落料拉伸復(fù)合模具設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...落料拉伸復(fù)合模具設(shè)計(jì)摘要學(xué)習(xí)、研究和開展冷沖壓技術(shù)，對(duì)開展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和加速現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)具有重要意義。本文主要是對(duì)壓緊彈簧座工藝分析及模具設(shè)計(jì)。首先，對(duì)傳壓緊彈簧座進(jìn)展了工藝分析，壓緊彈簧座外形是圓柱形，確定了毛坯尺寸、拉深次數(shù)、模具的構(gòu)造形式及排樣方式；然后選擇了適宜的壓力機(jī)，把凹模、凸模的尺寸設(shè)計(jì)出來、選擇了適宜的模架、卸料裝置、推件裝置、導(dǎo)向零件、模柄、凸模和凹模的固定板及墊板，用CAD軟件繪制了本模具的工程圖。關(guān)鍵詞：拉伸，圓柱形，工藝分析，冷沖壓BLANKING-DRAWING-COMPOSITEMOLDDESIGNABSTRACTLearning,researchanddevelopthecoldstampingtechnologyhasagreatsignificancetothedevelopmentofChina’snationaleconomyandtheprocessofacceleratingthemodernizationofindustrialconstruction.Inthispaper,wemainlydiscusstheanalysisoftheprocessofthecompressionspringseatandthedesignofthedie.Firstofall,weanalyzetheprocessofthecompressionspringseat.Theshapeofthecompressionspringseatiscylindrical,andtheblanksize,thenumberofdrawing,thestructureformandthearrangementmodeofthediearedetermined.Secondly,wechoosetherightmachinetodesignthesizeoftheconcavedieandpunchout,choosethesuitablemold,dischargingdevice,thepushingdevice,guidepart,adieshank,aconvexdieandtheconcavediefixingplateandplate.Consequently,weusetheCADsoftwaredrawndrawingsofthemold.KEYWORDS:thetensile,cylindrical,processanalysis，coldstamping目錄TOC\o"1-3"\h\u13426前言 5871第1章模具成型 6281851.1冷沖模成型特點(diǎn)690881.1.1沖裁模6282301.1.2彎曲模6109301.1.3拉伸模和多位級(jí)進(jìn)模6179591.2冷沖模具的開展趨勢(shì)6196601.3復(fù)合模731351.3.1復(fù)合模的種類7308331.3.2選擇復(fù)合模的原則815771.3.3復(fù)合模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1012363第2章沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性選擇 1265192.1經(jīng)濟(jì)性12171312.2沖壓件的制造本錢1211792.3降低本錢的措施1232405第3章沖壓件工藝性分析 14102323.1制件的工藝分析14103803.2毛坯尺寸確實(shí)定15103773.3拉伸次數(shù)15316403.4沖裁力16165833.5卸料力、推件力和頂件力16204423.6排樣17241113.7拉伸17255153.7.1拉伸力18317123.8模具壓力中心和閉合高度確實(shí)定18199593.9壓力機(jī)的選擇19217643.10模具主要零部件的設(shè)計(jì)1980853.10.1落料凹模的構(gòu)造設(shè)計(jì)20229483.11模具標(biāo)準(zhǔn)件選擇22295343.11.1模架的選擇22202093.11.2擋料銷241673.11.3卸料裝置2487413.11.4推件裝置25199643.11.5導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)25156013.11.6模柄的選用25282463.11.7凸模固定板與墊板2677563.11.8壓縮橡皮的選用27177033.12拉伸模構(gòu)造設(shè)計(jì)28253023.12.1凸、凹模間隙28286023.12.2凸、凹模制造公差29295結(jié)論 319921謝辭 3225027參考文獻(xiàn) 33前言目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速開展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化開展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國(guó)模具工業(yè)高速開展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速開展，另一方面，模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)展模具采購(gòu)的趨向也十清楚顯。