翻邊接頭沖壓成形工藝與模具設計【環(huán)形蓋-最大直徑75】【含7張cad圖紙+文檔全套資料】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 翻邊接頭沖壓成型工藝與模具設計 1 緒 論 沖壓成形作為現代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產各種板料零件，具有很多獨特的優(yōu)勢其成形件具有強度高，互換性好，成本低，生產過程便于實現機械自動化及生產效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車，能源，機械，信息，航天航空，國防工業(yè)和日常生活的生產之中。目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當的落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。 1.1國內模具的現狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內模具的現狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產值530億元。進口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在2萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業(yè)中，產值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產品；專業(yè)模具廠數量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。 第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現現代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產自用。模具企業(yè)之間協作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2國內模具的發(fā)展趨勢 中國的模具企業(yè)大多是中小企業(yè)，從作坊式企業(yè)成長起來的，甚至目前仍有模具企業(yè)是作坊式的管理，在模具交貨期、成本、質量的控制方面問題層出不斷。面對激烈的市場競爭，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術人員只有疲于奔命。因此，模具制造企業(yè)要提高管理水平，具備快速反應和及時調整的能力，沒有一套先進的管理系統(tǒng)實現管理的信息化是很難做到的。通過信息化建設，實現模具制造。 所謂信息化的模具企業(yè)，就是在模具企業(yè)應用INTERNET、ERP等信息化技術，把模具企業(yè)上下游業(yè)務過程，技術溝通過程，以及模具企業(yè)內部業(yè)務管理過程，以IT形式固定下來，最終提高模具企業(yè)的經營管理水平，提高模具企業(yè)運轉的效率。目前，CAD/CAM技術的推廣已由“甩圖板”階段跨入到了深化應用階段。CAPP技術的應用，可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準確性PDM系統(tǒng)的應用可以對產品開發(fā)數據進行有效的管理MIS/ERP系統(tǒng)的應用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高生產和管理效率。這些系統(tǒng)之間實現信息的集成和功能上的配合，并逐步實現企業(yè)的全面信息化已成為CAD/CAM技術深化應用的主題, 是模具發(fā)展的第二次變革。： 未來的十年中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括： 1：提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平； 2：在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術； 3：大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術； 4：在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 5：提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6：發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術； 7：逐步推廣高速銑削在模具加工的應用； 8：進一步研究開發(fā)模具的拋光技術和設備； 9：研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 10：開發(fā)新的成形工藝和模具； 1.2國外模具的現狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產制作表現出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產值的三分之一。? 國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯合會（VDMA）工模具協會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產值達48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產值就占德國模具產值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％． 