固定套沖壓工藝制定及模具設(shè)計

１引言沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。所以，被稱之為冷沖壓或板料沖壓，簡稱沖壓。它是金屬塑性加工〔或壓力加工〕的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術(shù)[1]。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)本錢低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和外表狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少[3]。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料〔金屬或非金屬〕批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造本錢和壽命那么是影響沖壓件本錢和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間[10]。模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和開展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)[11。]沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線[12]。全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大局部是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。經(jīng)過近10多年的開展，目前我國沖壓模具的設(shè)計制造能力已經(jīng)具有較高水平。例如，我國已能生產(chǎn)中檔轎車的局部覆蓋件模具；局部高精度多工位級進模和多功能模已到達世界水平，且模具制造周期也已到達國外同類模具水平，等等。雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際水平相比仍有較大差距，主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，這些模具無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，均有較大差距[4]。標(biāo)志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點開展的精密模具品種。該品種目前已有一些有代表性的產(chǎn)品，如集機電一體化的精密自動疊片模具，已到達國際先進水平，完全可以替代進口。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[5]。２沖壓件的工藝分析及工藝方案確實定2．1材料分析其材料為08Al碳素鋼本零件所提供的材料為08Al鋼，厚度t=1㎜。，根據(jù)表8－7[14]查出08Al鋼的機械性能，見表所示08Al鋼的機械性能。08AL是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的一種，一般用作冷沖壓薄板鋼中的Al脫氧鎮(zhèn)靜鋼冷軋板,其命名規(guī)那么類同碳素結(jié)構(gòu)鋼，其兩位數(shù)字表示鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍，即“08〞表示鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，“A〞表示質(zhì)量等級，“L〞為“拉〞字的漢語拼音首字母，表示其拉伸性能好。主要力學(xué)性能(試件尺寸25mm)：正火930℃、σs=196MPa、σb=400Mpa、σ5/%≥33、硬度(未熱處理)131HB。

08Al主要用于制造4mm以下的各種冷沖壓構(gòu)件，如車身、駕駛室、各種儀表及機器外殼等。該材料具有良好的沖壓性能[15]。主要力學(xué)性能表08Al號鋼機械性能材料名稱牌號材料狀態(tài)機械性能τ/Mpaσb/Mpaσs/Mpaδ10×100E/103Mpa碳素鋼08Al已退火255～353324～441196321862．2零件的沖壓工藝性分析沖壓件的尺寸精度分析圖2-1沖壓件的尺寸精度分析①材料：該沖裁件的材料08Al，具有良好的可沖壓性能。②零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件的結(jié)構(gòu)簡單，中間翻起，相比照擬簡單，比擬適合沖裁。③尺寸精度：不允許有毛刺；未注圓角為R2；內(nèi)外表涂白色醇酸磁漆C04-2HG2-590-84。結(jié)論：適合沖裁沖壓件的生產(chǎn)批量分析批量為10萬件，該零件為單件大批量生產(chǎn)。沖壓件的工藝分析本課題設(shè)計的零件是固定套，材料為08Al，料厚1mm,如圖2-1所示。