筒形件拉深成形工藝分析及模具設(shè)計

1、摘要：本文首先論敘了目前拉深模具的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢。正文部分介紹了一種 筒形件落料拉深復(fù)合模具的設(shè)計，內(nèi)容主要包括：拉深工藝分析、工藝參數(shù)計算及模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計和零件尺寸計算。在設(shè)計中充分利用了計算機輔助設(shè)計；用autocad2014繪制了所有零 件圖和工程圖。本課題實現(xiàn)了對理論知識的檢驗和實踐。關(guān)鍵詞：某筒形件；拉深；模具設(shè)計the deep drawing technology of a cylindrical analysis anddie designmaterial forming and control engineering class material 1001 yuan q

2、iaoling instructor: zheng shanghai /gu yongabstract： this article firstly talks about the present condition and the development trends currently of the deep drawing die. then the text part introduces a kind of design for cylindrical parts blanking deep drawing compound mould，which content includes m

3、ainly : the analysis for deep drawing process、calculate for the process parameters、design for the die structure and calculate for the component size. there have fully utilized cad in the design : have drawn all part pictures and installation diagrams with auto cad2014 .this topic implements the test

4、 and practice of theoretical knowledge.key words： a cylindrical parts； deep drawing ; die design1.1研宄背景據(jù)資料品示，自改革開放以來，r|i場對模具的需求量越來越高。近兒年以來，模具工 業(yè)一直以15%左右的速度在增長，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有 專業(yè)模具以外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。市場競爭也日益加劇，人們越 來越意識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條屮最基礎(chǔ) 的要素之一，模具制造技術(shù)目前已經(jīng)成為衡y:個國家制造業(yè)水平高低的重

5、要標志。而沖壓與其他加工方法相比，無論在技術(shù)，還是在經(jīng)濟方面，都有其獨特的優(yōu)點。生產(chǎn) 屮所體現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、髙一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法 所不能比擬的。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺、r精度，使產(chǎn)品質(zhì)m穩(wěn)定，而且在加工中不損壞產(chǎn) 品表面。根據(jù)這幾年的模具發(fā)展趨勢沖壓模具制造技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該力適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、 “精度髙”、“質(zhì)貴好”、“價格低”的要求服務(wù)。本課題主要是在掌握拉深工藝基礎(chǔ)理論上，結(jié)合實際情況，對模具進行合理的設(shè)計， 滿足使用要求，同時對其進行一些必要的改造，使其無論在使用性能、在產(chǎn)品質(zhì)呈還是在經(jīng) 濟可行性上都能達到最優(yōu)化設(shè)計。1.2模具和拉深模的研宄現(xiàn)

6、狀和發(fā)展前景1.2.1模具的研宄現(xiàn)狀和發(fā)展前景20世紀80年代以來，我國模具工業(yè)發(fā)展非常迅速。國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提 山了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。在模具工業(yè)總產(chǎn)值中，沖壓模具尤為 重要，約占50%。巾于模具發(fā)展的良好勢頭以及國家的重視，使得國內(nèi)一些大學在國家政策和一些企業(yè)的 支持下，開設(shè)了一些模具相關(guān)的專業(yè)，進行了很多模具的研究和設(shè)計以及模具的教學等工作。 例如，1994年，國家在上海交通大學建立模具工程研究中心，在鄭州工學院建立的橡塑模 具國家工程研究中心等，對沖壓模、塑料模、壓鑄模、橡膠模、玻璃模、擠壓模等進行了相 關(guān)的研宂，這使我國模具沒計制造水平有了很大的提

7、高，帶來了較大的社會經(jīng)濟效益1。盡管我國在模具方囬己収得不錯的成績，但是0前的狀態(tài)還有待提高，與國際水平和 工業(yè)先進國家仍然存在著較大的差距，特別是在精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具方面，技術(shù) 實力顯得過于薄弱。但就總體來說，還是有利因素大于不利因素的。我國經(jīng)濟現(xiàn)在處于高速發(fā)展時期，經(jīng) 濟全球化發(fā)展口趨顯著，這也為我國在模具行業(yè)的發(fā)展提供/良好平臺。一方面國內(nèi)模具市 場將持續(xù)高速發(fā)展，另一力*面是國際上將模具制造逐漸向我國轉(zhuǎn)移的趨勢和跨國集團到我國 進行模具的國際采購十分明顯，這些都將大幅度的提高我國模具制造業(yè)的水平11。1.2.2拉深模的研宄現(xiàn)狀和發(fā)展前景拉深模在沖壓生產(chǎn)中具有極為重要的地位。拉

