端蓋的拉深、落料、沖孔復合模設計【說明書+CAD】

購買設計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。。【注】：dwg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814

端蓋的拉深、落料、沖孔復合模設計 緒 論 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，在國民經(jīng)濟的各個領域都越來越多地依賴模具來進行加工。采用模具來進行生產(chǎn)，具有以下的特點：能絕大部分的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件的質(zhì)量，節(jié)約原材料，降低成本；而且模具生產(chǎn)出來的產(chǎn)品能“一模一樣”，達到最大的互換性，極大程度的滿足現(xiàn)代工業(yè)中互換性的標準及要求。模具，特別是精密、復雜、長壽命的模具，是衡量一個國家模具發(fā)展水平的重要標志。工業(yè)發(fā)達國家在汽車、電子、儀表、輕工業(yè)等方面的發(fā)展，產(chǎn)品的先進性、競爭力，在很大程度上取決于模具的先進性。 在我國，隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，特別是20世紀80年代以來，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度加快，品種數(shù)量迅速增加。這使得模具的需求量不斷增加，質(zhì)量也要求越來越高，從而使模具技術(shù)在國民經(jīng)濟中的地位和作用日趨重要。近年來，日本的汽車、手表、家用電器等產(chǎn)品的產(chǎn)量猛增，品種繁多，并在國際市場占據(jù)優(yōu)勢地位，其重要原因之一就是模具技術(shù)的高度發(fā)展?？梢?，研究和發(fā)展模具技術(shù)，對促進國民經(jīng)濟的發(fā)展具有特別重要的意義。 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，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(chǎn)周期等方面與發(fā)達國家的模具相比差距相當大。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型，精密、復雜和長壽命的模具依賴進口。 隨著科學技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工作為現(xiàn)代工業(yè)領域內(nèi)重要的生產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來越高，更新?lián)Q代的速度越來越快，沖壓產(chǎn)品正朝著復雜化，多樣化高、性能、高質(zhì)量方向發(fā)展，模具也正朝著復雜化，高效率、高精度、長壽命方向發(fā)展。隨著計算機技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設計與制造技術(shù)正由手工設計，依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機械加工技術(shù)向以計算機輔助設計（CAD），數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。 未來沖壓模具的發(fā)展趨勢： 模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要關(guān)注其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市場的需求發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90％以上的零部件，都要依賴模具成型，在電子產(chǎn)品中，沖壓件約占80％～85％；在汽車，農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中，沖壓件約占75％～80％；在輕工產(chǎn)品中，沖壓件約占90％以上。此外，在航空及航天工業(yè)生產(chǎn)中，沖壓件也占有很大的比例。在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達40％左右。而模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。 本課題的要求是： （1） 系統(tǒng)性的進行總結(jié)，使所學的基礎課得到鞏固，同時提高專業(yè)知識的運用能力。 （2） 運用所學的知識解決模具生產(chǎn)中遇到的實際問題，運用綜合知識更好的解決問題。 （3） 通過這次具體的端蓋的模具的設計與研究，使綜合知識的能力得以加強，掌握設計的基本過程和基本方法和在設計過程中參考有關(guān)實際生產(chǎn)的資料以了解實際與理論的差異，以便在以后的工作和學習中能更好的設計和生產(chǎn)高質(zhì)量的模具。 冷沖壓模具設計應注意的問題： 冷沖壓模具設計的整體過程是從分析總體方案開始到完成全部技術(shù)設計，這期間要經(jīng)過計算，繪圖，修改細節(jié)上的錯誤后不合理等等。在設計過程中應注意以下問題。 （1） 設計合理高效的模具結(jié)構(gòu) 根據(jù)零件圖樣及技術(shù)要求，結(jié)合生產(chǎn)實際情況，提出模具結(jié)構(gòu)方案，分析、比較、選擇出最佳的方案。 （2） 采用標準零部件 應盡量選用國家標準件及工廠沖模標準件。使模具設計典型化及制造簡單化，縮短設計制造周期，降低成本。 （3） 其它 ① 定位銷的用法： 沖模中的定位銷常選用圓柱銷，其直徑與螺釘直徑相近，不能太細，每個模具上根據(jù)需要選用。 ② 螺釘用法： 固定螺釘擰入模體的長度不能過長，如：旋入鑄鐵件的長度是螺釘直徑的2～2.5倍，旋入一般鋼件的長度是螺釘直徑的1.5～2倍。 ③ 對導柱、導套的要求： 模具完全對稱時兩導柱的導向直徑不應設計得成相同的，避免合模時誤裝模具而損壞模具刃口或其他的零部件。導套長度的選取應保證開始工作的導柱進入導套10～15mm。 ④ 取出制件方便： 設計拉深模時，所選設備的行程應是拉深深度（即拉深件高度）的2～2.5倍。 第1章 沖裁件的工藝性 原始資料： 工件名稱： 端 蓋 工件簡圖：如圖1所示 生產(chǎn)批量：大批量 材料：08鋼 材料厚度：2.0 mm 圖 1 工件圖 1.1 原坯料的性能分析 08鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其主要性能是屬于極軟低碳鋼，強度、硬度很低，塑性、韌性較好，冷加工性好。宜軋制成薄板、薄帶、冷變形材、冷拉、冷沖壓、焊接件、表面硬化件。 1.2 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 1.2.1 結(jié)構(gòu)工藝性 沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖壓工藝的適應性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸、基準是否符合沖裁加工的工藝要求。由于沖裁件要求形位精度的尺寸、、、的精度等級為IT12；其余尺寸為自由尺寸，沖裁件精度等級不高，模具的制造等級為IT9就能滿足要求。 1.2.2 拉深工藝的可行性 （1） 毛坯相對厚度： ； （2） 凸緣相對直徑： ； （3） 工件相對拉深高度： ； 注：由《沖壓模具設計與制造》表4.5.1有凸緣筒形件首次拉深的極限相對高度查得，因為 ,故可一次拉深成形。 1.3 加工工藝方案的確定 該工件包括落料、拉深、沖孔三工序，可有以下幾種方案： 方案一：先落料、拉深；再沖孔。采用兩模具生產(chǎn)加工。 方案二：拉深—落料—沖孔復合沖裁。采用復合模生產(chǎn)。 方案三：拉深—沖孔—落料級進沖裁。采用級進模生產(chǎn)。 方案一的模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)率低且生產(chǎn)出來的沖裁件形位精度低，難以滿足圖紙要求。方案二，只需一副模具，工件的形位精度得以保證的同時生產(chǎn)效率也提高，而且一副模具使得成本大大降低。方案三，采用的是級進模，生產(chǎn)效率雖然提高了，但是產(chǎn)品的形位精度得不到保證，級進模也使得生產(chǎn)的成本提高。通過以上方案的分析比較，該工件的生產(chǎn)采用方案二為佳。 1.4 沖裁件主要設計計算 1.4.1 沖裁件的坯料尺寸計算 圖2 沖裁件 沖裁件拉深部分的坯料直徑尺寸D（也就是工件外形尺寸ф38的拉深前的坯料直徑）為： ∵ = ф22 = ф26 = ф27 = ф38 r = 1 R = 0.5 h = 2.6 ∴ D = 42.2 1.4.2 排樣方式的確定及其計算 設計復合模，首先確定條料排樣圖。該沖裁件的特點是對稱的，直排時的材料利用率低，但是由于考慮到該工件的工序力及材料在工序過程中的流動性，直排會使材料在流動過程中所受的阻力小，且流動性會更好些，沖裁出來的工件在力學、材料的冷作硬化和斷面質(zhì)量方面會好；采用對頭直排的材料利用率會高些，但是在拉深過程中，材料的流動性會較差，拉深力增大很多。有可能會是材料在凹模圓角處發(fā)生拉裂現(xiàn)象。因此，采用直排的排樣方式。 圖3 排樣圖 查《沖壓模具設計設計與制造》表2.5.2，最小搭邊值a＝1.8mm，a＝1.5mm，由于工件有拉深工序，取用a＝2mm，a＝2mm。因此，搭邊值取2mm，條料寬度為76.2mm，步距為44.2mm，一個步距的材料利用率為51.55%，查板材標準，選用1000mm×1250mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為13張條料（76.2mm×1250mm），每張條料上可沖28個工件，故每張鋼板的材料利用率為50.56%。 1.4.3 沖裁工藝力的計算 該模具采用復合模，擬用彈性拉深裝置、彈性卸料、下出廢料。沖壓力的相關(guān)計算見下表： 表1 條料及沖壓力的相關(guān)計算 項目分類 項目 公式 結(jié)果 備注 排 樣 沖裁件面積A A＝1736.27 1736.27mm 查《沖壓模具設計設計與制造》表2.5.2，最小搭邊值a=1.8mm，a=1.5mm（由于工件有拉深工序，取用a=2mm，a=2mm）；采用彈性壓邊裝置，采用定位銷對條料的送進定位。 