零件圖是一個固定套，零件形狀規(guī)那么對稱，生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。該零件從圖紙要求的尺寸和使用情況看，尺寸精度要求并不太高，外形尺寸按IT14級即可。2．3確定工藝方案根據(jù)制件的工藝性分析，其根本工序有落料、沖孔、翻邊、、切邊四種。按其先后順序組合可得以下幾中方案：1).單工序模：①落料→拉深→沖孔→翻邊→切邊2).復(fù)合模：②落料、拉深→沖孔→翻邊→切邊③落料、拉深→沖孔→翻邊→切邊④落料→拉深、沖孔→翻邊→切邊3).級進模：⑤落料、拉深→沖孔—翻孔—切邊方案①：工序復(fù)合程度低，生產(chǎn)效率低，適合中小批量生產(chǎn)，但是這零件年生產(chǎn)量為10萬件，屬于大批量生產(chǎn)；方案②③：與方案①比擬提高了生產(chǎn)效率，但是方案④與方案②③比擬還是效率低方案④：與方案一比擬落料、沖孔和拉深進行了復(fù)合，減少了工序，提高了生產(chǎn)效率，有利于大批量生產(chǎn)。方案⑤：可以大幅提高生了效率，但模具的設(shè)計難度大，本錢高，不做考慮。綜合以上的分析可以看出，在大批量的生產(chǎn)條件下，選用方案④是比擬合理的。2．4模具結(jié)構(gòu)型式確實定操作方式的選擇選擇手動送料操作方式。定位方式的選擇工件在模具中的定位主要考慮定位基準(zhǔn)、上料方式、操作平安可靠等因素。為使定位可靠，應(yīng)選擇精度高、沖壓時不發(fā)生變形和移動的外表作為定位外表。卸料方式的選擇由于采用手動操作送進和定位，并且材料相對較薄，所以選擇彈性卸料方式比擬方便、合理。以上制作粗略的選擇，待工藝計算后和模具裝配設(shè)計時邊修改邊做具體的、確定。2．5毛坯尺寸的計算毛坯尺寸按以下方法確定，盒形件直邊按彎曲展開，圓角局部按四分之一圓筒形拉伸展開，其中直邊展開為;l=l1式中——底部圓角；——側(cè)邊圓角；H——拉伸高度；盒形件切邊余量根據(jù)表9-10盒形件的切邊余量圓角局部按1/4圓筒拉深計算，得R1=r2+2rh毛坯邊長a=82+4×7.14+2×8+1×2≈147mm2．6繪畫毛坯尺寸計算圖3落料模工藝計算及模具設(shè)計3．1落料模的工藝計算落料局部尺寸計算.1排樣設(shè)計復(fù)合模，首先要設(shè)計條料排樣圖。落料形狀簡單為橢圓形，查表2-16[14]得，可以采用直排方式，如下圖的排樣方法：根據(jù)材料厚度，由表2-17[14]查得，搭邊值為工件間a1=2.2mm，a=2.5mm。.2條料寬度和步距計算條料寬度B〔采用無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時〕B=〔D+2a〕=147+2×1.5=150送料步距A查表8-12[14]板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選1mm×800mm×1900mm的08Al板，查表8-13[14]厚度允許偏差為±裁板條數(shù)n1=800每條個數(shù)n2=每板總個數(shù)n=n1×n計算沖裁件的面積A：充分利用AutoCAD2000計算物體質(zhì)量特性的功能，依次點取“工具〞〔Tools〕菜單“查詢〞〔Inquiry〕→“質(zhì)量特性〞〔MassProperties〕,得,mm2材料利用率為η=20845.7737×60.3凸凹模間隙對于零件形狀復(fù)雜或薄料的工件，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一件〔凸模或凹?！匙鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)鍵為標(biāo)準(zhǔn)來加工另一件，使他們保持一定的間隙值，這樣δd，δ.4模具尺寸計算〔1〕落料件尺寸的根本計算公式為由于工件屬于盒形件，各局部尺寸性質(zhì)不同，凸模凹模磨損情況也不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸需要按不同的方法計算，此盒形件屬于凹模磨損后尺寸增大。尺寸1470mm，可查得凸、凹模最小間隙Zmin=0.100mm，最大間隙Zmax=0.180mm，凸模制造公差δT=0.030mm，凹模制造公差δA=0.040mm。將以上各值代入即DA1×0.3)08DT1=(146.775-0.100)08尺寸240mm，可查得凸模制造公差δT=0.020mm，凹模制造公差δA=0.025mm。將以上各值代入即DA2=(24-1×0.12)0DT2=(23.88-0.100)00.5沖裁力沖裁力的計算F=Ltбb式中F——沖裁力〔N〕；L——沖裁輪廓的總長度，由AutoCAD“工具〞→查詢→面積，查得長度L=545mm;t——板料厚度，取1mm；бb——板料的抗拉強度，由?材料手冊?查得бb=295MPa。將以上數(shù)據(jù)代入〔〕式，得бb×548×1×295=258656N≈采用固定卸料裝置的總的沖裁力為：F=F沖裁+F卸由表2-37[14]查得KF卸=K卸×F=F落+落料模壓力機選擇總的沖壓力F=269KN，也就是壓力機所需的總沖壓力。.1壓力機類型的選擇壓力機類型的選擇主要依據(jù)所要完成的沖壓性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸及精度要求等。