圓U形帶凸緣筒形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【拉深切邊復(fù)合模含17張CAD圖帶卡片】
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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書11 緒論模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它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。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。20 世紀(jì) 80 年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以 15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，目前，我國(guó)制造業(yè)的資源已突破了企業(yè)——社會(huì)——國(guó)家的界線，制造業(yè)的國(guó)際化已是一個(gè)客觀事實(shí)。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004 年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到 600 多億，同時(shí)，有近200 個(gè)億的出口），到 2005 年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 600 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年 9000 多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2005 年的 2 億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。2003 年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量均突破 400 萬(wàn)輛，預(yù)計(jì) 2004 年產(chǎn)銷量各突破 500 萬(wàn)輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到 260 萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書2達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的 20%之多。 目前，中國(guó) 20000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 70 多萬(wàn)。2004 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 355 億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。我國(guó) 20000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“ 模具之鄉(xiāng) ”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處 理技術(shù)； 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書37）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)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(wú)法替代的。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．1.3 拉深件模具設(shè)計(jì)與制造方面拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。拉深不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)。拉深件的工藝性分析拉深零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指拉深零件采用拉深成形工藝的難易程度。良好的工藝性是指坯料消耗少、工序少，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、廢料少和操作河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書4簡(jiǎn)單方便等。在設(shè)計(jì)拉深零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)材料拉深時(shí)的變形特點(diǎn)和規(guī)律，提出滿足工藝性的要求。1. 對(duì)拉深材料的要求拉深件的材料應(yīng)具有良好的塑性、低的屈強(qiáng)比、大的板厚方向性系數(shù)和小的板平面方向性。2. 對(duì)拉深零件形狀和尺寸的要求(1)拉深件的高度盡可能小，以便能通過(guò) 1—2 次拉深工序成形。(2)拉深件的形狀盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱，以保證變形均勻。對(duì)于半敞開的非對(duì)稱件，可成雙拉深后再剖成兩件。(3)有凸緣的拉深件，最好滿足 d 凸≥d+12t ，而求外輪廓與直壁斷面最好形狀相似，否則，拉深困難，切邊余量大。