條料寬度B B＝72.2＋2×2 76.2mm 步距S S＝42.2＋2 44.2mm 一個步距的材料利用率η 51.6% 沖 壓 力 拉深力F ＝3.14×28×2×350×0.66 40619.04N ＝350 ＝0.66 沖裁力 （落料） ＝1.3×169×2×320 140608 N L＝169 mm ＝320 MPa 沖裁力 （沖孔） ＝1.3×43.96×2×320 ＋1.3×15.7×2×320×2 62699.52N L＝43.96 mm L＝15.7 mm ＝320 MPa 卸料力 ＝0.05×140608 7030.4N ＝0.05 推件力 ＝3×0.55×36574.72＋3×0.55×26124.8 103454.21N ＝3 ，＝3 ＝0.55， ＝36574.72 ，＝13062.4 沖壓工藝總力 ＝40619.04＋140608＋ 62699.52＋7030.4＋ 103454.21 354411.17N 彈性卸料，彈性打件，下出廢料 注：劉建超、張寶忠主編的，《沖壓模具設計與制造》表2.6.1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)表，得＝0.05，＝0.55。 1.4.4 壓力中心的確定 為了保證壓力機和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心線重合。否則在沖壓時會使沖模與壓力機滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均和導向零件加速磨損，造成刃口和其它零件的損壞，甚至還會引起壓力機導軌磨損，影響壓力機精度。 沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力作用點的方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力作用點可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的重心。具體方法如下： （1） 按比例畫出沖裁輪廓線，選定直角坐標； （2） 把圖形的輪廓線分成幾部分，計算各部分長度，并求出各部分重心位置的坐標,…； （3） 按沖裁輪廓線下列公式求沖模壓力中心的坐標值： 計算壓力中心時，先按比例畫出零件圖如下圖（圖4）所示，把坐標原點取在工件的對稱中心上，建立坐標系如下圖所示，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成,共11組基本線段；還有拉深部分的的中心在的原點上。用解析法求得模具的壓力中心C點坐標（0，0），有關(guān)計算如下表（表2）： 圖4 零件的沖裁輪廓圖 表 2 各壓力中心的坐標值 基本要素長度（mm） 各基本要素壓力中心的坐標值 -24 0 -20.06 16.54 0 0 20.06 16.54 24 0 20.06 -16.54 0 0 -20.06 -16.54 -24 0 0 0 24 0 合計：218.34 0 0 第2章 凸、凹模間隙和工作部分尺寸的計算 2.1 沖孔和落料的凸、凹模間隙 沖裁模凸、凹模間隙數(shù)值，主要與材料的厚度、種類有關(guān)。由于各種沖壓件對其斷面質(zhì)量和尺寸精度的要求不同，以及生產(chǎn)條件的差異，在生產(chǎn)實際中而不同。查《實用模具技術(shù)手冊》得： 表3 汽車、拖拉機行業(yè)常用的沖裁模初始間隙Z 材 料 厚度 t /mm 08 2.0 0.246 0.360 2.2 工作部分尺寸的計算原則 在確定沖孔模凸模和凹模工作部分尺寸時，必須遵循以下幾項原則： （1） 根據(jù)落料和沖孔的特點，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，故沖孔模應先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。 （2） 根據(jù)刃口的磨損規(guī)律，刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應取接近或等于工件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應取接近或等于工件的最大極限尺寸。 （3） 考慮工件精度與模具精度間的關(guān)系，在選擇模具刃口制造公差時，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙數(shù)值。一般沖模精度較工件高2～3級。 2.3 沖孔和落料的凸、凹模工作部分尺寸和公差 2.3.1 凸模與凹模分開加工法 這種方法適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的沖裁件。其尺寸計算見下表 表4 凸凹模工作部分尺寸和公差計算公式 工序性質(zhì) 工件尺寸 凸模尺寸 凹 模 尺 寸 落料 沖孔 注：計算時，需先將工件尺寸化成，的形式。 表中，、 —— 分別為落料凸、凹模刃口尺寸（mm）； 、 —— 分別為沖孔凸、凹模刃口尺寸（mm）； D 、d —— 分別為落料件外徑和沖孔件孔徑的基本尺寸（mm）； 、 —— 分別為凸、凹模的制造公差（mm）， Δ —— 零件（工件）的公差（mm）； —— 最小合理間隙。 —— 磨損系數(shù)。 表5 磨損系數(shù) 材料厚度 t /mm 非 圓 形 圓 形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工 件 公 差 Δ 1～2 ＜0.20 0.21～0.41 ≥0.42 ＜0.20 ≥0.20 為了保證新沖模的間隙小于最大合理間隙（）,凸模和凹模制造公差必須保證： 當、 無現(xiàn)成資料時，一般可取 , 所制造的端蓋，材料為08鋼，料厚為2mm。查表得 =0.360 =0.246 — = 0.360—0.246 =0.114 對落料尺寸ф38的弧的凸、凹模偏差查表得： =＋0.030 =－0.020 ||+|| =0.05＜— 查表得：X = 0.75 對于沖孔尺寸ф14的凸、凹模偏差查表得： =＋0.020 =－0.020 ||+|| =0.04＜— 查表得：X = 0.5 表6 尺寸計算 沖裁種類 工件尺寸 凸 模 尺 寸 凹 模 尺 寸 落 料 ＝ 沖 孔 2.3.2 凸、凹模配合加工法 這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。 