8、深模不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件、盒形件及 其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，還可以與其他沖壓成型工藝相結(jié)合，制造極為復(fù)雜的零件，它可 應(yīng)用于汽車、電子、儀表、兵器、航空航天等各類工業(yè)部門和u常生活用品的生產(chǎn)。我國在拉深模方而也己經(jīng)取得不錯的成績，但就拉深模的現(xiàn)狀來說，與國際水平和工業(yè) 先進國家仍存在著較大的差距，特別是在精密、大型、復(fù)雜、長壽命拉深模方謝，技術(shù)實力 顯得有些薄弱。目前我國每年仍要從歐美日等地區(qū)或國家進口拉深模具，這些人都是國閃尚 不能自行生產(chǎn)的高中檔拉深模具。拉深模的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下兒個方面：1）拉深模材料向綜合性能高、切削性能好、以及系列化方向發(fā)展。2）拉深模的設(shè)汁將繼續(xù)廣泛采用現(xiàn)代

9、信息處理技術(shù)，例如cad、pro-e,這些軟件的開 發(fā)和應(yīng)用，在很大程度上的節(jié)約了人力和物力，大大的縮短了模具的沒計、生產(chǎn)制造周期, 減少了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益。3）數(shù)控技術(shù)的幵發(fā)和廣泛應(yīng)用，將極大的提商拉深模的生產(chǎn)制造水平，從而可進行島 精度、高復(fù)雜程度的拉深模具的加工制。1.3研宄的內(nèi)容及方法本課題研宄內(nèi)容主要是針對某筒形件的結(jié)構(gòu)以及成型特點進行分析，根據(jù)制件的整體要 求，設(shè)計出合理的拉深模，以滿足某筒形件生產(chǎn)的要求，同時又要縮短模具的生產(chǎn)制造周期，以保持良好的經(jīng)濟效益。本課題研究方法主要是根據(jù)拉深模的特點以及發(fā)展的趨勢，根據(jù)所要求加工的某筒形件 的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，進行合理的尺寸計算以及結(jié)

10、構(gòu)設(shè)計。主要研究方法可分為以下兒個部分：首先，對圓簡形件的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)就行分析，確定是否適合于拉深成型加工；-其次，在對工藝性進行合理的分析之后，需要確定加工工藝方案、計算出各部分工序的工藝參數(shù)，主要包括計算毛坯尺寸、拉深系數(shù)、各個工序所需的工藝力以及各個工作部分的 尺寸參數(shù)、根據(jù)所需工藝力的大小，進行初選壓力機；再次，根據(jù)工作部分的尺寸以及結(jié)構(gòu)要求，同時參考國家模具工業(yè)標準，利用計算機輔 助設(shè)計（cad），進行各個零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后，繪制岀模具的整體裝配圖和主要零件，完成設(shè)計。2零件及拉深工藝分析2.1分析零件的工藝性a）零件三維閣閣2-1零件閣該零件為圓筒形件的拉深，形狀簡單對稱，所有

11、尺汴均為自巾公差，對零件的厚度變化 也沒有要求。在滿足工藝性要求時，進行大批量生產(chǎn)，一般采用拉深成形。圓筒形件的毛坯 為圓形板料，可以通過落料獲得。因此，該零件在滿足沖壓工藝性要求的前提下，采用的沖 壓工序是落料、拉深。該零件的外徑為*41,精度等級為1t14級，拉深工藝容易保證。該 零件的圓角半徑k4能滿足拉深工藝對該處圓角的要求k* （2-3t）,該零件的精度及結(jié)構(gòu) 尺寸都能滿足沖壓工藝要求。零件所用材料為08f鋼拉深性能較好，易于拉深成形。在大批 量生產(chǎn)時，可用沖壓加工。2.2毛坯的尺寸計算從外形看，該零件屬于拉深成形件。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，加工中應(yīng)有落料、拉仲等工序。h/h= (22-