1.3冷沖壓模具的分類 冷沖壓模具主要用于金屬及非金屬板料的壓力加工，其加工方式可分為分離和成形兩大類。 分離：按一定輪廓線將工件與板料分開。 成形：在不破壞板料的條件下，通過塑性變形獲得所需要求的形狀和尺寸精度。 冷沖壓模具是沖壓生產的主要工藝裝備。沖壓件的沖壓質量、生產效率以及生產成本等，都與模具類型及其結構設計有直接關系。沖壓件的品種、式樣很多，所以沖壓模具的類型也是多種多樣的。為了研究方便，將沖壓模具按照不同特征進行分類，一般有以下幾種分類方法。 1.3.1按沖壓工藝進行分類 沖裁模具 沖裁模具又可分為沖孔模具、落料模具、切口模具、剖切模具等。 彎曲模具 彎曲模具又分為自由彎曲模具、校正彎曲模具、V型彎曲模具、U型彎曲模具等。 拉深模具 拉深模具又可分為無凸緣筒形件拉深模具、有凸緣筒形件拉深模具、錐形件拉深模具、階梯形件拉深模具、球面件拉深模具、拋物面件拉深模具、盒形件拉深模具等。 成形模具 成形模具又可分為脹形模具、翻邊模具、縮口模具、校形模具等。 1.3.2按工序組合程度進行分類 單工序模 壓力機行程一次，只對板料完成一種沖壓工序的模具。例如：落料模具、沖孔模具、切邊模具、彎曲模具、拉深模具等。單工序模結構簡單，造價低，生產效率低，形位精度低。 復合模 模具上僅有一個工位，安排有兩對或兩對以上的凸、凹模，壓力機行程一次，能對板料完成兩種（或兩種以上）的沖壓的模具。其結構的主要特點是：具有復合形式的凸凹模，它既是落料的凸模，又是沖孔的凹模。復合模結構復雜，造價高，生產率適中，形位精度高。 級進模 模具上有n個（n＞1）工位，在一直線上等距離安裝n對凸、凹模，條料送進一次，壓力機行程一次，模具對板料的不同（n個）位置完成n對沖壓，連續(xù)送進，連續(xù)沖壓。級進模結構復雜，生產率高，產品形位精度適中。級進模又稱為級連續(xù)或跳步模。 1.3.3按上下模的導向方式分類 分為無導向的開式模具、有導向的導板模具和導柱模具等。 1.3.4按導料或定位形式分類 分為固定導料銷模具、活動導料銷模具、導正銷模具、側刃定距模具等。 此外，可以依據對沖裁件尺寸、精度等質量的不同，把模具分為精密沖裁模具和普通沖裁模具；依據模具體積的大小，把模具分為小型模具、中型模具和大型模具等。有時還可以依據壓力機類型、送料方式、出件方式等對模具進行分類。 1.4翻邊接頭模具設計與制造方面 1.4.1翻邊接頭模具設計的設計思路 沖孔、落料、拉深是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機作用下，將平板坯料進行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件IT8～IT7級精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用IT7～IT6級精度的高級沖裁模。 翻邊是將工件的孔邊緣在模具的作用下，翻出豎直的或一定角度的邊。 只有加強沖裁件基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現的各種實際問題，從而，進一步提高制件質量。 制件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據計算的結果和選用的標準模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據凸模與凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現誤差，應當邊試沖邊修改高度。 此設計分成兩部分，第一部分落料、拉深、沖孔復合模，第二部分翻邊模。 1.4.2翻邊接頭模具設計的進度 1.了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現狀，所用時間20天； 2.確定加工方案，所用時間5天； 3.模具的設計，所用時間30天； 4.模具的調試．所用時間5天。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 2 落料、沖孔復合模 2.1沖壓工件的工藝分析 圖 2-1工件圖 工件名稱：翻邊接頭 生產批量：大批量 材料：冷軋08鋼 厚度：1.5mm 對固定套翻邊件進行分析可知，處有內孔翻邊成形，翻邊前應預沖孔，是圓筒件拉深件直徑，經計算可一次拉深成形。工序安排為落料，沖孔，拉深,翻邊。 該零件形狀簡單、對稱，是有圓弧組成的。沖裁件內外形所能達到的經濟精度為IT11 ~IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為.將以上精度與零件的精度要求相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標注、生產批量等情況，也均符合沖裁的要求，故決定采用沖壓方式可以得到落料、沖孔、拉深件，然后進行翻邊得到制件。 2.1.1制件的總體分析 圖示零件材料為冷軋08號鋼板，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。 由工件圖可知：該工件既有落料、沖孔、拉深又有翻邊，但工件是圓形的對稱零件，總的來說加工起來是比較容易的。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產。 