采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大、變小、還是不變這三種情況，然后分別按不同的計算公式計算。 （1） 凹模磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A 第一類尺寸： （2） 凹模磨損后會減小的尺寸——第二類尺寸B 第二類尺寸： （3） 凹模磨損后會保持不變的尺寸——第三類尺寸C 第三類尺寸： 其落料凹模的基本尺寸計算如下： 圖5 落料凹模刃口部分尺寸 第一類尺寸，磨損后增大的尺寸： 第三類尺寸，凹模磨損后會保持不變的尺寸： 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是37.79 mm，48.1 mm，不必標注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值=0.246。 圖6 落料凸模刃口部分尺寸 由于該工件是一般沖壓件，其余未注公差的尺寸：R10、R7、ф5，屬于自由尺寸，按IT14級確定工件的的公差，能滿足其尺寸精度的要求。 沖孔件的按凸模尺寸取決于凸模尺寸，因此沖孔的尺寸應先確定凸模的尺寸。該工件沖裁的ф的孔，當凸模的尺寸磨損后沖裁的孔的尺寸變小。 40 其凸模的制造尺寸計算如下： 圖7 沖孔凸、凹模配合加工的尺寸 2.4 拉深模工作部分參數(shù)的計算 2.4.1 拉深凸模及凹模的單邊間隙 （1） 間隙值應合理選取，否則，C過小會增加摩擦力，使拉深件容易拉裂，且易擦傷表面，和降低模具壽命；C過大，有易使拉深件起皺，且影響制件精度。 （2） 在確定間隙時，須考慮到毛坯在拉深中邊緣的變厚現(xiàn)象，材料厚度偏差及拉深件的精度要求。 （3） 用壓邊圈進行拉深時的單邊間隙 表7 壓邊圈進行拉深時的單邊間隙 總拉深次數(shù) 拉深工序 單邊間隙 1 一次拉深 （1～1.1）t 因此，取用單邊間隙： 2.4.2 工作部分尺寸的計算 確定拉深凸模和凹模工作部分尺寸，應考慮模具的磨損和拉深件的彈復；凸凹模工作部分尺寸的計算公式見下表： 圖8 拉深凸、凹模的尺寸關(guān)系 拉深凹模尺寸的計算公式：， 拉深凸模尺寸的計算公式：， 注：d —— 拉深件內(nèi)形的基本尺寸； Δ —— 拉深件基本尺寸d公差； C —— 拉深凸、凹模的單邊間隙； —— 拉深凹模的制造公差； —— 拉深凸模的制造公差； 表8 拉深模的制造公差 材料 厚度 制件直徑的基本尺寸 ＞10～50 2 0.11 0.07 （1） 拉深凹模尺寸的計算： （2） 拉深凸模尺寸的計算： 第3章 凸、凹模的設計及相關(guān)參數(shù)的確定 3.1 凸模的設計 3.1.1 大凸模的設計 由于是復合模，因此，大小凸模都安裝在上模上，而大小凸模如果在同一模板上固定，固定板的強度不足。因此，選用分別固定法，把大凸模固定在大凸模固定板上，小凸模固定在小凸模固定板上。大凸模的型式選用臺階式凸模，如下圖（圖9）所示： 圖9 大凸模的型式 大凸模的沖裁部分的直徑由工件的孔的直徑確定，而其長度由模具的結(jié)構(gòu)確定。由模具上的結(jié)構(gòu)得，大凸模的長度由彈性元件、凹模的高度、還有模具在工作過程中的拉深、落料和沖孔的先后工作順序確定其安裝的高度比凹模刃口的高度高5.1mm。由以上的因素得出大凸模的長度為81mm。安裝后保證其刃口比凹模刃口高6mm。 3.1.2 小凸模的設計 小凸模的結(jié)構(gòu)型式與大凸模的相似，但由于小凸模的直徑小，因此其結(jié)構(gòu)采用多臺階的結(jié)構(gòu)型式以保證小凸模的強度和剛度。其結(jié)構(gòu)如下圖（圖10）所示： 圖10 小凸模的結(jié)構(gòu)型式 小凸模的長度同樣要考慮模具的結(jié)構(gòu)而確定，其長度為70mm。安裝后保證其刃口比落料凹模的刃口高2mm。 3.2 落料凹模的設計 3.2.1 落料凹模的凹模型孔的設計 落料凹模的型孔選用如下圖（圖11）的結(jié)構(gòu)，這樣的凹模結(jié)構(gòu)，刃邊強度較好，孔口尺寸不隨修磨而增大；同時由于模具使用彈性推件裝置，這種結(jié)構(gòu)也方便彈性推件裝置的安裝與運行。 圖11 落料凹模的型孔結(jié)構(gòu) 3.2.2 落料凹模厚度H的計算 凹模厚度的計算公式： ( H≥15mm) 式中 k —— 系數(shù)： b —— 最大孔口尺寸 查《實用模具設計與制造手冊》，表1-1-41 系數(shù)k的數(shù)值表得: 料厚 t b 2 50～100 0.28 mm 其中，b的數(shù)值與制件的尺寸一致，b＝58mm。 由于落料凹模內(nèi)還安裝有拉深凹模，拉深凹模與落料凹模在工作過程中進行上下滑動動作，考慮到拉深凹模的運動平穩(wěn)性，取用H＝22mm。 3.2.3 落料凹模的壁厚 落料凹模壁厚的計算公式： ，( mm) mm 落料凹模的安裝采用四個M10螺釘固定，同時用兩個銷釘進行定位。從凹模上螺釘孔、圓柱銷孔的最小距離出發(fā)，查《實用模具設計與制造手冊》表1-1-45 螺釘、銷釘?shù)淖钚【嚯x，得M10螺釘?shù)闹行目椎桨寄Ｍ庑蔚淖钚【嚯x為14mm，取用15mm。則凹模壁厚mm，滿足以上的條件要求。 由以上的數(shù)據(jù)得，凹模的外形尺寸為140mm×90mm×60mm。 3.3 凸凹模的設計 凸凹模的刃口型式選用直筒型刃口，其結(jié)構(gòu)型式如圖12所示。