因此，放眼未來，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體開展趨勢(shì)前景看好，預(yù)計(jì)中國(guó)模具將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下得到高速開展，我國(guó)不但會(huì)成為模具大國(guó)，而且一定逐步向模具制造強(qiáng)國(guó)的行列邁進(jìn)?！笆晃濞暺陂g，中國(guó)模具工業(yè)水平不僅在質(zhì)和量的方面有很大提高，而且在行業(yè)構(gòu)造、產(chǎn)品水平、開發(fā)創(chuàng)新能力、企業(yè)的體制與機(jī)制以及技術(shù)進(jìn)步的方面也會(huì)取得較大開展。隨著我國(guó)工業(yè)的迅速開展，工業(yè)產(chǎn)品的外形在滿足性能要求的同時(shí)，變的越來越復(fù)雜，而產(chǎn)品的制造離不開模具，利用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)展模具設(shè)計(jì)不但提高模具的制造精度而且還縮短了設(shè)計(jì)及加工的時(shí)間。冷沖壓成形是一種歷史悠久的金屬加工工藝，隨著工業(yè)水平的不斷進(jìn)步，冷沖壓技術(shù)和設(shè)備日益完善，在汽車、機(jī)械制造、電子電器等行業(yè)中，沖壓加工得到了廣泛的應(yīng)用。大到汽車的覆蓋件，小到鐘表以及儀器儀表元件，大多是由冷沖壓方法制成的。學(xué)習(xí)、研究和開展冷沖壓技術(shù)，對(duì)開展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和加速現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)具有重要意義。傳統(tǒng)的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)只能在眾多簡(jiǎn)化和假設(shè)的根基上進(jìn)展初步的設(shè)計(jì)計(jì)算，然后依靠大量的經(jīng)歷，反復(fù)試模、修模來保證沖壓件的成形品質(zhì)。從而拖延新產(chǎn)品的開發(fā)，造成研發(fā)本錢過高，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于被動(dòng)的地位。70年代起，有限元法開場(chǎng)應(yīng)用于板料成形過程的模擬，各種成熟的CAE仿真軟件應(yīng)用于模具工業(yè)中，有效地用來解決模具制造中的難題如拉裂、起皺、回彈的預(yù)測(cè)。伴隨沖壓成形的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)日漸成熟，并在沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)中發(fā)揮出越來越大的作用，成熟的仿真技術(shù)可以減少試模次數(shù)，在一定條件下還可使模具和工藝設(shè)計(jì)一次合格從而防止修模。這就可以大大縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)本錢，提高產(chǎn)品品質(zhì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。第1章模具成型1.1冷沖模成型特點(diǎn)冷沖模是在溫室下把金屬或非金屬板料放在模具內(nèi)，通過壓力機(jī)和模具對(duì)板料施加壓力，使板料發(fā)生別離或變形制成所需零件的模具。各類冷沖壓模成形特點(diǎn)如下：1.1.1沖裁模沖裁模的成形特點(diǎn)是：將一局部材料與另一局部材料別離。如圖1.1所示的沖裁模成形過程，沖裁模分為落料模和沖孔模。落料模的成形特點(diǎn)是將材料封閉的輪廓分開，而最終得到的是一個(gè)平整的零件；沖孔模是將零件的材料與封閉的輪廓?jiǎng)e離，使零件得到孔。1.1.2彎曲模彎曲模的成形特點(diǎn)是：將板料或沖裁后的坯料通過壓力在模具內(nèi)彎曲成一定的角度和形狀。彎曲模成形過程，是將平直的板料壓成帶有一定角度的彎曲形狀。1.1.3拉伸模和多位級(jí)進(jìn)?！?〕拉伸膜拉深模的成形特點(diǎn)是：將經(jīng)過沖裁得到的平板坯料，壓制成開口的空心零件。拉深模成形過程，是將平板的坯料拉深成筒形零件?！?