2.1.2制件的外形分析 該零件有冷軋08號鋼板組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件對稱，只需要沖孔落料、拉深、沖孔工序就可以得到半成品，然后再翻邊。 2.1.3沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度 沖裁件上的未注公差等級定為IT11級，查表確定工件尺寸如下： 尺寸的工件制造公差為0.13 尺寸的工件制造公差為0.19 尺寸10㎜的工件制造公差為0.09 尺寸18㎜的工件制造公差為0.11 沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結構相關，工件厚度為1.5mm，其斷面粗糙度值為. 2.2工藝方案確定 該零件所需的基本沖壓工序為落料、沖孔、拉深、翻邊。 可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡單模分四次加工，即落料——拉深——沖孔——翻邊。 方案二：落料、沖孔復合模，拉深翻邊模。 方案三：落料沖孔級進模，再拉深翻邊。 采用方案一，生產率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。但復合模模具的行位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構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。級進模雖生產率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的行位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。 通過對上述三種方按的分析比較，該零件采用方案二最佳。 故應采用兩副模具來完成。 第一副模具為落料沖孔復合模。 第二副模具為拉深翻邊模。 2.3必要的工藝計算 2.3.1毛坯尺寸計算 由最終制件從翻邊算起，毛坯的預沖孔直徑計算。Φ28㎜處由內孔翻邊成形，翻邊前應預沖孔；Φ75㎜是圓筒形拉深件可一次拉深成形。工序安排為落料、拉深、預沖孔、翻邊等。翻邊前為Φ75㎜、髙為18mm的無凸緣圓筒形件，如圖2-1所示。 (1)計算預沖孔 D=26.5mm H=10mm 由式（5.4）計算翻邊前預沖孔直徑 =26.5-2(10-0.43×5-0.72×1.5)=12.96 (2)計算翻邊系數 由表5.2計算翻邊系數 由查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數為0.52＜m,所以該零件能一次翻邊成形，預沖孔直徑d=12.96mm。 (3)計算翻邊力 (4)落料毛坯直徑計算 拉深件毛坯尺寸確定原則的依據： 體積不變原則 相似原則 毛坯尺寸應包括修邊余量 因δ=1.5mm﹥1mm，所以應按中線尺寸計算。 確定修邊余量 根據拉深件尺寸，其相對高度為 h/d=(18-0.75)/(75-1.5)=17.25/73.5≈0.23 查表4-1，得修邊余量△h=1.2mm 則拉深件總的高度h為： h=18-0.75+1.2=18.45mm 計算毛坯展開直徑 先判斷能否一次拉深出來，將圖中提供的已知條件d =73.5mm r=5mm h=18.45mm 代入式（4-5）可求出毛坯的直徑D 2.3.2排樣設計與計算 設計復合模時，首先要設計條料排樣圖。根據工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。 (1)確定搭邊與搭肩值 搭邊和搭肩值一般是由經驗確定的，查表2.9可知搭邊值工件間，側面。 (2)確定零件的排樣方案 設計模具時，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2-2所示。 圖2-2 排樣圖 (3)計算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即 查表2.5.3可知條料寬度單向偏差為，由公式計算如下： (4)計算材料的利用率： 根據一般的市場供應情況，原材料選用的冷軋薄鋼板。 每塊可剪規(guī)格條料5條，材料剪切利用率達93%。 計算沖壓件的面積: 由文獻﹝2﹞ 一個步距的材料利用率通用計算公式： 式中 —一個步距內零件實際面積; —一張步距內所需毛坯面積； —條料寬度 ; —送料步距 ； 得材料利用率： 2.4計算沖壓力和初選壓力機 2.4.1落料力的計算 式中 —落料力； —沖裁件剪切周邊長度； —沖裁件材料厚度； —被沖材料的抗剪強度； —系數，一般取。 得落料力： 2.4.2沖孔力的計算 式中 ——工件內輪廓周長（） 得沖孔力： 2.4.3卸料力的計算 式中 ——卸料力系數；查手冊知 得卸料力為： 2.4.4推件力的計算 式中 ——推件力因數，查表得； ——卡在凹模內的工件數，查[7]得n=1； 得推件力為: 2.4.5工序總力的計算 為保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖壓力大30%左右，即 2.4.6初選壓力機 查文獻[4]開式可傾壓力機參數初選壓力機型號為和，見表一 表一 所選擇壓力機的相關參數 型號 公稱壓力 滑塊行程 最大封閉高度 工作臺尺寸 可傾斜角/。 封閉高度調節(jié)量 350 80 280 380×610 20 60 400 80 300 460×700 30 65 2.4.7壓力中心的確定 由于該零件是中心對稱圖形,故壓力中心位于零件輪廓圖形的幾何中心上。 2.5模具總體結構設計 2.5.1模具類型設計 由沖壓工藝分析可知，零件材料為冷軋08號鋼板，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。 