【不銹鋼餐盤(pán)沖壓模具設(shè)計(jì)與仿真分析10000字（論文）】

不銹鋼餐盤(pán)沖壓模具設(shè)計(jì)與仿真分析摘要本次的研究課題是依據(jù)餐具的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及構(gòu)造特點(diǎn)將不銹鋼餐盤(pán)沖壓模具設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的研究解析，通過(guò)dynaform進(jìn)行拉深工藝的模擬，確定落料毛坯的形狀和大小，優(yōu)化工藝力。精確計(jì)算了矩形毛坯形狀及尺寸，確定工序組合，充分解析當(dāng)前的實(shí)際狀況、對(duì)比過(guò)后將沖壓工藝方案有效確定。對(duì)沖壓模具的設(shè)計(jì)和仿真工作完成了計(jì)算工藝力、選擇合適的設(shè)備、設(shè)計(jì)模具的工作零件、固定零件和導(dǎo)向零件，并且完成了裝配圖和零件圖。關(guān)鍵詞：餐盤(pán)；沖壓模具；dynaform仿真4387目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章緒論 11.1沖壓模具現(xiàn)狀 11.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 1第2章工藝性分析及工藝方案確定 22.1工件的工藝性分析 22.2工藝方案分析 2第3章基于DYNAFORM的工藝仿真分析 43.1坯料工程 43.1.1坯料尺寸展開(kāi)計(jì)算 43.1.2坯料網(wǎng)格生成 63.2仿真工程 63.2.1坯料與曲面的網(wǎng)格劃分 63.2.2傳統(tǒng)設(shè)置 6第4章落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì) 94.1排樣 94.1.1常用排樣方法 94.1.2排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算 94.2工藝力的計(jì)算 104.3沖壓設(shè)備選擇 114.4壓力中心的確定 124.5壓力機(jī)的校驗(yàn) 124.6模具主要零部件的設(shè)計(jì) 124.6.1刃口的計(jì)算 124.6.2拉深模設(shè)計(jì) 134.7模具零件 134.7.1工作零件 134.7.2定位零件 144.7.3卸料、導(dǎo)料零件 154.7.4導(dǎo)向零件 154.7.5固定零件 164.7.6推件裝置 174.8模具的閉合高度 17第5章切邊模設(shè)計(jì) 185.1工藝力的計(jì)算 185.2沖壓設(shè)備選擇 185.3切邊模的零件 195.3.1切邊模的的工作部分 195.3.2定位零件 205.3.3導(dǎo)向零件 205.3.4固定零件 215.4模具的閉合高度 21第6章翻邊模設(shè)計(jì) 226.1翻邊力的計(jì)算 226.2翻邊凸凹模的結(jié)構(gòu) 226.3導(dǎo)向零件 236.4固定零件 236.5模具的閉合高度 23結(jié)論 25參考文獻(xiàn) 26第1章緒論1.1沖壓模具現(xiàn)狀自從工業(yè)化生產(chǎn)汽車(chē)以來(lái),沖壓技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)初，美國(guó)沖壓技術(shù)的發(fā)展得力于福特企業(yè)使用工業(yè)化技術(shù)生產(chǎn)的汽車(chē)。在研究沖壓技術(shù)中，它主要從兩方面入手，第一成形性技術(shù)；第二板料成型技術(shù)，以依照創(chuàng)新的成形方式、成形方式的步驟及預(yù)估成形性方法解決它本身存在的回彈、起皺和破裂等現(xiàn)象問(wèn)題。根據(jù)先進(jìn)的制造技術(shù)發(fā)展來(lái)看，它已成為眾多企業(yè)重點(diǎn)研究的技術(shù)之一。在沖壓技術(shù)中，各行各業(yè)對(duì)其技術(shù)研究的廣度及深度都有著顯著的效果，尤其是方法機(jī)制的完善、與其高新技術(shù)的融合方面。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使其不斷作用于沖壓技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)于沖壓技術(shù)的發(fā)展起到了一定的推定作用。在工業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家中，尤為關(guān)注冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)，并取得了良好的發(fā)展，比如：美國(guó)等國(guó)家機(jī)床行業(yè)已經(jīng)落后于模具制造產(chǎn)值，成為市場(chǎng)上產(chǎn)量最多的產(chǎn)品。