彈簧座的沖壓成形工藝及模具設(shè)計

1、彈簧座的沖壓成形工藝及模具設(shè)計緒論沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以 有時也叫板料沖壓，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料要模具的作 用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的的作用達到一定程度時，板料毛 坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形， 從而獲得一定的 形狀，尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)效率高，而且由于操作 簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。1.1 冷沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位模具是大批生產(chǎn)同行產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是 國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸，使產(chǎn)品

2、質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表 面。用模具生產(chǎn)零件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價的軋制鋼板或剛帶為坯料， 且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，質(zhì)量輕，成本低且節(jié)約能源和 原材料等一系列優(yōu)點，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當代工業(yè) 生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大 程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。目前， 工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成型工藝方法， 以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。 一般壓力機加工，一臺普通壓力機設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓 力機的生產(chǎn)率已達到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。劇不完全統(tǒng)計、飛機、汽車、拖 拉機、電機、電器、儀器、儀表等

3、產(chǎn)品，有60%左右的零件是用模具加工出來的； 至于日用金、餐具等物品的大量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進行。顯而意見，模具 作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所認 識。1.2 冷沖壓模具的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器燒制和青銅器鑄造， 但其大規(guī)模應(yīng)用 卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。19世紀，隨著軍火工業(yè)、鐘表工業(yè)無、 線電工業(yè)、無線電工業(yè)的發(fā)展，模具開始得到廣泛使用。第二次世界大戰(zhàn)后，隨 著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，它又成了大量生產(chǎn)家用電器、車、電子儀器照、相機鐘、 表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當時美國的沖壓技術(shù)走在最前列，而瑞士 的精沖，德國

4、的冷擠壓技術(shù)，蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。20 世紀 50 年代中期以前，模具設(shè)計多憑經(jīng)驗，參加已有圖紙和感性認識，根據(jù)用 戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，單對所設(shè)計模具零件的機械性能缺乏了 解。近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精 密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料 模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè) 發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角 洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展 最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和

5、浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近 幾年也有較大發(fā)展。模具的標準化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的廣泛重視。這是由于模具標 準化是組織模具專業(yè)生產(chǎn)的前提，而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模 具制造周期、降低成本的的關(guān)鍵。我國已頒布了冷沖壓術(shù)語、冷沖模領(lǐng)部件的國 家標準。沖模的模架等基礎(chǔ)零布件已專業(yè)化、商品化。但總的來說，我國沖模的 標準化和專業(yè)化水平還是較低的，先進國家標準化已達70%80%。1.3 模具的發(fā)展前景從未來的發(fā)展機會來看，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展期，國際上經(jīng)濟全球化 發(fā)展趨勢日趨明顯，這就為我國模具工業(yè)的高速發(fā)展提供了良好的條件與機遇。 一方面是國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展， 另

6、一方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趨向也十分明顯。因此，展 望未來，國際、國內(nèi)的模具市場總體發(fā)展趨勢前景美好，預(yù)計中國模具工業(yè)將在 良好的市場環(huán)境下將繼續(xù)得到高速發(fā)展。 行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級過程中機會與 風(fēng)險并存，如何抓住機會、規(guī)避風(fēng)險是模具企業(yè)需特別關(guān)注的，在報告中我們將 對這些問題進行深度剖析1.4 冷沖壓的基本工序的分類冷沖壓加工的零件，由于形狀、尺寸、精度要求，生產(chǎn)批量等各方面不相同， 因此生產(chǎn)所采用的冷沖壓工藝方法也是多鐘多樣的，概括起來可分為兩大類，即 分離工序和成型工序。分離工序指板料按一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺 寸和切斷面

7、質(zhì)量的沖壓件（俗稱沖裁件）的工序；成型工序是指坯料在不破裂的 條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。第一部分 第二次拉深1工藝分析及設(shè)計方案1.1工藝分析此工件為有凸緣圓筒形件拉深沖孔，形狀簡單對稱，圓角較大，要求精度不 高，便于模具加工，減小了熱處理或沖壓時尖角處開裂，也防止尖角部分刃口過 快磨損。底孔孔徑較小，離邊緣距離也較遠不需要很大的沖裁力不容易變形。工 件材料為厚 1.5 的 08 鋼，具有足夠的強度和剛度。該凸緣筒形件，相對凸緣直 徑相對高度都較為適宜。拉深工藝性好。1.2 沖壓工藝方案的確定1.2.1拉深次數(shù)的確定計算毛坯直徑D。應(yīng)按拉深件的中線尺寸計算。凸緣的直