該零件屬于中型尺寸零件，料厚1.5mm，外形簡單，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 該零件有冷軋08號鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件左右對稱.所以模具類型為倒裝復合模模。 2.5.2模具具體結構設計 (1)正倒裝結構的確定 根據上述分析，采用倒裝復合模具可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。 (2)送料方式的確定 因是大批量生產，采用手動送料方式。 (3)定位裝置的確定 因該制件采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。 (4)導向方式的選擇 為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于該零件導尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用后側導柱模架。 (5)卸料、壓料方式 本模具采用倒裝結構,卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出,而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使廢料從孔洞中落下。頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。 (6)出件方式 本模具采用倒裝結構，工件留在落料凹?？锥粗?，應在凹?？自O置推件塊推出。 2.5.3主要工作零部件設計 因為材料為08鋼，厚度為,查表2.4得間隙值， 由手冊表查得： 尺寸的工件制造公差為0.13 尺寸的工件制造公差為0.19 尺寸的工件制造公差為0.09 尺寸的工件制造公差為0.11 已知尺寸公差如下： 尺寸的工件制造公差為0.13 尺寸的工件制造公差為0.19 (1)沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算 由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。 以孔為基準加工凸模，計算公式如下： 設孔尺寸為 對于Φ12.96mm的孔查表2.6得 凸、凹模制造誤差由經驗公式： 校核： ∣∣+∣∣≦ 0.043+0.065≦0.240-0.132 0.108≦0.108 (2)外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算 對于外輪廓的落料，結構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。以孔為基準加工凸模，計算公式如下： 以凹模為基準加工凸模，計算公式如下： 設工件尺寸為 對于Φ12.96mm的孔查表2.6得 凸、凹模制造誤差由經驗公式： 校核： ∣∣+∣∣≦ 0.043+0.065≦0.240-0.132 0.108≦0.108 (3)落料凹模的設計 在落料凹模內部，由于要設置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口。該凹模簡單，宜采用整體式凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割加工。安排凹模在模架上的位置時，要依據計算的壓力中心的數據，使壓力中心與模柄中心重合。整體式凹模裝于下模座上, 凹模高度可按經驗公式計算，即 凹模高度 凹模壁厚 式中——凹?？椎淖畲髮挾龋ǎ? ——凹模壁厚（刃口至凹模外形邊緣的距離） ——厚度系數（查表2.22取） 凹模高度,按表取標準值 模壁厚（） 凹模壁厚取 凹模長度 凹模寬度 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取, 圖2-3 凹模上的螺孔設計與選用 d為螺孔的直徑，由于凹模厚度為，所以根據表2.46[2]查得螺孔選用4×M12的螺釘固定在下模座。故選用如圖2-3。 螺孔到凹模外緣的最小距離： 凹模上螺孔到銷孔的距離一般淬火材料為,不淬火材料為. 根據上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 凹模的長度選取要考慮以下因素： ①保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。 ②便于導尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 選取凹模邊界為，材料用制造，熱處理硬度為。 凹模板 GB2852.1-81 材料： (4)沖孔凸模的設計 為了加強凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應制成逐級增大的多級形式，且它的外形尺寸較大，所以落料凸模采用臺階式，A型圓凸模。一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換。凸模固定板的厚度取，凸模長度根據結構上的需求來確定。 凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用墊板固定，由于采用固定卸料板，凸模按下式計算： 沖孔凸模的直徑 圓凸模 Ⅱ10.15×52 GB2863.1-81. 凸模材料: ; 熱處理：硬度,尾部回火 凸模固定板的材料為45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝3﹞表15.57可得 (5)凸凹模的結構設計 本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模。