油封內(nèi)外夾圈沖壓工藝與模具設計

太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）摘 要本論文應用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次冷沖壓模具設計工作拉深、翻邊的復合模，該模具設計合理，結(jié)構(gòu)緊湊,可靠性好，裝、拆、修磨方便,模具如：凸模、凹模、凸模固定板等。模架采用標準模架，選用了合適的沖壓設備。關鍵詞：復合模，夾圈，落料，復合下料，沖孔，復合模，冷沖壓，繪圖能力ABSTRACTThusthepresentpaperappliesthisspecialtytostudythecurriculumthetheoryandtheproductionknow-howcarriesonatimecoldstampingmolddesignworktheactualtrainingtoraiseandtosharpenthestudentindependentworkingability,consolidatedandexpandedthecontentwhichcurriculaandsooncoldstampingmolddesignstudied,themethodandthestepwhichthegraspingcoldstampingmolddesigned,thebasicmoldskillwhichthegraspingcoldstampingmolddesignedhadunderstoodhowanalyzedthecomponentsthetechnologycapability,howdefinitecraftplan,hadunderstoodthemoldbasicstructure,sharpenedthecomputationability,cartographyability,hasbeenfamiliarwiththestandardandthestandard,simultaneouslyvariousbranchescorrelationcurriculumallhadcomprehensivereview,independentthinkingabilityalsohadtheenhancement.canenhancetheproductionefficiencyenormously,butfallsthematerialtostretchtheconcavemolddesigntobeimportant,inthedesignshouldconsiderfullyitfallsthematerialstretchmoldmouth shape, otherwise easy to affect falls the material stretches theshape. Thisprojectanalysethetechnologyfeaturesofpunchformingandintroducetheationalprincipleandthestructuredesignofthecompoundmouldsofblank-and-cuppiercingdrawingandflanging.Idesignedasuitofcompoundmouldswhichcontainblank-and-cuppiercingdrawingandflanging.Thissuitofcompoundmouldsarereasonabledesignedandhascompactstructures,highreliabilityandwidelyused.Thissuitofcompoundmouldscancompleteblank-and-cuppiercingdrawingandflanginginaposition,sotheproductionefficiencyandeconomicbenefitarehigherthentheoldtechnologyfeatures.Determinethetypeofthemouldsbythetechnologyanalyesofthepart.Thencalculateanddesignthepartsaccordingtothenormalway,suchas:malemould,femalemouldandmouldholder.Keywords: compound moulds,blank-and-cup,fallsmaterial,strechpunchhole,superposebledie,coldstamping,artographyability目錄前言 錯誤!未定義書簽。概論 2引言 2沖壓模相關介紹 2沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 2我國沖壓模具市場情況 3沖壓模具水平狀況 4我國沖模今后發(fā)展趨勢 6工件工藝性分析 6沖裁工藝性 6翻邊工藝性 7判斷能否一次性翻邊成形 7工藝方案確定 8油封內(nèi)夾圈工藝方案 9油封外夾圈工藝方案 9排樣及計算材料利用率 10計算預沖孔大小 10內(nèi)夾圈預沖孔計算 103.3.2外夾圈預沖孔計算 11確定排樣方式 11計算材料利用率 12油封內(nèi)夾圈材料利用率計算 12油封外夾圈材料利用率計算 14沖裁力及壓力中心計算 15油封內(nèi)夾圈計算 15落料力計算 15翻邊力計算 16切邊力計算 16推件力計算 164.4.5總壓力計算 16油封外夾圈計算 16拉深力的計算 16壓邊力的計算 16拉深總工藝力計算 17翻邊力計算 17卸料力的計算 17沖裁力計算 17落料力計算 17總沖壓力的計算 17壓力中心的計算 18主要工作部分尺寸計算 18油封內(nèi)夾圈尺寸計算 18落料刃口尺寸計算 18沖孔切邊刃口尺寸計算 19翻邊工作刃口尺寸計算 