8、徑d t =68mm,凸緣的相對直徑d t /d=68/41.5=1.641 查表4.3.2P177有拉深件的修邊余量 D R = 3 . 0 mm 凸緣直徑 d F = 68 + 2 ´ 3 . 0 = 74 mm 因為 R = r 由教材4.3.3P178得 D = d F + 4 dH - 3 . 44

9、 rd 將相應(yīng)數(shù)據(jù)代如凸緣筒形毛坯尺寸計算公式得： D = 74 2 + 4 ´ 41 . 5 ´ ( 48 - 1 . 5 ) - 3 . 44 ´ 41 . 5 ´ 3 =1131.2.2判斷能否一次拉出工件的相對高度 48 - 1 . 5 = ( = 1 

10、;. 12 40 + 1 . 5 ) 2相對直徑 d F = = 1 . 78 1.4 （為寬凸緣筒形件） . 5 . = 1 相對厚度 = 1 33 % . 由表 4.5.1P190 查出帶凸緣筒形件首次拉深的極限相對高度為 0.420.53 遠小 1 于工作的 = 1 因此一次不能拉出。 . 12 d 41 . 5

11、 制件總的拉深系數(shù)： m = = = 0 . 367 D 113 查P192得凸緣筒形拉深系數(shù)為： m . 51 , m . 73 , m . 75 1 1 = 0 2 = 0 3 = 0 m1  m . 5 ´ 0 . 73 = 0

12、60;. 372 f 0 . 367 2 = 0 m m . 51 ´ 0 . 73 ´ 0 . 75 = 0 . 279 p 0 . 367 1 2 m 3 = 0 由此可見需要三次拉深才能達到工件尺寸要求。 1.2.3確定工件各次拉深的尺寸首次拉深直徑：&

13、#160;d . 51 ´ 113 = 57 mm 1 = m 1 D = 0 查表19.435，有拉深的圓角半徑 r1  = 8 mm 2由 r 0 . 6 - 0 . 9 ) r dn = ( d ( n - 1 ) 可得： 1.2.4重新計算毛坯的直徑為了保證以后

14、各次拉深時凸緣不參加變形， 寬凸緣拉深首次拉入凹模的材料 面積比零件實際需要的面積多（3%5%）這里取 5%，即首次拉深時拉入凹模的 材料實際面積為p p 2 A = 9906 + ( 73 - 49 2 )  ´ 105 % = 13475 mm 2 4 4 在多拉入凹模5%材料后，修正的坯料直徑為 r2  = 5 mm , r mm 3 = 3 

15、; 2 D = + ( 74 2 - 73 ) = 115 . 5 mm 首次拉深的高度 h 1 = 0 . 25 2 2 ( D - d F ) + 0 . 43 ( r 1 + R 1 ) d 1 0 . 25 =( 115&

16、#160;. 5 2 - 74 2 ) + 0 . 43 ´ ( 8 + 8 ) 57 = 41 . 12 mm 檢驗 m 1 是否合理d t = = 1 . 28 . 63 1t= 1 . = 1 3 % . h 11 

17、;. = 41 = 0 . 707 . 63 = 0 . 56 - 0 . 72 1 1查表4.5.1可知許可的相對的高度 h 1 明顯在首次拉深的變形程度內(nèi)，故所選的 m 1 滿足要求1.2.5計算以后各次拉深件的尺寸：重新調(diào)整各次拉深系數(shù)： m . 83 , m . 86 2 = 0 

18、3 = 0 這時各拉深工序的直徑： d 2 =m 2 ×d 1 =0.83×57.6mm=47.8mm d 3 = m . 86 ´ 47 . 83 mm = 41 . 5 mm 3 d 2 = 0 1.2.6拉深件的圓角半徑查模具設(shè)計大典（3）表19。435拉深凹模的圓角半徑r 1 =8

19、mm 3 由r dn =(0.60.9)r d ( n -1  ) 可得 r 2 =5mm r3  = 3 mm (根據(jù)零件要求) 則r 2 =R 2 =5mm r3  = R mm 3 = 3 1.2.7拉深工序中的高度h 2 設(shè)第二次拉深時多拉入凹模材料面積為2%（其余3%的

20、材料返回到凸緣）第二次拉深的假想的坯料直徑 13475 2 ) ´ 102 % + ( 74 2 - 73 =1167mm 105 % DH 2 =0.25/d 2 ×(D ' 2 D F 2 )+0.43×(r 2 +R 2 ) =0.25/47.8(116.7 2&#