12、0. 5) / (40+1) 0. 524拉深件坯料形狀和尺寸是以沖件形狀和尺寸為基礎(chǔ)，按體積不變原則和相似原則確定。 根據(jù)金屬板料具有板平面方向性和模具兒何形狀等因素的影響，會造成拉深件口部不整齊，因此在多數(shù)情況下采取加大工序件高度或凸緣寬度的辦法，拉深后再經(jīng)過切邊工序以保 證零件質(zhì)量。查表2-ll2j可得，修邊余y:為2.0。表2-1修邊余s:表拉伸高度h/mm拉伸的相對高度h/d及h/b>0.5-0.8>0.8-1.6>1.6-2.5>2.5-4.0101.0>10-2.5>20-502.0&g

13、t;50-1003.03.85.06.0>100-1504.05.06.58.0>150-2005.06.38.010.0>200-2506.07.59.011.0>2507.08.510.012.0依圖樣零件計算尺寸h=22-0. 5+2. 0=23. 50m# + 4d2h-l .72r"2 - 0.56r2=v402+4x40x23.5-1.72x4x40-0.56x42 =7mm2.3拉深次數(shù)的確定巾表2-2可得極限拉深系數(shù)：z?z, = 0. 500. 53 取 = 0. 53m2 = 0. 750. 76 取州2 = 0. 76 零件所需的拉深系數(shù)

14、：d 40m =0.563 > m,d 71所以該零件能一次拉深成型。表2-2拉深系數(shù)表拉深系數(shù)毛坯的相對高度(t/d) x1002 1.51.5 1.01.00. 60. 60. 30. 30. 15mi0. 48-0. 500. 50-0. 530. 53-0. 550. 55-0. 580. 58-0. 60m20. 73-0. 750. 75-0. 760. 76-0. 780. 78-0. 790. 79-0. 80m30. 76-0. 780. 78-0. 790. 79-0. 800. 80-0.810.81-0. 82m廠)0. 80-0. 820. 82-0. 840.

15、 84-0. 850. 85-0. 860. 86-0. 872.4壓料裝置的確定為了防lh起皺，最常用的方法是在拉深模具上設(shè)置壓料裝置，使坯料凸緣夾在凹模平而與壓邊陶之間通過。當然并不是任何怡況下都會發(fā)生起皺現(xiàn)象。當變形程度較?。ɡ钕禂?shù)較大）、坯料相對厚度（t/d）較大時，一般不會起皺，這時就可不必采用壓料裝賈。因丄 ><100 =叢歷=1.41<1.5, m < 0.6 d71根據(jù)表4-471可知該拉深模需要壓料裝置。2.5計算拉深工序尺寸工序件直徑力 4 = zzz, d = 0.563x71 = 40mm工序件底部圓角半徑：r = 4mmd2r工序件高度為：付

16、，=0.25（必）+ 0.43丄+0.32a；） = 23.5mmd'd'以上計算所得工序件尺寸都是中心層尺寸，換算成與零件圖相同的標注形式后，所得工 序件尺寸如圖2-2所示。071a）坯料尺寸圖2-2拉深工序件尺、j*2.6工藝方案的確定根據(jù)以上分析，沖壓該零件可能有以下三種方案：方案一：先落料，后拉深。采用單工序模生產(chǎn)。該方案祖然模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工 序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二：落料一拉深復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)調(diào)料在復(fù)合模屮進行沖裁時，一次定位就 可以完成沖裁件的內(nèi)外形尺寸，故制件的內(nèi)外形的位置尺寸精度高，生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)效率 高，

17、適合位置精度高、生產(chǎn)批量大的制件選用。復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上的特點是具有既是落料凸模 又有沖孔凹模。利用復(fù)合模能夠在模具的同一部位上同時完成制件的落料和沖孔工序，而不 能保證沖裁件的內(nèi)孔與外圓的相對位置精度和平整性、生產(chǎn)效率高；而且條料的定位精度比 連續(xù)模低，模具輪廓尺寸也比連續(xù)模小。但是，只需一副模具，生產(chǎn)效率高，盡管模具結(jié) 構(gòu)較方案一復(fù)雜，而且由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三：拉深級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。壓力機一次沖程屮，在模具不同部位上同時 完成數(shù)道沖裁工序的模具，稱為連續(xù)模141。使用連續(xù)模不僅可以減少模具和設(shè)備數(shù)景，提 高生產(chǎn)效率，而且容易實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。但連續(xù)模比簡單