(4)為了使拉深件順利進(jìn)行，凸緣圓角半徑 r≥2t。當(dāng) r＜0.5mm 時(shí)，應(yīng)增加整形工序。3． 對(duì)拉深零件精度的要求。(1)由于拉深件各個(gè)部位的料厚有較大的變化，所以對(duì)零件圖上的尺寸應(yīng)明確標(biāo)注是外壁還是內(nèi)壁。(2)由于拉深件有回彈，所以零件橫截面的尺寸公差，一般都在 IT12 級(jí)以下，如零件高于 T12 級(jí)，應(yīng)增加整形工序。(3)多次拉深的零件對(duì)外表面或凸緣的表面，允許有拉深過(guò)程中所產(chǎn)生的印痕和口部的回彈變形，但必須保證精度在公差允許范圍之內(nèi)。本設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的拉深件，形狀比較規(guī)則，但底部圓角存在較高的工藝性問題，直邊區(qū)的變形不是簡(jiǎn)單的彎曲, 應(yīng)力分布不均,可以利用塑性加工理論進(jìn)行定性分析。因此，只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就一個(gè)低方形拉深，根據(jù)工藝分析及計(jì)算確定它能一次拉深成功。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架。為了保證制件的尺寸精度，設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書51.3.1 筒形件拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)。只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。蓋體是最典型的拉深件，在拉深中由于制件的高度太高，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次拉深不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。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(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長(zhǎng)度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。1.3.2 蓋體落料拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1、明確設(shè)計(jì)任務(wù)書，收集有關(guān)資料在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)——方形件拉深以及設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃，并仔細(xì)閱讀《冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)》教材，了解本設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求和步驟，以及查閱有關(guān)模具圖冊(cè)、設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料；了解本設(shè)計(jì)零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個(gè)產(chǎn)品中的裝配關(guān)系、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量，采用的沖壓設(shè)備型號(hào)和規(guī)格，模具零件的制造加工工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等情況。2、工藝分析及工藝方案的制定經(jīng)分析制件的技術(shù)要求，結(jié)構(gòu)工藝性及經(jīng)濟(jì)性都符合工藝要求，確定總體工藝方案，填寫工藝卡。3、工藝計(jì)算及設(shè)計(jì)（1） 、排樣及材料利用率計(jì)算 （2） 、刃口尺寸的計(jì)算（3） 、沖壓的計(jì)算，壓力中心的確定，沖壓設(shè)備的初選，根據(jù)排樣圖和所選的模河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書6具結(jié)構(gòu)形式，可以方便計(jì)算出所需總壓力。待模具總設(shè)計(jì)好后，校核設(shè)備裝模尺寸，最終確定設(shè)備型號(hào)及工藝參數(shù)。4、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)、確定凹模尺寸 先計(jì)算出凹模的厚度，再根據(jù)厚度確定凹模周界尺寸，在此需要考慮的三個(gè)問題：第一，要考慮凹模上的螺孔、銷孔的布置；第二，壓力中心一般與凹模的幾何中心重合；第三，凹模外形尺寸盡量按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取。（2） 、選擇模架并確定其他沖模零件的主要參數(shù) 根據(jù)凹模周界尺寸大小，從《冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中確定模架規(guī)格及主要沖模零件的規(guī)格參數(shù)。（3） 、畫沖模裝配圖 裝配圖上零件較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為準(zhǔn)確、迅速地完成畫圖工作，必須掌握正確的畫法。