該沖裁件屬于結(jié)構(gòu)簡單的中、小型沖裁件，大批量生產(chǎn)，沖裁件的尺寸級精度要求不高，故采用開式壓力機[16]。.2壓力機規(guī)格的選擇壓力機規(guī)格的選擇主要依據(jù)沖裁件尺寸，變形力大小及模具尺寸等，初選壓力機規(guī)格時主要選擇壓力機的公稱壓力、行程次數(shù)等參數(shù)，閉合高度要在零件模具設(shè)計完成后，進行必要的校核后再確定尺寸[17]。①公稱壓力的選擇。沖裁時，壓力機的施力行程較小〔小于公稱壓力行程〕，因此所選壓力機的公稱壓力只要大于沖壓力的總和即可。F0>F總因為F總=269KN所以，壓力機的公稱壓力可以初選為F0=350KN的雙柱可傾式壓力機。②行程次數(shù)。行程次數(shù)是指滑塊每分鐘沖擊的次數(shù)，即滑塊每分鐘往復(fù)運動的次數(shù)。主要考慮以下因素：a、為了提高生產(chǎn)率，就要增加行程次數(shù)。b、考慮操作方式〔進、出料時間的快慢〕。c、不能忽略金屬變形速度這一因素〔金屬流動速度〕。d、行程次數(shù)太高，將縮短設(shè)備壽命。壓力機的行程次數(shù)為50r/min,滿足該沖裁件的生產(chǎn)效率要求。③滑塊行程?；瑝K行程是指滑塊的最大運動距離。主要考慮以下因素：要保證毛坯放進和工件取出，應(yīng)使滑塊行程大于工件高度的兩倍以上。與行程次數(shù)密切相關(guān)，行程長，那么次數(shù)少，所以限制行程，可提高生產(chǎn)率。所選壓力機的滑塊行程為80mm，遠遠滿足沖裁件的沖壓行程。④閉合高度。壓力機的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。壓力機的閉合高度可以通過調(diào)節(jié)連桿長度來改變其大小，將連桿調(diào)至最短時，閉合高度最大，稱最大閉合高度。將連桿調(diào)至最長時，閉合高度最小。所選壓力機的最大閉合高度為250mm，連桿的調(diào)節(jié)量為75mm，故最小閉合高度為175mm。⑤壓力機的工作臺面尺寸〔前后x左右〕為400mm×610mm⑥工作臺孔尺寸(直徑×前后×左右)為Φ200×150×300⑦模柄孔尺寸〔直徑×深度〕為φ50mm×70mm3.落料模壓力中心的選擇模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模壓力中心與壓力機滑塊的中心重合。否那么，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。在設(shè)計時，必須使沖模的壓力中心與沖床滑塊軸線重合，否那么沖模在工作中就會產(chǎn)生偏心負(fù)荷彎矩，模具發(fā)生彎曲歪斜，導(dǎo)向機構(gòu)不均勻磨損，刃口迅速變鈍，直接影響模具壽命和沖裁件的質(zhì)量。由于落料的形狀是軸對稱的，股壓力中心是幾何中心位置3．2落料模模具設(shè)計模具的工作零件、定位零件、和卸料零件、導(dǎo)向零件、連接和緊固零件、等要首先按冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)選用，假設(shè)無標(biāo)準(zhǔn)，可先選用再進行設(shè)計。對于小而長的沖頭，壁厚較薄的凹模等還需要進行強度校核。模具的閉合高度、輪廓大小、壓力中心應(yīng)于選用設(shè)備相適應(yīng)[18]。3.模具總體設(shè)計(1)模具類型的選擇

由沖壓工藝分析可知模具類型為簡單模?！?〕定位方式的選擇

采用在凹模上安裝一個定位器來定位零件的外形，從而到達定位的目的。(3)卸料方式的選擇因為工件料厚為1mm，相對較薄，卸料力也比擬小，故可采用卸料板?！?〕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，模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。3.工作零件設(shè)計3.1落料凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式凸模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工。凸模長度L=65mm。材料選用Cr12MoV鋼，淬硬HRC58～62。其凸模圖所示。.2落料凹模凹模采用整體凹模，沖裁的凹?？卓刹捎镁€切割機床和銑床加工，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。凹模的輪廓尺寸應(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，凹模的材料選用Cr12MoV鋼，淬硬HRC58～62。其結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。3.3凸模固定板選用的材料為45鋼，熱處理HRC43～48,其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示。