根據整體模具的結構設計需要，凸凹模的結構簡圖應如圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時要依據計算的壓力中心的數據，使壓力中心與模柄中心重合。 校核凸凹模的強度：查表2.23得凸凹模的最小壁厚為,而實際最小壁厚為。故符合強度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配作，并保證雙面間隙為,凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸的公差，應比零件所標注的精度高3～4級，即定為()。 凸凹模長度計算： 其中:h1為固定板厚度 （） h2為卸料板厚度 （） h3為料厚 （） h為附加長度，主要考慮凸模進入凹模的深度及模具閉合狀下卸料板到凸模固定板間的安全距離（）等因素。 所以： 凸凹模材料: ; 熱處理：硬度,尾部回火 2.5.4定位裝置的設計與標準化 (1)擋料銷及導料銷的設計與標準化 由設計結構可得該套模具所用擋料銷與導料銷的規(guī)格尺寸一樣，根據手冊[4]選用。 材料：鋼 熱處理：硬度 規(guī)格: GB2866.11-81 (2)擋料銷與導料銷位置的確定 由模具整體結構設計，導料銷及導料銷都應通過卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應高出卸料板。 根據分析選用廢料孔后端定位時擋料銷位置如圖2-4 圖2-4 擋料銷的位置 導料銷位于條料的同一側，采用從右向左的送料方式，送料的方向導料銷應裝在后方。 2.5.5卸料裝置的設計及標準化 (1)彈性卸料板的結構形式 模具采用倒裝結構，選用手冊圖2的卸料板形式。由表查得彈性卸料板厚度為。裝模具時卸料板孔與凸模得單邊間隙為，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應 高出模具凸模工作刃口，以便順利卸料，卸料板的工作行程為。 材料：45鋼 熱處理硬度： (2)卸料螺釘的選用 采用圓柱頭卸料螺釘 材料：45鋼 熱處理硬度： 規(guī)格12×80 GB2867.6－81 (3)卸料橡皮的設計和選用 橡皮允許承受的負載較大，占據空間尺寸較小，安裝調整較方便靈活，而且成本較低，是中小型沖模中彈性卸料、頂料與壓邊裝置中常用的彈性元件。 選擇橡皮時應主要確定其自由高度預壓縮量及截面積。其計算公式與步驟如下： ①確定自由高度 L1——沖模工作行程（），對沖裁模而言，L1=t+1 ——預留的修模量。根據模具設計壽命一般取 ②確定和 ——橡皮的預壓縮量 ——沖模裝配好以后橡皮的高度 ③確定橡皮橫截面積 ——所需的彈壓力（） ——橡皮在預壓縮狀態(tài)下的單位壓力:約為 2.5.6推件裝置的設計與標準化[5] (1)剛性推件裝置的設計與標準化 本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應采用剛性推件裝置。其結構形式見手冊[5] (2)推件塊的設計 本推件塊的端面外形應跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應設計成臺階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應高出凹模面。 推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對尺寸較大，外形形狀相對復雜，所以推件內形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關系，屬內導向。 材料：45鋼 熱處理：硬度 (3)打桿的設計 打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。 材料:45鋼 熱處理:硬度 規(guī)格： GB2870-81 (4)模柄的設計 采用壓入式模柄 材料:Q235 規(guī)格： GB2862.2-81 2.5.7支撐固定零件的設計與標準化 由凹模周,，及卸料板的外形尺寸，材料選為,0I級精度的后側導柱模架。技術要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 (1)模架的選用 上模座標記: GB/T2855.5-90 下模座標記： GB/T2855.6-90 模柄標記： GB2862.2-81 [5] (2)凸模固定板的設計 因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在下模座上。 凸模固定板的設計: 為了保證安裝、固定牢靠，凸模固定板必須有一定的厚度，由經驗公式計算凸模固定板厚度。 查手冊本模具取，其外形尺寸應與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為 (3)墊板的設計 在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設有推板等零件的裝置和讓位空間，會使的其厚度變薄，影響其抗壓強度，所以應設一塊墊板。其規(guī)格根據凹模外形尺寸選取。 2.5.8導向零件的設計與標準化 本組模具采用的是后側導柱模座只需兩對相同型號的導柱導套。本模具沖裁間隙小應按H6/h5配合 材料：20鋼 熱處理：， 硬度： 導柱標記: GB2861.1-81 導套標記: GB2861.6-81 2.5.9緊固零件的設計與標準化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數據如下： 內六角圓柱頭螺釘標記： 螺釘標記： 銷釘標記： 銷釘標記： 10×47 材料：Q235 熱處理： 國標分別為 2.6沖壓設備的的選用 通過前面的設計知道，上模座厚度，墊板厚度，凸模固定板厚度，卸料板厚度，凹模厚度，下模座厚度，凸凹模固定板厚度，橡膠厚度，料厚。 