（4） 、畫沖模零件圖（5） 、編寫技術(shù)文件 技術(shù)文件包括：說(shuō)明書、沖壓工藝卡和機(jī)械加工工藝過(guò)程卡。1.3.2 筒形件拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 15 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天．河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書72 沖壓件的工藝分析2.1 引言設(shè)計(jì)的目的是在于鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，熟悉了解有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力，通過(guò)沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在沖壓工藝性分析，沖壓工藝方案論證，沖壓工藝計(jì)算，沖模零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到依次綜合訓(xùn)練。本設(shè)計(jì)題目為筒形形件拉深模,但對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)意義，它概括了拉深零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。拉深件的工藝性是指從沖壓工藝方面來(lái)衡量其設(shè)計(jì)是否合理，一般地講，在滿足工件的使用要求條件下，能以最簡(jiǎn)單的最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來(lái)。2.2 拉深件工藝分析河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書8圖 1 制件圖原始資料：如圖 1 所示材 料：Q235厚 度：1.5mm根據(jù)零件結(jié)構(gòu)可知：此工件為有凸緣圓形工件，此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可采用拉深工序加工。工件底部圓角半徑 r=3mm,等于兩倍的壁厚尺寸，也滿足首次拉深工藝要求，因此在拉深工序（拉深工序底部圓角半徑 r=3mm）后須增加一道切邊工序以滿足制件高度上質(zhì)量要求。內(nèi)形尺寸為 25mm 的公差等級(jí)為 IT13 級(jí)，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃?jí)的要求。工件的總體高度到最后可由切邊達(dá)到要求。用于拉深的材料的一般具有較好的塑性、低的屈強(qiáng)比、大的板厚方向性系數(shù)和小的板平面方向性。Q235 是較普遍的材料，價(jià)格便宜，資源豐富，其退火后并且滿足拉深件對(duì)材料的要求，厚度為 1.5mm。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書93 確定工藝方案確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是個(gè)簡(jiǎn)單的圓形拉深件。經(jīng)制件的工藝性分析，由沖裁工藝可知，該制件可能包括落料、拉深或拉深、切邊基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，再拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：拉深和切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，沖件多次定位，加工尺寸積累誤差較大，模具制造成本高而生產(chǎn)率低，難以滿足批量生產(chǎn)要求。方案二、只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，工件平整,同軸度高,對(duì)稱度及位置誤差小,由于該沖裁件為方形并且需切邊,落料和拉深幾道工序才可完成,所以對(duì)于該工件尺寸較小,同軸度要求較高。此副模具為生產(chǎn)該產(chǎn)品的第一道工序即落料拉深所用。產(chǎn)品最終成形還需要拉深河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書10模，正是由于考慮到零件拉深工藝的復(fù)雜性，若采取落料拉伸連續(xù)模，雖然、減少了產(chǎn)品的沖壓成形時(shí)間，但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度要求高，制造周期長(zhǎng)，制模成本高，加工也不方便。故不宜采用。該零件屬于中小批量生產(chǎn)，工藝性較好，沖壓件尺寸精度不高，形狀簡(jiǎn)單。根據(jù)現(xiàn)有沖模制造條件與沖壓設(shè)備，采用拉深復(fù)合模，模具制造周期短，價(jià)格低廉，工人操作安全，方便可靠。因此，根據(jù)工件的外形及尺寸關(guān)系選擇方案二,為拉深切邊復(fù)合模。4 主要工藝參數(shù)的計(jì)算4. 1 拉深毛坯尺寸拉深件的工藝計(jì)算是拉深工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于最簡(jiǎn)單的。其主要的內(nèi)容包括計(jì)算毛坯直徑、決定拉深次數(shù)及確定壓邊裝置等。根據(jù)表面積相等原則，用解析法求該零件的毛坯直徑 D?？砂聪旅娴某绦蛴?jì)算：1.確定修邊余量在拉深的過(guò)程中，由于材料的各向異性，模具間隙不均，摩擦力不均及定位不準(zhǔn)等因素的影響，使拉深的口部不齊。