19油封內(nèi)夾圈尺寸計算 20落料刃口尺寸計算 20沖孔切邊刃口尺寸計算 21翻邊工作刃口尺寸計算 21凸模、凹模及凸凹模的結(jié)構(gòu)設計及校核 22油封內(nèi)夾圈模具外形尺寸 22落料凹模結(jié)構(gòu)設計 22確定落料、翻邊凸凹模外形尺寸 24沖孔翻邊凸模外形設計 25油封內(nèi)夾圈模具外形尺寸 25沖孔凸模外形尺寸 25落料凹模形狀設計 26拉深翻邊凸凹模外形設計 26主要零部件設計 27模柄的設計 27油封內(nèi)夾圈模柄的設計 27油封外夾圈模柄的設計 28固定板和墊板的設計 28凸凹模固定板的設計 28墊板的設計 29定位零件的設計 30固定擋料銷的設計 30圓柱銷的設計 30出件機構(gòu)的設計 31推出件機構(gòu)的設計 31下出件機構(gòu)的設計 33模架的選擇 35模架的選擇 36模具的閉合高度計算 37模具閉合高度計算的意義 37計算模具的閉合高度 37選擇沖壓設備 37模具總裝圖及裝配工藝性 39模具總配圖 39裝配工藝性 41工作零件的固定裝配 41其他零件的裝配 42參考文獻 43總結(jié) 44致謝 45第0第0頁共45頁太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）前 言沖壓加工技術是工業(yè)的一項基礎技術,在機械、電子、航空、航天、汽車、輕工等212060CAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAMUGS軟件平臺上開發(fā)出基于三維幾何模型的級CAD/CAMNX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結(jié)構(gòu)設計等模塊。具有特征識別與重構(gòu)、全2003太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）第第10頁共45頁1、概論引言模等非塑膠模具，以及塑膠模具。隨著科學技術的進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工技術的應用愈來愈廣泛，模具成形已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。沖壓模地位及我國沖壓技術沖壓模相關介紹冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。沖壓模具:在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模。沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復合模和級進模。復合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小；沖出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應用，但模具結(jié)構(gòu)復雜，制造困難。量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位50車、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，利用沖模制造的零件，在飛機、汽車、電機電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占60%～70%，在電視機、錄音機、計算機等電子產(chǎn)品中占80%以上，在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工產(chǎn)品中占85%以上。在各種類型的汽車中，平均一個車型需要沖壓模具2000套，其中大中型覆蓋件模具300套。我國沖壓模具市場情況我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料，2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元,約合6.2億元.根據(jù)我國海關統(tǒng)計資料,20045.6146.62004266.6260.4213.882%.在上述供求總體情況中,有幾個具體情況必須說明:一是進口模具大部分是技術含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術含量較低中的中低檔模具,因此技術含量高的中高檔模具市場滿1.46200494.7%就可說明這一點;三是近年來港資、臺資、因此未能計入上述數(shù)字之中。我國沖模工業(yè)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟需要的原因主要有：⑴專業(yè)化和標準化程度低。⑵模具品種少，效率低，經(jīng)濟效益也差。⑶制造周期長，模具精度不高，制造技術較落后。⑷模具壽命短，新材料使用量不到10%。⑷力量分散，管理落后。但改革開放以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導模具工業(yè)的迅速發(fā)展，在CAD/CAM/CAE方面，均已達到或接近國際水平。沖壓模具水平狀況近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達到1～2μm，壽命Ra≤1.5μm沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。