該模具的閉合高度： =（45+5+20+40+16+15+18+50） = 模具閉合高度,根據前面初選的壓力機，選擇型壓力機，其工作臺尺寸為,最大閉合高度為，連桿調節(jié)長度為.最終經過校核，選擇型壓力機能滿足使用要求。 公稱壓力： 滑塊行程： 最大閉合高度: 最大裝模高度： 連桿調節(jié)長度： 工作臺尺寸（前后×左右）： 墊板尺寸（厚度×孔徑）： 模柄孔尺寸: 最大傾斜角度： 2.7模具的裝配圖 圖2-5 1、19 橡膠 2、限位釘 3、下模座 4、15 頂桿 5、凸凹模 6、下頂塊 7、鑲拼凸模 8、鑲拼凹模 9、凸凹模 10、上固定板 11、上墊板 12、上模座 13、模柄 14、打桿 16、沖孔凸模 17、蓋板 18、導套 20、上頂塊 21、導柱 22、卸料板 23、凹模 24、下固定板 25、下墊板 該工件的模具結構如圖，主要由上?下模座，落料凹模、凸凹模、沖孔凸模、沖孔凹模、鑲拼凸模、鑲拼凹模、上、下頂塊，卸料板等零件組成。 該模具將成形部分作成鑲拼凹模8和鑲拼凸模7，這樣當沖裁刃口變鈍后，只要將刃口部分按常規(guī)重新修磨一下，然后將鑲拼件旋轉一個角度后，將反面磨去刃磨量即可裝入在使用。下頂塊6除了起到壓邊的作用，另外當工件拉深到下頂塊觸到下固定板24時，下頂塊就起了限位的作用，當上?；爻虝r，拉深有了一個校正的過程。 由于受開式壓力機工作臺孔的限制，該模具的頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。為了保證沖孔凹模與落料凹模的同心度要求，將沖孔凸模與落料凹模用螺栓連接在一起，并與固定板成的過度配合，這樣給拆卸、裝配帶來了方便。 3 拉深翻邊模 圖3-1工件圖 3.1拉伸工件的工藝分析 此工件為無凸緣筒形件，要求零件尺寸標注在外形，零件尺寸厚度不變。外部形狀滿足拉伸工藝要求，可用拉伸工序加工。對此工件進行分析可知,處有內孔翻邊成形，翻邊前應預沖孔，是圓對筒件拉深件直徑，可一次翻邊成形。 各圓角r=5≧t，滿足拉深對圓角半徑的要求。工件要求不高，可取IT11級，滿足拉深工序對工件的公差等級要求。 08鋼拉深性能良好，此零件的拉深次數可由下列工序計算來確定。 3.1.1計算毛坯尺寸 由最終制件從翻邊算起，毛坯的預沖孔直徑計算。Φ28㎜處由內孔翻邊成形，翻邊前應預沖孔；Φ75㎜是圓筒形拉深件可一次拉深成形。工序安排為落料、拉深、預沖孔、翻邊等。翻邊前為Φ75㎜、髙為18mm的無凸緣圓筒形件，如圖2-1所示。 (1)計算預沖孔 D=26.5mm H=10mm 由式（5.4）計算翻邊前預沖孔直徑 =26.5-2(10-0.43×5-0.72×1.5)=12.96 (2)計算翻邊系數 由表5.2計算翻邊系數 由查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數為0.52＜m,所以該零件能一次翻邊成形，預沖孔直徑d=12.96mm。 (3)落料毛坯直徑計算 拉深件毛坯尺寸確定原則的依據： 體積不變原則 相似原則 毛坯尺寸應包括修邊余量 因δ=1.5mm﹥1mm，所以應按中線尺寸計算。 確定修邊余量 根據拉深件尺寸，其相對高度為 h/d=(18-0.75)/(75-1.5)=17.25/73.5≈0.23 查表4-1，得修邊余量△h=1.2mm 則拉深件總的高度h為： h=18-0.75+1.2=18.45mm 計算毛坯展開直徑 先判斷能否一次拉深出來，將圖中提供的已知條件d =73.5mm r=5mm h=18.45mm 代入式（4-5）可求出毛坯的直徑D 3.1.2確定是否用壓邊圈 根據坯料相對厚度 δ/D×100=2mm/98.3mm×100=2.03＞2 查表4—1可以不用壓邊圈，但是為了保險起見，拉深仍采用壓邊圈。采用壓邊圈后。 計算圓角半徑 第一次拉深的凹模圓角半徑用下式計算 r凹=0.8 將D=101mm，d1=75mm，t=1.5mm代入上式， 得凹模的圓角半徑r凹1=5.0mm, 由圖所知r凸=5.0mm 3.1.3拉深次數的確定 由表5.2計算翻邊系數為 由查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數為0.52＜m,所以該零件能一次翻邊成形 3.1.4排樣及相關的計算 由于工件的形狀特殊，因此只要一次一個拉深就行，且操作方便。 3.2計算沖壓力及初選壓力機 因為本制件是軸對稱零件，所以不用計算壓力中心。 3.2.1壓邊力的計算 壓邊力的計算： ， 式中：——壓邊圈面積； P——單位壓邊力，由表查得; 壓邊力的計算： 3.2.2拉深力的計算 由于零件為淺拉深，可按有壓邊圈的圓筒形件近似計算。 式中 ——拉深力（）； ——拉深件直徑，； ——材料厚度； ——材料的強度極限（）,查手冊σb=； ——修正因數。 拉伸系數 查表得修正因數 則 3.2.3公稱壓力的計算 F壓≥1.6（F+ Fq） 代入壓邊力，拉深力，得： F壓≥103.71KN。 3.2.4翻邊力的計算 3.2.5推件力的計算 式中——推件力因數，查表得； ——卡在凹模內的工件數，查[7]得n=1； 則推件力為 3.2.6工藝總壓力的計算 為保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖壓力大30%左右，即 3.2.7初選壓力機 查文獻[4]開式可傾壓力機參數初選壓力機型號為和，見表一 表一 所選擇壓力機的相關參數 型號 公稱壓力 滑塊行程 最大封閉高度 工作臺尺寸 可傾斜角/。 