3.4凸模墊板選用45鋼，熱處理HRC43～48,其結(jié)構(gòu)如圖3.4所示。圖3.3圖3.定位零件設(shè)計3..卸料部件設(shè)計卸料裝置用剛性卸料板的卸料裝置，卸料板采用45鋼制造,熱處理HRC42～45,其結(jié)構(gòu)如圖3.5所示。圖3.5結(jié)構(gòu)零件設(shè)計3.1模架及其他零件設(shè)計采用滑動導(dǎo)向后側(cè)式模架的導(dǎo)向方式，如下圖，帶有導(dǎo)柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)比擬完善，對后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式可從左右和前后兩個方向進行送料。故相應(yīng)選后側(cè)導(dǎo)柱模架。模架的選取查?沖壓手冊?表選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架。上模座：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB2855.5250x200x45其根本參數(shù)：L=250mm;B=200mm;H=45mm;h=30mm;L1=260mm;A1=130mm;L2=80mm;A2=235mm;下模座：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB2855.6200X200X50其根本參數(shù)：L=250mm;B=200mm;H=45mm;h=30mm;L1=260mm;A1=130mm;L2=80mm;A2A型導(dǎo)柱：A32h6X160其根本參數(shù)：dh6A型導(dǎo)套：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB/T2861.6A32x45x103其根本參數(shù)：d(H6)=320+0.016mm;D(r6)=45+0.034a=1mm;b=3mm;L=105mm;h=43mm;油槽數(shù)為2..2模柄的選擇壓力機需d=φ50的模柄，查表10-49[14]得，選用凸緣式模柄A50×100 落料模閉合高度的校核.1模具的閉合高度為175mm<H模=235<250mm,符合所選壓力機的閉合高度和所選模架的閉合高度。.2工作臺尺寸的校核模具的尺寸(前后X左右)為250×200小于壓力機的工作臺尺寸〔前后X左右〕為400mm×610mm，故壓力機的工作臺尺寸滿足模具的要求。3.3工作臺孔尺寸的校核模具沖一個孔落料所需要的工作臺孔直徑為147小于壓力機工作臺孔的直徑為200，故壓力機的工作臺孔尺寸滿足模具的要求。3落料模的模具裝配圖圖3.61—模柄；2—圓柱頭內(nèi)六角螺釘；3—落料凸模固定板；4—圓柱頭內(nèi)六角螺釘；5—卸料板；6—導(dǎo)柱；7—圓柱頭內(nèi)六角螺釘；8—下模座；9—定位銷；10—落料凹模；11—定位銷；12—落料凸模；13—導(dǎo)套；14—圓柱頭內(nèi)六角螺釘；15—墊板；16—圓柱銷；17—上模座；18—圓柱頭內(nèi)六角螺釘。４拉深模的工藝計算及模具設(shè)計4.1拉深模的工藝計算4拉深局部尺寸計算.1凸凹模工作局部的尺寸及公差查表4-76[14]得，拉深凸凹模的制造公差δd；δp。08Alc=1mm；?=0.2Dd=(D?)+δd=(82×0.2)00mmdP=(D-075Δ-2c)-δp=(82×0.2-2×1)00mmDd=(D?)+δd=(20×0.2)00mmdP=(D-075Δ-2c)-δp=(20×0.2-2×1)00mm.2凸凹模圓角半徑拉深凹模的圓角半徑RRdt——材料厚度凸模圓角半徑應(yīng)于工件的圓角半徑相等，即r凸=r件=2mm.3確定拉深系數(shù)與拉伸次數(shù)拉伸系數(shù)表示變形程度，對于低盒形件圓角半徑較小的，其變形程度用圓角拉伸系數(shù)[1]式中——拉伸后角部圓角半徑；——毛料圓角局部假象半徑有表4-5[14]查得極限拉深系數(shù)m1根據(jù)表9-12矩形件角部的首次拉伸系數(shù)，毛坯相對厚度〔t/B〕×100〔%〕與r/B可知零件符合首次拉伸系數(shù)的要求。同時根據(jù)表9-11矩形件屢次拉伸所能到達的最大相對高度H/B，可知零件只需一次拉伸即可。.4拉深力計算對于矩形盒件，可用下面經(jīng)驗公式[4]計算：式中F拉深力〔N〕;制件底部圓角半徑〔mm〕;L直邊局部全長〔mm〕;=0.5用于拉伸很淺的工件；~6的工件；=0.2用于間隙較大，且無壓邊圈時；〔1/3〕×?xí)r；=1.0用于拉伸很困難時。將以上數(shù)據(jù)代入〔〕式，F(xiàn)F拉深模壓力機選擇總的沖壓力F=Fmax1+Fmax2=34+58=92KN，也就是壓力機所需的總沖壓力。4.1壓力機類型的選擇壓力機類型的選擇主要依據(jù)所要完成的沖壓性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸及精度要求等。該沖裁件屬于結(jié)構(gòu)簡單的中、小型沖裁件，大批量生產(chǎn)，沖裁件的尺寸級精度要求不高，故采用開式壓力機[16]。