21、160;74 2 )+0.43× (5+5) =45.2mm H 3 = 0 . 25 ' 2 ( D - d . 43 ´ 2 r 凸 ) + 0 3 d 3 2 0 . 25 ( 113 . 42 2 - 74 2 )

22、 + 0 . 43 ´ 2 ´ 3 41 . 15 =47465 » 48 mm （調(diào)整到工件所要需尺寸） 1 (dF見沖壓模具設(shè)計與制造p189寬凸緣筒形件為74mm) 1.3 工藝方案的確定沖壓該零件所需的基本工序為拉深，沖孔，可能的工藝方案有：方案一：拉深為基本工序，再次拉深沖孔復(fù)合。方案二：正反拉深，沖孔為基本工序。方案三：拉深，再次拉深，沖孔全部為基本工序的單工序模。方案三模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三副模具。生產(chǎn)效率低，難

23、以滿足該工件大 批量生產(chǎn)的要求。方案二需要的模具少生產(chǎn)效率高但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易生產(chǎn)。 方案一也需要兩副模具生產(chǎn)效率也較高而且模具結(jié)構(gòu)制造較方案二簡單， 綜合比 較選擇方案一好。2 主要設(shè)計計算2.1 壓料力的計算此拉深是二次拉深則 F Y =p /4（d 1 2 (d 2 +2r A 2 ) 2 ）×P 式中：p單位面積壓料力，p值可查表4。4。5 d 1 ,d 2 各次拉深工序件直徑

24、； r A 2 拉深凹模的圓角半徑； P值查表得p=3.0Mpa 且有r A 2 =5mm        d 1 =57.6mm          d 2 =47.8mm 查沖壓模具設(shè)計與制造p187 表 4.4.4 由于 m 2

25、 =0.830.8 所以可以不用壓料 裝置。但是考慮到拉深時毛坯的定位我們可以選用一個彈性壓邊圈。1  2.2 拉深力的計算在生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式進行計算采用壓料圈拉深時 F=p d i t s 2 k 2 F拉深力 t板料厚度 d i d n 各次拉深后的工序件直徑 (以后各次拉深) s b 拉深件材料的抗拉強度（324441Mpa）取()=400Mpa K 2&

26、#160;修正系數(shù)查模具設(shè)計與制造表446取k=0.8 F=3.14×47.83×1.5×400×0.8 =72089.376N 2.3 壓力機公稱壓力單動壓力機其公稱壓力機應(yīng)大于工藝總壓力 Fz=F+Fy=70289.376N 在實際生產(chǎn)中：淺拉深：Fg(1.61.8)Fz 深拉深：Fg(1.82.0)Fz 該拉深為淺拉深Fg(1.61.8)×72089.376»122KN 故選用 250KN 的壓力機，該模具采用再次拉深模，固定卸料

27、與推件，根據(jù)沖壓 工藝總力計算結(jié)果并結(jié)合工件高度，初選開式雙柱可傾壓力機J2325 2.4 工作部分尺寸計算2.4.1拉深模的間隙有壓料圈拉深時的單邊間隙（第二次拉深） Z= 1 1 t = 1 . 65 mm  . 2.4.2拉深模的圓角半徑以后各次拉深凹模圓角半徑應(yīng)漸減小，一般按下式確定： r 0 . 6  0 . 8 ) r Ai = ( Ai -1 

28、 （i=2,3n）首次（包括只有一次）拉深凹模圓角半徑可按下式計算： r . D - d ) t A1  = 0 r c A1  = c 1 2 t 式中： r A 1 N模圓角半徑 D坯料直徑 d 地模圓內(nèi)徑 c ，純銅，鋁 c1  = 0 . 8 1 考慮

29、材料力學(xué)性能系數(shù)，對于軟鋼硬鋁 c 1 = 1 c 2 考慮板料厚度與拉深系數(shù)的系數(shù)查沖壓模具設(shè)計與制造表484 r ´ 5 ´ 1 . 5 = 7 . 5 mm » 8 mm A1  = 1 r 0 . 6 0.8） r . 8 6.4 A 2 = 

30、;( A 1 = 4 取 r mm A 2 =5 1 c 2 取5 2.4.3凸凹模工作部分的尺寸和公差拉深凸凹模的工作尺寸計算如下：拉深：f47.83 0 + 0 . 74 對于多次拉深工序件尺寸無需嚴格要求中間各工序的凸凹尺寸可按下式計算： D  + dA =D0 D ） 0T =（D­Z- d查沖壓模具設(shè)計與制造P210表4.8.3

