圓筒件沖壓模具設(shè)計(jì)

南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目:圓筒件沖壓模具設(shè)計(jì)系部:專(zhuān)業(yè):年級(jí):指導(dǎo)老師:學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):20**年**月**日目錄1.前言……………22.分析沖壓件的工藝性……………………2零件沖裁件工藝性分析…………2零件拉深工藝性分析……………4材料分析及其機(jī)械性能…………53.計(jì)算毛坯展開(kāi)尺寸………………64.排樣及裁板方式的經(jīng)濟(jì)，并計(jì)算材料利用率性分析…………64.1.材料的利用率…………………64.2.排料方式和材料的經(jīng)濟(jì)利用率………………74.3.根據(jù)材料利用率選擇裁板方式………………85.工序次數(shù)確實(shí)定…………………96.確定工藝方案并對(duì)工藝方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合分析比擬……107.確定各工序模具結(jié)構(gòu)型式…………11設(shè)計(jì)落料、拉深件復(fù)合模………………117.2導(dǎo)向裝置…………157.3固定與連接零件…………………168.選定模具結(jié)構(gòu)型式的合理性分析………………179.凸、凹模工作局部尺寸、公差的計(jì)算………………1710.沖壓工藝卡………………………18總結(jié)與體會(huì)………………………19致謝詞……………19參考文獻(xiàn)……………20前言本次沖壓模具的設(shè)計(jì)，主要是設(shè)計(jì)圓角沖壓模具，其中包括了模具的設(shè)計(jì)步驟、計(jì)算方法，零件圖及裝配圖等內(nèi)容，充分表達(dá)了清晰的設(shè)計(jì)思路，合理的安排布局，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取設(shè)計(jì)所需資料，保證了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，但其中仍有缺乏及錯(cuò)誤，有待改良。本次設(shè)計(jì)的主要目的是熟悉設(shè)計(jì)模具的根本步驟和將理論知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系在一起，使我們?cè)谝院蠊ぷ髦心芨玫卦O(shè)計(jì)模具。分析沖壓件的工藝性根據(jù)產(chǎn)品圖樣，分析沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求及所用材料的性能等是否符合沖壓工藝的要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)保證材料消耗少、工序數(shù)目少、占用設(shè)備數(shù)量小、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而壽命高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定以及操作簡(jiǎn)單方便等。在分析審查中假設(shè)發(fā)現(xiàn)沖壓件的工藝性差，那么應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)人員，在保證產(chǎn)品使用要求的前提下，對(duì)沖壓件的形狀、尺寸、精度要求乃至選材進(jìn)行必要的修改。零件的沖壓工藝性是指從沖壓工藝的角度來(lái)衡量零件的設(shè)計(jì)〔包括選材、形狀結(jié)構(gòu)等〕是否合理。即在滿足零件使用要求的前提下，能否用最簡(jiǎn)單的、最經(jīng)濟(jì)的沖壓加工方法將零件制成。零件的工藝性好壞直接關(guān)系到其質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料利用率和生產(chǎn)本錢(qián)等。沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小及偏差等是否符合沖裁加工的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理，對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。沖裁件所能到達(dá)的尺寸公差等級(jí)沖裁件的尺寸公差等級(jí)是指沖裁件實(shí)際尺寸與公稱尺寸的差值等級(jí)。差值越小，那么公差等級(jí)越高。這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件與凸?；蛘甙寄３叽绲钠?