為保證制件高度方向的尺寸精度，須進(jìn)行修邊，在計(jì)算毛坯尺寸也須計(jì)入修邊余量。2.計(jì)算毛坯尺寸 已知 d 凸 =56mm, d 為中徑 d=25-1.5=23.5mm，d 凸 /d=56/23.5=2.24，查沖壓課本表 4.2 得修邊余量△R=1.8，因?yàn)榱慵撞繄A角半徑 r 與凸緣半徑 R 相等，即 r=R 時(shí)，有凸緣筒形件的毛坯直徑D= dRHd4.32??凸可以將 d 凸 =56mm,d=23.5mm ,H=(40-1.5)mm=38.5mm，R=3 代入公式可求出毛坯的直徑 D= 35.24.385.246????河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書11=80.7mm 取 D=81mm4. 2 確定是否需要多次拉深工件總的拉深系數(shù) m 總 =d/D=23.5/81=0.29, 工件總的拉深相對(duì)高度H/d=40/23.5=1.63 根據(jù)毛坯的相對(duì)厚度為 t/D×100=1.5/81×100≈1.86, d 凸/d=59.6/23.5=2.54,可以由沖壓課本表 4.9 查得有凸緣筒形件第一次拉深度極限拉深系數(shù)m1=0.37，由沖壓課本表 4.10 可以查到，有凸緣筒形件第一次拉深度極限相對(duì)高度 /1h=0.3,因?yàn)?m 總 =0.29<0.37，故此工件需要多次拉深才能完成。d4.3 確定是否用壓邊圈在拉深過(guò)程中工件易發(fā)生起皺現(xiàn)象，制件在成形過(guò)程中，凸緣的起皺現(xiàn)象主要取決于毛坯的相對(duì)厚度、變形程度和凹模的幾何形狀等。為了解決這個(gè)問題，生產(chǎn)實(shí)際中主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置。常用的壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種。是否采用壓料裝置主要看拉深過(guò)程中是否可能發(fā)生起皺現(xiàn)象，可根據(jù)坯料相對(duì)厚度 來(lái)確定，由于 t/D×100=1.36<1.5=t，查表得，當(dāng) t/D×100<1.5 起皺的Dt可能性很大，需要采用壓邊圈。首次拉深時(shí)一般采用平面壓邊裝置,其結(jié)構(gòu)如下圖所示:圖 3 壓邊圈采用形式4.4 制訂首次拉深系數(shù)由題目可以取首次 dt/ =1.1,查表可以得到 m1=0.5，而第一次拉深系數(shù) m1= 'd1/D，第一次拉深的半成品直徑為 d1= m1 D=0.50×81=40.5mm (調(diào)整為 41mm).河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書12第一次拉深的凹模圓角半徑用下式計(jì)算=0.8 凹rtdD)(1?將 D=81mm, d1=41mm, t=1.5mm, 代入上式，得到凹模的圓角半徑 =0.8凹r=6.2mm,所以可得到 = +t/2=(6.2+1.5/2)mm=6.95mm 取 =7mm，m5.)418(??1r凹 1并取 = ,所以 = =7mm, 根據(jù)工件圓角重新調(diào)整凸、凹模的圓角半徑，取為 =1凸r凹 2r1 1凸r=（ 7-1.5/2）mm=6.25mm.凹為了以后的拉深不使已拉深的半成品工序件變形，第一次拉深要將坯料多拉入凹模所需要量的 5﹪，則需要對(duì)坯料作相應(yīng)的放大，過(guò)程如下：第一次拉深的半成品，其凸緣的圓環(huán)面積 A 環(huán) ，由公式求得：=環(huán)A????2124rdt???=59.6mm , =40.5mm , =8mm ,代入上式，則凸d1d1r= = mm環(huán)A????2275.406.9?????45932工件的面積應(yīng)等于毛坯的面積，由下列公式求得= = ×81×81= mm工 件 24D??46512被拉入凹模的面積應(yīng)等于= - = mm凹A工 件 環(huán) ?459202若多擴(kuò)大 5﹪的料進(jìn)入凹模，則被拉入凹模的面積mm?凹‘凹 05.1?4622使擴(kuò)大到毛坯面積為+ = mm?環(huán)A凹05.1環(huán) ?468092河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書13故擴(kuò)大后的坯料直徑為=82.5mm?環(huán)‘AD4?由下式可求得半成品的高度，因圓角半徑相等，則????212' 43.05.0rdHtn???將 =82.5mm, = mm, =0.05mm, = =7mm 代入上式，得到第一次拉深的高'Dt6.91d1r2度為=18mm????743.06.59.8240.21 ???H工件的第一次相對(duì)高度 =18/40=0.45工 件??????1dH由表 4.10 可查得有凸緣筒形件第一次拉深的最大相對(duì)高度 =0.7，因?yàn)?hd≤ =0.7，所以第一次拉深直徑為 41mm 選擇合理。工 件??????1dH1h4.5 確定拉深次數(shù)4.5.1 計(jì)算直徑。有凸緣圓筒形件在以后各次拉深中的拉深系數(shù)可按照表中選取，且取值應(yīng)若大些，根據(jù)毛坯的相對(duì)高度（t/D）×100=（1.5mm/82.5mm）×100=1.82, 由表 4.11 可取值為 =0.75 =0.78 =0.78 =0.84.2m34m5各次拉深時(shí)半成品的直徑為= =0.75×40.5=30.3mm（調(diào)整為 32mm）2d1= =0.78×30.3=23.63mm (調(diào)整為 25mm)3m= =0.83×25=20.7mm <23.5mm,4d所以需要 4 拉深成形。