4.2壓力機規(guī)格的選擇壓力機規(guī)格的選擇主要依據(jù)沖裁件尺寸，變形力大小及模具尺寸等，初選壓力機規(guī)格時主要選擇壓力機的公稱壓力、行程次數(shù)等參數(shù)，閉合高度要在零件模具設(shè)計完成后，進行必要的校核后再確定尺寸[17]。①公稱壓力的選擇。沖裁時，壓力機的施力行程較小〔小于公稱壓力行程〕，因此所選壓力機的公稱壓力只要大于沖壓力的總和即可。F0>F總因為F總=92KN所以，壓力機的公稱壓力可以初選為F0=350的雙柱可傾式壓力機。②行程次數(shù)。行程次數(shù)是指滑塊每分鐘沖擊的次數(shù)，即滑塊每分鐘往復(fù)運動的次數(shù)。主要考慮以下因素：a、為了提高生產(chǎn)率，就要增加行程次數(shù)。b、考慮操作方式〔進、出料時間的快慢〕。c、不能忽略金屬變形速度這一因素〔金屬流動速度〕。d、行程次數(shù)太高，將縮短設(shè)備壽命。壓力機的行程次數(shù)為50r/min,滿足該沖裁件的生產(chǎn)效率要求。③滑塊行程?；瑝K行程是指滑塊的最大運動距離。主要考慮以下因素：要保證毛坯放進和工件取出，應(yīng)使滑塊行程大于工件高度的兩倍以上。與行程次數(shù)密切相關(guān)，行程長，那么次數(shù)少，所以限制行程，可提高生產(chǎn)率。所選壓力機的滑塊行程為80mm，遠遠滿足沖裁件的沖壓行程。④閉合高度。壓力機的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。壓力機的閉合高度可以通過調(diào)節(jié)連桿長度來改變其大小，將連桿調(diào)至最短時，閉合高度最大，稱最大閉合高度。將連桿調(diào)至最長時，閉合高度最小。所選壓力機的最大閉合高度為250mm，連桿的調(diào)節(jié)量為75mm，故最小閉合高度為175mm。⑤壓力機的工作臺面尺寸為〔前后x左右〕為400mm×610mm⑥工作臺孔尺寸(直徑×前后×左右)為Φ200×150×300⑦模柄孔尺寸〔直徑×深度〕為φ50mm×70mm4.拉深模壓力中心的選擇模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模壓力中心與壓力機滑塊的中心重合。否那么，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。在設(shè)計時，必須使沖模的壓力中心與沖床滑塊軸線重合，否那么沖模在工作中就會產(chǎn)生偏心負(fù)荷彎矩，模具發(fā)生彎曲歪斜，導(dǎo)向機構(gòu)不均勻磨損，刃口迅速變鈍，直接影響模具壽命和沖裁件的質(zhì)量。由于拉深的形狀是軸對稱的，股壓力中心是幾何中心位置4．2拉深模的模具設(shè)計模具的工作零件、定位零件、壓料和卸料零件、導(dǎo)向零件、連接和緊固零件、等要首先按冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)選用，假設(shè)無標(biāo)準(zhǔn)，可先選用再進行設(shè)計。對于小而長的沖頭，壁厚較薄的凹模等還需要進行強度校核。模具的閉合高度、輪廓大小、壓力中心應(yīng)于選用設(shè)備相適應(yīng)[18]。模具總體設(shè)計(1)模具類型的選擇

由沖壓工藝分析可知模具類型為簡單模?！?〕定位方式的選擇

采用在凹模上安裝一個定位器來定位零件的外形，從而到達定位的目的。(3)卸料方式的選擇因為工件料厚為1mm，相對較薄，卸料力也比擬小，故可采用壓邊圈卸料?！?〕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，模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。工藝零件的設(shè)計.1拉深凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，采用4個M8×60內(nèi)六角圓柱螺釘與上模座緊固。材料選用Cr12MoV鋼，淬硬HRC58～62。其結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。4.2拉深凹模凹模采用整體凹模，沖裁的凹模孔可采用線切割機床和銑床加工，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。凹模的輪廓尺寸應(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，凹模的材料選用Cr12MoV鋼，淬硬HRC58～62。其結(jié)構(gòu)如下圖。圖4.1圖.3拉深凹模固定板選用的材料為45鋼，HRC43～48.4墊板選用45鋼，熱處理HRC43～48其結(jié)構(gòu)如下圖。圖4.3定位零件的設(shè)計.1卸料部件設(shè)計卸料裝置用活動的卸料裝置，卸料裝置采用45鋼制造,熱處理HRC43～48結(jié)構(gòu)零件設(shè)計.1模架及其他零件設(shè)計采用滑動導(dǎo)向后側(cè)式模架的導(dǎo)向方式，如下圖，帶有導(dǎo)柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)比擬完善，對后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式可從左右和前后兩個方向進行送料。