⑴模具CAD/CAM技術狀況我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展已有20733廠于年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM學院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAMCAD/CAM20世紀CAD/CAM863東風汽車公司作為CIMS車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996車模具中心引進了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng)，并在模具設計制造中實際應用，取得了顯著效益。1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。21世紀開始CAD/CAM技術逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。模具CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，ParametricTechnology公司Pro/Engineer，CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E,以色列公司的Cimatron還引進了AutoCADCATIA等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術/DL圖的設計和模具結(jié)構(gòu)圖的設計均已實現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設計也開始走向少數(shù)模具廠家技術開發(fā)的領域。在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權的軟件，并已在生實踐中得到成功應用，產(chǎn)生了良好的效益?？焖僭蛡鹘y(tǒng)的快速經(jīng)濟模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決實現(xiàn)了以三維CADRPM應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。⑵模具設計與制造能力狀況企業(yè)得到應用。方面基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。平。但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。NC、DNC高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。模具表面強化技術也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術越來越被認可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理技術、實型鑄造技術、刃口堆焊技術等日趨成熟。激光切割和激光焊技術也得到了應用。我國沖模今后發(fā)展趨勢根據(jù)我國沖模技術的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，今后應朝著如下幾個方面發(fā)展：⑴開發(fā)、發(fā)展精密、復雜、大型、長壽命模具。⑵加速模具標準化和商品化，以提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。⑶大力開發(fā)和推廣應用模具CAD/CAM技術，提高模具制造過程的自動化程度。⑷積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術和新材料。⑸發(fā)展模具加工成套設備,以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要?？偨Y(jié)包括設計、制造、管理等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。2、工件工藝性分析及方案確定工件工藝性分析沖裁工藝性油封內(nèi)夾圈 油封外夾圈圖2-1零件圖工件名稱：油封內(nèi)外夾圈生產(chǎn)批量：大批量材料：08鋼料厚：0.8mm08硬度低，而韌性和塑性極高，有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接2-1Φ90mm,屬于小制件，形狀簡單且對稱，適于沖裁加工。查《冷沖壓工藝手冊》得：孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.5mm，一般剪切斷面表面3.2μm.08具有足夠的強度。能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。料厚為0.8mm,年產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，不允許表面劃痕，孔不許有變形，精度要求為IT11，由于零件用于密封，精度要求較高，但零件完全可以用普通的沖壓加工方法加工成型。兩零件的直徑相同，均為117，而內(nèi)直徑不同，沖壓工藝方法有可能不同。兩工件均為軸對稱零件，形狀簡單，都是翻孔件，材料厚度較薄，沖裁性能較好。翻邊工藝性⑴翻邊工件邊緣與平面的圓角半徑r=(2～3)t。⑵翻邊的高度內(nèi)夾圈h=8.5≥1.5r=3.6，外夾圈h=13.5≥1.5r=3.6。⑶翻邊的相對厚度d/t>(1.7～2),所以翻邊后有良好的圓筒壁。⑷沖孔毛刺面與翻邊方向相反，翻邊后工件質(zhì)量沒大影響?？傮w看來：該制件均滿足沖裁工藝性和翻邊工藝性，適于沖裁加工。判斷能否一次性翻邊成形⑴內(nèi)夾圈翻邊分析：2-9，確定凸凹模制造精度為d=D-2(H-0.34r-0.72t)，由工件可知，r=3t=2.4mm,d=79.016mm。