〕多工位級(jí)進(jìn)模多工位級(jí)進(jìn)模的成形特點(diǎn)是：可以完成多道沖壓工序，局局部離與連續(xù)成形結(jié)合；配備有自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等裝置；模具構(gòu)造復(fù)雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，制造和裝調(diào)難度大。1.2冷沖模具的開展趨勢(shì)隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來越意識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、本錢和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并開場(chǎng)使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了DYNAFORM等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。1.3復(fù)合模在實(shí)際生產(chǎn)中常常將幾個(gè)單工序沖壓過程集中與一套模具來完成，這種在一副模具上、在沖床的一次行程中，在同一工位上完成兩種或兩種以上沖壓工序的模具稱為復(fù)合模。復(fù)合模的特點(diǎn)有：生產(chǎn)效率成倍提高。例如原來由兩副模具分別完成的落料，沖孔工序，假設(shè)使用落料、沖孔復(fù)合模時(shí)，則可以由一副模具在一次沖壓行程中完成，生產(chǎn)效率提高了一倍。假設(shè)原來由四副單工序模完成的落了、沖孔、拉深、切邊的沖壓工序，在采用了四合一復(fù)合模后，生產(chǎn)效率可提高四倍。而且還節(jié)省了人力、電力和工序間的搬運(yùn)工作。提高沖壓件的質(zhì)量。在復(fù)合模具中幾道沖壓工序是在同一工位上完成的，無需重新定位，因此在完成幾道沖壓工序過程中沖壓件的定位基準(zhǔn)不動(dòng)，從而使沖壓工件的位置精度得到提高。例如當(dāng)沖壓件的外緣與內(nèi)孔的同心度要求較高時(shí)，采用復(fù)合模就較容易滿足要求。另外，對(duì)于那些尺寸較小的沖壓工件或形狀比擬復(fù)雜而重新定位又比擬困難的沖壓工件，采用復(fù)合模就可以防止重新定位的困難及在重新定位時(shí)產(chǎn)生的誤差。復(fù)合模的同心度誤差在以內(nèi)。對(duì)模具制造精度要求比擬高。由于復(fù)合模要在一副模具中完成幾道沖壓工序，因此模具構(gòu)造一般要比單工序模具復(fù)雜，而且個(gè)零部件在動(dòng)作時(shí)要求相互不干預(yù)、準(zhǔn)確可靠。這就要求模具的制造應(yīng)有比擬高的精度。因此模具的制造本錢也就提高了，制造周期相對(duì)延長(zhǎng)，維修也不如單工序模簡(jiǎn)單。1.3.1復(fù)合模的種類按復(fù)合工序的性質(zhì)分類，復(fù)合?？煞譃橐韵聨追N：沖裁類復(fù)合模：如落料、沖孔復(fù)合模，切斷、沖孔復(fù)合模等。成形類復(fù)合模：如彎曲復(fù)合模，擠壓復(fù)合模等。沖裁與成形復(fù)合模：如落料、拉深復(fù)合模，沖孔、翻邊復(fù)合模，拉深切邊復(fù)合模，落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合模等。1.3.2選擇復(fù)合模的原則確定是否采用復(fù)合模要考慮以下幾個(gè)方面：生產(chǎn)批量。復(fù)合?？梢猿杀兜靥岣呱a(chǎn)效率，生產(chǎn)批量越大，提高生產(chǎn)效率就越顯得重要。因此，在大批量生產(chǎn)時(shí)更適合使用復(fù)合模。在單間小批量生產(chǎn)中應(yīng)采用單工序模，這樣由于模具結(jié)喉簡(jiǎn)單，幾個(gè)單工序?？赡鼙纫惶讖?fù)合模的本錢還低。沖壓工件的精度。當(dāng)沖壓工件的尺寸精度或同軸度、對(duì)稱度等位置精度要求比擬高時(shí)，應(yīng)考慮采用復(fù)合模具，對(duì)于形狀比擬復(fù)雜，重新定位可能產(chǎn)生比擬大加工誤差的沖壓工件，也可采用復(fù)合模。復(fù)合工序的數(shù)量。一般復(fù)合模的復(fù)合工序數(shù)量在四工序以下，更多的工序?qū)?dǎo)致模具構(gòu)造過于復(fù)雜，同時(shí)模具的強(qiáng)度、剛度、可靠性、也將隨之下降，制造及維修更加困難。在分析沖壓工件的特點(diǎn)，確定是否采用復(fù)合模時(shí)，可參照以上原則及表1-1、表1-2綜合進(jìn)展考慮。