故相應(yīng)選后側(cè)導(dǎo)柱模架。模架的選取查?沖壓手冊?表選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架。上模座：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB2855.5250x200x45其根本參數(shù)：L=250mm;B=200mm;H=45mm;h=30mm;L1=260mm;A1=130mm;L2=80mm;A下模座：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB2855.6200X200X50其根本參數(shù)：L=250mm;B=200mm;H=45mm;h=30mm;L1=260mm;A1=130mm;L2=80mm;AA型導(dǎo)柱：A32h6X160其根本參數(shù)：dh6A型導(dǎo)套：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB/T2861.6A32x45x103其根本參數(shù)：d(H6)=320+0.016mm;D(r6)=45+0.034a=1mm;b=3mm;L=105mm;h=43mm;油槽數(shù)為2.4.2模柄的選擇壓力機需d=φ50的模柄，查表10-49[14]得，選用凸緣式模柄A50×100 拉深模閉合高度的校核.1模具的閉合高度為175mm<H模=235<250mm,符合所選壓力機的閉合高度和所選模架的閉合高度。.2工作臺尺寸的校核模具的尺寸(前后X左右)為250×200小于壓力機的工作臺尺寸〔前后X左右〕為400mm×610mm，故壓力機的工作臺尺寸滿足模具的要求。故綜上可得，所選的350KN壓力機滿足要求。拉深模的模具裝配圖1—模柄；2—圓柱頭內(nèi)六角螺釘；3—拉深凹模固定板；4—推件器；5—壓邊圈；6—導(dǎo)柱；7—托桿；8—圓柱頭內(nèi)六角螺釘；9—下模座；10—定位銷；11—拉深凸模；12—拉深凸模固定板；13—擋料銷；14—導(dǎo)套；15—拉深凹模；16—墊圓柱頭內(nèi)六角螺釘；17—墊板；18—圓柱銷；19—上模座；20—圓柱頭內(nèi)六角螺釘；21—推桿。5沖孔模工藝計算及模具設(shè)計5.1沖孔模的工藝計算沖孔局部尺寸計算.1沖孔根本公式為尺寸50+0.1，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。經(jīng)驗算，滿足不等式≤，因該尺寸為單邊磨損尺寸，所以計算時沖裁間隙減半，得DT1×0.1)03DA2+0.100/2)080+0.1，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。經(jīng)驗算，滿足不等式≤，因該尺寸為單邊磨損尺寸，所以計算時沖裁間隙減半，得DT2×0.1)03DA2+0.100/2)08尺寸150+0.1，查得其凸模制造公差δT=0.020mm，凹模制造公差δA=0.025mm。經(jīng)驗算，滿足不等式DT2=(15×0.1)0mm=3DA2=(+0.100/2)0mm=3尺寸720+0.1，查得其凸模制造公差δT=0.025mm，凹模制造公差δA=0.035mm。經(jīng)驗算，滿足不等式DT2=(72×0.1)0mm=3DA2=(3+0.100/2)0mm=8.2沖裁力的計算F=Ltбb式中F——沖裁力〔N〕；L——沖裁輪廓的總長度，由AutoCAD“工具〞→查詢→面積，查得L=290mm;t——板料厚度，取1mm；бb——板料的抗拉強度，由?材料手冊?查得бb=295MPa。將以上數(shù)據(jù)代入〔〕式，得F=Ltбb×290×1×295=136880N≈137KN沖孔模壓力機選擇總的沖壓力F=F沖=137KN，也就是壓力機所需的總沖壓力。4.1壓力機類型的選擇壓力機類型的選擇主要依據(jù)所要完成的沖壓性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸及精度要求等。該沖裁件屬于結(jié)構(gòu)簡單的中、小型沖裁件，大批量生產(chǎn)，沖裁件的尺寸級精度要求不高，故采用開式壓力機[16]。4.2壓力機規(guī)格的選擇壓力機規(guī)格的選擇主要依據(jù)沖裁件尺寸，變形力大小及模具尺寸等，初選壓力機規(guī)格時主要選擇壓力機的公稱壓力、行程次數(shù)等參數(shù)，閉合高度要在零件模具設(shè)計完成后，進行必要的校核后再確定尺寸[17]。①公稱壓力的選擇。沖裁時，壓力機的施力行程較小〔小于公稱壓力行程〕，因此所選壓力機的公稱壓力只要大于沖壓力的總和即可。F0>F總因為F總=137KN所以，壓力機的公稱壓力可以初選為F0=350的雙柱可傾式壓力機。②行程次數(shù)。行程次數(shù)是指滑塊每分鐘沖擊的次數(shù)，即滑塊每分鐘往復(fù)運動的次數(shù)。主要考慮以下因素：a、為了提高生產(chǎn)率，就要增加行程次數(shù)。b、考慮操作方式〔進、出料時間的快慢〕。