31、可得 d A = 0 . 08 查沖壓模具設(shè)計與制造P207表4.8.2得單邊間隙1  Z/2= 1 . 1 t= 1 . 65 mm 所以 DA= 47 . 83 DT=（ 47 . 83 - 1 . 65 ） = 46. 5  T = 0 .&#

32、160;05 d3 模具的總體設(shè)計3.1 模具類型的選擇由工藝分析可知，采用再次拉深模。3.2 定位方式的選擇因為該次拉深的毛壞是上一工序落料拉深的半成品， 我們可以使用一個壓邊 圈來定位，將毛坯套在壓邊圈上，壓邊圈做成與毛坯的形狀相似。3.3 卸料，出件方式的選擇模具采用彈壓卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機工作臺下的標準緩沖器提 供壓力，再通過頂件裝置頂桿頂住彈性壓料圈將拉深件脫出。3.4 卸料橡膠的設(shè)計計算3.5 導(dǎo)向方式的選擇該副模具可以選用的導(dǎo)柱有后側(cè)的導(dǎo)柱和中間導(dǎo)柱，后側(cè)導(dǎo)柱一般應(yīng)用于 公差等級要求不高的情況下。但是由于導(dǎo)柱在一側(cè)，沖壓時容易產(chǎn)生偏心力矩， 使模具偏斜，影響

33、模具壽命和工件的質(zhì)量。而中間導(dǎo)柱應(yīng)用于公差等級要求高的 場合。因為工件的公差等級要求一般，但工件尺寸較大，對工件的質(zhì)量無特殊要 求。為了提高生產(chǎn)效率和模具的使用壽命， 本副模具選用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。4 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1.1拉深凹模 H 凹 =45.13mm»46mm 凹模壁厚：C=（1.52）H=69mm92mm 凹模的寬度：B=b+2c 47.83+2×70=187.83»188mm 所以凹模的輪廓尺寸為f188×46 mm 

34、4.1.2拉深凸模毛坯在壓邊圈上定位，凹模在壓力機作用下卡緊凸模，工作比較簡單，如 圖（4.1.2）所示拉深凸模其長度可按下式計算： L=H 固 +H 凹 =33 mm+46mm =79 mm 式中： H 固 凸模固定板厚度，H 固 =20 mm H 凹 凹模厚度，H 凹 =45.13 mm 取46 mm 取C=70 mm 4.2 其它零部件的設(shè)計與選用4.

35、2.1彈性元件的設(shè)計頂件塊在成形過程中一方面起壓邊作用，另一方面還可將成形后包在拉深 凸模上的工件卸下。其壓力由標準緩沖器提供。4.2.2模架及其它零部件的選用模具選用中間導(dǎo)柱標準模架，可承受較大的沖壓力，為了防止裝模時，上模0 誤轉(zhuǎn) 180 裝配，將模架中兩對導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細不等，以凹模周界尺寸為依 據(jù)選擇模架規(guī)格：4  上模座： 200×45 GB 28551181 HT200 下模座： 200×50 GB28551281 HT200

36、60;導(dǎo)柱：d/mm×L/mm分別為 f 32 ´ 160  f 35 ´ 160 導(dǎo)套：d/mm×L/mm×D/mm分別為 f 32 ´ 105 ´ 45  f 35 ´ 105 ´ 50 上模座厚度取45 mm，即H 上模 =45 mm 上模座墊板厚度取20 mm，即H 墊 =20 mm

37、0;下固定板厚度取20 mm，即H 下固定 =20 mm 下模座厚度取50 mm，即H 下模 =50 mm 模具的閉合高度：H=H 上模 +H 墊 +H 凸 +H 凹 +H 下模 H 入 =45+20+79+46+503 =237 mm 式中： H 凸 凸模的厚度， L 凸 =79mm H 

38、;凹 凹模的厚度， H 凹 =46 mm H 入 凸模進入凹模的深度， H 入 =3 mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機 J2325 的最大裝模高度（220 mm）可以 使用。5 5 模具總裝圖由以上設(shè)計可得如圖（5）所示的模具總裝圖。模具工作過程：將毛坯套在壓力圈上，壓邊圈的形狀與首次拉深出的半成品 也就是該次工序的毛坯相適應(yīng)。工作時拉深凹模下行，與坯料接觸，繼續(xù)不行進 行拉深，當拉深完后，上?；爻?，頂桿碰到壓力機上的打料橫桿推動推件板把卡