查《沖壓工藝手0.74k=d/D=79/92.8=0.85>0.74，尺寸關系滿足成形⑵外夾圈翻邊分析：2-9，確定凸凹模制造精度為d=D-2(H-0.34r-0.72tmt=0.8mmr=3t=2.4mm,d=66.2mm。k=d/D=66.2/90.8=0.73<0.74，上述三道工序不可行?？紤]多采用拉深一道中間工序，再進行翻邊。工藝方案確定根據(jù)工件結(jié)構(gòu)的分析，沖壓這兩個零件所需的最基本工序為沖孔，落料，拉深，翻邊。按以下表比較單工序模、連續(xù)模和復合模，初步確定選復合模。項目單工序模連續(xù)模復合模尺寸精度精度較高可達IT13～10級可達IT9～8級工件形狀易加工簡單件可加工復雜零件，如寬形狀與尺寸要受模具工作情況度極小的異形件、特殊形件結(jié)構(gòu)與強度的限制孔與外形的較高較差較高位置精度工件平整性推板上落料，平整較差，易彎曲推板上落料，平整工件尺寸一般不受限制宜較小零件可加工較大零件工件料厚一般不受限制0.6～6mm0.05～3mm操作性能方便方便料工藝性能安全性比較安全比較安全不太安全生產(chǎn)率低，壓力機一次行程高，壓力機一次行程內(nèi)只能完成一道工序，可完成多道工序內(nèi)能完成兩道以上工但在多工位壓力機使序用多副模具時，生產(chǎn)率高條料寬度要求不嚴格要求嚴格要求不嚴格模具制造模具制造結(jié)構(gòu)簡單，制造周期 結(jié)構(gòu)復雜制造和調(diào)整 結(jié)構(gòu)復雜制造難度大短難度大油封內(nèi)夾圈工藝方案：主要有這幾種方案：⑴采用落料和沖孔的復合，再進行零件的翻孔工藝。⑵沖孔，落料，翻孔依次按順序復合加工。優(yōu)缺點分析：按第一方法加工，需要兩套模具，工作的累積誤差大，操作不方便，但精度相對高，可是成本比較大，而且該零件大批量生產(chǎn)。第二種方法加工，需要一套模具，但精度稍差，可是能通過改進制造系統(tǒng)和設計方法使精度增大，復合模模具的形位精度和尺寸精度可以保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。用一套模具降低了成本，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，避免了傳統(tǒng)方法生產(chǎn)使用多套模具及送料的麻煩，操作方便而且快捷，沖出制件的質(zhì)量也較好。綜合考慮，采用三個工藝的復合加工，選用一套復合模具。油封外夾圈工藝方案：工藝方案為落料，拉深，沖孔，翻邊，四個工藝方案的依次順序只能采用落料，拉深，沖孔，翻邊。工藝方案為：⑴采用落料和拉深的復合，再采用沖孔和翻邊。⑵落料，拉深，沖孔，翻邊依次按順序復合加工。正裝復合模和倒裝復合模的比較見下表序號序號正裝倒裝1對于薄沖件能達到平整要求不能達到平整要求2操作不方便不安全孔的廢料由打棒 操作方便，能裝自動拔料裝置，能提高生產(chǎn)打出效率又能保證安全生產(chǎn)，孔的廢料通過凸凹模的孔往下漏掉模的孔往下漏掉3廢料不會在凸凹?？變?nèi)積聚每次由打 廢料在凸凹?？變?nèi)積聚，凸凹模要求有較大棒打出可減少孔內(nèi)廢料的脹力有利 的壁厚以增加強于凸凹模減少最小壁厚4裝凹模的面積較大有利于復雜制件拼 如凸凹模較大，可直接將凸凹模固定在底座快結(jié)構(gòu)上省去固定板大的壁厚以增加強度。從保證沖裁件質(zhì)量、經(jīng)濟性和安全性前提下，綜合考慮采用正裝復合模，即模具結(jié)構(gòu)為落料、拉深、沖孔、翻邊正裝復合模。3、排樣及計算材料利用率計算預沖孔大小圖3-1零件圖內(nèi)夾圈預沖孔計算：著，預制孔直徑可以用彎曲展開的方法近似計算：預沖孔直徑公式d=D1-2[著，預制孔直徑可以用彎曲展開的方法近似計算：預沖孔直徑公式d=D1-2[(3-1)因D1=D+t+2r h=H-r-t 代入上式，并簡化得d=D-2(H-0.43r-0.72t)式中D—翻邊后的中經(jīng)(mm)H—翻邊高度r—翻邊圓角半徑(mm)t—材料厚度(mm)這里D=92.8mm，H=8.5mm，r=2.4mm，t=0.8mm預制孔直徑d=D-2(H-0.34r-0.72t)=92.82(8.50.432.40.720.8)=79mmD0=?117mmd/t=79/0.8=98.75d/D=79/92.8=0.853.3.2外夾圈預沖孔計算：⑴毛坯展開尺寸計算：d24dhd24dh3.44dr11724490.82.4==125mm⑵沖低孔后翻邊高度h的確定：查《冷沖壓工藝手冊》得 極限翻邊系數(shù)k=0.74h=D/2(1-k)+0.57r=90.8/2x(1-0.74)+0.57x3.2=13mm所以初選h為10mm。⑶計算預制孔直徑d：由d=D+1.14r-2h=90.8+1.14x2.4-2x10=73.5mm取整選用d為73mm同可得：相對厚度d/t=73/0.8=91.25翻邊系數(shù)d/D=73/90=0.81確定排樣方式采用有廢料和少廢料排樣，排樣圖分別如圖3-2和圖3-3圖3-2有廢料排樣圖3-3無廢料排樣用有廢料排樣法圖3-4油封內(nèi)夾圈排樣圖 圖3-5油封外夾圈排樣圖計算材料利用率油封內(nèi)夾圈材料利用率計算：⑴確定搭邊a與a1的值：2-12得：1 a=0.8mm，a=1.0mm，D=117mm1 條料寬度：B=D+2a+?1式中a—搭邊值D—工件外徑?1計算得：B=D+2a+?1=119.5mm1送料步距：h=D+a1=117.8mmA=B+Z式中Z—條料與導料銷的間隙A=B+Z=122mm⑵材料利用率計算：318.3-24（GB/T708-1988）板料規(guī)格選用1.0mm×750mm×1500mm(tmm×Bmm×Lmm)①若采用縱裁：裁板條數(shù)n1=B/b=750/119.5=6條余33mm每條個數(shù)n2= =12個余85.6mm裁板條數(shù)n1=B/b=750/119.5=6條余33mm