表1-1沖壓生產(chǎn)批量與合理模具形式單件小批中批大批大量大件<11~222020300>300中件<11~5550501000>1000小件<11~1010~100100~500>5000模具成型單工序模級(jí)進(jìn)模，復(fù)合模設(shè)備形式通用壓機(jī)通用壓機(jī)高速壓機(jī)，自動(dòng)和半自動(dòng)通用壓機(jī)機(jī)械化高速壓機(jī)，自動(dòng)機(jī)專用壓機(jī)與自動(dòng)機(jī)表1-2單工序模、級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模的比擬比擬工程單工序級(jí)進(jìn)模復(fù)合模工件尺寸精度比擬低一般，IT11級(jí)以下比擬高，IT9以下工件形位公差工件不平整，同軸度、對(duì)稱度及位置度誤差大工件平整，同軸度、對(duì)稱度及位置度誤差小沖壓生產(chǎn)率高，沖床一次行程內(nèi)能完成多個(gè)工序比擬高，沖床一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序?qū)崿F(xiàn)錯(cuò)做機(jī)械化、自動(dòng)化的可能性容易，尤其適合與單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化對(duì)材料的要求對(duì)條料或帶料寬度要求嚴(yán)格生產(chǎn)安全性比擬安全安全性比擬差模具制造的難易程度形狀簡(jiǎn)單件，比用復(fù)合模制造難度低形狀復(fù)雜件，比用級(jí)進(jìn)模的制造難度低應(yīng)用通用性差，適與形狀簡(jiǎn)單，尺寸不大，精度要求不高的大批量生產(chǎn)通用性差，適與形狀復(fù)雜、尺寸不大、精度要求比擬高的大批量生產(chǎn)1.3.3復(fù)合模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)復(fù)合模的設(shè)計(jì)從本質(zhì)上講，與單工序模沒有什么區(qū)別，但根據(jù)實(shí)際經(jīng)歷，在設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面的問題曲柄壓力機(jī)的許用壓力曲線與復(fù)合模壓力曲線的關(guān)系。對(duì)于單工序加工來說，沖壓力曲線不能超過曲柄壓力機(jī)許用壓力曲線每否則設(shè)備將因超載而損壞。對(duì)復(fù)合模沖壓加工也應(yīng)滿足這一要求。但對(duì)于復(fù)合模沖壓時(shí)所用壓力機(jī)的行程中有各個(gè)大比例的工作行程，這樣就容易造成超載。尤其是對(duì)落料、拉深復(fù)合模，落料在先，拉深在后，落料力一般比擬大，拉深力比擬小，而設(shè)備壓力曲線的變化趨勢(shì)則相反，所用極易產(chǎn)生超載，因此在選擇設(shè)備時(shí)要特別注意。復(fù)合模中凹凸模的設(shè)計(jì)。在復(fù)合模中最具有特點(diǎn)的模具零件就是凹凸模。由于凹凸模的壁厚從強(qiáng)度上要求不能過薄，否則模具壽命太短。因此凹凸模的壁厚在設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)展校核，使之大于最小壁厚值。而最小壁厚值現(xiàn)在一般是根據(jù)經(jīng)歷數(shù)據(jù)而定。并且，當(dāng)凹凸模裝與上模時(shí)〔該構(gòu)造稱為正裝復(fù)合模〕，內(nèi)孔不積存廢料，凹凸模受到的脹力小，此時(shí)最小壁厚可小些。當(dāng)凹凸模裝與下模時(shí)〔該構(gòu)造稱為倒裝復(fù)合模〕，凹凸模孔口中積存有廢料，孔口受脹力大，此時(shí)最小壁厚要大些。復(fù)合模中的卸料、推件裝置。在復(fù)合模中由于有較多的動(dòng)作要在沖床的一次形成中完成，為簡(jiǎn)化模具構(gòu)造，通常將一些輔助動(dòng)作，如卸料及推件動(dòng)作，采用彈性裝置來完成。同時(shí)彈性裝置也可使沖壓工件在整個(gè)沖壓加工過程中始終受到壓力，而使沖壓工件的平整度更好。復(fù)合模選用的模架。由于復(fù)合模的精度比擬高，因此復(fù)合模的模架也應(yīng)選用精度比擬高的模架。滾珠式模架相對(duì)于滑動(dòng)式模架具有導(dǎo)向精度高，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，因此長(zhǎng)選用滾珠式模架。模架中的模座也常選用鋼板模座，一代替普通的鑄鐵模座，因?yàn)殇撡|(zhì)模座強(qiáng)度更高，加工工藝性好。對(duì)要求精度比擬高的符合模，可采用球面浮動(dòng)模柄，以減小沖壓設(shè)備或模具安裝時(shí)的誤差對(duì)模具的不利影響。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)采用浮動(dòng)式模柄時(shí)，導(dǎo)柱不能離開導(dǎo)套，否則可能產(chǎn)生嚴(yán)重的機(jī)床和人身事故。復(fù)合模工作局部零件的材料選用。復(fù)合模的工作局部零件應(yīng)選用加工性比擬好的材質(zhì)。耐磨性好、淬透性高、熱處理變形小的材料，是復(fù)合模工作局部零件的理想材料。第2章沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性選擇2.1經(jīng)濟(jì)性所謂經(jīng)濟(jì)性，就是以最小的消耗取得最大的經(jīng)濟(jì)效果。也就是生產(chǎn)中的“最小最大〞原則。