對(duì)于以生產(chǎn)加工鋼材為主的國(guó)家而言，鋼板及鋼帶所占的比例達(dá)到67%，足以看出冷沖壓技術(shù)的應(yīng)用之廣，已成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題的任務(wù)是根據(jù)不銹鋼餐盤(pán)的工藝圖樣及相關(guān)技術(shù)要求，進(jìn)行相應(yīng)的制件工藝成形工藝優(yōu)化和模具設(shè)計(jì)。進(jìn)行該項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求必須掌握金屬材料成型的基本原理，熟悉各種經(jīng)常使用的沖壓手段和有關(guān)的設(shè)備信息規(guī)格，并具有機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的通用行設(shè)計(jì)知識(shí)。首先要進(jìn)行對(duì)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)相關(guān)資料的查詢(xún)、收集，并結(jié)合此制件圖樣的結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)要求做詳細(xì)的分析，在此基礎(chǔ)上，擬訂制件成形工藝方案，這項(xiàng)工作內(nèi)容包括：進(jìn)行各工序制件工藝尺寸及工藝力的計(jì)算，對(duì)第一次拉深過(guò)程盡心模擬仿真優(yōu)化工藝方案，繪制相應(yīng)模具結(jié)構(gòu)草圖，選擇相關(guān)設(shè)備，并進(jìn)行相應(yīng)模具的設(shè)計(jì)。第2章工藝性分析及工藝方案確定2.1工件的工藝性分析不銹鋼餐盤(pán)是用來(lái)盛裝食物的器皿（見(jiàn)圖2.1），擬采用沖壓方法生產(chǎn)，使用的材料為1Cr18Ni9Ti(SS321)，在dynaform中和SS304的性能差不多，材料厚度1mm。要求工件表面無(wú)明顯劃傷痕跡，開(kāi)口處平整，邊緣無(wú)毛刺。年需求量在10000件左右，屬于中大批量生產(chǎn)。零件的結(jié)構(gòu)及尺寸大小：該工件為一矩形拉深件，由于矩形件拉深過(guò)程中材料的流動(dòng)速度不一樣，側(cè)壁還可能受剪而破裂。由于該工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，矩形角部圓角半徑為16mm，拉深深度為31mm，遠(yuǎn)小于拉深極限。工件上的其余圓角半徑也較大，有不銹鋼餐盤(pán)的使用要求可知工件局部變薄是允許的，只要表面質(zhì)量和強(qiáng)度足夠就可以。圖2.1不銹鋼餐盤(pán)零件圖零件的精度要求：由于該工件圖上未標(biāo)注公差尺寸，可知其各部分尺寸皆屬于自由精度。為了使模具制造簡(jiǎn)單，降低生產(chǎn)成本，在保證工件達(dá)到工作要求的情況下，工件的制造公差等級(jí)可按IT14級(jí)進(jìn)行標(biāo)注。2.2工藝方案分析（1）拉深極限在盒形零件中，它的拉深次數(shù)關(guān)鍵取決于相對(duì)圓角半徑及相對(duì)高度，分別用r/B和H/B表示。它的相對(duì)高度計(jì)算值小于或等于許用數(shù)值時(shí)，它雖然一次性能夠拉深成所需形狀，但是需要工人超高的技術(shù)和能力。如果無(wú)法一次成功，則必須多次使用拉深方式，以拉成所需形狀，它的拉深次數(shù)可根據(jù)相對(duì)高度值在表4-27p130<1>中查取。對(duì)于本制件，其相對(duì)高度H/B＝30/110=0.27相對(duì)厚度：r/B＝16/110×100＝0.145由以上數(shù)據(jù)查表4-27p130<1>可得該制件的拉深極限為1.04左右，所以可以一次拉深成形，本制件屬于淺盒形零件。（2）修邊余量因?yàn)槭且淮卫畛尚危伞秾?shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》p129表4-26可知當(dāng)拉深次數(shù)為1時(shí)，修邊余量△H為：△H=（0.03-0.08）取H=2.5mm（3）毛坯直徑1）卷圓部分長(zhǎng)度X1為中性層偏移量2）毛坯計(jì)算由《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》p129公式4-15可知所以毛坯長(zhǎng)度為L(zhǎng)=61.32×2+270=392.64在寬度方向上所以毛坯寬度為L(zhǎng)=69.32×2+110=249.1但是在后面通過(guò)模擬可知毛坯的寬度為235mm，長(zhǎng)度為393mm，圓角半徑為R=71。圖2.2毛坯圖本次設(shè)計(jì)首先落料拉伸，用復(fù)合模，然后切邊，用單工序模，最后翻邊，卷圓都用單工序模，使用該方案不僅能提高不銹鋼餐盤(pán)的生產(chǎn)效率，而且也能相對(duì)的節(jié)約成本，適合于公司大批量高效生產(chǎn)。第3章基于DYNAFORM的工藝仿真分析3.1坯料工程3.1.1坯料尺寸展開(kāi)計(jì)算（1）利用UG建模利用UG有一種比較簡(jiǎn)單的生成曲面的方法，對(duì)于初學(xué)UG的學(xué)生來(lái)說(shuō)是比較好掌握的。首先是建造零件的實(shí)體模型，在通過(guò)抽取的方法得到曲面；甚至可以將CAD繪制的二維圖以.dwg格式在UG中打開(kāi)，在通過(guò)拉深等手段得到模型。