該結(jié)構(gòu)的特點是：刃口強度較高，修磨后刃口尺寸不變；沖裁件的精度較高，加工方便，可用電火花線切割工藝切割出凹模的形狀，且電火花線切割加工能一次滿足凸凹模零件的主要表面對粗糙度的要求。 圖12 凸凹模的刃口型式 其主要參數(shù)是，當沖裁的材料 t＝2mm 時，β＝2°，刃口高度 h ≥ 6 mm 。從凸凹模的強度和剛度以及壓力機等因素出發(fā)，取用h＝6 mm。凸凹模的沖孔尺寸數(shù)值與制件的沖裁孔的尺寸一致；凸凹模的外形就是制件的落料凸模，因此凸凹模的外形尺寸的數(shù)值與制件落料尺寸相同。 第4章 其他零件的設計 4.1 彈性卸料板的設計 由于工件在拉深工序中使用壓邊圈，同時工件在落料后條料會卡在凸凹模外要使用到卸料裝置。而選用彈性卸料板能兼起以上兩種功效?？紤]到卸料板的剛度和強度，選用卸料板的厚度為12mm，其外形尺寸與凹模的尺寸一樣為140mm×90mm。與凸凹模配合加工，保證其間隙為0.1~0.3mm。卸料板在安裝后保證其高度比凸凹模的高度高0.5~1mm，以保證在拉深工序起壓料的作用。 4.2 彈性元件的設計原則 橡膠允許承受的載荷較大，且安裝調(diào)整方便，是沖壓模具中廣泛使用的彈性元件。橡膠的選用與計算如下： 4.2.1 橡膠板壓縮量和厚度的計算 橡膠板的最大壓縮量一般應不超過厚度H的45%，其預壓縮量為10%～15%，所以取 式中，H —— 橡膠板厚度（mm）; h —— 許可壓縮量（mm）； 橡膠板的相對高度應滿足： 式中，D —— 圓柱形或圓筒形橡膠板的外徑。 4.2.2 橡膠板的平面尺寸 橡膠板的截面尺寸及計算公式 選用橡膠板的型式如圖11所示， 計算公式：（單位：mm） 注：d 、D —— 按模具結(jié)構(gòu)選用。 p ——橡膠預壓時產(chǎn)生的單位面積壓力，與預壓縮量有關(guān)（ MPa ）； —— 所需工作壓力（N）。 圖13 橡膠板的選用型式 4.2.3 橡膠的工作壓力 式中， —— 橡膠板工作壓力（N）； —— 橡膠板橫截面積（mm）; p —— 橡膠產(chǎn)生的單位面積壓力，與壓縮量有關(guān)；設計時取預壓量下的單位壓力 4.3 拉深及卸料的彈性元件設計 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)。彈性元件的選用結(jié)構(gòu)如圖11。因為大凸模的直徑為ф14，因此取用橡膠板的直徑d＝ф20, 考慮到橡膠板的疲勞性和其強度問題，取用橡膠板的外直徑D＝ф40；考慮到工件在拉深成型過程中材料的回彈，拉深凹模的行程為8mm左右，取用橡膠板的高度為35mm，預壓5mm，預壓縮量為；而，滿足要求。 橡膠板強度的校核： N ≥ ＝40619.04+7030.4＝47649.44N 橡膠板的許用工作彈性壓力遠大與模具所需的工作彈力,因此,橡膠板滿足使用要求. 注:查 劉建超、張寶忠 主編的〈沖壓模具設計與制造〉圖2.9.35 橡膠特性曲線圖 得，p＝415 Pa。 4.4 卸料彈性元件的設計 由模具結(jié)構(gòu)可知，彈性卸料板又由四個彈性卸料的螺栓進行安裝定位，通過彈性元件的支承、預壓而得以進行準確的安裝和工作。彈性元件的材料同樣選用橡膠板，結(jié)構(gòu)型式與圖11一樣。螺栓選用M8×80mm。橡膠板的內(nèi)孔直徑取用ф12， 考慮到橡膠板的疲勞性、強度以及彈性卸料板在安裝后的平衡性問題，取用橡膠板的外直徑D＝ф30；取用橡膠板的高度為32mm，預壓4mm，預壓縮量為；而，滿足要求。 4.5 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料螺釘?shù)淖饔檬菍π读习暹M行安裝固定以及在工作過程中進行導向的作用。查 肖祥芷、王孝培《中國模具設計大典》的第3卷《沖壓模具設計》表22.5—64 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（JB/T7650.6—1994）。卸料螺釘選用M8×65mm，JB/T7650.6—1994。 4.6 定位零件的設計 4.6.1 毛坯定位的原則 定位零件的作用是用來確定條料或毛坯在模具送進時用準確的位置，以保證沖出合格的制件。條料或毛坯在模具中的定位：一是送料方向上的定位，用來控制送料的進距，即通常所說的擋料。二是在與送進方向上垂直方向上的定位，通常稱為導料。 定位零件的設計原則是： (1) 定位至少應有三個支承點，即兩個導向點和一個定距點。定位的支承點（面）之間應有足夠的距離，保證條料或毛坯定位的穩(wěn)定； (2) 定位的方向和位置必須與人們的操作習慣相適應，如右手比左手操作可靠有力。 4.6.2 毛坯的定位方式 本模具的條料的定位與模具的結(jié)構(gòu)與排樣相關(guān)。由于條料的送進是從右往左送進，因此，條料在送進方向上的定位是在送料的前端進行定位，而送進方向的導向是對條料進行單側(cè)導向（右側(cè)邊）導向?？紤]到條料在模具各個工序發(fā)生前后的形狀，條料在送進方向上的定位選用一個定位銷（擋料銷）進行定位。而考慮到模具的結(jié)構(gòu)與導向零部件的結(jié)構(gòu)與安裝的簡易，選用兩個定位銷進行導向。擋料銷與兩個定位銷組成一個定位點和一個導向面對條料進行導向和準確的定位。 4.6.3 定位零件的結(jié)構(gòu)選用 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)與其他零件的加工條件考慮，固定擋料零件和導料零件都選用固定擋料銷（JB/T7649.10—1994）A型的結(jié)構(gòu)型式，如下圖（圖14）。 