在沖壓生產(chǎn)中，保證產(chǎn)品質(zhì)量，完成產(chǎn)品數(shù)量、品種方案的前提下，產(chǎn)品本錢越低，說明企業(yè)經(jīng)濟(jì)效果越大。2.2沖壓件的制造本錢沖壓件的制造本錢為：C總=C材+C工+C模式中C總——制造本錢；C材——材料費(fèi)，包括原材料、外購(gòu)件費(fèi)；C工——加工費(fèi)，包括工人工資、設(shè)備折舊費(fèi)、車間經(jīng)費(fèi)；C模——模具費(fèi)。產(chǎn)品本錢受產(chǎn)量的影響較大，特別是沖壓生產(chǎn)尤為突出。產(chǎn)品本錢分為固定費(fèi)用和變動(dòng)費(fèi)用兩局部。固定費(fèi)用是指在一定時(shí)期和一定產(chǎn)量范圍內(nèi)，它的總額不隨產(chǎn)量的變動(dòng)而變化，它是維持生產(chǎn)能力而根本不變的費(fèi)用。變動(dòng)費(fèi)用是指它的總額隨產(chǎn)量的增減而成比例的增減。2.3降低本錢的措施降低產(chǎn)品本錢，包括增產(chǎn)、節(jié)約兩方面。增產(chǎn)可減低產(chǎn)品本錢中的固定費(fèi)用，相對(duì)地減少消耗，節(jié)約便能，直接降低消耗，它們都是降低本錢的重要途徑。沖壓件的本錢包括材料費(fèi)用、加工費(fèi)、模具費(fèi)等。因此，降低本錢就是要降低以上各項(xiàng)費(fèi)用。降低本錢的措施有：〔1〕試制和小批量沖壓生產(chǎn)中，降低本錢中的固定費(fèi)能取得較好的經(jīng)濟(jì)效果，其中降低模具費(fèi)上降低本錢的有措施?！?〕沖壓生產(chǎn)中，工藝合理化是降低本錢的有力手段，一般在制定新產(chǎn)品工藝時(shí)進(jìn)展。由于工藝的合理化能降低模具費(fèi)、節(jié)約加工工時(shí)、降低材料費(fèi)等，所以必然降低零件總本錢。〔3〕產(chǎn)量較大時(shí)，采用多件同時(shí)沖壓，可使模具費(fèi)、材料費(fèi)、和加工費(fèi)降低，同時(shí)有利于成形外表拉力均勻化。〔4〕自動(dòng)化生產(chǎn)，從安全和降低本錢兩個(gè)方面來看，將成為沖壓加工的開展方向?！?〕提高材料利用率是降低沖壓件制造本錢的重要措施之一。第3章沖壓件工藝性分析3.1制件的工藝分析沖裁的工藝性是從沖壓件工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理。在滿足工件零件使用要求的條件下，能夠以最經(jīng)濟(jì)最簡(jiǎn)單的方法沖出來就說明工藝性好。但是工藝性的好壞是相對(duì)的，它直承受到工廠的沖壓技術(shù)和設(shè)備等因素的影響。尺寸公差無特殊要求，所以按IT14級(jí)選取，利用普通沖裁方式可到達(dá)圖樣要求。由于外形簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，適宜于沖裁加工。此工件材料為08，厚度為2mm，是優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼，屬于低碳鋼，采用板料，經(jīng)下料后直接沖裁。先落料得到圓形板料再拉深成有凸緣圓桶件，最后在進(jìn)展切邊。圖3-1圖3-23.2毛坯尺寸確實(shí)定計(jì)算帶凸緣筒形拉深件的工序尺寸有兩個(gè)原則：〔1〕對(duì)于窄凸緣拉身件，可在前幾次拉深中不留凸緣，先拉成圓桶件，而在以后的拉深中形成錐形的凸緣〔由于愛錐形的壓邊圈下拉進(jìn)的結(jié)果〕，最后將起校成平面?！?〕對(duì)于寬凸緣拉深件，則應(yīng)在第一次拉深時(shí)，就拉成零件所需要的凸緣直徑，而在以后各次拉深中，凸緣直徑保持不變。確定毛坯直經(jīng)D,因df/d=1.1~1.4故工件為窄凸緣筒件，窄凸緣件拉深時(shí)的工藝計(jì)算=83.29mm在拉深過程中，常因材料機(jī)械性能的方向性，模具間隙不均勻，板厚變化，摩擦阻力不等及定位不準(zhǔn)等影響，而使拉深件口部或凸緣周邊不齊，必須進(jìn)展修邊，故在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)應(yīng)按加上修邊余量后的零件尺寸進(jìn)展展開計(jì)算。因?yàn)榇肆慵菐咕増A桶形拉深件，1.22所以查表得修邊余量=2.5所以毛坯尺寸為=91.3(mm)取D=92mm3.3拉伸次數(shù)圓形零件的拉深次數(shù)主要與它的相對(duì)高度H/d和相對(duì)厚度t/D有關(guān)。其相對(duì)高度計(jì)算值小于或等于許用數(shù)值時(shí)，可一次拉深成形，否則須采用屢次拉深成形，其拉深次數(shù)可根據(jù)對(duì)于本制件，其相對(duì)高度H/d＝28/43=0.6511相對(duì)厚度：(t/D)×100＝(2/92)×100＝2.173相對(duì)直徑:1.22由以上數(shù)據(jù)查表4－21【1】可得該制件的拉深次數(shù)n＝1，本制件屬于淺圓柱形零件。