；一是模具本身的制造偏差。沖裁件與凸、凹模尺寸的偏差，主要是工件從凹模內(nèi)推出〔落料〕或從凸模上卸下〔沖孔〕時(shí)，由于材料的彈性恢復(fù)造成的。此外由于凸、凹模在沖裁力的作用下發(fā)生變形及磨損也將使沖裁件尺寸發(fā)生變化。偏差可能是正的，也困難是負(fù)的。沖裁件公差等級(jí)首先受到模具本身制造公差等級(jí)的影響。一般沖裁制造公差等級(jí)應(yīng)比沖裁件要求的公差等級(jí)高2~4級(jí)?！?〕沖裁件的斷面質(zhì)量沖裁件正常的斷面是由圓角局部、光亮剪切面和粗糙斷裂面所組成。其中光亮剪切面質(zhì)量最正確。這些局部在整個(gè)斷面上所占的比例，隨材料的性能、厚度、模具間隙、刃口狀態(tài)及摩擦等條件的不同而變化。1、材料性能對(duì)斷面質(zhì)量的影響對(duì)于塑性較好的材料沖裁時(shí)裂紋出現(xiàn)得較遲，因而材料被剪切的深度較大。而塑性差的材料當(dāng)剪切開(kāi)始不久，便使材料拉裂，光亮面所占的比例小，圓角小，穹彎小，而大局部斷面是粗糙斷面。2、模具間隙大小對(duì)斷面質(zhì)量的影響當(dāng)增大模具間隙時(shí)，材料中的拉應(yīng)力將增大，使拉深斷裂發(fā)生得早，因而斷裂面寬大，光亮面就變狹；且彎曲應(yīng)力也增大，因而圓角和穹彎均大。反之，間隙減少時(shí)，材料中的拉應(yīng)力成分減少，裂紋的產(chǎn)生較遲，所以斷裂面狹，光亮面寬，且圓角和穹彎小。3、模具刃口狀態(tài)對(duì)斷面質(zhì)量的影響模具刃口狀態(tài)對(duì)沖裁過(guò)程中的應(yīng)力狀態(tài)與沖裁件斷面有很大的影響。當(dāng)模具刃口磨損成圓角時(shí)，擠壓作用增大，所以沖裁件圓角和光亮面增大。當(dāng)凸、凹模磨鈍后，即使間隙合理也將在沖裁件上產(chǎn)生毛刺；而凹模刃口磨鈍時(shí)，沖孔件產(chǎn)生毛刺?！?〕沖裁件的形狀沖裁件的形狀應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單、對(duì)稱、排樣廢料少。在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無(wú)廢料排樣的形狀?！?〕沖裁件的四角除在、無(wú)廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時(shí)，允許工件有鋒利的清角外，沖裁件的外形或內(nèi)孔的交角處，應(yīng)防止鋒利的清角，其交角處用適宜的圓角相連?！?〕沖裁件局部凸出或凹入局部的寬度和深度寬度不宜太小，應(yīng)防止有窄長(zhǎng)的切口和過(guò)窄的切槽，否那么會(huì)降低模具壽命和工件質(zhì)量?！?〕沖裁件的孔徑?jīng)_裁件的孔徑太小時(shí)，凸模易折斷或壓彎。沖孔的最小尺寸取決于材料的機(jī)械性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)?！?〕沖裁件孔邊之間距離沖裁件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不應(yīng)過(guò)小，否那么會(huì)產(chǎn)生孔與孔間材料的扭曲，或使邊緣材料變形。復(fù)合沖裁時(shí)，因模壁過(guò)薄而容易破損。當(dāng)孔邊緣與工件外形邊緣不平行時(shí)應(yīng)不小于t，平行時(shí)應(yīng)不小于1.5t。綜上所述：φ70的落料，形狀簡(jiǎn)單，尺寸不是很大，不會(huì)使材料扭曲或變形。所以此零件中的φ70的孔適宜沖裁成形，符合沖裁的工藝性要求。并且由于此零件的毛坯尺寸遠(yuǎn)大于孔的尺寸，故沖裁過(guò)程中的變形不會(huì)影響此零件的外在形狀。拉深件的工藝性好壞，直接影響到該零件能否用拉深方法生產(chǎn)出來(lái)，影響到零件的質(zhì)量、本錢(qián)和生產(chǎn)周期等。一個(gè)工藝性好的拉深件，不僅能滿足產(chǎn)品的使用要求，同時(shí)也能夠用最簡(jiǎn)單的、最經(jīng)濟(jì)的和最快的方法生產(chǎn)出來(lái)。對(duì)拉深件的工藝性要求有：〔1〕對(duì)拉深件外形尺寸要求設(shè)計(jì)拉深件時(shí)，應(yīng)盡量減少拉深件的高度，使其可能用一次或者兩次拉深工序來(lái)完成。對(duì)于各種形狀的拉深件，用一次工序可制成的條件為：對(duì)圓筒形件一次制成的條件為拉深的高度h≤(0.5~0.7)d(式中d——拉深件直徑，按厚度中心線計(jì)算)。對(duì)于矩形一次制成的條件：當(dāng)矩形角部的圓角半徑r=(0.05~0.20)B〔式中B為矩形件的短邊〕,拉深件高度h≤(0.3~0.8)B。對(duì)于凸緣件一次制成的條件為：零件的圓筒形局部直徑與毛坯的比值d/D≥0.4?！?