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書14由于每次最好不以極限拉深系數(shù)進(jìn)行拉深，所以調(diào)整拉深系數(shù)值為： =0.45 , 1m=0.77 ， =0.8， =0.82。2m34m各次半成品直徑為= ×D=0.50×81mm=0.5mm 調(diào)整為（42mm）1d= =0.77×42mm=32.34mm 調(diào)整為（34mm ）2m1= =0.8×34mm=27.2mm 調(diào)整為（28mm）3=0.82×28mm=22.9mm<23.5mm?4d3所以最終是 4 次拉深成形，選定 為工件的直徑 23.5mm.4d4.5.2 計(jì)算圓角半徑。以后各次的凹模圓角半徑 ???1nn8.06??凹凹 rr第二次拉深的凹模的圓角半徑 =0.6×6.25=3.75mm, = =3.75mm, 則第2凹r 2凸 凹二次拉深的工件 r =3.75+1.5/2=4.5mm, 同理第三次拉深的模具圓角半徑 = =3.25, 3凸r凹工件 r =4mm，第四次拉深的模具圓角半徑 = =3mm, 半成品的圓角半徑取 3mm.4凸r凹4.5.3 計(jì)算高度。第一次拉深要將坯料多拉入凹模所需要的量的 5﹪，則需對(duì)坯料做相應(yīng)的放大，第一次拉深的半成品，其凸緣的圓環(huán)面積 ，由公式可得環(huán)A= mm環(huán)A????2124rdt???將 =59.6mm, =42mm, =7mm 代入上式，則td1= = mm環(huán) ??22746.59?????4162工件的面積應(yīng)等于毛坯的面積，由下列公式求得= = ×81×81= mm工 件A24D??46512被拉入凹模的面積應(yīng)等于= - = mm凹 工 件 環(huán) ?460972河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書15若多擴(kuò)大 5﹪的料進(jìn)入凹模，則被拉入凹模的面積mm?凹‘凹 A05.1?4622使擴(kuò)大到毛坯面積為+ = mm?環(huán)A凹05.1環(huán) ?46812故擴(kuò)大后的坯料直徑為=82.5mm?環(huán)‘AD?=26mm????743.06.59.824102??H第二次拉深時(shí)，多拉深 3﹪的材料，第一次余下 2﹪的材料返到凸緣上。= == = mm環(huán)A????2124rdt???????22436.594?????1782= - = mm凹 工 件 環(huán) 032若多拉入 3﹪的材料進(jìn)入凹模，則被拉入凹模的面積mm?凹‘凹 A03.1?422使擴(kuò)大到毛坯面積為+ = mm?環(huán)A凹03.1環(huán) ?460192故擴(kuò)大后的坯料直徑為=77.6mm (調(diào)整為 78mm)?環(huán)‘AD?則第二次拉深時(shí)半成品的高度為=29mm??423.06.5978342.02????H第三次多拉入 1.5﹪的材料，第二次余下 1.5﹪的材料返回到凸緣上，河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書16= = = mm環(huán)A????2124rdt???????22486.594?????562= - = mm凹 工 件 環(huán) 2mm?凹‘凹 A015.?4692+ = mm環(huán) 凹.環(huán) 752=82.2mm （調(diào)整 83mm）?環(huán)‘D4?則第三次拉深時(shí)半成品的高度為=33mm??423.06.59832.0223 ????H由于 33mm<40mm, 所以 = =40mm4H工 件各半成品的外形總高用： +1.5mm 來(lái)計(jì)算，分別為nh=26mm, =29mm, =33mm, =40mm=1h2h34工 件由以上計(jì)算可知道，該工件的制造第一步是落料，然后進(jìn)行四次拉深，由于本工件每次拉深都有余料返回凸緣，為了去掉筒壁和凸緣上的波紋，須加一次整形工序，最后是修邊。4.6 畫出拉深工序圖 畫出各次拉深件的簡(jiǎn)圖，便于設(shè)計(jì)各次拉深模，可避免設(shè)計(jì)拉深時(shí)，將重要尺寸搞錯(cuò)，如果拉深次數(shù)較少，可不用畫出工序圖，本次拉深簡(jiǎn)圖如下圖所示。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書17圖二： 有凸緣筒形件拉深件的工序圖河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書185 沖裁壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用因?yàn)楸局萍禽S對(duì)稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心。5.1 切邊力的計(jì)算考慮到模具的刃口部被磨損,凸模與凹模間隙不均勻和波動(dòng),材料的力學(xué)性能波動(dòng)及材料的厚度偏差等各種因素的影響,于是實(shí)際計(jì)算剪切力的計(jì)算公式應(yīng)按以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行：F 切=L1t b計(jì)算?式中各含義見[5]F 切------切邊力（KN） ，L1-------切邊周邊長(zhǎng)度（mm） ，t--------制件的材料厚度（mm） ，σ b------被拉深材料的抗拉強(qiáng)度（N/mm ） ，2查手冊(cè)得 Q235 的 σ b =400N/mm2即F 切=56 ×1.5×440?=116KN5.2 拉深力的計(jì)算本制件拉深時(shí)需采用壓邊圈?？