圖14 固定擋料銷的結(jié)構(gòu) 由條料或毛坯的厚度t＝2mm，選用d＝6mm的A型固定擋料銷。其相關(guān)參數(shù)是，d＝6mm，h＝3mm,L=8mm,d＝3mm。材料為45鋼，熱處理：硬度43～48HRC。 4.7 銷釘?shù)倪x用 銷釘，是用來固定多個零件的相對位置。在裝配時，為了保證零件的相對位置，銷釘一般都用兩個，且盡量遠距離錯開布置，以保證定位可靠。常用的是圓柱銷釘，其直徑和長度是根據(jù)模具安裝的相關(guān)結(jié)構(gòu)來選取 ，上模安裝有墊板厚8mm，大凸模固定板厚12mm，小凸模固定板厚12mm,凹模高60mm，上模座厚35mm，上?？偟母叨葹?29mm?？紤]到銷釘?shù)膭偠群蛷姸龋x用ф10×100mm的銷釘。銷釘?shù)臉藴蕿镚B/T119.1—2000。下模用的銷釘是用于定位凸凹模固定板。凸凹模固定板的厚為20mm，下模座厚40mm，選用銷釘ф6×50mm。銷釘?shù)臉藴蕿镚B/T119.1—2000。 注：銷釘?shù)倪x用規(guī)格，查肖祥芷、王孝培《中國模具設計大典》的第3卷《沖壓模具設計》表22.63—13 淬硬鋼和馬氏體不銹鋼圓柱銷(GB/T119.2—2000)。 4.8 螺釘?shù)倪x用 螺釘?shù)淖饔檬锹?lián)接和固定模具零部件的一種零件。選用的螺釘要均勻布置，盡量置于被固定零件的外形輪廓附近。由于本模具的外形為矩形，因此，上模采用4個螺釘進行聯(lián)接各個零件。由銷釘?shù)倪x用可知，上模總的安裝高度為129mm。因此，選用M10×100mm的螺釘，GB/T70.1—2000。下模選用的螺釘其作用是固定凸凹模的固定板。凸凹模固定板的厚為20mm，而下模座厚40mm，因此，選用的螺釘為M6×55，GB/T70.1—2000。為了讓凸凹模的受力均勻，采用8個螺釘均稱的排布在凸凹模的四周。 注：銷釘?shù)倪x用規(guī)格，查 肖祥芷、王孝培《中國模具設計大典》的第3卷《沖壓模具設計》表22.63—13 圓柱頭內(nèi)六角螺釘（JB/T70.1—2000)。 第5章 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設備的選擇 5.1 模架及其導向的選用 模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都安裝固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。 根據(jù)國家標準，模架主要有兩大類：一類是由上模座，下模座，導柱，導套組成的導柱模模架；一類是由彈壓導板，下模座，導柱，導套組成的導板模模架。模具的上模通過上模座上的模柄與壓力機滑塊相連，下模由下模座用螺釘或壓板等固定在壓力機工作臺面上。上、下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置，以引導凸、凹模的相對運動，保證沖裁的正常運行，工件的正常生產(chǎn)。 根據(jù)工件的排樣方式與條料在工作中的送進方式，選用后側(cè)導柱模模架。后側(cè)導柱模架的特點是，兩導柱、導套分別裝在上、下模座后側(cè)，凹模面積是導套前的有效區(qū)域?？捎糜跊_壓較寬調(diào)料，且可用邊角料。送料及操作方便，可縱向、橫行送料。主要使用于一般精度要求的沖模，不宜用于大型模具。 由于模具本身的精度不高，且工件的精度要求在IT12。因此，選用滑動導向的導柱導套組合的導向裝置，就能滿足使用要求。 根據(jù)模具上安裝的凸、凹模零件的邊界尺寸140mm×90mm,選用模具的周界為160 mm×100mm的后側(cè)導柱導套模架，GB/T2851.3—1990。模具的外形周界尺寸為258mm×168mm ×240mm。 5.2 卸料、出件方式的選擇 由卸料板的設計可知，卡在下模中凸凹模的條料由彈性卸料板彈頂卸出；而卡在凹模的工件由彈性拉深凹模兼起打件塊彈出。工件在彈出后，可能會留在模具上而妨礙模具的下一行程，這時由工人用條料把工件推離模具或手工清除。 工件沖孔工序產(chǎn)生的廢料會落在凸凹模的凹?？锥磧?nèi)，因此，選擇在下模座開出相應排廢孔，讓沖孔沖出的廢料通過下模座、壓力機工作臺面的工作臺孔順利排除而不會影響模具的正常工作。 5.3 模柄的選用 模柄是作為上模與壓力機滑塊連接的零件，對于它的基本要求：一是要與壓力機滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；二是與上模正確可靠的連接。模柄在上模座上的安裝位置還要保證其位置的中心是模具的壓力中心，以保證模具安裝在壓力機上后，壓力機的壓力中心與模具的壓力中心重合。 根據(jù)模具的大小與其在工作的壓力機的模柄孔的尺寸，參考 肖祥芷、王孝培《中國模具設計大典》的第3卷《沖壓模具設計》表22.5—24壓入式模柄（JB/T 7646.1—1994）的A型壓入型凸緣模柄，A50×105mm JB/T 7646.1。 5.4 模具安裝中各零部件的公差配合要求 序號 配合零件名稱 配合要求 序號 配合零件名稱 配合要求 1 導柱與模座 H7/r6 7 拉深凹模與凹模 H8/f8 2 導柱與導套 H7/h6 8 卸料板與凸凹模 0.1～0.2mm（單邊間隙） 3 壓入式模柄與上模座 H7/m6 9 固定擋料銷與卸料板 H7/m6 4 模柄與壓力機滑塊模柄孔 H11/d11 10 凸凹模與其固定板 H7/m6 5 大、小凸模與其固定板 H7/m6 11 螺釘與螺桿孔 0.5～1mm（單邊間隙） 6 銷釘與固定板、模座 H7/r6 12 卸料螺釘與螺桿孔 0.5～1mm（單邊間隙） 5.5 選擇壓力機 5.5.1 沖壓設備的選用原則 （1） 壓力機的噸位應當?