18、模制造復(fù)雜，成本也島。雖然只需 一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進操作不方便。通過對上述方案的分析比較，該件若能一次拉深，該模具采用方案二為佳。3主要工藝參數(shù)的計算3.1排樣及相關(guān)尺寸的計算根據(jù)零件的工藝性的要求，采用有廢料直排的排樣方式，排樣閣3-1所示如下:3.1.1搭邊值和步距值的確定查表2-1071可得兩工件間的橫搭邊8mm；兩工件間的縱搭邊0醐；導料板和條料間隙z =0. 5mm; 條料寬度的平向偏差x=0. 4;因此步距 s = 71.8mm；條料寬度5 = (£> + 26/ + <. = 73.5、47ld 7txli223957 mm3. 1

19、.3 個步局材料的利用率a395777 = x 100% = x100% « 75%bs71.8x73.5查板材標準，選1000 mm x 1000mm xlmm08f鋼板。一張鋼板可以生產(chǎn)189個零件， 總材料的利用率約為75%。3.2工序沖壓力的計算 3.2.1落料力的計算f港料=lto'b式屮l一沖裁輪廓總長度t一板料厚度板料抗拉強度（查附表15可知仏取400mftz）= yr x 71 x 1 x 400 « 89kn3.2.2壓邊力的計算f,t< = ap式中a為壓邊圈的面積；p為單位壓邊力(査表4-143可得/> = 2.5mptz) =ap

20、= d2-(d + 2rul)2xp= -712-(40 + 2x4)2x2.5 4= 5.31 kn3.2.3拉深力的計算fi：, =7idlt（7hk = 35a9knk-修正系數(shù)，一般取0.5-0. 8,此處取0.7; 為抗拉強度，此處取400mpa 故總拉深力= f拉 +ftk+ % 料：89 + 5.37 + 35.19 二 129.56勝3.2.4輔助力的計算在沖裁過程中，除了沖裁力之外，還需要外力將工件或廢料從凸模上或凹模中退出，此 力稱為輔助力。輔助力是巾壓力機和模具卸料裝貫或頂出裝貫傳遞的，所以在選擇設(shè)備的公稱壓力或設(shè) 計充模時，應(yīng)分別予以考慮。影響輔助力的因素較多，主要有材

21、料的力學性能、材料的厚度， 模具間隙、凹模洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤滑情況、制件的大小和尺寸等。一般來說，要準 確地計算輔助力是困難的，生產(chǎn)屮常用下列公式計算13:卸料力：fq = kf =2. 67kn推料力= =78. 32kin頂件力：fq2 = k2f =4. 45kn 式中f一落料力k卸料力系數(shù)，其值為0.02-0. 06 （這里取0.03）ki推料力系數(shù)，其值為0.03-0. 07 （這里取0.04）k2頂件力系數(shù)，其值為0.04-0. 08 （這里取哦0.05）堵塞托凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量,n=h/t=223.2.4壓力機公稱壓力由于制件屬于淺拉深，所以確定壓力機的公稱壓力應(yīng)滿足

22、（1.6-1.8）取 = 1.8x129.56-233.2/cno3.3選用沖壓設(shè)備設(shè)備類型選擇的主要依據(jù)的條件有：沖壓工序性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸及精度要 求、現(xiàn)有設(shè)備條件等。屮小型沖壓件主要選用開式單柱（或雙柱）的機械壓力機；大屮型沖壓件多選用雙柱閉 式的機械壓力機。根據(jù)沖壓工序可分別選用通用壓力機、專用壓力機（擠壓壓力機、精壓力、 雙動拉伸壓力機等）。壓力機技術(shù)參數(shù)選擇主要依裾有:沖壓件尺、r、變形力大小及模具尺寸，并進行必要效 核。壓力機的行程，必須保證成型備料能夠放入、成型零件能夠取出。壓力機的裝?？臻g 必須與沖模總體結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng)。壓力機工作臺而的尺寸應(yīng)大于模具的總體平而尺寸，

23、并 留有安裝固定的余地。壓力機的裝模商度貨幣和島度應(yīng)與模具的閉合商度相適應(yīng)。沖模的閉合高度是指指模具工作形成終了時，其封閉高度與裝模高度相等沖模的封閉高 度必須在壓力機的最大裝模商度和最小裝模島度之間。一般?。海ǜ犊?hw）-5h（hm.in閉） + 10式中：hmax 一一壓力機最大封閉高度（mm）； hmin 一一壓力機最小封閉高度（mm）；h,沖模的封閉高度（mm）;h 墊板高度（醐）。查表7. 3151提供的壓力機公稱壓力屮初選収壓力機的型號為：j23-25,其參數(shù)如表3-1所示。表2-2 j23-25開式可傾壓力機技術(shù)參數(shù)公稱壓力kn滑塊行程mm行程次數(shù)最大閉合高度mm最小閉合高度m