39、 在凹模洞口的制件推出， 制件再次掉在壓料圈上， 給下模部分的彈性元件一個力， 彈簧的彈力推動頂桿將制件從壓料圈上頂出。圖5 有壓邊裝置的以后各次拉深模1模柄；2上模座；3連接螺釘；4上墊板；5凹模；6凸模；7壓 邊圈；8下模座；9頂桿；10彈性頂件裝置；11導(dǎo)套；12導(dǎo)柱；13螺 釘；14打桿；15推件板；16鉚釘6 沖壓設(shè)備的選定通過校核選擇開式雙柱可傾壓力機J2325能滿足使用要求。 公稱壓力：250KN滑塊行程：65最大閉和高度：270最大裝模高度：270連桿調(diào)節(jié)長度：55工作臺尺寸（前后×左右）：370×560墊板尺寸（厚度×孔徑）：50×20

40、0模柄孔尺寸尺寸：40×60最大傾斜角度：30°7 工作零件的加工工藝 機械加工工藝過程卡 8 模具的裝配本模具的裝配選凹模為基準件，先裝上模，再裝下?！，F(xiàn)將具體裝配方法敘 述如下：8.1 裝配前的準備：8.1.1 通讀設(shè)計圖樣，了解帶凸緣的以后各次拉深模的特點。本模具的裝配 工藝要點是：同時保證拉深用凸凹模間隙的均勻；打料機構(gòu)工作可靠，能及時推 出工件。8.1.2 查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗合格。對于本副模具， 由于是以后各次拉深單工序模具， 需要檢查凸模拉深凹模洞口的圓角是否達到規(guī) 定的數(shù)值R3。8.1.3 確定裝配方法和裝配順序。經(jīng)查對認定模

41、具零件已加工完成，可采用直 接裝配方法。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)特點，對凹模、凸模先進行分組裝配，再進行總裝配。 選用以凹模為基準件，先裝配上模，再裝配下模及輔助零件。8.1.4 領(lǐng)用標準件8.2 裝配模柄。將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉(zhuǎn)銷。8.3 裝配凹模。裝配前，對經(jīng)檢查需研修凸模拉深凹模洞口圓角的，需要認真對其研修， 認定合格后，再進入裝配。按照壓入法操作要求，將凹模壓入固定板中，檢查凹模相對固定板基準面的 垂直度，并刃入9.4裝配凸模。將凹模壓入固定板中，按壓入法裝配要領(lǐng)，檢查 其相對固定板基準面的垂直度，認定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。 凹模，用工藝定位器法檢查配合間隙的均勻性。

42、待凸模全部壓入，認定間隙分布 均勻后，磨平固定板支撐面和凹模刃口面。8.4 裝配凸模。將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領(lǐng)，檢查其相對固定板基準面的垂直度，認定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。8.5 裝配下模將組裝好的凸模固定板和下墊板，按照設(shè)計要求位置，安裝在下模座上， 緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷8.6 裝配上模將組裝好的凸凹模固定板和上墊板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝 定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認定均勻后，在上模相應(yīng)部位鉆、 鉸銷孔，打入圓銷。8.7 試切用紙試沖，觀察沖切紙邊的狀況，經(jīng)調(diào)整并認定均勻后， 鉆、鉸另一組銷 孔，打入圓銷。8.8 裝配其他零件上模安

43、裝頂桿，頂件塊，檢查打料機構(gòu)工作的可靠性。安裝卸料板，卸料螺 釘.9 試模在設(shè)計指定的壓力機上，裝配好的模具進行試沖。試模時重點檢查打料機構(gòu)和頂出機構(gòu)的動作是否及時、 可靠。 每一次沖壓后， 上模隨壓力機上行到上死點時， 條料和頂出的工件都應(yīng)該出現(xiàn)在下模凹模工作面 上，以便及時清除，配后應(yīng)保證間隙均勻。第二部分 再次拉深，沖底孔1 基本計算由前面第一工序落料拉深的設(shè)計可知，該零件需要進行三次拉深。 第三次拉深：1.1 拉深直徑：重新調(diào)整拉深系數(shù)取 m 3 =0.86 由上一工序可知d 2 =47.83mm 則此次拉深后工序的

44、直徑為d 3 =m 3 d 2 =0.86×47.83 =41.13mm » 41 . 15 1.2 第三次拉深工序件的圓角半徑：查中國模具設(shè)計大典（3）表19435拉深凹模的圓角半徑r 1 =8mm 由r dn =(0.60.9)r d ( n -1 得：3  ) r 3 =3mm 則 （根據(jù)零件要求） r 