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力，即，式中—所選壓力機的噸位，—沖裁時的總力。 （2） 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機類型和行程（沖程）次數(shù)，如復合模工作需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機。 （3） 根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進出料等情況選擇壓力機臺面尺寸，如有推件時應考慮臺面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過。 （4） 選擇壓力機的閉合高度與模具的閉合高度是否匹配；模柄直徑、長度尺寸是否與壓力機滑塊模柄直徑、深度尺寸一致。 （5） 壓力機滑塊行程應該是拉深深度的2~2.5倍；壓力機的行程次數(shù)應當保證有最高的生產(chǎn)效率；壓力機應該使用方便和安全。 為了安全起見，防止設備的超載，從模具壽命、加工精度、壓力機疲勞強度、維修等方面考慮，通常所選用的壓力機的標稱壓力不小于總工藝力的1.25~1.35倍。 5.4.2 選用壓力機的參數(shù) 根據(jù)以上所敘壓力機的選用原則，1.25~1.35的為443013.46 N ~ 478455.08 N。因此，選用的壓力機的標稱壓力大于478.45 KN。 查表可選開式傾斜式壓力機參數(shù)初選壓力機型號為J23-630，見下表（表9）。 表9 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù) 公稱壓力 /KN JC21-630 發(fā)生公稱壓力時滑塊 距下死點距離 /mm 8 滑塊行程 /mm 120 行程次數(shù) /次·min 70 最大封閉 高度 / mm 固定臺和可傾式 360 活動臺 位置 最低 460 最高 220 封閉高度調(diào)節(jié)量 /mm 90 滑塊中心到床身距離 /mm 260 工作臺尺寸 /mm 左 右 710 前 后 480 工作臺孔尺寸 /mm 左 右 340 前 后 180 直 徑 230 立柱間距離 /mm 340 活動臺壓力機滑塊中心到床身 到床身緊固工作臺平面距離 /mm 250 公稱壓力 / KN 630 模柄孔尺寸（直徑/mm×深度/mm） Ф50×70 工作臺板厚度 /mm 90 傾斜角 30° 第6章 模具的裝配與調(diào)試 6.1 模具的裝配 6.1.1 模具裝配技術(shù)要求 沖裁模裝配后，應達到下述技術(shù)要求： （1） 模架精度應符合標準（JB/T8050—1999《沖模模架技術(shù)條件》、JB/T8071—1995《沖模模架精度檢查》）規(guī)定。模具的閉合高度應符合圖紙的規(guī)定要求。 （2） 裝配好的沖模，上模沿導柱上、下滑動應平穩(wěn)、可靠。 （3） 凸、凹模間的間隙應符合圖紙規(guī)定的要求，分布均勻，凸?；虬寄５墓ぷ餍谐谭霞夹g(shù)條件的規(guī)定。 （4） 定位和擋料裝置的相對位置應符合圖紙規(guī)定要求。沖裁模導料銷的導向必須準確。彈性卸料和打件裝置的相對位置應符合設計要求，超高量在許用規(guī)定范圍內(nèi)，工作面不允許有傾斜或單邊偏擺，以保證制件或廢料能及時卸下和順利頂出。 （5） 緊固件裝配應可靠，螺栓螺紋旋入長度在鋼件連接時應不小螺栓的直徑；銷釘與每個零件的配合長度應大于1.5倍銷釘直徑；螺栓和銷釘?shù)亩嗣鎽陀谏?、下模座等零件表?～3mm。出料槽應暢通無阻，保證廢料能自由排出。 （6）緊固螺釘和定位銷釘與其孔的配合應正常、良好。 （7） 模具在壓力機上的安裝尺寸需符合選用設備的要求；起吊零件應安全可靠。 （8） 模具應在生產(chǎn)的條件下進行試驗，沖出的制件應符合圖紙的要求。 6.1.2 模具的裝配原則 本模具是反裝的復合模，其裝配順序和裝配方法相當于在同一個工位上先裝配沖孔模，然后以沖孔模為基準，再裝配落料模。基于此原理，裝配復合模應遵循如下原則： （1） 復合模裝配應以凸凹模作裝配基準件。先將裝有凸凹模的固定板用螺栓和銷釘安裝、固定在指定下模座的相應位置上；再按凸凹模的內(nèi)形，外形裝配、調(diào)整沖孔凸模固定板的相對位置，使沖孔凸、凹模間的間隙趨于均勻；然后再以凸凹模的外形為基準，裝配、調(diào)整落料凹模相對于凸凹模的位置，調(diào)整到均勻間隙，最后用螺栓固定。 （2） 試沖紙片無誤后，將沖孔凸模固定板、落料凹模、墊板及上模座裝夾在一起，經(jīng)鉆絞和配鉆、配絞銷孔。把彈性元件、拉深凹模放入凹模后進行上模的安裝與固定。 （3） 把下模的彈性卸料元件與卸料板安裝固定在下模座上，安裝后保證彈性卸料板與凸凹模的單邊間隙為0.1～0.2mm。 6.2 模具的調(diào)試 6.2.1 沖裁模的調(diào)試 沖裁模調(diào)試要點： （1） 模具閉合高度調(diào)試。調(diào)試模具與沖壓設備的相對位置，使兩者配合良好，保證模具應有的閉合高度和開啟高度。 （2） 導向機構(gòu)的調(diào)試。導柱、導套要有好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)、可靠。 （3） 凸、凹模刃口及間隙調(diào)試。刃口鋒利，間隙要均勻。 （4） 定位裝置的調(diào)試。定位要準確、可靠。 （5） 卸料及出件裝置的調(diào)試。卸料及出件要暢通，不能出現(xiàn)卡住現(xiàn)象。 