〕對(duì)拉深件形狀要求在設(shè)計(jì)拉深件時(shí)，應(yīng)明確注明必須保證的是外形還是內(nèi)形，不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外尺寸。盡量防止采用非常復(fù)雜和非對(duì)稱的拉深件對(duì)半敞開(kāi)的或者非對(duì)稱的空心件，應(yīng)能組合成對(duì)進(jìn)行拉深后將其切成兩個(gè)或者多個(gè)零件。拉深復(fù)雜外形的空心件時(shí)，要多考慮工序間毛坯定位的工藝基準(zhǔn)。在凸緣面上有下凹的拉深件，如下凹的軸線與拉深方向一致，可以拉出。假設(shè)下凹的軸線與拉深方向垂直，那么只能在最后校正時(shí)壓出?！?〕對(duì)拉深件圓角半徑要求矩形盒形件盒角局部的圓角半徑r≥3t，為了減少拉深次數(shù)，應(yīng)盡量取r≥1/5H〔H——盒形件高〕?！?〕對(duì)尺寸的公差等級(jí)及外表質(zhì)量的要求拉深件斷面尺寸的公差等級(jí)一般都在IT11以下。如果公差等級(jí)要求高，可采取整形來(lái)到達(dá)尺寸的要求。拉深件的厚度變化為〔不變薄拉深〕：上下壁厚約為1.2t~0.6t。矩形盒形件四角也要增厚。屢次拉深的零件外壁上或者凸緣外表上應(yīng)允許在拉深過(guò)程中所產(chǎn)生的印痕。綜上所述：此圓筒形件中的φ70，屬高級(jí)拉深精度。而通過(guò)上面所介紹的公式的計(jì)算與比擬，可以確定此拉深件能夠一次拉出。通過(guò)查未注尺寸的自由偏差可得，此零件的斷面尺寸公差等級(jí)為IT14，也滿足拉深件對(duì)尺寸的公差等級(jí)及外表質(zhì)量的要求。所以，此零件可以用拉深方法制成。一般用以制造受力不大的沖壓件，在退火或時(shí)效的低碳鋼的拉深曲線上具有明顯的屈服平臺(tái)，這在沖壓成形時(shí)會(huì)引起出現(xiàn)損害零件外觀的所謂滑移線。當(dāng)變形超過(guò)屈服平臺(tái)后，滑移線消失，而板料外表變得稍微有點(diǎn)粗糙。不僅在拉深應(yīng)力作用下，而且在壓縮應(yīng)力作用下，也可以看到類(lèi)似的現(xiàn)象。所以用于沖壓的低碳鋼，在經(jīng)過(guò)冷扎和退火后，要進(jìn)行調(diào)質(zhì)扎制，使其變形量超過(guò)屈服平臺(tái)，以防止沖壓時(shí)發(fā)生滑移線，以便于保證整個(gè)沖壓件的外表質(zhì)量。而板料是沖壓車(chē)間應(yīng)用最廣的材料，適用于成批生產(chǎn)。并且因?yàn)闆_壓材料在供給時(shí)，除了尺寸有標(biāo)準(zhǔn)之外，其厚度、寬度的公差也有規(guī)定，同時(shí)以多種狀態(tài)〔退火、淬火、半冷作硬化、冷作硬化等〕供給。在生產(chǎn)中按需要將板料剪裁成各種尺寸的條料再進(jìn)行沖壓。板料的機(jī)械性能指標(biāo)與板料的沖壓性能有密切的關(guān)系。一般而言，板料的強(qiáng)度指標(biāo)越高，產(chǎn)生相同變形量所需的力越大；塑性指標(biāo)越高，成形時(shí)所能承受的極限變形量就越大；剛度指標(biāo)越高，成形時(shí)抵抗失穩(wěn)起皺的能力就越大而此端蓋零件的材料用的是優(yōu)質(zhì)黃銅，屬軟銅，塑性較好，并且沖壓性能較好，具有良好的焊接性能。故此次沖壓所用的材料選擇為冷扎和退火后再進(jìn)行調(diào)質(zhì)扎制的黃銅，其規(guī)格為500×2000×。黃銅的機(jī)械性能材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度τ/MPa抗拉強(qiáng)度σ/MPa屈服強(qiáng)度σ/MPa延伸率×100冷扎和退火后，再調(diào)質(zhì)扎制25529419632計(jì)算毛坯的展開(kāi)尺寸在計(jì)算毛坯尺寸之前，需要先確定拉深前的半成品的形狀及尺寸。這里只有一種拉深件：就是圓筒形件拉深，φ70的拉深高度尺寸不大，可以一次拉深成形，并且毛坯的尺寸和形狀主要取決于此筒形件；可按下面的計(jì)算方式算出。計(jì)算圓筒形拉深件毛坯展開(kāi)尺寸∵此圓筒形件的拉深高度25mm考慮修邊余量查表為2mmF=πd(h-r)F——直邊局部面積F=π/4[2π(d-2r)+8r]F——底部圓角局部面積F=π/4(d-2r)F——底部面積毛坯直徑D===(mm)取D=70〔mm〕排樣及裁板方式的經(jīng)濟(jì)性分析，并計(jì)算材料利用率沖裁件在條料或板料上的布置方式稱作排料。排料是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)極其重要的工作。排料方案對(duì)材料利用率、沖裁件質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)本錢(qián)和模具結(jié)構(gòu)形式都有重要影響。