45、;3 =R 3 =3mm 1.3 計算三次拉深工序件的高度 H 3 設(shè)第三次拉深時多拉入凹模材料面積為1% （其余05% 的材料返回到凸緣） 第三次拉深的假想的坯料直徑： 2 A 環(huán) = p/ 4 d - （ d + 2 r ) 3 3 凸 2  = p / 4 74 2 - ( 41 . 5 +

46、2 ´ 3 )= p / 4 ´ 3252 . 875 mm 2  2  A 凹 = A工件 - A p / 4 D 2 - A 環(huán) = 環(huán) 2 = p / 4 ´ 113 - p / 4 ´ 3252 . 87 = p

47、 / 4 ´ 9516 . 125 mm 2 如圖，零件圖所示： d mm 凸 = 68 d = 40 + 1 . 5 = 41 . 5 mm 由凸緣的相對直徑 d mm / 41 . 5 mm = 1 . 638 凸 / d = 68 查模具設(shè)計與與制造&#

48、160;p 177 表4.3.2得 D h = 3mm  1 有凸緣筒形件的毛坯直徑： D = d 1 . 72 ( r d - 0 . 56 ( r dH 凸 - 1 + r 2 ) 2 - r 1 ) + 4 2 2 2將 d 凸 =68+2&#

49、160;D h =68+6 =74 mm  r1  = r . 7   2 = 3 + t /2 = 3 d = 40 + 1 . 5 = 41 . 5 mm 代入上式中得： 毛坯的直徑為： D = 74 2 - 1 . 72 ´ 2 ´

50、3 . 75 ´ 41 . 5 ´ 46 . 5 = 112 . 515 »113 p A凹  = 1 . 01 ´ A = 9611 . 286 mm 2 凹 4 p 2 A環(huán)  = A + A = 12864.  16 mm 

51、凹 環(huán) 4 D ' = 4 A環(huán)  p = 113 . 42 mm 則第三次拉深時半成品的高度為： H 3 = 0 . 25 ' 2 ( D - d . 43 ´ 2 r 凸 ) + 0 3 d 3 2 0 . 25 ( 113 .&

52、#160;42 2 - 74 2 ) + 0 . 43 ´ 2 ´ 3 41 . 15 = 47 . 465  »48 mm 2 主要設(shè)計計算2.1 壓料力的計算該拉深是第三次拉深，則p 2 2 d  2 - ( d 3 + 2 r F = P Y 3 )&#

53、160;4 式中：P單位面積壓料力，P值可查表4.4.5 d 2 , d 3 _ 各次拉深工序件直徑 r 3 _ 拉深凹模的圓角半徑P值查表得P=3.0MP已知； r mmd = 47 . 883 mmd . 15 mm A3  = 3 3 = 41 p 2 2  ´ 3 . 0 

54、;F =47 . 83 - （41  . 15 + 2 ´ 3 ） 壓 4 =152.28N 查沖壓模具設(shè)計與制造P187 表4.4.4由于 m . 86 f 0 . 8 所以可以不用壓料 3 = 0 裝置，不過拉深時毛坯需要定位，為了更方便的定位這里我們選用一個彈性壓邊 圈進行定位。1  2.2 拉深力的計算在生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式進行計算：采用壓料圈拉深時：F= 

55、p d i t s b k 2 F拉深力t板料厚度d i d n 各次拉深后的工序件直徑 s b 拉深件材料的抗拉強度（324441MP）取 sb = 400 MP K 2 修正系數(shù)查沖壓模設(shè)計與制造表4.4.6 1 得K=0.7F 拉 = 3 . 14 ´ 41 . 5 ´ 1 . 5 ´ 400 ´ 0&

56、#160;. 7 =542686.2N2.3 沖底孔工序如工件圖所示知翻邊孔的直徑，進行翻邊之前，需在坯料上加工出待翻邊的 孔，其孔徑按彎曲展開和原則求出，即 d = D - 2 ( H - 0 . 43 r - 0 . 72 t ) = 13 . 5 - 2 ´ ( 5 . 5 - 0 . 43 ´ 3&#

57、160;- 0 . 72 ´ 1 . 5 ) = 7 . 24 mm 2.3.1沖孔力p1  = 1 . 3 pdt t= 1. 3 ´ 3 . 14 ´ 7 . 24 ´ 1 . 5 ´ t= 13299 . 156 