=n1×n2總=72(個)材料利用率η=×100%材料利用率η=×100%=68.77%②若采用橫裁：裁板條數(shù)n1=L/b=1500/117.5=12條余66mm每條個數(shù)n2= =6個余42.4mm裁板條數(shù)n1=L/b=1500/117.5=12條余66mm

=n1×n2總=12×6=72(個)材料利用率=72(個)材料利用率η= ×100%=68.77%兩者材料利用率相等，但一般選橫裁。油封外夾圈材料利用率計算：⑴確定搭邊a與a1的值2-12得：1 a=0.8mm，a=1.0mm，D=125mm1 條料寬度：B=D+2a+?1式中a—搭邊值D—工件外徑?1計算得：B=D+2a+?1=126.5mm1送料步距：h=D+a1=125.8mm導料板間距：A=B+Z式中Z—條料與導料銷的間隙A=B+Z=127mm⑵材料利用率計算：318.3-24（GB/T708-1988）板料規(guī)格選用1.0mm×750mm×1500mm(tmm×Bmm×Lmm)①若采用縱裁：裁板條數(shù)n1=B/b=750/126.5=5條余117.5mm每條個數(shù)n2= =11個余115.4mm裁板條數(shù)n1=B/b=750/126.5=5條余117.5mm

=n1×n2總=55(個)材料利用率η=×100%材料利用率η=×100%=60%②若采用橫裁：裁板條數(shù)n1=L/b=1500/126.5=11條余每條個數(shù)n2= =5個余120.2mm

=n1×n2總=11×5=55(個)材料利用率η==55(個)材料利用率η=×100%=60%兩者材料利用率相等，但一般選橫裁。4、沖裁力及壓力中心計算油封內(nèi)夾圈計算落料力計算：查《冷沖壓工藝手冊》表21-12，得τ=350MPF=ktlτ落式中 F—落料力；L—沖裁件剪切周邊長度mmt—沖裁件材料厚度tK—系數(shù)，一般取1.3F=1.3tLτ落=1.3×117×3.14×1×382=182KM2-7.2

=0.04卸F=K×F" 卸

=7.82N落翻邊力計算：查表知=196MPF=1.1Пts(D-d)翻=50.3KN切邊力計算：F=1.3Ltτ=105KN切

‘=0.02F卸

=2.1KN切推件力計算：n為工件在凹模內(nèi)個數(shù)n=2 查表得

=0.05推K=nK 推 推

=10.5KN切總壓力計算：F=F總 落

+F+F+F+F" 翻 切

+K=357.3KN" 推油封外夾圈計算拉深力的計算：查《沖壓模具簡明設計手冊》表4.36得：第一次拉深系數(shù)K1=0.55則拉深力P=лdtσbK1式中σb—抗拉強度d—零件中徑K1—拉深系數(shù)查《沖壓模具簡明設計手冊》表21.12得：08鋼σb=382MPP=лdtσbK1=48KN壓邊力的計算：查《沖壓模具簡明設計手冊》表4.47：08鋼單位壓邊壓力為2.5N即 F=[D2-（d+2r)]Л/4*q壓 1式中D—毛坯直徑d—零件孔中徑1q—單位壓力則 F=[D2-（d+2r)]Л/4*q壓 1=12.73KN拉深總工藝力計算：F總

+F=60.65KN拉 壓翻邊力計算：查表知=196MPF(D-d)翻=9.64KN卸料力的計算：×查《沖壓模具簡明設計手冊》表2.32得：卸料系數(shù)則 F=F K=7KN×" 落沖裁力計算：查表得知：08鋼的抗剪強度為382MPF=KLt沖 b=1.3×3.14×73×0.8×382=91KN落料力計算：F=KLt落 b=1.3×3.14×125×0.8×382=155.9KN總沖壓力的計算：F總