材料利用率主要取決于排料，是衡量排料方案合理性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。材料利用率用在一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積所需要毛坯面積的百分比表示，用下式計(jì)算：η==×100%式中η——材料利用率；n—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的零件數(shù)；A——沖裁件的面積，單位為mm；b—條料或帶料的寬度，單位為mm；l—沖裁步距，單位為mm。從上式可以看出，假設(shè)能在相等的面積上沖制的沖裁件數(shù)多，或者說(shuō)廢料較少，那么材料的利用率高。廢料分為結(jié)構(gòu)廢料和工藝廢料兩類(lèi)。結(jié)構(gòu)廢料是由沖裁件形狀決定的，一般不能改變，與排料無(wú)關(guān)‘工藝廢料是沖裁后剩下的材料以及不可防止的料頭和料尾損耗，這是與排料方式以及沖壓方式有關(guān)的廢料。本設(shè)計(jì)無(wú)結(jié)構(gòu)廢料。所以，減少工藝廢料是提高材料利用率的唯一途徑。 按照沖裁件在條料上的布置方式和材料的利用情況，可將排料方式分為以下三種情況。有廢料排料沿沖裁件外形輪廓沖裁，沖裁件周邊有搭邊值。有廢料排料因有工藝廢料，材料利用率低。但是因沖裁件外形輪廓完全由模具沖裁而成，能保證沖裁件的質(zhì)量和提高模具壽命。無(wú)廢料排料沖裁件外形完全吻合排列，無(wú)任何搭邊值，除端頭料之外，沒(méi)有工藝廢料。少?gòu)U料排料沿沖裁件局部外形輪廓沖裁，只有在局部有搭邊，有少量工藝廢料。采用無(wú)、少?gòu)U料排料可以顯著提高材料的利用率，減少材料的消耗，對(duì)降低材料消耗有重要意義。而排料方式與沖裁件的外形密切相關(guān)，因?yàn)楸局萍且粋€(gè)圓筒形件，其毛坯展開(kāi)形狀為圓形，故只能選用有廢料排料。而搭邊是工藝廢料，從提高材料利用率考慮，搭邊值越小越好。但是，搭邊值過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，使沖裁件上毛刺增大；特別是沖裁較薄的材料時(shí)，還有可能被拉入凸、凹模間隙中，損壞模具刃口，降低模具使用壽命。因此搭邊值的選擇應(yīng)合理，一般來(lái)說(shuō)，硬的材料的搭邊值可小一些，而軟材料、脆性材料的搭邊值要大一些；厚板材料的搭邊值取大一些，而較薄的材料為了增大其剛度和強(qiáng)度也應(yīng)適當(dāng)增大搭邊值。所以其搭邊值根據(jù)制件的壁厚和所用的材料選為1.5mm。一張板料上總的材料利用率η為：η=100%式中：η——一張板料上沖裁件總數(shù)目；A——板長(zhǎng)；B——板寬。計(jì)算沖裁件零件毛坯面積：F=35×π=3846〔mm〕條料寬度b=D+2a+Δ=70+2×1.5+1.2=74.2mm取B=75mm進(jìn)距h=D+a=70+1.5=71.5mm一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率η=×100%=×100%=%選用冷扎鋼板500×2000×1橫裁條料數(shù)n==2000/75≈26〔條〕每條件數(shù)n===6(件)總件數(shù)n=n×n=26×6=156(件)材料利用率η=×100%=×100%=60%縱裁條料數(shù)n==500/75≈6〔條〕每條件數(shù)n===27(件)總件數(shù)n=n×n=27×6=162(件)材料利用率η=×100%=×100%=62%由此可見(jiàn)，橫裁與縱裁的材料利用率相差不大，故可以采用任一一種裁板方式，不妨選用縱裁。工序次數(shù)確實(shí)定圓筒形件拉深次數(shù)確實(shí)定因?yàn)閳A筒形件拉深高度為h=25mm，而〔0.5～0.7〕×d=〔0.5～0.7〕×=〔～26.3〕mm∴h≤〔0.5～0.7〕×d，此圓筒形件能一次拉深成形。拉深系數(shù)確實(shí)定圓筒形件拉深系數(shù)確實(shí)定m=d——圓筒形件尺寸〔mm〕==0.54D——毛坯尺寸〔mm〕判斷是否采用壓邊圈圓筒形件因?yàn)椤瞭/D〕x100=54由教材130頁(yè)表5-7查得要用壓邊圈。壓邊力F=∏/4[d-(d+2rd)]P=∏/4[70-(37.5+2X3X37.5)=4250MP確定工藝方案并對(duì)工藝方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合分析比擬經(jīng)過(guò)對(duì)沖裁件的工藝分析之后，就可以著手制定沖裁工藝方案。沖裁工藝方案的主要內(nèi)容包括沖壓性質(zhì)、沖壓工序數(shù)目、沖壓順序和工序組合方式、模具結(jié)構(gòu)型式、沖模壓力中心和沖模閉合高度等。