封閉高度調節(jié)量 100 45 180 240×370 35 35 160 55 220 300×450 35 45 經校核拉深時，選用壓力機型號為： 3.2.8壓力中心的確定 由于該零件是中心對稱圖形,故壓力中心位于零件輪廓圖形的幾何中心上。 3.3模具總體結構設計 3.3.1模具類型設計 由沖壓工藝分析可知，零件材料為冷軋08號鋼板，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。 該零件屬于中型尺寸零件，料厚1.5mm，外形簡單，尺寸精度要求一般，因此可采用落料翻邊工藝獲得。 該零件有冷軋08號鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件左右對稱.所以模具類型為簡易拉深復合模。 3.3.2模具具體結構設計 (1)正倒裝結構的確定 根據上述分析，采用正裝復合模具比較簡易，卸料可靠，便于操作。 (2)送料方式的確定 因是大批量生產，采用手動送料方式。 (3)定位裝置的確定 因該制件采用的是正裝復合模，所以直接用定位板定位即可。 (4) 導向方式的選擇 為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱導套導向。由于該零件導尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用兩側導柱模架。 (5)卸料、壓料、出件方式 本模具采用正裝結構,卡于凹模上的工件可由頂板推出。頂件壓邊裝置安裝在上模保障工件的正常排出。 3.3.3主要工作零部件設計 因為材料為08鋼，厚度為,查表2.4得間隙值， 由手冊表查得： 尺寸的工件制造公差為0.13 尺寸的工件制造公差為0.19 尺寸的工件制造公差為0.09 尺寸的工件制造公差為0.11 已知尺寸公差如下： 尺寸的工件制造公差為0.13 尺寸的工件制造公差為0.19 (1)模具間隙。 有壓料圈拉深時單邊間隙值查表得 (2)拉深模圓角半徑 r凸1= r凹1=（5-0）mm=5mm (3)拉深工作部分尺寸的計算 拉伸凸模和凹模的單邊間隙可按表中式計算，，故。由于拉深工件的公差為IT11級，故凸凹模的制造公差可采用級的精度，查表得、 凸模、凹模的尺寸及公差的計算： 代入公式得： (4)凹模的設計 在凹模內部，由于要設置推件塊，所以凹模刃口應采用圓弧過渡形刃口。該凹模簡單，宜采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工。安排凹模在模架上的位置時，要依據計算的壓力中心的數據，使壓力中心與模柄中心重合。整體式凹模裝于下模座上, 凹模高度可按經驗公式計算，即 凹模高度 因此凹模取標準值H=30mm 因為工作臺選用的是圓形，所以取 所以選擇工作臺直徑 選取凹模邊界為160mm×30mm，材料用制造，熱處理硬度為。 凹模板 160mm×30mm GB2852.1-81 材料： 拉深凹模需要有三個螺釘與上模座固定，還需要兩個與上模座同時加工的銷釘孔。 (5)翻邊凸模的設計 由工件所知翻邊凸模選擇A型圓凸模。一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換。凸模固定的厚度取，凸模長度根據結構上的需求來確定。凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用螺絲固定，由于采用固定卸料板，凸模按下式計算： 翻邊凸模的直徑 圓凸模 Ⅱ10.15×52 GB2863.1-81. 凸模材料: ; 熱處理：硬度,尾部回火 它需要三個螺紋孔，以便與下模座固定。拉深凸模上一般開有通氣孔，這樣會使卸料容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無法卸料。本凸模通氣孔的直徑為φ5mm。 (6)凸凹模的結構設計 本模具為復合模，除了翻邊凸模和凹模外，還有一個凸凹模。根據整體模具的結構設計需要，凸凹模的結構簡圖應如圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時要依據計算的壓力中心的數據，使壓力中心與模柄中心重合。 校核凸凹模的強度：實際最小壁厚為，故符合強度要求。凸凹模的刃口尺寸按凹模尺寸配作，并保證雙面間隙為,凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸的公差，應比零件所標注的精度高3～4級，即定為()。 凸凹模長度計算： 其中:為固定板厚度 （） 為卸料板厚度 （） h3為拉深件高度 （） h為彈簧閉合時高度為 所以： 凸凹模材料: ; 熱處理：硬度,尾部回火 3.3.4定位裝置的設計與標準化 由設計結構可得該套模具所用定位板定位 3.3.5卸料裝置的設計及標準化 (1)彈性卸料板的結構形式 模具采用倒裝結構，選用手冊圖2的卸料板形式。由表查得彈性卸料板厚度為。裝模具時卸料板孔與凸模得單邊間隙為，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應高出模具凸模工作刃口，以便順利卸料，卸料板的工作行程為。 材料：45鋼 熱處理硬度： (2)卸料螺釘的選用 采用圓柱頭卸料螺釘45鋼，熱處理：硬度 規(guī)格12×80 GB2867.6－81 (3)卸料彈簧的確定 所選彈簧的主要參數為：材料直徑d＝2mm，彈簧中徑D＝17.6mm，節(jié)距t＝5mm，n＝10圈，自由高度h0＝50mm，Fj＝3000N，hj＝18.6mm，最大心軸直徑6mm，最小套筒直徑10mm。 3.3.6推件裝置的設計與標準化[5] (1)剛性推件裝置的設計與標準化 本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應采用剛性推件裝置。