24、m2506555270215電動機型號電動機功率kw模柄孔尺寸mm機身工作臺尺寸熱板mmy100l1-42.2夕 40x60夕260x200x290504模具結(jié)構(gòu)與各零部件的設(shè)計4.1模具工作部分尺寸的計算 4.1.1凸凹模間隙的計算查表2-16m知：沖裁模初始雙而間隙zinin = 0.12mmzniax = 0.16mmzmax - zmin = (0.16-0.12)mm = 0.04mm由于071為it14級，取磨損系數(shù)x = 0.5 尺寸偏差a二0.62凸門模的制造公差分別為<5, =0.04sd = 0.06落料時的凹模尺寸a =(£> = 70.69(v)(

25、)6 落料時的凸模尺寸 £>2 =(/)，-zmin) = 7o.57°_o.()4 校核：(0. 06+0. 04) mm=0. lmm0. 04mm由此可知，只有縮小么、一提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，此時可取:sp = 0.4x0.04 = 0.016mm = 0.6x0.04 = 0.024mm故 d,= 7o.69o°°24mmd2 = 70.57% 0164.1.2拉深間隙拉深間隙是指單邊間隙，間隙過小會增加摩擦力，使拉深件容易拉裂，且容易檫傷制件 表面，降低模具壽命。間隙過大則對坯料的校直作川小，影響制件的尺、r精度。此件拉

26、深模采川壓邊裝置，經(jīng)工藝計算可以一次拉深完成。查表4-167知，有壓邊圈拉深(淺拉深)其單邊間隙為(1.05-1.15) t,這里取1.05t:z = 1.05z = 1.05x1 = 1.05mm4.1.3凸凹模工作尺寸及公差對于制件一次拉深成的拉深模，其凸模和凹模的尺寸及公差應(yīng)按制件的要求確定。查表 4-18 得知：么=0.04mm ； sp = 0.01mm: a 取 0. 75此工件要求的是外形尺、設(shè)計凸、凹模時，應(yīng)以凹模尺、r為基準進行計算： d =(d(, -0.75a)=(41-0.75 x ojsf 04 = 40.44；°04間隙取在凹模上，凸模尺、jd2 =(d(

27、l -0.75a-2z)% =(41- 0.75 x 0.75 -2x1.05)oo7 = 38.342o.o7 式屮 <-拉深件的基本尺寸a-拉深件的尺寸公差 4.1.4選取凸凹模的圓角半徑凹模的圓角半徑首次拉深凹模圓角半徑可按下式計算/?,=叫(d-d) = 0.87(71-41)x1 « 4mm工vi屮£)-毛i丕直徑，rnrn j-pq模直徑，mm凸模的圓角半徑r2 = (0.7 1.0)7?, 4mm4.1.5拉深凸模的出氣孔直徑根據(jù)凸模直徑大小，查表4-5361,取通氣孔直徑為4mm。4.2工件零件結(jié)構(gòu)尺寸確定4.2.1整體落料凹模板的厚度h的確定/ =

28、kk2joaf式中冬為凹模材料的修正系數(shù)，么取1. 3k2為凹模厚度按刃口長度修正系數(shù)，查表2-18 51可知：么収1則h = k'k,f落科=1.3 x 1 x vo. 1 x89x 103 = 27mm則取落料凹模的板厚為30mm。4.2.2凹模板長度l的計算査表2-17可知:c取2836刪，根據(jù)要求c值可取34. 5m，故：l = da +2c = 41 + 34.5x2 = 110mm 0按照模具標準規(guī)格，這邊取直徑為o125mm。4.2.3其他結(jié)構(gòu)零件的尺寸根據(jù)落料門模的外形尺寸，初步確定其他結(jié)構(gòu)零件尺、r如下表4-i所示。表4-1結(jié)構(gòu)零件尺寸序號名稱直徑x厚(mm)材料數(shù)量