3.4沖裁力理論沖裁力〔N〕可按下式計(jì)算：F0=Lt式中L――沖裁件周長(zhǎng)〔mm〕；(πD)t――材料厚度；〔2mm〕――材料抗剪強(qiáng)度〔Mpa〕；〔260~360Ma〕選擇設(shè)備噸位時(shí)，考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動(dòng)等因素，實(shí)際沖裁力可能增大，所以應(yīng)取F=1.3F0=1.3LtLtb式中F――最大可能沖裁力〔稱沖裁力〕；b――材料抗拉強(qiáng)度〔Mpa〕。(330~450Mpa)本制件中，F(xiàn)Ltb=3.14ｘ92ｘ2ｘ450＝259992(N)3.5卸料力、推件力和頂件力卸料力：式中－－卸料力〔N〕；――卸料系數(shù)；F――沖裁力〔N〕。查表3-13得＝0.04~0.05=0.045所以=0.045ｘ259992=11699.64(N)頂件力：式中－－頂件力〔N〕；――頂件系數(shù)〔N〕；F――沖裁力〔N〕。查表3-13得＝0.06所以=0.06ｘ259992=15599.52〔N〕推件力：式中－－推件力〔N〕；――推件系數(shù)〔N〕；F――沖裁力〔N〕；n――同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件。查表3-13得＝0.55所以＝1ｘ0.55ｘ259992＝142995.6〔N〕3.6排樣排樣是指工件在條料、帶料后板料上布置的方法。工件的合理布置〔即材料的經(jīng)濟(jì)利用〕與零件的形狀有密切關(guān)系。在沖壓零件的本錢中，材料費(fèi)用約占60%，合理的排樣是提高材料利用率、降低本錢、保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。本零件排樣方式采用單排即可。查表3-8，確實(shí)搭邊值：兩工件間的搭邊：=1.5(mm)工件邊緣的搭邊：a=1.8(mm)步距為：93.5(mm)條料寬度是：=95.6(mm)確定后排樣圖如以下列圖。圖3-3排樣圖3.7拉伸為防止在拉深過沖中，工件的邊壁后凸緣起皺，應(yīng)使毛坯〔或半成品〕被拉入凸模周角以前，保持穩(wěn)定狀態(tài)，起穩(wěn)定程度主要取決與毛坯的相對(duì)厚度或以后個(gè)次拉深半成品的相對(duì)厚度。所以查表4-50需采用壓邊圈。圖3-4壓邊圈3.7.1拉伸力在確定拉深件所需壓力機(jī)噸位時(shí)，必須先求得拉深力。由拉深力公式查表4-54和表4-55得：FL＝π＝3.14ｘ47ｘ2ｘ450ｘ0.6＝79693.2(N)3.8模具壓力中心和閉合高度確實(shí)定由于本件是對(duì)稱件，所以模具壓力中心在制件的幾何中心。如圖4.1所示。圖3-5壓力中心3.9壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_壓時(shí)的總力。F壓F總式中F壓－－所選壓力機(jī)的噸位；F總－－沖壓時(shí)的總力。F總＝=79693.2+259992＝339685.2〔N〕由于本模具中有打料桿，應(yīng)選擇帶有打料桿的壓力機(jī)。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選定壓力機(jī)為壓力機(jī)型號(hào):JE23-35型公稱壓力/KN:350KN滑塊行程/mm80mm滑塊行程次數(shù)/：50/最大封閉高度/mm：300mm封閉高度調(diào)節(jié)量/mm：60mm工作臺(tái)板厚度/mm:70mm最大可傾角20°3.10模具主要零部件的設(shè)計(jì)凸凹模刃口尺寸計(jì)算原則:(1)落料時(shí)，落料件的外徑尺寸等于凹模的內(nèi)徑尺寸;沖孔時(shí)，沖孔件的內(nèi)徑等于凸模的外徑尺寸。所以落料時(shí)應(yīng)以凹模為設(shè)計(jì)尺寸，然后按間隙值確定凸模尺寸;沖孔模應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，然后按間隙值確定尺寸。(2)凸、凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小，凹模刃口尺寸磨損使落料尺寸增大，故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，制造模具時(shí)凹模刃口尺寸應(yīng)趨向于工件的最小極限尺寸;設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，其刃口根本尺寸應(yīng)趨向于工件的最大極限尺寸。(3)凸、凹模之間應(yīng)保證合理的間隙值.由于間隙在模具磨損后增大，所以在設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)均取最小合理間隙Zmin。一般沖模精度較工件精度高2～3級(jí)。假設(shè)零件沒有標(biāo)準(zhǔn)公差，則對(duì)于非園件按GB非配合尺寸的IT14級(jí)處理，圓形件一般按IT10級(jí)處理。3.10.1落料凹模的構(gòu)造設(shè)計(jì)〔1〕落料間隙確實(shí)定普通落料其經(jīng)濟(jì)精度為IT12～I(xiàn)T14，取IT14。確定沖裁間隙Z主要有理論法和查表法。