6.2.2 沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題和調(diào)整方法 表10 沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題和調(diào)整方法 存在問題 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低； 配合間隙過大或過??； 間隙不均勻使制件的一邊有顯著的帶斜角的毛刺。 刃磨刀口，使其鋒利；調(diào)整凸、凹模之間間隙，使其均勻一致。 制件不平 凹模有倒錐角； 彈性頂裝置的彈力過小。 修正凹模； 加大預壓力，或增加彈性元件的橫截面積以增大彈性力。 內(nèi)孔與外形位置不正，成偏位情況 擋料銷位置不正； 凹模的中心線與凸凹模的中心線不平行，使沖出的工件偏斜。 修正擋料銷。 調(diào)整凸模與凸凹模的相對位置，使兩者的相對中心線重合。 刃口相咬 上模座、下模座、固定板、凹模、墊板等零件安裝面不平行； 凸模、導柱等零件安裝不垂直； 卸料板的孔位不正確或歪斜，使沖孔凸模位移； 凸、凹模相對位置沒有對正； 導柱、導套配合間隙過大，使導向不正。 修正有關(guān)零件的平行度，重裝上?；蛳履?； 重裝凸?；?qū)е３执怪保? 修正或更換卸料板； 調(diào)整凸、凹模，使其對正并保持間隙均勻； 更換導柱或?qū)住? 卸料不正常 橡皮的彈力不足； 凹模和下模座的漏料孔沒有對正，料被堵死而排不出來； 由于裝配不正確，使卸料機構(gòu)不能動作，如卸料板與凸凹模配合過緊或卸料板裝配后有傾斜現(xiàn)象而卡緊凸凹模。 更換橡皮； 修正漏料孔； 修正卸料板。 結(jié) 語 三年的專業(yè)學習，使我對模具這個專業(yè)從了解到現(xiàn)在熟練掌握專業(yè)知識，深入了解模具行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)的角色及其重要的地位，使我明白大學的三年里的專業(yè)知識只是在打基礎，對于我來說，只是個開始。 三年的學習中，我學習了沖壓模具設計與制造、模具制造技術(shù)及與本專業(yè)相關(guān)的數(shù)控加工編程技術(shù)、材料加工與熱處理等相關(guān)的專業(yè)基礎課，使我對沖壓技術(shù)的認識更加深入。通過學習，我能從事相關(guān)的沖模設計及沖模零部件的制造工藝的編制，能從事沖壓技術(shù)工作。 本設計的內(nèi)容為端蓋沖裁模設計，通過這次的設計，基本掌握了對冷沖模設計的方法及步驟，對冷沖模有了更進一步的深入理解和認識，對模具的制造工藝過程更加熟悉，為今后的工作積累了相應的經(jīng)驗。 這次設計，使我更加深入地理解了冷沖壓技術(shù)工作設計的內(nèi)容、步驟。冷沖壓技術(shù)工作設計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設計、模具設計及沖模制造等方面的內(nèi)容。 冷沖壓工藝設計是針對給定的生產(chǎn)產(chǎn)品的圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體的生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。 沖壓模具設計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設計計算并構(gòu)思出與沖壓設備想適應的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設計繪圖過程。 沖模制造是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用壽命等項要求，綜合考慮各方面的特點，并充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的一切特長，正確選擇加工方法和裝配方法，選出最佳加工方案，制定出合理的沖模加工工藝規(guī)程的過程。 通過這次設計，使我認識到除了正確運用所學到的知識外，吸取和借鑒他人的設計經(jīng)驗也是非常重要的。 致 謝 本課題設計在完成的過程中得到了于智宏、翟德梅、楊占堯等老師的大力幫助，并借鑒和吸取了廣泛專業(yè)人士的豐富經(jīng)驗，在此表示誠摯的感謝！ 于老師在我做畢業(yè)設計的過程中給了我不少幫助，尤其是在完成本課題設計的最后階段，課題的零件圖尺寸出了點問題，多謝于智宏老師的幫助，我才順利完成。我再次感謝于老師！祝于老師工作順利！ 最后，感謝在我完成課題設計過程中幫助我的所有老師和同學！ 參考文獻 [1] 肖祥芷、王孝培.中國模具設計大典 第3卷 沖壓模具 ，江西.江西科學技術(shù)出版社，2003.1 [2] 翟德梅、段學峰.模具制造技術(shù).北京.化學工業(yè)出版社，2005.6 [3] 許發(fā)樾.實用模具設計與制造手冊.北京.機械工業(yè)出版社，2002.1 [4] 楊玉英.實用沖壓工藝及模具設計手冊.北京.機械工業(yè)出版社，2005.1 [5] 王樹勛.模具實用技術(shù)設計綜合手冊，廣東.華南理工大學出版社，1995.6 [6] 趙昌盛.實用模具材料應用手冊·金屬材料，北京.機械工業(yè)出版社，2005.6 [7] 曾正明.機械工程材料手冊，北京.機械工業(yè)出版社，2005.6 [8] 李志剛.中國模具設計大典 第1卷 現(xiàn)代模具設計基礎，江西.江西科學技術(shù)出版社，2003.1 [9] 趙昌盛.實用模具材料應用手冊，北京.機械工業(yè)出版社，2005．6 [10] 方昆凡．機械工程材料實用手冊，沈陽．東北大學出版社，1995.7