但是在UG中需要建實(shí)體和面等元素隱藏起來(lái)。圖3.1模型（2）導(dǎo)入幾何模型1）啟動(dòng)Dynaform5.2。2）點(diǎn)擊文件菜單，選擇IMPORT子菜單。3）選擇文件位置。4）選取文件lw1，它的相關(guān)參數(shù)設(shè)置請(qǐng)看下圖3.2。5）將OK健確認(rèn)以進(jìn)入導(dǎo)入模式，完成零件層中幾何模型的添加。6）將Exit健確認(rèn)以進(jìn)入關(guān)閉模式，完成文件對(duì)話(huà)框的關(guān)閉。圖3.2網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置（3）自動(dòng)曲面網(wǎng)格劃分1）選擇前處理preprocess。2）從單元element下拉列表中選擇第一行第四列的圖標(biāo)surfacemesh。3）點(diǎn)擊按鈕SelectSurfaces。4）點(diǎn)擊DisplayedSurf.按鈕選擇所有的顯示在屏幕上的所有曲目。5）將OK鍵確認(rèn)以進(jìn)入設(shè)置模式，完成所選曲目的設(shè)置。6）將參數(shù)組的最大尺寸設(shè)置為：2.00(mm)。7）將Apply鍵確認(rèn)以進(jìn)入劃分環(huán)節(jié)，從而完成網(wǎng)格劃分操作。8）將OK鍵確認(rèn)以進(jìn)入關(guān)閉模式，完成MESHQUALITYCHECK對(duì)話(huà)窗口的關(guān)閉,網(wǎng)格較密的話(huà)需要等待一會(huì)。9）點(diǎn)擊按鈕Yes，接受劃分的網(wǎng)格。10）點(diǎn)擊按鈕Exit退出曲面網(wǎng)格劃分對(duì)話(huà)框，見(jiàn)圖3.3。圖3.3劃分網(wǎng)格（4）坯料尺寸估算1）點(diǎn)擊BSE子菜單前處理porparation。2）選擇BlankSizeEstimate。3）點(diǎn)擊“NULL”定義材料。4）點(diǎn)擊MaterialLibrary。5）選擇SS304作為材料。6）點(diǎn)擊OK退出MATERIALTYPE37對(duì)話(huà)框圖。

7）點(diǎn)擊OK退出Materialdefinition對(duì)話(huà)框。

8）輸入blankthickness,1(mm)。9）點(diǎn)擊Apply開(kāi)始運(yùn)行BSE。10）點(diǎn)擊Exit退出BSEPreparation對(duì)話(huà)框。

11）點(diǎn)擊打開(kāi)零件顯示對(duì)話(huà)框。12）選擇HANGER點(diǎn)擊OK。13）點(diǎn)擊以等軸視圖來(lái)顯示坯料輪廓。14）點(diǎn)擊保存數(shù)據(jù)庫(kù)。3.1.2坯料網(wǎng)格生成1）從屏幕右下角打開(kāi)“Elements”and“node”顯示選項(xiàng)。2）點(diǎn)擊BSE。3）選擇Development。4）選擇BLANKGENERATION。5）選擇由BSE展開(kāi)得到的坯料輪廓線(xiàn)。6）輸入MinRadii：2.00(mm)7）點(diǎn)擊OK。8）點(diǎn)擊Yes接受生成的坯料網(wǎng)格結(jié)果。3.2仿真工程3.2.1坯料與曲面的網(wǎng)格劃分在parts下單擊create創(chuàng)建一個(gè)新的圖層die，在新建的這個(gè)圖層上進(jìn)行曲面的網(wǎng)格劃分。3.2.2傳統(tǒng)設(shè)置（1）從第die中復(fù)制出一個(gè)punch。1）創(chuàng)建一個(gè)新的零件層punch。這個(gè)零件層將容納從die復(fù)制過(guò)來(lái)的網(wǎng)格。2）選擇菜單preprocess→element→mirror3）點(diǎn)擊拷貝類(lèi)型（Type）旁的下拉菜單，選擇Offset。4）關(guān)閉選項(xiàng)InOriginalPart使得等距生成的單元放在當(dāng)前零件層中。確保零件層punchL是當(dāng)前零件層。5）在CopyNumber框中輸入1作為拷貝生成的數(shù)量。在Thick輸入框中輸入1作為板料的厚度。6）將SelectElement鍵確認(rèn)。7）將SelectElements對(duì)話(huà)窗口開(kāi)啟，并將其確認(rèn)進(jìn)入選擇模式完成凸模選項(xiàng)設(shè)置。8）將OK鍵點(diǎn)擊完成相關(guān)的單元選擇，并返回CopyElements對(duì)話(huà)窗口。9）點(diǎn)擊Apply按鈕。圖中黃色部分即為生成的凸模。（2）從die中復(fù)制出一個(gè)binder，步驟和上面一致。圖3.4凸模圖3.5binder（3）自動(dòng)定位工具1）將數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的全部零件層開(kāi)啟。2）依次Tools鍵到PositionTools鍵再到AutoPosition鍵。3）將AutoPositionTools對(duì)話(huà)窗口開(kāi)啟，并以此選擇主工具及從工具，分別用Master和Slave表示。