查表3-4得:=0.12=0.16取Z=0.15mm沖孔凹模應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，然后按間隙值確定其尺寸.〔2〕落料凸模刃口尺寸計(jì)算模具刃口尺寸及其公差的計(jì)算與加工方法有關(guān)，根本上可以分為兩類：一種是分開加工，一種是配合加工。本模具零件采用配合加工的方法。配合加工就是用凸模與凹模相互單配的方法來保證合理間隙。加工后，凸模與凹模必須對(duì)號(hào)入座，不能互換。一般情況下，落料件以凹模為基準(zhǔn)，沖孔件以凸模為基準(zhǔn)。作為基準(zhǔn)的模具零件圖紙上標(biāo)注尺寸及公差，在相配合的非基準(zhǔn)的模具零件圖紙上標(biāo)注一樣的根本尺寸，但不標(biāo)注公差，在技術(shù)要求中要說明非基準(zhǔn)的模具零件要按作為基準(zhǔn)的模具零件的實(shí)際尺寸配做，保證間隙在～范圍內(nèi)。落料凹模刃口尺寸計(jì)算公式：=〔D-x〕查表得凸凹模的制造偏差0.115〔mm〕查表得凸凹模的極限偏差=0.008查表得：x=0.5=〔92-0.5×0.39〕=91.805凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配做，保證雙面間隙值在0.36～0.48之間。3)承壓應(yīng)力校核沖裁時(shí)，凸模承受的壓應(yīng)力p，必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓應(yīng)力[p]:p=[p]對(duì)于圓形凸模，由上式可得即dmin式中p——凸模承受的壓應(yīng)力〔Mpa〕；F——沖裁力；A——凸模最小截面積；[p]——凸模材料的許用壓應(yīng)力〔Mpa〕；d——凸模最小直徑〔mm〕；t——毛坯厚度〔mm〕；——毛坯材料的抗剪強(qiáng)度〔Mp〕。對(duì)于本凸模帶入數(shù)值得：dmin＝10.88mmd＝9210.88本制件滿足應(yīng)力校核的條件。〔3〕凹凸模厚度:從強(qiáng)度考慮，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚受模具構(gòu)造的影響。由于本模具構(gòu)造采用倒裝式，內(nèi)孔會(huì)積存廢料，所以最小壁厚要大些。倒裝式復(fù)合模的凸凹模最小壁厚:對(duì)于黑金屬和硬材料約為壁厚的1.5倍，但不小于0.7mm。查表2-39得c=32(mm);h=22(mm)由以上數(shù)據(jù)可知:本凸凹模符合要求。由以上數(shù)據(jù)可知:本凸凹模符合要求。圖3-6凹凸模3.11模具標(biāo)準(zhǔn)件選擇3.11.1模架的選擇根據(jù)合模具閉合高度H=262mm。選定模架為中間導(dǎo)柱模架，查模具標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)得:圖3-7上模架圖3-8下模架3.11.2擋料銷擋料銷用于限定條料送進(jìn)距離、擋住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。擋料銷有固定擋料銷和活動(dòng)擋料銷兩類。固定擋料銷分圓形與鉤形兩種，一般裝在凹模上。圓形擋料銷構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造容易，但銷孔離凹模刃口較近，會(huì)削弱凹模的強(qiáng)度。鉤形擋料銷遠(yuǎn)離凹模刃口，不會(huì)削弱凹模強(qiáng)度。為防止形狀不對(duì)稱的鉤頭轉(zhuǎn)動(dòng)，需要加定向銷，因此增加了制造的工作量。綜合以上兩種擋料銷選用固定擋料銷。查表10-60，選用如以下列圖所示的A型固定擋料銷圖3-9擋料銷3.11.3卸料裝置卸料裝置的型式較多，它包括固定卸料板、活動(dòng)卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等幾種。卸料板除把材料從凸模上卸下外，有時(shí)也起壓料或?yàn)橥鼓?dǎo)向的作用。因此，在大批量生產(chǎn)用的模具上，要用淬硬得的卸料板。固定卸料板適用于沖制材料厚度大于和等于0.8mm的帶料或條料。彈壓卸料板主要用于沖制薄件和要求平整的沖件。此卸料板常用于復(fù)合沖裁模。其彈力來源于彈簧或橡皮。本模具采用橡皮作為彈性裝置，選用橡皮有以下幾種原則〔1〕為保證橡皮不至過早失去彈性而損壞，起允許最大壓縮量不應(yīng)超過起自由高度45%，一般取=〔0.350.45〕，橡皮的預(yù)壓縮量一般取起自由上下的1015%。(2)橡皮所產(chǎn)生的壓力F=AP式中F壓力，A橡皮橫截面積，P與橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力。(3)對(duì)橡皮高度與知覺之比按下式進(jìn)展核算:式中D橡皮直徑。如果用適當(dāng)將橡皮分成假設(shè)干塊，在其墊以鋼墊圈。3.11.4推件裝置推件裝置有剛性和彈性兩種。彈性推件器一般裝于模座下面，與下模板相連。這種裝置除有推出工件的作用外，還能壓平工件，還可以用于卸料和緩沖。