+F+F落 翻

+F=305KN拉 沖壓力中心的計算：位，即無須再來計算了。5、主要工作部分尺寸計算油封內(nèi)夾圈尺寸計算落料刃口尺寸計算：由手冊知道，對于零件圖中未注公差的尺寸，沖壓件一般保證精度IT14，因制件形狀簡單且對稱，在這里保證精度IT13。由 0.06>Zmax-Zmin=0.03，不符合間隙的計算要求，因此在這里采用單配法加工。從新選由 0.06>Zmax-Zmin=0.03，不符合間隙的計算要求，因此在這里采用單配法加工。從新選擇和d的值p=0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.03=0.012mmd=0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.03=0.018mm查表得x=0.75，得d凹模尺寸：Dd=(D-x)0+=1170+0.018凸模尺寸：D=(D-x-Zmin)0pq -對于落料，先做凹模，并以它作為基準配做凸模，落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為0.10～0.14mm=116.9850-0.012對于落料，先做凹模，并以它作為基準配做凸模，落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為0.10～0.14mm沖孔切邊刃口尺寸計算：?920+0.14IT11級。切邊間隙對切邊質(zhì)量和模具壽命影響較大，雙邊間隙ZZZ=0.02~0.03mm為宜。由上查得：Zmax=0.045mm Zmin=0.015mm凹模制造公差d=0.035 凸模制造公差=0.025 x=1則0.06>Zmax-Zmin=0.03不滿足計算要求，從新選擇和d的值p=0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.03=0.012mmd=0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.03=0.018mmd0即 凹模尺寸：Dd=(D-x)+0=92.130+0.035凸模尺寸：D=(D-x-Zmin)0pq -但對于形狀復雜或料薄的工件，為了保證凸、凹模間一定的隙值，必須采用配合加工。因此在這里采用還是采用單配方法加工，對于沖孔，先做凸模，并以它作為基準配做凹模，沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為0.10～0.14mm5.1.3但對于形狀復雜或料薄的工件，為了保證凸、凹模間一定的隙值，必須采用配合加工。因此在這里采用還是采用單配方法加工，對于沖孔，先做凸模，并以它作為基準配做凹模，沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為0.10～0.14mm5.1.3⑴翻邊間隙：5-1，根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況，翻邊凹模與翻邊凸模之間的間隙應小于原來的材料厚度。圖5-1-1翻邊間隙5-5Z/2=0.85mm⑵翻邊刃口尺寸：900，則其導致模具高度太大。由于材料為08鋼，厚度為0.8mm圖5-1-1翻邊間隙5-5Z/2=0.85mm⑵翻邊刃口尺寸：從生產(chǎn)工藝分析，翻邊凸凹模與切邊模具是同一個模具，只是充當不同的作用，所以尺寸完全一樣。油封內(nèi)夾圈尺寸計算落料刃口尺寸計算對零件圖中未注公差的尺寸，沖壓件一般保證精度IT14，因制件形狀簡單且對稱，在這里保證精度IT13。查《冷沖壓工藝手冊》表 2.10，得d=0.045mm，=0.025mm，Zmax=0.045mm，由于 0.07>Zmax-Zmin=0.03mm不滿足計算要求因此在這里采用單配方法加工，從新選擇p=0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.03=0.012mmd=0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.03=0.018mmdD=(ma-0+=1250+0.018pD=(D-Zmin)0凸 凹 -=124.90-0.0120.10～0.14mm沖孔切邊刃口尺寸計算：查《冷沖壓工藝手冊》表2.10，得d=0.045mm，p=0.025mm，Zmax=0.045mm，由于 0.07>Zmax-Zmin=0.03mm不滿足計算要求從新選擇p=0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.03=0.012mmd=0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.03=0.018mm即D=（Dmin+X△)0p凸 -=730-0.012dD=（D+Zmin）+凹 凸 0=73.0150+0.018但對于形狀復雜或料薄的工件，為了保證凸、凹模間一定的隙值，必須采用配合加工。因此在這里采用還是采用單配方法加工，對于沖孔，先做凸模，并以它作為基準配做凹模，沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為0.10～0.14mm翻邊工作刃口尺寸計算：⑴翻邊間隙：5-1，根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況，翻邊凹模與翻邊凸模之間的間隙應小于原來的材料厚度。圖5-2-1翻邊間隙5-5Z/2=0.85mm⑵翻邊刃口尺寸：拉深與翻孔在復合模具當中是同一模具的兩種作用，所以翻邊凸凹模尺寸與拉深凸凹模尺寸相同。查《沖壓模具簡明設計手冊》表4.56得：p=0.04mm， d=0.06mm查表4.52得：模具間隙Z=0.6mm，公差△=0d凹模尺寸：Dd=(d+0.4△+2Z)0+=91.20+0.06q凸模尺寸：D=(d+0.4△)0pq-=92.1050-0.0256、凸模、凹模及凸凹模的結(jié)構(gòu)設計及校核油封內(nèi)夾圈 模具外形尺寸落料凹模結(jié)構(gòu)設計⑴最小壁厚小壁厚”問題。沖孔落料復合模許用最小壁厚可按表6-16-1值為經(jīng)驗數(shù)據(jù)。表6-1凸凹模最小壁厚a數(shù)值（單位：mm）部分如下材料厚度材料厚度1.2最小壁厚最小壁厚3.2最小直徑1518圖6-1-1圖6-1-1 最小壁厚6—19Mn2V低合金工具鋼，它具有較高的硬度和耐磨性，淬火時變形較小，淬透性很好。