其中，在自動(dòng)定位時(shí)Master處于固定狀態(tài)，反之，則是Slave。故此，主工具包括坯料，即Blank。在SelectTool列表中，將BLANK鍵確認(rèn)，隨后進(jìn)入SelectSlaveTools列表，將屬于主從工具全部選擇。選擇完成后，將direction組進(jìn)行Z方向的選擇，以在自動(dòng)定位過(guò)程中主從工具的移動(dòng)方向就是Z。而在ContactGap（接觸距離）設(shè)置中，數(shù)值應(yīng)與坯料的厚度一致，以此有助于模擬過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)滲透現(xiàn)象，其數(shù)值為1。最后將Apply鍵確認(rèn)進(jìn)入選擇模式，完成工具的自動(dòng)定位選擇。（4）單元模型圖3.6單元模型（5）將參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，以進(jìn)行分析模式，得出一定結(jié)果。1）將Analysis鍵確認(rèn)，并選擇LS-DYNA。2）將Analysis對(duì)話(huà)窗口打開(kāi)，以點(diǎn)擊ControlParameters鍵。3）進(jìn)入分析計(jì)算模式。（6）后處理圖3.7成型極限圖圖3.8厚度變化圖經(jīng)過(guò)比較壓邊力在230000N時(shí)工藝效果最佳，從模擬結(jié)果可以看出，在250000N壓邊力的條件下，只有凸緣部分發(fā)生輕微起皺，可以通過(guò)切邊工序切去，一般情況下不影響工件的使用。材料最大厚度1.1mm，最小厚度0.7mm，材料變薄大約12%，對(duì)工件的機(jī)械性能影響不大。在這次模擬過(guò)程中，不斷地對(duì)拉深工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，從而確保了模具設(shè)計(jì)一次成功。第4章落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)4.1排樣4.1.1常用排樣方法沖裁件是一矩形工件，材料為1Cr18Ni9Ti(SS321)，厚度t=1mm，由《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P36表2-12可知工件間搭邊a=2.5mm,側(cè)搭邊=3mm，如圖所示，在冷軋板的應(yīng)用方面，規(guī)格是（7501200）mm。從材料合理利用的方面出發(fā)，結(jié)合沖裁工藝手段，將有廢料排樣作為主要排樣方式。圖4.1排樣4.1.2排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算因?yàn)槭艿铰淞霞叽绲挠绊?尺寸比較的大)，選用橫裁樣式。從沖裁件角度出發(fā)，它的毛坯面積用F表示，結(jié)果為88027mm。（1）在一個(gè)進(jìn)距中，它的材料利用率為依據(jù)上述計(jì)算公式：沖裁件面積用a表示；一個(gè)進(jìn)距中工件的數(shù)量用n替代；條料進(jìn)距用h替換；條料寬度用B代表；該公式計(jì)算過(guò)程為：393（D）+2.5（a）=395.5mm（h）235（D）+2*3(2)=241mm（B）（2）在一張板料中，材料的總利用率為在上述計(jì)算公式中，1200mm是L的數(shù)值結(jié)果，而750mm則是B的數(shù)值結(jié)果。（N）4.2工藝力的計(jì)算由《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6表1-6黑色金屬的機(jī)械性能查得不銹鋼1Cr18Ni9Ti的各項(xiàng)數(shù)值情況，比如它的抗拉強(qiáng)度用σb表示，數(shù)值范圍在569~628MPa之間，結(jié)果設(shè)置為600Mpa；而抗剪強(qiáng)度用τ表示，數(shù)值介于451~511MPa之間，（1）沖裁力材料厚度用t代表，單位為㎜；沖裁力用F替代；材料輪廓長(zhǎng)度用l替換，單位為㎜；材料抗剪強(qiáng)度用表示，單位為MPa；其中；；而實(shí)際沖裁力應(yīng)按下式計(jì)算：N（2）卸料力卸料力系數(shù)由《沖壓技術(shù)手冊(cè)》P30表2-8查得=0.045N總的沖裁力N（3）拉深力由《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P151表4-54查得式中及b--盒形件的長(zhǎng)和寬（mm）；r--盒形件的角部t--材料厚度mm；--材料的抗拉強(qiáng)度Mpa；--拉深系數(shù)；查表4-58知=0.6（4）壓邊力在壓邊圈中，它是降低或防止工件在制作拉深中產(chǎn)生邊壁或凸緣起皺問(wèn)題，從而使毛坯（或半成品）被拉入凹模圓角以前保持穩(wěn)定狀態(tài)。而在給壓邊圈施加壓力時(shí)，力道一定要合適，防止壓力過(guò)小導(dǎo)致拉深力不足，使得工件在凸緣或邊壁部位產(chǎn)生褶皺現(xiàn)象，反之，導(dǎo)致拉深力太大，使得工件破裂。