紤]到模具的刃口部被磨損,凸模與凹模間隙不均勻和波動(dòng),材料的力學(xué)性能波動(dòng)及材料的厚度偏差等各種因素的影響,實(shí)際計(jì)算拉深力的計(jì)算公式應(yīng)該以生產(chǎn)中常用的公式進(jìn)行計(jì)算：F=K bdt??式中各含義見[5]F-------拉深力（KN） ，河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書19d-------半成品直徑（mm）t-------制件的材料厚度（mm）σ b------被拉深材料的抗拉強(qiáng)度（N/mm ）2由表《沖壓工藝》4.6 查出修正系數(shù) k= = =0.52, =11mDd8421= = 0.81, =0.792132k= = =0.82, =0.7832d483= = =0.84, =0.714m35.4k則各次拉深力為=(1×3.14×42×1.5×440)N=87041N1F=(0.79×3.14×34×1.5×440)N=55665N2=(0.78×3.14×28×1.5×440)N=45261N3=(0.71×3.14×23.5×1.5×440)N=34580N4F5.3 計(jì)算公稱壓力公式： ≧1.6（F+ ）壓Fq由于無(wú)壓邊裝置，無(wú)需計(jì)算壓邊力，代入各次的拉深力，可得：≧139266N, ≧89064N, ≧67892N, ≧51687N.\1壓F2壓 3壓 4壓F5.4 卸料力的計(jì)算影響卸料力的因素很多，其中以沖裁間隙、沖裁件的形狀及尺寸影響較大，其次是材料的力學(xué)性能、板料厚度、搭邊料的寬度、潤(rùn)滑與粘度情況等。在生產(chǎn)均采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書20F 卸=K1 FK-------卸料力系數(shù),查表 1-7 取 0.05，則=0.05×80.7KN=43.5KN1卸=0.05×55.7KN=27.3KN2卸F=0.05×45.3KN=27.6KN3卸=0.05×34.6KN=17.3KN4卸5.5 壓力機(jī)的選用壓力機(jī)額定壓力的選擇，必須使壓力機(jī)額定壓力大于拉深力與壓邊力的總和，壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件，因此，工作行程，根據(jù)拉深力的計(jì)算結(jié)果和工件的高度，由文獻(xiàn)[]表 1-8 開式雙柱可傾壓力機(jī)部分參數(shù)初步可選 J23-10A：型號(hào)：J23-10A公稱壓力/KN：100滑塊行程/mm：75滑塊行程次數(shù)/min ：1351?最大閉合高度/mm：180閉合高度調(diào)節(jié)量/mm：50滑塊中心線至車身距離/mm：130工作臺(tái)尺寸/mm，前后： 240左右：360墊塊厚度/mm：50模柄孔尺寸/mm，直徑：30 深度/mm：50河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書216 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 模具工作部分的工藝計(jì)算6.1.1 拉深部分的計(jì)算1、凸凹模間隙拉深模的凸凹模之間的間隙對(duì)拉深過(guò)程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度，而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進(jìn)行。間隙過(guò)大，制件有錐度，易起皺，精度差；間隙過(guò)小，則直壁變薄嚴(yán)重，甚至拉裂，同時(shí)降低模具壽命。因此，應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值，既可保證工件的要求，又能使拉深順利進(jìn)行。直邊部分的單邊間隙按式，由表可查得選取為Z=3.2mm2、拉深模的圓角半徑凸模、凹模的選用在制件拉深過(guò)程中有著很大的作用。凸模圓角半徑的選用可以大些，這樣會(huì)減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力，工件不易被拉裂，極限拉深因數(shù)會(huì)變小些；凹模的圓角半徑也可以選大些，這樣沿凹模圓角部分的流動(dòng)阻力就會(huì)小些，拉深力也會(huì)減小，極限拉深因數(shù)也會(huì)相應(yīng)減小。但是凸、凹模的圓角半徑也不易過(guò)大，過(guò)大的圓角半徑，就會(huì)減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積，板料懸空面積增大，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。= =（7-0.75）mm=6.25mm1凸r凹= =（5-0.75）mm==4.25mm2凸 凹= = (4-0.75) mm=3.25mm3凸r凹= = =3mm4凸 凹 工 件最后一次拉深凹模的圓角半徑等于工件的圓角半徑，即 r 凸=r=3mm. 3、拉深凸凹模工作部分的尺寸和公差河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書22制件的尺寸要求內(nèi)形尺寸，拉深以凸模為基準(zhǔn)，考慮到凸模越磨越小，按式凸模尺寸：dp =（dmin +0.4△） 0??凹模尺寸：dd =（dmin +0.4△+Z） ?0式中 dmin——工件的內(nèi)形公稱尺寸△ ——工件的公差?凸、? ——凸、凹模的制造公差凹對(duì)于多次拉深，工序件尺寸無(wú)需嚴(yán)格要求，前四次拉深以凹模為基準(zhǔn)，模具的制造公差按 IT10 級(jí)選取，計(jì)算出各次凹模的尺寸為：= mm， = mm, = mm1凹D1.0543?2凹D1.053?3凹D1.05?