業(yè)

36、設(shè)計終于順利地完成了。這次畢業(yè)設(shè)計能按期按質(zhì)完成，這與學(xué)校三年的培養(yǎng)和在工廠的生產(chǎn)實踐是分不開的。在這里，我要忠心地感謝那些在我的設(shè)計工作中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和老師們。首先：感謝我的指導(dǎo)老師原國森老師，感謝原老師在我做設(shè)計期間對我的指導(dǎo)和幫助，原老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！感謝母校河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。其次：感謝的是我的同學(xué)們，在設(shè)計過程中遇到了很多的技術(shù)問題，通過他們的幫助和與他們的商討，一并查閱資料，每個問題都一一攻破難關(guān)，助我順利地完成了設(shè)計。還要感謝學(xué)校給我們創(chuàng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境，感謝圖書館的工作人員和老師們。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！參考文獻(xiàn)1 趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀J.模具制造，2007，6：242 劉建超 張寶忠主編. 拉深模具設(shè)計與制造 M. 高等教育出版社2004.6.13 馮炳堯