壓邊圈面積：圖4.2壓邊圈在施加壓力給壓邊圈時(shí)，一定要力度合適，防止壓力過(guò)小導(dǎo)致拉深力不足，使得工件在凸緣或邊壁部位產(chǎn)生褶皺現(xiàn)象，反之，導(dǎo)致拉深力太大，使得工件破裂。壓邊力的計(jì)算公式：P由《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P150表4-52可取4MpaN總的拉深力4.3沖壓設(shè)備選擇落料拉深復(fù)合壓力機(jī)的選擇因素包括力、行程、工作臺(tái)尺寸大小和閉合高度等，查《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P400表10-6，選開(kāi)式壓力機(jī)。該設(shè)備的各種參數(shù)如下：4.4壓力中心的確定沖壓力合力的作用點(diǎn)稱(chēng)為模具的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具正常工作，需通過(guò)壓力機(jī)滑塊中心線(xiàn)將沖模的壓力中心大小與之重合，以防在沖壓過(guò)程中出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象，使之沖模與壓力機(jī)滑塊偏離位置，造成導(dǎo)向零件的磨損及凸凹模間隙不平整問(wèn)題。同時(shí)，還給其他零件帶來(lái)?yè)p毀問(wèn)題，比如：刃口和壓力機(jī)導(dǎo)軌。其中壓力機(jī)導(dǎo)軌的損壞，不利于工件制作的精度。因此，在模具生產(chǎn)的過(guò)程中，壓力機(jī)滑塊中心互相重合模具的壓力中心是尤為關(guān)鍵的。由于該工件具有規(guī)則的幾何形狀，所以可知工件的幾何中心就是該工序件的壓力中心。4.5壓力機(jī)的校驗(yàn)根據(jù)初步模具設(shè)計(jì)的高度為306mm，為了能配合壓力機(jī)的尺寸，此處選擇工作臺(tái)板130mm。允許的最大裝模高度H=450-130=320mm,H=450-130-160=160mm由于公式H+5mmHH-10mm，故此該模具高度的范圍位于165mm和310mm中。4.6模具主要零部件的設(shè)計(jì)4.6.1刃口的計(jì)算在凸、凹模設(shè)計(jì)的過(guò)程中，它們的間隙容易受模具磨損的影響，模具磨損情況越嚴(yán)重，間隙就越大，以此必須將凸、凹模的間隙設(shè)置為最小數(shù)值，并用Zmin表示。一般沖模精度較工件精度高2-3級(jí)。若零件沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)公差，則對(duì)于非圓件而言，它的處理標(biāo)準(zhǔn)依照GB非配合尺寸內(nèi)容，采用IT14級(jí)方式；對(duì)于圓形件而言，它的處理方式采用的是IT10級(jí)方式。從工件成形特性和模具制造方式角度出發(fā)，使用配做法作為該模具制作方法最佳。在落料過(guò)程之中，模具的基準(zhǔn)件必須選用凹模制作，以此在對(duì)其制造公差和落料凹模刃口尺寸時(shí)直接數(shù)值計(jì)算即可。由于凹模配做的實(shí)際尺寸是決定凸模刃口尺寸配做的主要依據(jù)。因此它在配做中必須將雙面間隙數(shù)值用表示，其值設(shè)置為0.050mm（最小值）。此外，在設(shè)計(jì)凸凹模刃口尺寸時(shí)，必須依照凸凹模配作尺寸進(jìn)行配做。由《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》P45表3-17得=0.070mm=0.0500mm根據(jù)落料過(guò)程來(lái)說(shuō)，因?yàn)樗饕幕鶞?zhǔn)件是凹模，以此為基礎(chǔ)將凸模進(jìn)行配做，所以在凹模出現(xiàn)磨損現(xiàn)象時(shí)，它的尺寸會(huì)發(fā)生一定的改變，分別是不變、變小及變大三種情況，本制件中，凹模磨損后，毛坯直徑尺寸變大。由《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》P820表E-1查得標(biāo)準(zhǔn)公差值為=393，由IT14級(jí)公差查得=1.40mm查《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P44表2-30查得磨損系數(shù)=0.5；=235，=1.40mm，=0.5；該零件凸模刃口的規(guī)格均是依照基準(zhǔn)件尺寸配做的，它的雙面間隙數(shù)值必須確保介于0.050mm和0.070mm之間。刃口高度的確定：由《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》P638，再由工件料厚可得刃口高度H=14mm。4.6.2拉深模設(shè)計(jì)查《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P147表4-46查得間隙系數(shù)K=1.1，所以依照《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》標(biāo)準(zhǔn)，凸、凹模工作的個(gè)別尺寸配做需采取IT14級(jí)的處理方式。