c、不能忽略金屬變形速度這一因素〔金屬流動速度〕。d、行程次數(shù)太高，將縮短設(shè)備壽命。壓力機的行程次數(shù)為50r/min,滿足該沖裁件的生產(chǎn)效率要求。③滑塊行程。滑塊行程是指滑塊的最大運動距離。主要考慮以下因素：要保證毛坯放進和工件取出，應(yīng)使滑塊行程大于工件高度的兩倍以上。與行程次數(shù)密切相關(guān)，行程長，那么次數(shù)少，所以限制行程，可提高生產(chǎn)率。所選壓力機的滑塊行程為80mm，遠遠滿足沖裁件的沖壓行程。④閉合高度。壓力機的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。壓力機的閉合高度可以通過調(diào)節(jié)連桿長度來改變其大小，將連桿調(diào)至最短時，閉合高度最大，稱最大閉合高度。將連桿調(diào)至最長時，閉合高度最小。所選壓力機的最大閉合高度為250mm，連桿的調(diào)節(jié)量為75mm，故最小閉合高度為175mm。⑤壓力機的工作臺面尺寸為〔前后x左右〕為400mm×610mm⑥工作臺孔尺寸(直徑×前后×左右)為Φ200×150×300⑦模柄孔尺寸〔直徑×深度〕為φ50mm×70mm故綜上可得，所選的350KN壓力機滿足要求。5.沖孔模壓力中心的選擇模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模壓力中心與壓力機滑塊的中心重合。否那么，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。在設(shè)計時，必須使沖模的壓力中心與沖床滑塊軸線重合，否那么沖模在工作中就會產(chǎn)生偏心負(fù)荷彎矩，模具發(fā)生彎曲歪斜，導(dǎo)向機構(gòu)不均勻磨損，刃口迅速變鈍，直接影響模具壽命和沖裁件的質(zhì)量。由于沖孔的形狀是軸對稱的，壓力中心是幾何的中心位置5．2沖孔模模具設(shè)計模具的工作零件、定位零件、和卸料零件、導(dǎo)向零件、連接和緊固零件、等要首先按冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)選用，假設(shè)無標(biāo)準(zhǔn)，可先選用再進行設(shè)計。對于小而長的沖頭，壁厚較薄的凹模等還需要進行強度校核。模具的閉合高度、輪廓大小、壓力中心應(yīng)于選用設(shè)備相適應(yīng)[18]。5.模具總體設(shè)計(1)模具類型的選擇

由沖壓工藝分析可知模具類型為簡單模?！?〕定位方式的選擇

采用在凹模上安裝一個定位器來定位零件的外形，從而到達定位的目的。(3)卸料方式的選擇因為工件料厚為1mm，相對較薄，卸料力也比擬小，故可采用推件器卸料?！?〕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，模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。5.工作零件設(shè)計.1沖孔凸模1結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式凸模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工。凸模長度L=83mm。材料選用Cr12MoV鋼，淬硬HRC58～62。其凸模圖所示。.2沖孔凸模2結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計成帶肩臺階式凸模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工。凸模長度L=95mm。材料選用Cr12MoV鋼，淬硬HRC58～62。其凸模圖所示。.3沖孔凹模凹模采用整體凹模，沖裁的凹?？卓刹捎镁€切割機床和銑床加工，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。凹模的輪廓尺寸應(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，凹模的材料選用Cr12MoV鋼，淬硬HRC58～62。其結(jié)構(gòu)如下圖。.4凸模固定板凸模固定板選用的材料為45鋼，熱處理HRC43～48其結(jié)構(gòu)如圖5.4所示。.5凸模墊板凸模墊板選用45鋼，熱處理HRC43～48其結(jié)構(gòu)如下圖。圖5.45.定位零件設(shè)計5..卸料部件設(shè)計卸料裝置用彈性卸料的卸料裝置，如以下圖3.5所示，卸料裝置采用45鋼制造,熱處理HRC43～48。圖3.55結(jié)構(gòu)零件設(shè)計5.1模架及其他零件設(shè)計采用滑動導(dǎo)向后側(cè)式模架的導(dǎo)向方式，如下圖，帶有導(dǎo)柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)比擬完善，對后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式可從左右和前后兩個方向進行送料。故相應(yīng)選后側(cè)導(dǎo)柱模架。模架的選取查?