58、N d 所沖孔的直徑T料厚t 材料的抗剪強度（查冷沖壓模具設(shè)計與制造表 7 . 1 得 t = 255 353MP t 取300M2.3.2卸料力 p 2 = k 1 p 1 2.3.3 推料力： p 3 = nk 2 p 1 （n為同時卡在凹模里廢件個數(shù)）由 沖壓模設(shè)計與制造表2.6.1查得k 11 =0.04 k 2 =0.55所以 p 2 =

59、 0 . 04 p 1 = 531 . 97 N p 3 = 1 ´ 0 . 55 p 1 = 7314 . 5358 N2.3.4總壓力 5p = F 壓 + F 拉 + p 1 + p 2 + p 3 = 683 . 984 KN 該模具擬采用倒

60、裝復(fù)合模，固定卸料與推件，具體沖壓力計算如上所示，根據(jù)沖 壓工藝總力計算結(jié)果并結(jié)合工件高度，初選開式雙柱可傾壓力機J23802.4 工作部分尺寸計算2.4.1拉深模的間隙1 有壓料圈拉深的單邊間隙值（查沖壓模具設(shè)計與制造表482 第三次拉深 Z/2=（1105）t=1.5mm 2.4.2拉深模圓角半徑以后各次拉深凹模圓角半徑應(yīng)漸減小，一般按下式確定： r 0 . 6  0 . 8 ) r Ai = ( Ai -1 &

61、#160;（i=2,3n）首次（包括只有一次）拉深凹模圓角半徑可按下式計算： r . ( D - d ) t A1  = 0 r c A1  = c 1 2 t 式中： r A 1 N模圓角半徑D坯料直徑 d 地模圓內(nèi)徑 c ，純銅，鋁 c1  = 0 . 8 1 考慮

62、材料力學(xué)性能系數(shù)，對于軟鋼硬鋁 c 1 = 1 c 2 考慮板料厚度與拉深系數(shù)的系數(shù)查沖壓模具設(shè)計與制造表484 r ´ 5 ´ 1 . 5 = 7 . 5 mm » 8 mm A1  = 1 r 0 . 6 0.8） r . 8 6.4 A 2 = (

63、60;A 1 = 4 r 0 . 6 0.8） r 4 A 3 = ( A 2 = 3 2.4.3凸凹模工作部分的尺寸和公差拉深：我們選取制造公差為 IT14 級，查公差配合與技術(shù)測量表 24 得取 r mm A 2 = 5 取 r mm A3  = 3 1 c 2 取5D = 0 . 62

64、0;mm 尺寸標注有外形標注與內(nèi)形標注兩種，這里我們采用外形標注：+ d D A = ( D . 75 D ) 0 max - 0 a 6D D A - Z ) 0 T = ( - d T 查沖壓模具設(shè)計與制造表483可知 d A = 0 . 05 則 0 . 05 D A = 

65、41 . 3 0 mm 0 D . 3 T = 38 - 0 . 03 d T = 0 . 03 1 沖孔+ 0 . 36 設(shè)沖孔尺寸為 F 7 . 24 0 ，根據(jù)計算原則沖孔時以凸模為設(shè)計基準。首先確凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大 最小合理間隙值。即，得到凹模尺寸。 d d min +

66、 x D ) 0 T = ( - d T + d A d A = ( d T + Z min ) 0 由于工件制造精度取IT14級上述式中： 所以 x = 0 . 5 d d A 沖孔凸凹模尺寸 T , d min 沖孔件孔的最小極限尺寸D工件的制造工差 Z min 最

67、小合理間隙x磨損系數(shù) d T , d A _ 凸凹模制造公差6 查公差技術(shù)與測量表2.4得 D = 0 . 36 查沖壓模具設(shè)計與制造得 Z min = 0 . 132 所以 d . 42 0 T = 7 - 0 . 020 + 0. 020 dA = 7 . 55 0 d T =

68、0;0 . 020 d A = 0 . 020 13 模具的總體設(shè)計3.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，該道工序采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為拉深沖孔 復(fù)合模。3.2 定位方式的選擇該模使用的是上一工序中生產(chǎn)制造的半成品作為毛坯， 是一個帶凸緣的筒形 件，所以可以把壓料圈的形狀做成與毛坯相似的形狀，既可以進行壓料又可以起 到定位作用。3.3 卸料，出件方式的選擇模具采用固定卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機工作臺下的標準緩沖器提 供壓力。3.4 導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向 方式。4 主要