由于鋼中含有一定量的釩，細化了晶粒，減小了鋼的過熱敏感性，同時碳化物較細小和分布較均勻。9Mn2V鋼的化學成分和物理性能分別如表6-2和表6-3所示表6-29Mn2V鋼化學成分（GB/T1299—2000）W%CSiMnVPS0.85～0.95≤0.401.70～2.000.10～0.25≤0.030≤0.0306-3臨界溫度臨界點Ac1AcmAr1Ar3溫度（近似值）7307606556906-49Mn2V這里的落料凹模的熱處理硬度為60～62HRC耐磨性耐沖擊性淬火不變形性淬硬深度中等中等好淺紅硬性脫碳敏感性切削加工性差較大較好⑶確定凹模外形尺寸確定凹模外形尺寸的方法有多種，通常都是根據(jù)零件的材料厚度和排樣圖所確定的凹模型孔壁間最大距離為依據(jù)，來求凹模的外形尺寸。101凹模厚度 H=Kb(≥15mm) (6-1)式中 K—系數(shù)，考慮板料厚度的影b—沖裁件的最大外形尺寸凹模壁厚 C=(1.5～2)H(≥30～40mm) (6-2)查《冷沖模設計，表4-3系數(shù)K因b=117mm ,取K=0.22故H=0.22×117=25.74mmC=1.5×25.74=38.61mmH≥15mm，6-2圖6-2 落料凹模確定落料、翻邊凸凹模外形尺寸85mm落料、翻邊凸凹模簡圖如圖6-3圖6-3 落料、翻邊凸凹模沖孔翻邊凸模外形設計：其材料選用9Mn2V鋼，熱處理硬度為60～62HRC，沖孔凸凹模的高度通過計算設計為108mm圖6-4 沖孔翻孔凸模油封外夾圈 模具外形尺寸沖孔凸模外形尺寸和凸?？椎挠绊?，避免出現(xiàn)最小壁厚。⑵由于外夾圈模具整體結(jié)構(gòu)框架的特殊性，沖孔凸模的長度在這里設計為64mm沖孔凸模簡圖如圖6-5圖6-5 沖孔凸模落料凹模形狀設計：查《冷沖模設計，表4-3系數(shù)K值因b=125mm 取故H=0.22×125=27.5mmC=1.5×27.5=41.25mmH≥15mm，6-6圖6-6 落料凹模拉深翻邊凸凹模外形設計：9Mn2V96mm第第26頁共45頁太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）圖6-7拉深翻邊凸凹模太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）7、主要零部件設計模柄的設計15.18：B15.18：B型號：JB/T7646.1-1994材料：Q235熱處理硬度：43～48HRC模柄簡圖如圖7-1太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）第第37頁共45頁圖圖7-1 模柄油封外夾圈模柄的設計這里的模柄采用自行設計，帶有螺紋的，作為上模座和模柄同時使用，熱處理后強硬度要求較高材料：Q235熱處理硬度：65～74HRC模柄簡圖如圖7-2圖7-2 模柄固定板和墊板的設計凸凹模固定板的設計⑴油封內(nèi)夾圈凸凹模固定板的設計：19.59H=16mm材料：45熱處理硬度：43～48HRC凸凹模固定板的簡圖如圖7-3圖7-3凸凹模固定板⑵油封外夾圈凸凹模固定板的設計：19.59H=16mm材料：45熱處理硬度：43～48HRC凸凹模固定板的簡圖如圖7-4圖7—4凸凹模固定板墊板的設計⑴油封內(nèi)夾圈墊板的設計：15-60D=185mm，H=9mm材料：45 熱處理硬度墊板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖7-5圖7-5墊板⑵油封外夾圈墊板的設計：查《沖壓模具簡明設計手冊》表15-60圓形墊板直徑D=185mm，厚度H=9mm材料：45 熱處理硬度墊板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖7-6圖7-6墊板定位零件的設計固定擋料銷的設計擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，我們這里就選用圓形了。322.5-58（JB/T7649.10-1994）d=6mm,A材料：45熱處理硬度：43～48HRC內(nèi)外圈固定擋料銷簡圖如圖7-7圖7-7固定擋料銷圓柱銷的設計內(nèi)外夾圈圓柱銷的設計查《中國模具設計大典》第3卷，表22.6-12淬硬鋼和奧氏體不銹鋼圓柱銷⑴推件塊⑴推件塊3097.287.56材料：45熱處理：43～48HRC7-9,7-107-9（GB/T199.2-2000）d=8mm，m6，l=90材料：45，普通淬火，表面氧化處理圓柱銷簡圖如圖7-87-8圓柱銷圖7-10油封外夾圈推件塊⑵推桿查《冷沖壓模具設計與制造》表7.54帶肩推桿尺寸材料：45 熱處理：43～48HRC推桿簡圖如圖7-11圖7-11推桿⑶頂桿查《中國模具設計大典》第3卷，表22.5-61頂桿（JB/T7650.3-1994）材料：45 熱處理硬度：43～48HRC頂桿的結(jié)構(gòu)簡圖如圖7-127-12頂桿7-12頂桿7.4.2因卸料力F卸=2.1KN,這里只用一根彈簧，所以該彈簧受卸料力為2.1KNC17883807-1表7-1 圓鋼絲螺旋彈簧規(guī)格（序號78至83）序號彈簧外徑材料直徑節(jié)距t/mm自由高度受負荷F1時的高最大工作負D/mmd/mmH0/mm度H1/mm荷F1/N788060.27912088.48055914.5160116.5275081200144.58224017383280201.5圖7-13 彈簧負荷（F）與行程（S）曲線根據(jù)表7-1和圖7-13，得到如下數(shù)據(jù)表7-2表7-2 圓鋼絲螺旋彈簧有關數(shù)據(jù)（序號78至83）序號H0H1S1=H0-H1S預S（SS）788060.219.816277912088.431.6272880160116.543.5324381200144.555.54354822401736754.565.583280201.578.56677其中：S工作=10mm+1mm=11mm檢驗是否滿足S1>S總,如果滿足，則可以選用。80號至83號彈簧均滿足要求，因此這里選用80號彈規(guī)格為9×46×80 GB/T2089-80彈簧裝配高度H2=H0-S預=160-327-14彈簧7-14彈簧⑵橡膠的選用：①查《沖壓模具簡明設計》表15.39，L=10mm,H=0.250.30=33.3～40