29、1上墊板o125mmx5mm4512凸凹模固定板o125mm x 24mmq23513壓料圈<t>84mmxl0mm4514凸模固定板0125mm x 24mmq23515下墊板o125mm x 5mm4514.3主要零件的設(shè)計 4.3.1拉深凸模根裾工件外形并考慮加工，采用車床加工，與凸模固定板的配合按h7/m6,該拉深凸模 的材料6w邊模具鋼，為了實現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，使拉深凸模的端面比落料凹模低，其長度可按下式計算：凸模長度l=hi+h2-y式中一凸模固定板厚度 h2一凹模厚度y一一裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板厚大小，決定戶2/ 因此凸模長度l

30、=24+36-2=58mm。具體結(jié)構(gòu)可參見不圖4-1所示。4.3.2落料凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙纱ň€切割機床加工，安排凹模在模架上的位 置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模的輪廓尺汴應(yīng)要保證 凹模有足夠的強度與剛度，凹模板的厚度還應(yīng)考慮修磨量，根據(jù)沖裁件的厚度和沖裁件的最 大外形尺寸在標準巾選取凹模板的各尺寸為：o125因考慮到整套模具的整體布置要求， 選其厚度為30腿!，結(jié)構(gòu)如下圖4-2所示。4.3.3凸凹模凸凹模外形按落料凸模設(shè)計，內(nèi)孔按拉深凹模設(shè)計，結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料 凸模沒計成臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車

31、床加工，最后采 用工具磨床精加工，凸凹模固定板的配合按h7/m6,其總長為l hx + /?，+ / + /z3 =24 + 10 + 1 + 25 = 60 mm式中h：一凸凹模固定板厚度h2一卸料板厚度h3一附加長度t 一一材料厚度 凸凹模因為型孔較多，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度5862hrc） 外，材料也用淬火變形小的6?仏你順具鋼。其結(jié)構(gòu)如下圖4-3所示。%1/f/働52070.5 aw圖4-3凸凹模4.3.4固定板凸模（或凸凹模）固定板的作用是將凸模（或凸凹模）連接固定在正確的位置上。標準 凸模（或凸凹模）固定板分為圓形、矩形及單凸模（或凸凹模）固定板等多種形式

32、。選用吋, 根據(jù)凸模（或凸凹模）固定和緊固件合理布置的盂要來確定其輪廓尺寸，其厚度一般力凹模 厚度的60%-80%，這里取得是24mm。固定板與凸模（或凸凹模）采用過渡配合（h7/n6或h7/m6），壓裝后將凸模（或凸凹模）端面與固定板一起磨平，結(jié)構(gòu)如下圖4-4、4-5所示4.3.4壓料圈為了防止拉深過程中起皺，生產(chǎn)中主要采用壓料圈，經(jīng)以上計算這次拉深需要采用壓 料裝置。壓料圈釆用45鋼制造，熱處理硬度為4245hrc。其結(jié)構(gòu)如下圖4_6所示。4.3.5上下墊板墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳來的壓力，以減少上模板所承受的弟位壓力，保 護凸模頂端面的上模板面不被凸模頂端壓陷，該模具的上下墊板均

33、采用45鋼制造，熱處理 硬度為52-56hrc。其結(jié)構(gòu)如下圖4-7、4-8所示。/ 0.01a -b1-2-的r wwwt1850125閣4-7上墊板7/ 0.q1 a,trz-yl/1/i 1 1/1/ / / / a/ i|人01z5$圖4-8下墊板4.3.6模柄模柄又稱為模把。通過它將上模與沖床的滑塊連在一起。模柄的結(jié)構(gòu)形式有：通用模柄；壓入式模柄，與上模板壓入時h7/r6配合，模柄裝入后要與上模板一起平頂面，并與模柄軸線有良好的垂直度；螺旋式模柄，它具有拆卸方便，又不降低上模板強度等優(yōu)點，但這種模柄軸線與上模板垂直度較差；根據(jù)以上模柄的特點，該模具應(yīng)選擇壓入式模柄。結(jié)構(gòu)如 040下圖4

34、-9所示做cz闖4-9模柄4.4其他零部件的設(shè)計和選用4.4.1彈性元件的選用彈簧和橡膠是模具屮廣泛應(yīng)川的彈性零件，主要用于卸料。在本次設(shè)計屮使用橡膠力卸料裝置。為了保證橡膠的正常使用，不致于過早損壞，應(yīng)該控制其允許的最大壓縮量，一般取自 由髙度的30%，而橡膠的預(yù)壓縮y:般取自由髙度的io%左右。則橡膠的工作行程為：s工作=s總-s預(yù)=(0. 250. 30)h自由 所以橡膠的自由高度為h自由約為(3. 54. 0)s工作橡膠斷面面積的確定一般是憑經(jīng)驗估計，并根據(jù)模具空間大小進行合理布罝。同時，在 橡膠裝上模具后，周圍要留有足夠的空隙位罝，以允許橡膠壓縮時斷面尺寸的脹大！4.4.2固定擋料銷