沖壓性質(zhì)與沖裁工序的組合一個(gè)沖壓件往往需要多道沖壓工序才能完成，各種沖壓工序有其不同的性質(zhì)、特點(diǎn)和用途。因此，在確定沖壓工藝方案時(shí)，除了要根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)正確地選擇沖壓工序外，還要根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度、尺寸大小、形狀復(fù)雜程度和材料性質(zhì)，考慮是采用單工序模分開(kāi)沖裁，還是分散沖裁，還是將工序組合選用復(fù)合模或連續(xù)模。沖裁順序多工序沖裁模或連續(xù)沖裁模的工序安排，主要取決于沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和精度要求，一般可以參考以下原那么確定。多工序?qū)掖螞_裁的工序順序：先落料使毛坯與板料別離，然后以毛坯外輪廓定位沖裁其它零件。后續(xù)各種沖裁工序的定位基準(zhǔn)要一致，以防止基準(zhǔn)不重合誤差；后續(xù)工序不能以工件外輪廓定位時(shí)，那么以應(yīng)選擇工件的其它孔或特意設(shè)置工藝孔，在落料時(shí)同時(shí)沖出，供后續(xù)工序定位用；沖裁件大小不同、相距較近的孔，為減少孔的變形程度，應(yīng)先沖大孔，后沖小孔。沖裁壓力中心沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。為了保證沖模和壓力機(jī)正常和平穩(wěn)地工作沖模的壓力中心必須通過(guò)模柄軸線而與壓力機(jī)滑塊的中心線重合。如果壓力中心不在模柄軸線上，滑塊會(huì)承受偏心載荷，沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生歪斜，從而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向裝置的不正常磨損。同時(shí)引起凸、凹模間隙不均勻，使刃口迅速邊鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)所使用的毛坯形狀為圓形，無(wú)論在哪個(gè)方向上，毛坯的中點(diǎn)都與壓力機(jī)的中心重合，故不需要計(jì)算壓力中心。沖模閉合高度沖裁模總體結(jié)構(gòu)尺寸必須與所使用的壓力機(jī)相適應(yīng)。即沖模的平面尺寸應(yīng)該適應(yīng)于壓力機(jī)墊板平面尺寸，沖裁?？傮w閉合高度必須有壓力機(jī)閉合高度相適應(yīng)，否那么就不能保證正常的安裝與工作。沖裁模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，下模座底面至上模座頂面之間的距離。壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下止點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至壓力機(jī)墊板面之間的距離。沖模的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大閉合高度H和最小閉合高度H之間，一般按以下關(guān)系選擇：H-5≥H≥H+10假設(shè)無(wú)特殊情況，H應(yīng)取上限值，最好取H≥H+M/3，以防止因連桿調(diào)節(jié)過(guò)長(zhǎng)而損壞連接螺紋。如果沖模的閉合高度大于壓力機(jī)最大閉合高度，沖模將無(wú)法安裝。但是假設(shè)小于壓力機(jī)最小閉合高度，可以另加墊板。圓筒形件所需要的根本沖壓工序?yàn)槁淞?、拉深方案一：落料，拉深，各工序各一副模具；方案二：落料，拉深?fù)合模具；對(duì)所列出的各種方案就材料成型的工藝性、成型零件的復(fù)雜程度以及生產(chǎn)本錢(qián)等諸多因素進(jìn)行分析：采用方案一，生產(chǎn)效率低，工件累積誤差大采用方案二，生產(chǎn)效率高，工件累積誤差小故此次設(shè)計(jì)采用方案二。確定模具結(jié)構(gòu)型式?jīng)_模的設(shè)計(jì)程序與工藝方案選擇密切相關(guān)，同時(shí)，沖裁工藝方案確實(shí)定也受到模具結(jié)構(gòu)型式的限制。所以應(yīng)該根據(jù)沖裁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度等級(jí)、尺寸及形狀、材料種類(lèi)和厚度、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性等因素綜合考慮，來(lái)確定模具的結(jié)構(gòu)型式。