其結構形式見手冊[5] (2)推件塊的設計 本推件塊的端面外形應跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應設計成臺階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應高出凹模面。 推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對尺寸較大，外形形狀相對復雜，所以推件內形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關系，屬內導向。 材料：45鋼 熱處理：硬度 (3)推桿的設計 推桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。 材料:45鋼 熱處理:硬度 規(guī)格： GB2870-81 （4）卸料橡皮的設計和選用 橡皮允許承受的負載較大，占據空間尺寸較小，安裝調整較方便靈活，而且成本較低，是中小型沖模中彈性卸料、頂料與壓邊裝置中常用的彈性元件。選擇橡皮時應主要確定其自由高度預壓縮量及截面積。其計算公式與步驟如下： ①確定自由高度 ——沖模工作行程（） 對沖裁模而言， ——預留的修模量。根據模具設計壽命一般取 ②確定和 ——橡皮的預壓縮量 ——沖模裝配好以后橡皮的高度 ③確定橡皮橫截面積 ——所需的彈壓力（） ——橡皮在預壓縮狀態(tài)下的單位壓力:約為 3.3.7支撐固定零件的設計與標準化 由凹模周,，及卸料板的外形尺寸，材料選為,0I級精度的后側導柱模架。技術要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 (1)模架的選用 上模座標記:280mm×210mm×35mm 35GB/T2855.5-90 下模座標記：280mm×210mm×40mm 40GB/T2855.6-90 模柄標記： GB2862.2-81 [5] (2)凸凹模固定板的設計 因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在上模座上。 凸模固定板的設計: 為了保證安裝、固定牢靠，凸模固定板必須有一定的厚度，由經驗公式計算凸模固定板厚度。 查手冊本模具取，其外形尺寸應與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為160mm×20mm 3.3.8導向零件的設計與標準化 本組模具采用的是后側導柱模座只需兩對相同型號的導柱導套。本模具沖裁間隙小應按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度，硬度 導柱標記: GB2861.1-81 導套標記: GB2861.6-81 3.3.9緊固零件的設計與標準化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數據如下： 內六角圓柱頭螺釘標記： 螺釘標記： 銷釘標記： 銷釘標記： 10×47 材料為Q235，國標分別為 3.4 壓力機的選用 通過前面的設計知道，上模座厚度，壓邊圈厚度，凹模厚度，下模座厚度，凸凹模固定板厚度，彈簧厚度，料厚。 該模具的閉合高度： =（35+20+30+18.5+1.5+30+40） = 模具閉合高度175mm,根據前面初選的壓力機，選擇J23-10型壓力機，其工作臺尺寸為240mm×370mm,最大閉合高度為180mm，連桿調節(jié)長度為35mm.最終經過校核，選擇J23-10型壓力機能滿足使用要求。 公稱壓力：100KN 滑塊行程：45mm 最大閉合高度:180mm 最大裝模高度：180mm 連桿調節(jié)長度：35mm 工作臺尺寸（前后×左右）：240mm×370mm 墊板尺寸（厚度×孔徑）：35×170mm 模柄孔尺寸: 最大傾斜角度： 3.6模具總裝圖 拉深件模具圖如圖3-2所示。 圖3-2拉深模 其工作過程是：上模座帶動凸凹模向下移動，壓邊圈和定位板接觸，坯料被壓住，然后凸凹模繼續(xù)向下移動，彈簧被壓縮，坯料進行拉伸，同時頂板也想下移動：移動到一定距離時，凹模與凸凹模接觸，坯料同時進行翻邊，翻邊拉伸接手后，凸凹模向上移動，成型的工件在頂板的作用下同時向上移動，移動到一定距離，彈簧開始釋放，然后壓邊圈與定位板分離，凹凸模繼續(xù)向上移動，工件由推板從凹模推出，一次成型結束。 4 總 結 翻邊接頭屬于復雜的零件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應的壓力機。本設計主要是沖孔凸、凹模以及拉深工藝的設計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結構零件以及模具的總體尺寸，然后根據上面的設計繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產過程中可能出現的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產零件的時候才可以減少廢品的產生。 翻邊接頭的形狀結構一般，但是其尺寸相對較大不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達到要求。模具工作零件的結構也較為簡單，它可以相應的簡化模具結構。便于以后的操作、調整和維護。 翻邊接頭沖壓成形工藝及模具的設計，是理論知識與實踐有機的結合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經濟的騰飛做出應有的貢獻。 致 謝 時光如電，歲月如梭，大學三