35、落料凹模上部設(shè)置同定擋料銷，采用固定擋料銷的進行定距.擋料裝置在合模 中，主要作用是保持沖件輪廓的完整和適呈的搭邊.擋料銷采用h7/n6安裝在落料凹模端 而。4.5模架的選擇該模具選用中間導柱標準模架，可承受較大的沖壓力。導柱與導套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架屮參數(shù)決定，這里采用的是滑動式導向裝罝。 導柱的長度應(yīng)保證沖模在s低工作位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于 10-15mm ,而下模座底面與導柱底面的距離應(yīng)為5-10mm,從而得到：導柱 d /mmx l/mm =(/)22mmxl60mm導套d i mm xl/mm xd/mm=c>27mmx 83mz?2x 33mm;

36、<29znmx 83mm x(p35mm導柱與導套之間的配合為h7/h6,導套與上模座之間的配合為h7/r6,導柱與下模座之間 的配合為h7/h5。導柱與導套材料采用t10a,熱處理硬度為(滲碳)56-62hkc。上下模座材 料采用ht200,熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32hrc。上模座厚度取35nim，即/卜巾=35mm下模座厚度取45mm,即f/下模=45mm上模下模的結(jié)構(gòu)如閣4-10、4-11。模具閉合高度h閉：付閉=付上模+ h上楚+ h凸凹模+ h凹模+ h凸間+ h下絕+ h下根-ha = 188/nm 式中.付人一一凸凹模進入落料凹模的深度，/a=25mm;hmin -付閉 +

37、 10 = 37mmh觀經(jīng)過計算該模具的閉合高度符合壓力機j23-25的要求。4.6工作零件加工工藝的確定本副模具工作零件都是旋轉(zhuǎn)體，形狀比較簡單，加工主要采用車削。4.6.1拉深凸模加工工藝過程圓形凸模加工比較簡吊，熱處理前毛坯經(jīng)車削加工，配合面留有適當磨削余量；熱處理后，經(jīng)外圓磨削即可達到技術(shù)要求。4.6.2落料凹模加工工藝過程熱處理前可采用鉆、鉸（鏜）等方法進行粗加工和半精加工。熱處理后型孔可通過研 磨或內(nèi)圓磨削精加工。4.6.3凸凹模工作型面的機械加工方法凸凹模零件一般由兩部分組成，即工作部分（用于沖壓工件）和非工作部分（用于裝 配和連接等），非工作部分可采用普通機械加工方法，如車、銑

38、、削、磨、鉗等。工作部 分由于形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)熱處理后硬度高等原因，熱處理之前采用車、銑、刨、磨等進行 粗加工或半精加工，熱處理之后再進行精加工。圖4-10上模座4.7附加工序的確定模具表面的質(zhì)呈對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)呈等方面均有較大的影響，因此在模具使 用之前，也是模具制造的最后階段，通常要進行研磨與拋光處理，以提高模具表面質(zhì)量。而 在研磨與拋光處理后，有很多模具制造企業(yè)和模具使用企業(yè)還運用了表面處理技術(shù)，目的在 于延長模具使用壽模具表而的質(zhì)fi對模具使用壽命命，提高工件的加工品質(zhì)，降低模具使用 成本，提尚生產(chǎn)效率。1）成膜溫度會影響原有鋼材的質(zhì)量，較高的溫度使鋼材產(chǎn)生退火或m火效應(yīng)，降

39、低基材 的硬度和韌性；2）成膜技術(shù)決定了膜層是否容易脫落；3）膜層硬度決定了鍍件的耐磨性能；4）膜層表而摩檫系數(shù)低，有利于工件表而的潤滑，也是提髙耐磨性的一個因素。圖4-11下模座拉深件在拉深過程巾，結(jié)合實際的要求，耑要進行與之相應(yīng)的附加工序已達到良好的成 型條件，主要包括屮間退火、酸洗和潤滑等工序。4.7.1中間退火拉深工藝和其他的塑性變形一樣，所有的金屬除了鉛和錫都會產(chǎn)生冷作硬化，使金屬的 硬度、變形抗力和強度等增加而塑性降低，為了恢金屬的塑性以便進行以后的拉深工序， 需采用中間退火工藝17。該圓筒形件材料為08f，該制件在拉深成型的過程屮不需要屮間退回工序。4.7.2酸洗退火后的鋼、銅等