-L=30mm自橡膠簡圖如圖7-15圖7-15橡膠②油封外夾圈橡膠計算：查《沖壓模具簡明設計》表15.39，L=15mm,H=0.250.30=50～60mm

-L=45mm自橡膠簡圖如圖7-16圖7-16 橡膠8、模架的選擇模架的選擇標準模架中，應用最廣的是用導柱、導套作為導向裝置的模架。根據(jù)導柱、導套配置的不同有以下四種基本型式：對角導柱模架、后側(cè)導柱模架、中間導柱模架、四導柱模架。表8-1列舉了它們之間的功能及用途表8-1各模架功能及用途模架型式（標準號）對角導柱模架GB/T2851.1-1990

功能及用途料，使用面寬，常用于級金模或復合模。其凹模周界范圍為63mm×50mm～500mm×500mm后側(cè)導柱模架GB/T2851.3-1990

63mm×50mm～400mm×250mm中間導柱模架GB/T2851.5-1990

63mm×50mm～500mm×500mm四導柱模架GB/T2851.7-1990

大批量生產(chǎn)的自動沖壓生產(chǎn)線上的沖模。其凹模周界范圍為160mm×250mm～630mm×400mm后側(cè)導柱模架適用于一般精度要求的沖模，且可用邊角料，送料及操作方便，可縱向、橫向送料，這里就選用后側(cè)導柱模架了。對于外夾圈無需選擇，對于內(nèi)夾圈：查《沖壓模具簡明設計手冊》表15.2，這里選用后側(cè)導柱模架的規(guī)格如下：上模座：250mm×250mm×55mmGB/T2855.5下模座：250mm×250mm×60mmGB/T2855.6導柱：40mm×260mmGB/T2861.1導套：40mm×140mm×53mm GB/T2861.6模具的閉合高度計算模具閉合高度計算的意義模具的閉合高度H模H模是高度之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。計算模具的閉合高度H模厚度+橡膠裝配高度+沖孔、翻邊凸凹模固定板厚度+下模座厚度+上、下模安全距離則油封內(nèi)夾圈模具裝配閉合高度為H模=55mm+8mm+108mm+14mm+30mm +16mm+60mm+2mm=293mm同理，油封外夾圈模具閉合高度為H模=485mm下面表9-1和表9-2，分別列舉了按沖壓件大小和按生產(chǎn)批量選擇設備下面表9-1和表9-2，分別列舉了按沖壓件大小和按生產(chǎn)批量選擇設備表9-1按沖壓件大小選擇設備零件大小選用類型特點適用工序小型或中小型開式機械壓力機有一定的精度和剛度，操作方便，價格低廉分離及成形（深度淺的成形件）大中型閉式機械壓力機精度與剛度更高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)分離、成形（深度大的成形件及復合工序）表9-2按生產(chǎn)批量選擇設備沖壓件批量設備類型特點適用工序小批量 薄

通用機械壓力機

速度快生產(chǎn)效率高質(zhì)量較穩(wěn)定 各種工序厚板 液壓

備

拉深、脹形、彎曲等大批量 高速壓力機 高效率 沖裁多工位自動壓力機 高效率消除了半成品堆儲等問題 各種工序為安全起見，防止設備超載，應注意以下幾點：①所選沖壓機的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即：F壓機>F總②所選壓力機的閉合高度應與沖模的閉合高度相適應，即滿足：沖模的閉合高度在壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間。③壓力機的工作臺面的必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受力條件也是不利的。④壓力機的行程大小應適應，由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖模、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導板分離或滾珠導向裝置脫開的不良后果。由于制件屬于小型制件，又是薄板，要求是大批量生產(chǎn)，考慮到經(jīng)濟性和制件質(zhì)量，綜合考慮選用開式雙柱可傾式壓力機。⑴對于油封內(nèi)夾圈：

≧(1.6~1.8)F壓 總13-9630KN技術參數(shù)為：型號：J23C—63公稱壓力：630KN滑塊行程：120mm最大封閉高度：420mm最大裝模高度：360mm滑塊行程次數(shù)：50次模柄孔尺寸：50×70墊板尺寸：80×250工作臺尺寸：480×710床身兩立柱間距離前后左右：480×710電動機功率：5.5KW⑵對于油封外夾圈：查《沖壓模具簡明設計手冊》表13-9，考慮到生產(chǎn)安全和設備超載等問題，公