因此對(duì)于非圓形工件來(lái)說(shuō)，它在拉深過(guò)程中，凸、凹模的制造公差必須采用兩種級(jí)別的精度，其分別是IT9及IT8。如果270mm是其基本尺寸：=1.15如果110mm是其基本尺寸：=0.874.7模具零件4.7.1工作零件（1）落料凹模在普遍使用的凹模制作中，它一般可以劃分為兩種，其第一組合凹模；第二整體式凹模：整體式凹模組合式凹模圖4.3凹模的構(gòu)造圖相對(duì)于組合凹模來(lái)說(shuō)，凹模的制作工藝采用的是組合模式，即將工作塊和非工作塊分開(kāi)制造。其中，以普通鋼材為材料的是凹模的非工作部分。凹模套1采取壓裝的方式將凹模2放置其中，再將凹模套使用銷(xiāo)釘及螺釘工具固定在模板上。由于它的制作極為節(jié)省材料，也便于凹模之后的維修更換，因此該凹模制作方式對(duì)于大、中型工件的小孔沖制最為合適。相對(duì)于整體凹模來(lái)說(shuō)，它必須依照工件形狀及毛胚大小，將表面做成圓形結(jié)構(gòu)，也可做成矩形結(jié)構(gòu)；再將其固定在模板上以使用銷(xiāo)釘、螺釘工具。雖然它的制作非常容易，但它是一體化結(jié)構(gòu)，其材料均為優(yōu)質(zhì)鋼。如果出現(xiàn)一絲磨損，那么必須整體更換，不利于成本的節(jié)約。故此該凹模制作方式對(duì)于中、小型工件的沖制最為合適。本套復(fù)合模中選用整體式凹模。（2）凸凹模設(shè)計(jì)凸凹模結(jié)構(gòu)形式如圖所示：圖4.4凸凹模凸凹模裝于上模時(shí)，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；凸凹模裝于下模時(shí)，直壁形孔口內(nèi)積存廢料，脹力大，最小壁厚要大些。本設(shè)計(jì)中采用正裝復(fù)合模，因此最小壁厚可小些。查《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》P375表8-1得最小壁厚為，本章節(jié)設(shè)計(jì)的凸凹模為最小壁厚的范圍，其數(shù)值必須介于，以滿(mǎn)足工件的強(qiáng)度需求。凸凹模長(zhǎng)度為拉深高度用表示，單位為mm;導(dǎo)料卸料板厚度用代替，單位為mm;凸凹模固定板厚度用替換，單位為mm;附加長(zhǎng)度用代表，單位為mm；凸凹模長(zhǎng)度用L替代，單位為mm;4.7.2定位零件不僅用于限制條料送進(jìn)距離，還具備定位功能的零件，即擋料件。該擋料件一共可以劃分為兩大類(lèi)，其第一活動(dòng)擋料銷(xiāo)；第二固定擋料銷(xiāo)等。其中，后者還可劃分為兩種，首先是鉤形；其次是圓形。圖形結(jié)構(gòu)如4.5所示：（a）圓形（b）鉤行圖4.5擋料銷(xiāo)相對(duì)于圓形擋料銷(xiāo)來(lái)說(shuō)，他盡管制作更為便利，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，但是它的銷(xiāo)孔緊挨凹模刃口，在一定程度上對(duì)其凹模強(qiáng)度遞到了抑制作用；相對(duì)于鉤形擋料銷(xiāo)來(lái)說(shuō)，它的銷(xiāo)控與之刃口的距離較遠(yuǎn)，完全不會(huì)影響凹模工作。但是它卻有一個(gè)缺陷，制作的工件容易產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)性的現(xiàn)象。解決該問(wèn)題的方式，必須在其中添加定位銷(xiāo)，以此穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因此，本次設(shè)計(jì)運(yùn)用的定位零件就是固定擋料銷(xiāo)固定擋料銷(xiāo)中的圓形擋料銷(xiāo)。4.7.3卸料、導(dǎo)料零件（1）卸料件在卸料裝置中，他包含的有很多裝置，如廢料切刀、彈性卸料裝置及剛性卸料裝置等形式。其中，剛性卸料裝置是本設(shè)計(jì)中采用的卸料裝置。此裝置實(shí)際上是位于導(dǎo)料板、凹模表面的剛性卸料板。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、卸料力大。卸料板有時(shí)還作凹模的導(dǎo)板，其上的孔與凸模相對(duì)應(yīng)的部位應(yīng)配合加工。卸料板與凸凹模之間的單面間隙取0.5mm。導(dǎo)料卸料板是本設(shè)計(jì)所使用的導(dǎo)料裝置，它主要是將卸料板、導(dǎo)料板連接成體，具體尺寸和結(jié)構(gòu)如下：圖4.6卸料版（2）推料件推件裝置也分為兩種裝置，其第一為彈性推件裝置；第二是剛性推件裝置。其中，剛性推件裝置是本文所使用的推件裝置，它一般位于上模中部位，工作原理是主要依靠壓力機(jī)滑塊內(nèi)部的橫梁進(jìn)行工作，以達(dá)到推件的可靠性和力強(qiáng)性。此外，相對(duì)于推桿長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)，高度必須在力機(jī)滑塊模柄孔的長(zhǎng)度之上，最小超過(guò)5mm，最長(zhǎng)超過(guò)10mm。