40、工件表而有氧化皮，在繼續(xù)拉深時會增加對模具的磨損，一般都應(yīng)該 進行酸洗。由于該制件無屮間退火工序，故無需進行酸洗，以可縮短生產(chǎn)周期和節(jié)約成本。4.7.3潤滑在拉深過程中，金屬材料與模具表而直接接觸，并且相互作用的力很大，使材料在凹模 表而滑動時會產(chǎn)生很大的摩擦。摩擦力增加了拉深所需的力和工件側(cè)壁內(nèi)的拉應(yīng)力，因而對 拉伸過程有不利的影響，如易使工件刮傷、拉裂成為廢品；而且材料與門模表而的摩擦還會 降低模具的壽命。使用潤滑劑后，可在材料與凹模表而之間形成一層薄膜，將兩者的滑動表而相隔離，因 此可以減少摩擦力和磨損現(xiàn)象，進而使制件的尺、r精度、表而粗糙度都有所提高。拉深時，潤滑劑應(yīng)涂抹在門模圓角部位

41、和壓邊而部位，以及與此部位相接觸的毛坯表而 上，涂抹應(yīng)均勻，間隔時間要固定，并經(jīng)常保持潤滑部位的干凈。切忌在凸模表而或在與其 接觸的毛坯表而涂抹潤滑劑，以防材料沿凸?；瑒?，并使材料變薄。制件成型后，需要通過軟抹布手工擦除、在堿液屮電解除汕、或在其他溶劑屮除汕等方 式去除潤滑劑。4.8模具的裝配本模具的裝配選擇凸、凹模為基準件，先裝不模，再裝上模。具體裝配過程如?。?.8.1部分下模的裝配將己經(jīng)裝好落料凹模6、凸模的固定板4、t墊板3置于下模座1上，找正中心位置，用 平行夾頭夾緊，依靠固定板的螺釘孔在鉆床上對下模座預(yù)鉆螺紋孔錐窩。拆開固定。按己 經(jīng)預(yù)鉆的錐窩鉆螺紋底孔并攻螺紋，再將凹模固定板重新

42、置于下模座上找正位置，用螺釘 緊固，鉆、鉸定位銷孔，裝入定位銷。4.8.2部分上模的裝配1）將凸凹模固定板7裝在凸凹模11上，兩者之間墊入適當高度的等高墊鐵，用平行夾頭 夾緊。以卸料板上的螺孔定位，在上墊板上鉆出錐窩。2）將己裝入a凹模固定板的凸凹模1插入落料凹?？字?，并將上墊板8置于h凹模固定 板7上，再裝上上模座9。用平行夾頭夾緊上模座和凸凹模固定板7,以凸凹模固定板上的 孔定位，在上模座上鉆錐窩。然后拆開以錐窩定位鉆孔后，用螺釘將上模座、墊板、凸凹 模固定板連接并稍加緊固。3）調(diào)整凸、凹模的間隙 將己裝好的上模部分套裝在導柱上，調(diào)整位置使凸凹模插入落料凹?？字?，根據(jù)配合間隙 采用前述調(diào)整

43、配合間隙的適當方法，對凸、門莫間隙調(diào)整均勻。并以紙片作材料進行試沖。 如果紙樣輪廓整齊、無毛刺或周邊毛刺均勻，說明配合間隙均勻。如果只有局部有毛刺，說 明配合間隙不均勻，需重新調(diào)整均勻為止。4）配合間隙調(diào)整好，將螺釘緊固。鉆鉸定位銷孔4.9模具總裝圖這是一副落料拉深復(fù)合模，工作時，首先巾落料門模6和凸門模11完成落料，緊接著 由拉深凸模16和模11完成拉深。壓料圈18既起壓料作用又起頂件作用。巾于有頂件 作用，上?；爻虝r，沖件可能留在落料凹模內(nèi)，所以設(shè)置了推件裝置、為了保證先落料，后 拉深，模具裝配時，拉深凸模16比落料門模低2mm。圖4-11模具總裝圖1-下模板2、10-內(nèi)六角螺釘3-下墊板4-凸模固定