沖模的結(jié)構(gòu)型式和復(fù)雜程度雖然各不相同，但組成模具的零件是有共同性的，根據(jù)它們?cè)谀＞咧械墓τ煤吞攸c(diǎn)分為兩大類(lèi)：工藝結(jié)構(gòu)零件這類(lèi)零件直接參與完成工藝過(guò)程并和毛坯直接發(fā)生作用，包括：工作零件、定位零件、壓料、卸料和出件零件。輔助結(jié)構(gòu)零件這類(lèi)零件不直接參與完成工藝過(guò)程，也不和毛坯直接發(fā)生作用，只對(duì)模具完成工藝過(guò)程起保證作用或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔茫ǎ簩?dǎo)向零件、固定零件、緊固及其它零件。7.1設(shè)計(jì)落料、拉深件復(fù)合模凸模拉深的凸模結(jié)構(gòu)型式及尺寸大小依據(jù)所拉深的零件形狀及尺寸精度設(shè)計(jì)與計(jì)算。并且凸模加工后的外表，不允許有影響使用的沙眼、縮孔、裂紋和機(jī)械損傷等缺陷。在拉深過(guò)程中，凸模的工作外表特別是凸模的圓角處對(duì)材料的摩擦阻力有利于抵抗材料變薄。因此，在不影響工作外表質(zhì)量的條件下，凸模圓角區(qū)的外表粗糙度值到達(dá)R1.6～0.8um即可。凹模沖裁大圓孔時(shí)所使用的凹模用螺釘、銷(xiāo)釘或螺釘與窩座定位直接固定在模板上，不必再用凹模固定板。為了減少精加工的面積，凹模外圓非工作外表直徑應(yīng)略小一些，端面要加工成凹坑形狀。其結(jié)構(gòu)型式和相關(guān)的尺寸大小依據(jù)沖裁模具工作零件設(shè)計(jì)和計(jì)算。〔3〕凸凹模凸凹模是復(fù)合模中的一種特殊工作零件，其特點(diǎn)是凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸。從強(qiáng)度考慮，其壁厚受最小值限制。倒裝復(fù)合模的凸凹模裝于下模，沖孔廢料容易積聚在凹模型孔內(nèi)，所受脹形力大，凸凹模最小壁厚要大一些。正裝復(fù)合模的凸凹模裝于上模，沖孔廢料由裝在上模的打料裝置推出，凸凹模型孔內(nèi)不積存廢料，脹力小，最小壁厚可小于倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚值。目前復(fù)合模的最小壁厚值按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。正裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚值對(duì)黑色金屬等硬材料可按1.5倍材料厚度確定，但最小值不小于0.7mm。對(duì)有色金屬等軟材料可約等于板料厚度，但最小值不小于0.5mm。倒裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚值可按板料厚度的2～3倍確定，板料厚度小取最小值，反之取最大值。本次設(shè)計(jì)所采用的是正裝復(fù)合模，所設(shè)計(jì)如下：〔4〕定位零件沖模定位零件〔裝置〕的作用是保證坯料的正確送進(jìn)及對(duì)工作零件處于正確位置，這稱做坯料的定位或?qū)?。使用條料時(shí)，應(yīng)使條料在送料方向定位，以保證送料步距，通常稱為擋料，使用的定位零件有擋料銷(xiāo)、側(cè)刃等；在垂直于送料方向上的定位，稱做送進(jìn)導(dǎo)向，使用的定位零件有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷(xiāo)等。在連續(xù)模中，為保證沖裁件孔與外形的位置精度，使用導(dǎo)正銷(xiāo)。單個(gè)毛坯的定位使用定位板或是定位銷(xiāo)。mm〕。導(dǎo)料板的高度H與板料的厚度t和擋料銷(xiāo)的高度h有關(guān)，使用固定擋料銷(xiāo)時(shí)，送料過(guò)程需將條料前端抬起，擋料銷(xiāo)之上要有適當(dāng)?shù)目臻g，導(dǎo)料板的高度可小一些，約為擋料銷(xiāo)高度的1.5～2倍。導(dǎo)料板可與卸料板分開(kāi)制造，也可以制成整體式。此模具根據(jù)卸料的需要將導(dǎo)料板與卸料板分開(kāi)制造，而導(dǎo)料板的結(jié)構(gòu)型式和尺寸大小根據(jù)模具需要和其自身的要求設(shè)計(jì)和計(jì)算。擋料銷(xiāo)是用來(lái)限制條料送進(jìn)步距的零件。根據(jù)結(jié)構(gòu)特征，擋料銷(xiāo)分為固定式和活動(dòng)式兩種。其中固定擋料銷(xiāo)按其形狀分為圓形和勾形兩類(lèi)，通常裝于凹?！蚕履！成?。并且圓形擋料銷(xiāo)的固定局部和圓柱形工作局部的直徑差使銷(xiāo)孔距凹模刃孔較近，會(huì)削弱凹模的強(qiáng)度。圓形擋料銷(xiāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，使用方便，適用于帶固定卸料板或彈性卸料板的場(chǎng)合，以及手工送料的冷沖模。