4.7.4導(dǎo)向零件如果使用的導(dǎo)向零件是形狀復(fù)雜的沖壓件，那么它在加工導(dǎo)板孔中就會(huì)極為不易，且容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題，導(dǎo)板孔在加工工程必須減少熱處理方式的使用。成形的工件耐磨性一般不高，其精度不僅不容易達(dá)到它導(dǎo)向精度，還很難保持穩(wěn)定的導(dǎo)向精度。故此，導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向是應(yīng)用最高的導(dǎo)向零件。由于本設(shè)計(jì)對(duì)精度要求不高，并且沖壓偏移力也不大，故采用后側(cè)布置就能滿(mǎn)足要求。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、工件精度及模具壽命等要求，導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合取H7/h5；導(dǎo)柱、導(dǎo)套既要修磨，又要有足夠的刃度，基本采用滲碳淬火方式將20#鋼處理。在20#鋼中，它的硬度范圍一般介于58-62HRC之間，滲碳層深度在0.8和1.2mm之間。此外，在導(dǎo)柱導(dǎo)套中，它和上下模板的尺寸關(guān)系見(jiàn)下圖：圖4.7導(dǎo)柱、導(dǎo)套和上、下模板之間的聯(lián)系在導(dǎo)柱長(zhǎng)度的選擇中，應(yīng)該將模具關(guān)閉的狀態(tài)充分考慮，相對(duì)于上模板上模面及導(dǎo)柱上端面來(lái)說(shuō)，它們的距離最小應(yīng)該設(shè)置為10mm以上，最大應(yīng)設(shè)置為15mm以上；但是，對(duì)于下模板下模面及導(dǎo)柱下端來(lái)說(shuō)，它們的距離應(yīng)該最小超過(guò)2mm，最大超過(guò)5mm；對(duì)于上模板上平面及導(dǎo)套的上端面來(lái)說(shuō)，它們的距離應(yīng)高于3mm，用以排氣和出油。4.7.5固定零件沖模的固定零件有模柄、上下模板、凸凹模固定板、墊板、螺釘和銷(xiāo)釘?shù)?。?）模柄在中小型沖模中，它的模柄基本處于壓力機(jī)的滑塊表面通過(guò)上模板將其固定，在壓力機(jī)滑塊上的模柄孔中，模板的規(guī)格必須與之相對(duì)應(yīng)。同時(shí)，在上模板上平面的垂直度中，其模柄的軸心線(xiàn)誤差應(yīng)小于0.05mm。依據(jù)《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》標(biāo)準(zhǔn)，即可完成凸緣模柄的尺寸（）。（2）模板上下模板優(yōu)勢(shì)在于不但可以傳遞及承受沖壓力，還可以將沖模的所有零件安裝其中。故選用的模板必須滿(mǎn)足剛度及強(qiáng)度的要求。在沖模模架中，側(cè)導(dǎo)柱模架（GB/T2851.3--1990）是本設(shè)計(jì)所選擇的。由《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》[2]P477表J--1查得各部分尺寸如下：凹模周界：L=539mm,B=395mm;閉合高度：最小110，最大130；上模座GB/T2855．5550×400×70下模座GB/T2855．6550×400×70導(dǎo)柱GB/T2861．155×250導(dǎo)套GB/T2861．670×170×58上下模板的導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔通常使用組合加工，以保證上、下模板孔距的一致。模具上下平面之間應(yīng)有平行度要求，在模板中，模板一般均為鑄鋼件、鑄鐵，其工藝必須滿(mǎn)足其要求。此外，對(duì)于大型模板來(lái)說(shuō)，應(yīng)安裝起吊裝置，方便模具相關(guān)的運(yùn)輸。4.7.6推件裝置推桿常選用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(lái)設(shè)計(jì)。矩形件拉深時(shí)坯料計(jì)算形狀及尺寸較難確定，而且要保證毛坯拉深過(guò)程中兩矩形之間的材料不會(huì)被拉伸過(guò)薄而破裂。壓邊力的大小不能隨著拉深行程的增大而增大。所以必須選擇壓邊力不變的裝置。故此，第一氣墊選擇；第二雙動(dòng)壓力機(jī)選擇。氣墊是本文選用的裝置之一。4.8模具的閉合高度70（下模板厚）+70（上模板厚）+77（凹模長(zhǎng)度）+120（凸凹模長(zhǎng)度）-31（凸模進(jìn)入凸凹模的長(zhǎng)度）=306（h）對(duì)于模具閉合來(lái)說(shuō)，它與之壓力機(jī)的閉合高度是模具閉合高度用表示；壓力機(jī)墊板厚度用表示；壓力機(jī)的閉合最小高度用代替；壓力機(jī)的閉合最大高度用代表；故：因此，模具閉合高度完全適用。第5章切邊模設(shè)計(jì)5.1工藝力的計(jì)算（1）切邊力可以由沖裁力算得到，由《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6表1-6黑色金屬的機(jī)械性能查得不銹鋼1Cr18Ni9Ti的抗拉強(qiáng)度（σb）介于69~628MPas之間，數(shù)值選取為600MPa；剪強(qiáng)度（τ）位于沖裁力F--沖裁力；--材料抗剪強(qiáng)度MPa；l--材料輪廓長(zhǎng)度㎜；t--材料厚度㎜；其中；；而實(shí)際沖裁力應(yīng)按下式計(jì)算：N所以切邊模的切邊力等于（2）切邊模上要聚集5片廢料，達(dá)到一定的高度之后才會(huì)切斷廢料，所以切邊模除了切邊力之外還有一個(gè)切廢料的工藝力。