剛性推件器一般置于上模，推件力大且可靠，其推件力通過打桿→推板→推桿→推塊傳至工件。推桿常選用3～4個(gè)且分布均勻、長(zhǎng)短一致。推桿裝載上模板的孔內(nèi)，為保證凸模支承剛度和強(qiáng)度，放推桿的孔不能全挖空，推板的形狀要按被拆下的工件形狀來設(shè)計(jì)。3.11.5導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向零件可保證模具沖壓時(shí)，上、下模有一準(zhǔn)確的位置關(guān)系。在中、小型模具中廣泛采用的導(dǎo)向零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱〔導(dǎo)套〕常用兩個(gè)。對(duì)中型沖?；驔_制精度要求高的自動(dòng)化沖模，則采用四個(gè)導(dǎo)柱。在安裝圓形沖件等一類無方向性的沖模時(shí)，為防止裝錯(cuò)，將對(duì)角模架和中間模架上的兩個(gè)導(dǎo)柱，做成直徑不等的型式；四導(dǎo)柱的模架，可做成前后導(dǎo)柱的間距不同的模座。對(duì)可能產(chǎn)生側(cè)向推力時(shí)，要設(shè)置止推塊，使導(dǎo)柱不受彎曲力。一般導(dǎo)柱安裝在下模座，導(dǎo)套安裝在上模座，分別采用過盈配合。高速?zèng)_裁、精細(xì)沖裁或硬質(zhì)合金沖裁模具，要求采用滾珠導(dǎo)向構(gòu)造。查表10-39，本模具選用A型導(dǎo)柱3.11.6模柄的選用中、小型沖模通過模柄將上模板固定在壓力機(jī)的滑塊上。常用的模柄形式如下。(1〕壓入式模柄它與上模座孔采用H7/s6的過渡配合，并加銷釘防轉(zhuǎn)。如圖4.6所示。(2〕旋入式模柄通過螺紋與模座聯(lián)接，用螺釘防松，裝卸方便，多用于有導(dǎo)模的沖模。(3〕凸緣模柄用3～4個(gè)螺釘固定在上模座的窩孔內(nèi)，多用于較大型的模具上。(4〕浮動(dòng)模柄通過凹球面模柄與凸球面墊塊聯(lián)接，裝入壓力機(jī)滑塊后，允許模柄與模柄軸心線之間的偏離，可減少滑塊誤差對(duì)模具導(dǎo)向精度的影響。查表10-49，本模具采用比擬常見的B型凸緣式模柄。圖3-10模柄3.11.7凸模固定板與墊板凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外還要考慮螺釘與銷釘孔的位置。其型式有圓形和矩形兩種。厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍。墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，保證模座以免被凸模端面壓陷。3.11.8壓縮橡皮的選用橡膠能承受的負(fù)荷比彈簧大，且安裝調(diào)整方便，價(jià)格不貴，是模具中廣泛使用的彈性元件。橡膠所能產(chǎn)生的壓力：F=AP式中F——橡膠所能產(chǎn)生的壓力(N)；A——橡膠的橫截面積(mm2)；P——與橡膠壓縮量有關(guān)的單位壓力(MPa)，可由下表查出，這里選取壓縮量為20%時(shí)的p=0.7MPa。表3-1橡膠壓縮量與單位壓力值壓縮量(%)101520253035單位壓力/MPa0.260.50.741.061.522.10為了保證橡膠的正常使用，不至于過早損壞，應(yīng)控制其最大的壓縮量S總為自由高度H自由的35%～45%。而橡膠的預(yù)壓縮量S預(yù)，一般取H自由的10%～15%。則橡膠的工作行程為：S工作=S總-S預(yù)=(0.25～0.3)H自由所以橡膠的自由高度為：式中S工作——卸料板或推件塊、壓邊圈等的工作行程與模具修磨量或調(diào)整量(4～6mm)之和再加1。橡膠的高度H與直徑D之比必須下式的范圍內(nèi)。如果超過1.5，應(yīng)將橡膠分成假設(shè)干段，在其間加鋼墊圈，并使每段橡膠的H/D值仍在上述范圍內(nèi)。橡膠所能產(chǎn)生的工作壓力，由于缺乏橡膠的性能資料，很少作詳細(xì)計(jì)算。所以橡膠斷面面積確實(shí)定，一般是憑經(jīng)歷估計(jì)，并根據(jù)模具空間的大小進(jìn)展合理布置。同時(shí)，在橡膠裝上模具后，周圍要留有足夠的空隙位置，以允許橡膠壓縮是斷面尺寸的脹大。選用橡膠的計(jì)算步驟如下：〔1〕根據(jù)工作行程S工作計(jì)算橡膠的自由高度H自由=(3.5～4)S工作本套模具中，工作形成S工作為40mm，取H自由=3.5S工作=140mm?！?〕根據(jù)H自由計(jì)算橡膠的裝配高度HH=(0.85～0.9)H自由這里取H=0.85H自由=0.85×140mm=119mm。根據(jù)《沖壓手冊(cè)》選擇圓柱形橡膠，如圖5-2所示，d按構(gòu)造選用，圖3-11橡膠計(jì)算得：D=110mm。〔3〕校核橡膠高度與直徑比說明橡膠滿足要求。3.12拉伸模構(gòu)造設(shè)計(jì)3.12.1凸、凹模間隙拉深模得間隙z/2(單面)一般比毛坯略大些，其值按下式計(jì)算:單面間隙z/2=tmax+uttmax——板料得最大厚度，tmax=t+;——板料得正偏差;u——間隙系數(shù).查表5-18得:u=0.1=0.25故有，單面間隙:z/2=2+0.25+0.12