而勾形擋料銷(xiāo)的銷(xiāo)孔位置可比圓形擋料銷(xiāo)距凹模刃口遠(yuǎn)一些，不影響凹模的強(qiáng)度，適用于沖裁較厚材料的模具。但此種擋料銷(xiāo)形狀不對(duì)稱，為防止勾頭旋轉(zhuǎn)，需要鉆孔加防轉(zhuǎn)銷(xiāo)，制造、安裝較復(fù)雜些。根據(jù)設(shè)計(jì)的需要及各種擋料銷(xiāo)相應(yīng)的適用范圍，此模具選擇圓形擋料銷(xiāo)。〔5〕卸料與推〔頂〕件裝置卸料與推件〔頂〕件裝置用來(lái)將沖裁后因彈性變形恢復(fù)而卡在凸模上或凹模型孔內(nèi)的工件或廢料脫卸下來(lái)。并且為了沖裁過(guò)程能連續(xù)、順利地進(jìn)行，必須在模具上設(shè)置卸料與推件裝置。卸料裝置沖模上使用的卸料裝置有固定卸料板、彈壓卸料裝置及廢料切刀。而固定卸料板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸料力大，常用于板料厚度t≤1mm的沖裁從凸模上卸料。因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)所使用的材料的厚度為1mm，故可以采用固定卸料板。固定卸料板的厚度與沖裁力大小和卸料尺寸有關(guān)，一般取5～10mm。固定卸料板一般用螺釘和銷(xiāo)釘與導(dǎo)料板一同固定在下模的凹模面上。推件與頂件裝置在復(fù)合模中要使用推〔頂〕件裝置。將沖出的工件或廢料從下模的餓凹模型孔內(nèi)向上頂出使用的裝置稱頂件裝置；或從上模的凹模型孔內(nèi)向下推出使用的裝置稱推件裝置。推〔頂〕件裝置一般有剛性和彈性兩種。剛性推件裝置一般裝于上模，用于倒裝復(fù)合模向下推件。并且剛性推件裝置推件力大，工作可靠，便于維修?！?〕圓筒形件拉深系數(shù)確實(shí)定〔使用的公式均查≤沖壓模具設(shè)計(jì)≥〕m=d——圓筒形件尺寸〔mm〕==0.54D——毛坯尺寸〔mm〕〔7〕圓筒形件是否采用壓邊圈因?yàn)椤瞭/D〕x100=54由教材130頁(yè)表5-7查得要用壓邊圈?！?〕選擇沖壓設(shè)備拉深力F=πdtτK×××255×1=75065〔N〕落料力F=Kπdtτ××70××255=182159〔N〕F=F+F=182159+75065=257224〔N〕≈258KN所以初選公稱壓力為400KN的壓力機(jī)?！?〕模具裝配圖落料、拉深圓筒形件復(fù)合模7.2導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置用于沖裁模上、下模之間的定位連接和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。導(dǎo)向零件可以消除壓力機(jī)滑塊對(duì)模具運(yùn)動(dòng)精度的影響，保證凸、凹模間隙分布均勻，便于模具安裝和調(diào)整，因而提高模具的使用壽命和沖裁件精度。因此，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)沖裁件批量較大時(shí)，一般采用導(dǎo)向裝置，以保證上、下模的精確導(dǎo)向。此模具采用的是導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置。因圓柱形導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工容易，裝配簡(jiǎn)單，滑動(dòng)導(dǎo)向剛度大，精度高、穩(wěn)定性好，是冷沖模應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)柱、導(dǎo)套常用兩副，大型沖?；驔_裁件精度特別高的沖模也用四副或六副。兩副導(dǎo)柱、導(dǎo)套在中心對(duì)稱布置，為防止上下模誤裝，其直徑應(yīng)不相同。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合，其配合精度有H6/h5和H7/h6兩種。對(duì)于沖裁模應(yīng)根據(jù)凸、凹模間隙確定導(dǎo)向配合精度，導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合間隙應(yīng)小于土、凹模的雙面間隙。一般情況下，凸、凹模間隙小于0.3mm時(shí)，或要求有較高壽命的復(fù)雜、昂貴模具〔如復(fù)雜連續(xù)模、硬質(zhì)合金模等〕，導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合取H6/h5；凸、凹模間隙大于0.03mm時(shí)，或一般變形工序的模具，以選H7/h6配合為宜。根據(jù)設(shè)計(jì)要求導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合取H7/h6。