沖壓手冊?表選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架。上模座：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB2855.5250x200x45其根本參數(shù)：L=250mm;B=200mm;H=45mm;h=30mm;L1=260mm;A1=130mm;L2=80mm;A下模座：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB2855.6200X200X50其根本參數(shù)：L=250mm;B=200mm;H=45mm;h=30mm;L1=260mm;A1=130mm;L2=80mm;AA型導(dǎo)柱：A32h6X160其根本參數(shù)：dh6A型導(dǎo)套：標(biāo)準(zhǔn)編號：GB/T2861.6A32x45x103其根本參數(shù)：d(H6)=320+0.016mm;D(r6)=45+0.034a=1mm;b=3mm;L=105mm;h=43mm;油槽數(shù)為2.5.2模柄的選擇壓力機需d=φ50的模柄，查表10-49[14]得，選用凸緣式模柄A50×100 沖孔模閉合高度的校核5.1模具的閉合高度為175mm<H模=235<250mm,符合所選壓力機的閉合高度和所選模架的閉合高度。5.2工作臺尺寸的校核模具的尺寸(前后X左右)為250×200小于壓力機的工作臺尺寸〔前后X左右〕為400mm×610mm，故壓力機的工作臺尺寸滿足模具的要求。.3工作臺孔尺寸的校核模具沖二個孔落料所需要的工作臺孔直徑為72小于壓力機工作臺孔的直徑為200，故壓力機的工作臺孔尺寸滿足模具的要求。5沖孔模的模具裝配圖6其余工序模具的設(shè)計6．1翻邊模主要參數(shù)的計算6模具總體設(shè)計〔1〕模具類型的選擇

由沖壓工藝分析可知，采用翻邊沖壓。所以模具類型為單工序模?！?〕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，模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式?！?〕卸料、出件方式的選擇因為工件料厚為1mm，相對較薄，卸料力也比擬小，故可采用彈性卸料。采用上出件方式。〔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，模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。凸凹模工作局部尺寸的計算查表5-7[14]得,翻邊時的凸凹模的單邊間隙為1.0mm.查表2-29[14]得，δd翻邊凸凹模的尺寸計算公式：dd翻邊孔的凸凹模的計算：d=82,dd=(80+0.75d選擇壓力機由于翻邊高度較低，非常容易成型，需要的沖壓力非常小，滿足翻邊系數(shù)，選用250KN的壓力機。翻邊模的模具裝配圖6．2切邊模主要參數(shù)的計算6模具總體設(shè)計〔1〕模具類型的選擇

由沖壓工藝分析可知，采用切邊沖壓。所以模具類型為單工序模。〔2〕定位方式的選擇

單工序模：采用在凹模局部做成與零件形狀一致，將零件放進去一個料厚，在墊塊做成拉深部位的形狀，并穿過翻邊過的孔，這樣來對零件進行定位?！?〕卸料、出件方式的選擇因為工件料厚為1mm，相對較薄，卸料力也比擬小，故可采用彈性卸料。采用上出件方式。〔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，模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。6選擇壓力機 由于材料厚度比擬小，比擬容易切邊，需要的沖壓力非常小選用160KN的壓力機。６總結(jié)固定套它是金屬板料沖壓成型零件。整個生產(chǎn)工藝由落料、拉深、沖孔、翻邊、切邊，五個工序來完成。落料模、拉深沖孔復(fù)合模是設(shè)計中的重點和較典型的模具結(jié)構(gòu)。本著在設(shè)計過程中首先保證產(chǎn)品的質(zhì)量，并且考慮生產(chǎn)時的操作方便；在選擇設(shè)備、確定模具結(jié)構(gòu)制定工藝過程時盡量使生產(chǎn)過程到達省時、省料，具有較好的經(jīng)濟效益的原那么，本設(shè)計詳盡完成了固定套生產(chǎn)工藝過程以及生產(chǎn)所用模具圖中落料模以及拉深沖孔復(fù)合模的整套模具設(shè)計。通過對固定套的沖壓工藝制定及模具的設(shè)計，將以前單一的理論知識與實際的生產(chǎn)工藝、工人操作的方便與否以及設(shè)備選用中應(yīng)該考慮的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來了。設(shè)計過程中遇到過不了解設(shè)備的問題，對模具具體結(jié)構(gòu)不太了解，結(jié)構(gòu)上沒考慮到工人加工難度以及現(xiàn)有設(shè)備是否可以完成等問題，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，在專業(yè)知識和實際操作以及設(shè)備的熟悉方面獲益匪淺