因?yàn)樵谇懊嬉呀?jīng)計(jì)算知道，廢料邊的平均寬度為2㎜左右，所以這個(gè)力和切邊力相比是比較小的，所以在此不做計(jì)算，在選擇壓力機(jī)的時(shí)候可以考慮選擇一個(gè)稍微大一點(diǎn)噸位的壓力機(jī)就可以。5.2沖壓設(shè)備選擇壓力機(jī)的選擇因素包括力、行程、工作臺(tái)尺寸的大小和閉合高度，查《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P400表10-6，選開(kāi)式壓力機(jī)。該設(shè)備的各種參數(shù)如表5-1所示：5.3切邊模的零件5.3.1切邊模的的工作部分（1）切邊凸模的設(shè)計(jì)切邊凹模的設(shè)計(jì)類(lèi)似于前面的落料拉深復(fù)合模中的工作零件的設(shè)計(jì)，它的刃口的設(shè)計(jì)計(jì)算也和前面是一樣的。圖5.1切邊凸模（2）切邊凹模的設(shè)計(jì)1）如圖是切邊凹模的結(jié)構(gòu)和刃口的基本尺寸。圖5.2切邊凹模2）加工方法的確定結(jié)合模具及工件的形狀特點(diǎn)，此模具制造宜采用配作法，落料時(shí)，本設(shè)計(jì)所使用的基準(zhǔn)件為凹模，以此計(jì)算相應(yīng)的規(guī)格與制作公差，由于凸模實(shí)際尺寸的配作是決定凸模尺寸的，只是需要在配作時(shí)保證最小雙面間隙值。由《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》P45表3-17得=0.15mm=0.11mm3）采用配作法，先判斷模具各規(guī)格在其中的磨損情況。因在落料中使用的基準(zhǔn)件是凹模，以此為根基制作凸模，如果凹模出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，尺寸變化有變大、變小和不變?nèi)N情況，本制件中，凹模磨損后，毛坯直徑尺寸變大。由《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》P820表E-1查得標(biāo)準(zhǔn)公差值為=330，由IT14級(jí)公差查得=1.40mm查《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P44表2-30查得磨損系數(shù)=0.5；=185，=1.15mm，=0.5；該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分配制，保證雙面間隙值~=0.15mm~0.11mm。刃口高度的確定：由《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》P638，再由工件料厚可得刃口高度H=12mm。4）廢料切刀設(shè)計(jì)圖5.3廢料切刀廢料切刀的下端像銷(xiāo)子一樣將其固定在凸模固定板上面，上端是刃口部分，用來(lái)將廢料切斷成為兩部分。5.3.2定位零件定位零件選用定位板定位板上有兩個(gè)銷(xiāo)釘固定，以防止定位板移動(dòng)。定位板與毛坯間的配合一般按H9/h9配合。5.3.3導(dǎo)向零件導(dǎo)柱：GB/T2861．155×170導(dǎo)套GB/T2861．670×170×585.3.4固定零件①模柄，選壓入式模柄②模板上模板GB/T2855．5500×350×55下模板GB/T2855．6500×350×65③固定板凸模固定板有圓形和矩形兩種，其平面尺寸除保證能安裝凸模外，還要考慮螺釘所在位置，由于凸模要求其固定板必須固定，且具有垂直度的特點(diǎn)，故固定板的厚度必須為48mm。5.4模具的閉合高度55（上模板厚）+48（凸模固定厚）+28（凹模高度）+500（中部位）65（下模板厚度）=246mm（h）對(duì)于模具閉合來(lái)說(shuō)，它與之壓力機(jī)的閉合高度是壓力機(jī)的閉合高度范圍介于125mm和160mm之間其中，壓力機(jī)閉合高度的最大值和最小值分別表示為Hmax和Hmin；墊板高度用故：因此，模具閉合高度完全合適。第6章翻邊模設(shè)計(jì)6.1翻邊力的計(jì)算翻邊可以劃分為兩種，其第一為伸長(zhǎng)類(lèi)；第二為壓縮類(lèi)。壓縮類(lèi)是本設(shè)計(jì)采用的主要零件，體的介紹可以參考《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P240。翻邊力近似按下式進(jìn)行計(jì)算式中--材料的抗拉強(qiáng)度，MPa；L--翻邊曲線(xiàn)長(zhǎng)度，mm；D--毛坯預(yù)制孔直徑，mm；--材料厚度，mm。K--系數(shù)，近似取0.2～0.3=1.25×890×1×0.3×600=2025000N壓力機(jī)型號(hào):J23-16公稱(chēng)壓力/K