導(dǎo)柱與導(dǎo)套相對(duì)滑動(dòng)，要求配合外表有足夠的硬度，又有足夠的韌性。通常選用20鋼制造，外表經(jīng)滲碳淬火處理，外表硬度為58～62HRC。7.3固定與連接零件固定與連接零件用來(lái)將凸、凹模固定在上、下模座上，以及將上、下模座固定在壓力機(jī)上。主要的固定與連接零件有模柄、模座和固定板，以及墊板、螺釘和銷(xiāo)釘?shù)?。這些零件在設(shè)計(jì)時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)選用。模柄模柄是將上模座安裝在壓力機(jī)滑塊上的零件。模柄安裝在上模座上的垂直度影響導(dǎo)向裝置的配合精度和使用壽命，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選擇結(jié)構(gòu)型式適宜的模柄。此次設(shè)計(jì)采用的是凸緣式模柄。此模柄的凸緣與上模座的安裝窩孔采用H7/js6過(guò)渡配合，用3～4個(gè)螺釘固定，適用于較大型的冷沖模。模座上、下模座用以安裝全部模具零件，構(gòu)成模具的總體和傳遞沖壓力。因此模座不僅具有足夠的強(qiáng)度，還要有足夠的剛度。模板的剛度缺乏，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的彈性變形而導(dǎo)致模具零件迅速磨損或破壞，降低模具使用壽命。上、下模座之間聯(lián)以導(dǎo)向裝置的總體稱為模架。此次設(shè)計(jì)選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)型式按標(biāo)準(zhǔn)選用。模座材料一般為HT200，鑄鋼ZG270-500或ZG310-570，模座結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足鑄造工藝要求。固定板將凸、凹模按一定相對(duì)位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上的板件分別稱為凸模固定板或凹模固定板。固定板的尺寸和輪廓應(yīng)與相應(yīng)的整體凹模一致。凸模固定板的厚度應(yīng)取為凸模長(zhǎng)度的40%，凹模固定板的厚度通常按照凹模鑲塊的厚度來(lái)確定。固定板通常選用Q235或Q237鋼制造，壓裝配合面的外表粗糙度值達(dá)R1.6～0.8um。其結(jié)構(gòu)型式和相關(guān)尺寸根據(jù)需要設(shè)計(jì)。墊板墊板置于模座和固定板之間。其作用是分散凸模傳遞的壓力。一般沖裁模的墊板厚度在4～12mm之內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)選擇，其外形尺寸和輪廓應(yīng)于凸模固定板相同。墊板可選材料為45鋼，熱處理硬度43～48HRC；或選用T8A、T7A鋼，熱處理硬度43～48HRC。為了便于裝配，墊板上的銷(xiāo)釘通孔直徑可以比銷(xiāo)釘直徑大0.3～0.5mm。螺釘與銷(xiāo)釘螺釘與銷(xiāo)釘用于對(duì)模具板件固定與定位，通常兩者選用相同的直徑。螺釘?shù)闹睆脚c布置間距可參考≤沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)≥P78表3-6按凹模厚度選擇。螺釘以選用內(nèi)六角形為宜，擰入被連接件的深度：鑄件為2d；鋼為1.5d〔d為螺釘工作直徑〕。連接件的銷(xiāo)釘孔應(yīng)同時(shí)鉆、鉸。銷(xiāo)釘采用H7/m6配合，孔壁的外表粗糙度值應(yīng)到達(dá)R1.6um，銷(xiāo)釘壓入連接件的深度應(yīng)分別不小于1.5d與2.5d〔d為銷(xiāo)釘?shù)闹睆健?，矩形板件連接的兩個(gè)銷(xiāo)釘應(yīng)取對(duì)角布置。選定模具結(jié)構(gòu)型式的合理性分析根據(jù)確定的工藝方案和沖壓件的形狀特點(diǎn)、精度要求、生產(chǎn)批量、模具加工條件、操作方便與平安的要求，以及利用現(xiàn)有的通用機(jī)械化、自動(dòng)化裝置的可能性等，確定沖模類(lèi)型及結(jié)構(gòu)方式。復(fù)合模有利于提高生產(chǎn)效率，而矩形盒形件拉深中沖工藝孔是為了定位的需要，符合成形需要。就整個(gè)工藝方案中所涉及到的模具類(lèi)型而言，都比擬合理，因?yàn)榧饶軡M足沖壓件的工藝要求，又能消除各工序之間的尺寸、位置及形狀等誤差。凸、凹模工作局部尺寸、公差的計(jì)算δ——凸模制造公差δ——凹模制造公差D——凹模尺寸d——凸模尺寸D——拉深件的外形尺寸Z——凸、凹模之間的雙面間隙拉深：φ40DΔ〕DΔ-Z〕落料：φ70〔落料〕因?yàn)榇诵螤顬閳A形，并且δ+δ≤Z-Z，所以采用凸、凹模分開(kāi)加工。D=〔D-XΔ〕