69、零部件設(shè)計4.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計由于工件形狀簡單對稱，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凹模，沖 孔凸模，凸凹模的結(jié)構(gòu)如圖（）4.1.1拉深凹模 H 凹 = 47 . 5 mm » 48 mm 凹模壁厚： B = b+2c=41.35+2×80=202mm所以 凹模輪廓尺寸為： j 202´ 48 mm 4.1.2凸凹模為了實現(xiàn)拉深結(jié)束時完成沖孔，沖孔凸模應(yīng)深入凹模里面一段距離，還有為 了防止壓邊圈將毛坯壓得過緊，應(yīng)使壓邊圈與拉深凹模之間

70、保持一定距離S，所 以圖（）所示凸凹模其長度L可按下式公式計算：L= H 固 + H 凹 - S 式中： H 固 凸模固定板的厚度， H 固 =20mmH 凹 凹模的厚度S=4mm L = 20 + 48 - 4 = 64 mm H 凹 =48mm S裝配后拉深凸模的端面低于拉深凹模的高度根據(jù)板厚大小決定4.1.3 沖孔凸模采用固定卸料但無需導(dǎo)料方式時:L= h1  + h 2 

71、;+ h + t 式中: L凸模厚度 h 1 凸模固定板厚度 h 2 卸料板厚度t材料厚度h增加長度,(它包括凸模的修模量,凸模進入凹模的深度0.51,凸模固定板與卸料板之間的安全距離,一般取1020L=20+14+1.5+14.5=504.2 其它零部件的設(shè)計與選用4.2.1彈性元件的設(shè)計頂件塊在成型過程中一方面起壓邊作用,另一方面還可將成型后包在拉深凸 模上的工件卸下.其壓力由標準緩沖器提供.推件力由上模座打料橫桿提供力.4.2.2模架及其它零部件的選擇模具選用中間導(dǎo)柱標準模架,可承受較大的沖壓力,為可防止裝模

72、時,上模誤 轉(zhuǎn)180°裝配將模架中兩個導(dǎo)柱導(dǎo)套做成粗細不等. 以凹模周界尺寸為依據(jù)選擇模架規(guī)格: 5 查 冷沖壓模具設(shè)計與制造表7.32 上模座 250×45 GB28855.1181 HT200下模座 250×50GB2855.1281 HT200導(dǎo)柱 d/mm×L/mm分別為;A35h5×180GB2861.181A40h5×180GB2861.181導(dǎo)套 d/mm×L/mm×H/mm 分別為;A35×115×43GB2861.781A40×

73、115×43GB2861.781上模座厚度 H 上模 取45 mm上模墊板厚度 H 墊 取10 mm,固定卸料板厚度取15 mm,下固定板厚度取20 mm,下模座墊板厚度10 mm,下模座厚度取50 mm 模具的閉合高度 H 閉 = H 上模 + H 凸凹模 + H 凹 + H 下固定 + H 下墊板 + H 下模 - H 入=45+10+63.5+48+20+10+50-47.5=199 mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機 J2380 的最大裝模高度(380)可

74、以使 用.5 模具總裝圖模具的動作過程：模具在開啟狀態(tài)是壓邊圈一拉深凸模在同一水平位置。 沖前，將毛坯套在壓邊圈上，隨著上模的下行，先進行再次拉深，為了防止壓邊 圈將毛坯壓的過緊，該模具采用了帶限位螺栓的結(jié)構(gòu)，使壓邊圈與拉深凹模之間 保持一定的距離。到了行程快終了時，其上部對沖件底部完成壓凹與沖孔，拉深 與沖孔結(jié)束。6 沖壓設(shè)備的選定通過校核選擇開式雙柱可傾壓力機J2380能滿足使用要求壓力機的主要參數(shù)7 工作零件的加工工藝 機械加工工藝過程卡 8 模具的裝配本模具的裝配選凸凹模為基準件，先裝上模，再裝下模?，F(xiàn)將具體裝配方法 敘述如下：8.1 裝配前的準備1、通讀設(shè)計圖樣，了解正裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點。本模具的裝配工藝要點 是：同時保證落料和拉深用凸凹模間隙的均勻；打料機構(gòu)工作可靠，能及時推出 工件。2、查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗合格。對于本副模具， 由于是正裝式落料拉深復(fù)合模具， 需要檢查凸凹模拉深凹模洞口的圓角是否達到 規(guī)定的數(shù)值R2mm。3、確定裝配方法和裝配順序。經(jīng)查對認定模具零件已加工完成， 可采用 直接裝配方法。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)特點，對凸凹模、凸模先進行分組裝配，再進行總裝配。選 用以凸凹模為基準件，先裝配上模，再裝配下模及輔助零件。4、領(lǐng)用標準件。8.2 裝入模柄將模柄壓入上模