計(jì)算出各次凸模的尺寸為：= mm, = mm, = mm1凸 01.34?1凸 01.32?1凸 01.26?第四次拉深是最后一次拉深，由于要求零件尺寸標(biāo)注在外形，因此，以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，模具按 IT8 級(jí)選取公差，計(jì)算模具的尺寸為：= =（25-0.75×0.3） =24.78 mm4凹D??a????0max75. 03.?03.?=(24.78—3.2) =21.58 mm?凸 4rZ?凹 03.?03.?4、拉深凸模通氣孔在拉深的過(guò)程中，由于拉深力的作用或潤(rùn)滑油等因素，使得制件很容易被粘附在凸模上制件與凸模間形成真空，會(huì)增加卸件的困難，造成制件底部不平，為此，凸模應(yīng)設(shè)計(jì)有通氣孔。對(duì)于一般小型制件可直接在凸模上鉆出通氣孔，其大小根據(jù)凸模尺寸而定，具體數(shù)據(jù)由表查得直徑 d1=3mm6.1.2 擠切部分的計(jì)算1、切邊沖裁模間隙切邊間隙是否合理將直接影響到?jīng)_裁件的質(zhì)量,尺寸,精度,模具的壽命,設(shè)備的能耗河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書23等.當(dāng)切邊沖裁間隙適當(dāng)時(shí),上下裂紋重合,沖件的斷面質(zhì)量較好,間隙過(guò)小時(shí),凸模刃口部的裂紋向外裂開錯(cuò)開,沖件斷面上有二次剪切的光亮帶和夾層,此時(shí)的毛刺是被擠出來(lái)的,間隙過(guò)大時(shí),材料在變形過(guò)程中被拉伸較大,沖裁件斷面上光亮帶較小,而圓角帶及毛刺都比較大。在擠切修邊是，工件的內(nèi)側(cè)邊緣部分的變形阻力要比中間部分的大，而使得模具彈性變形的分布不均，且模具刃口的單位壓力都非常大。確定合理的間隙值是十分重要的,在實(shí)際應(yīng)用中通常選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙,其下限為 Cmin 最小合理間隙值,Cmax 最大合理間隙值。2、擠切凸模工作部分的尺寸和公差(1)、擠切凸模刃口尺寸與制件的內(nèi)側(cè)尺寸基本一致,以拉深凹模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)尺寸,凸、凹模間隙靠改變擠切凸模刃口尺寸得到。(2)、擠切凸模刃口在沖制中也會(huì)因逐漸被磨損,而減小尺寸,故設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)選用接近或等于,工作的最大極限,尺寸作為凸模刃口尺寸。(3)、凸、凹模在沖制中均會(huì)磨損,從而使沖裁間隙增大,設(shè)計(jì)模具時(shí),一般應(yīng)依照磨損的規(guī)律,選擇最小合理間隙。(4)、選擇凸凹模刃口尺寸公差應(yīng)依照沖件的精度要求以經(jīng)濟(jì)合理為原則。6.1.3 壓料橡膠的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.壓料板工作行程 h 工h 工 =h1+h2+t=1mm+1.5mm+5.2mm=7.7mmh1——凸模凹進(jìn)壓料板的高度h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 取 5.2mm2.橡膠工作行程 H 工H 工 =h 工 +h 修=7.7mm+2mm=9.7mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書24h 修 ——凸模修模量 取 2mm3.橡膠自由高度 H 自由取 H 工 為橡膠自由高度的 25％H 自由 =4×9.7mm=38.8mm4.橡膠的預(yù)壓縮量 H 預(yù)一般 H 預(yù) 為（0.1～0.15）H 自由取： H 預(yù) =0.15 H 自由=0.15×38.8mm=5.82mm5.每個(gè)橡膠承受的載荷 F1選用兩個(gè)圓筒形橡膠；F 1=F 壓 /2=1070÷2N=535N6.橡膠的外徑 DD= )/(27.1pFd?= m5.0/3.0?=38mm7.校核橡膠自由高度 H 自由0.5≤H 自由 /D=0.90≤1.5 滿足要求8.橡膠的安裝高度 H 安H 安 =H 自由 -H 預(yù)=35.2mm-5.82mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書25=29.38mm取安裝高度 30mm6.1.4 彈簧的選用沖模常用圓柱螺旋壓縮彈簧，強(qiáng)力彈簧和碟形彈簧。根據(jù)實(shí)際工藝力選擇圓柱螺旋壓縮彈簧，由文獻(xiàn)[3]表 3-27 查得，圓柱螺旋壓縮彈簧的有關(guān)參數(shù)：彈簧外徑 D=6mm鋼絲直徑 d=0.8mm節(jié)距 t=1.8mm最大工作負(fù)荷 F2=28N最大工作負(fù)荷 F 的總變形量 f2=15.5mm彈簧自由長(zhǎng)度 H0=30mm有效圈數(shù) n=16最大工作負(fù)荷下的單圈變形量 f=0.97mm6.1.5 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸較小，為了工作過(guò)程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表 6-1。表 6-1 模 架 規(guī) 格 選 用名稱 尺寸 材料 熱處理上模座 100×80×25 HT200下模座 100×80×30 HT200導(dǎo)柱 20×100、22×100 20 滲碳 58～62導(dǎo)套 20×65×23、22×65×23 20 滲碳 58～62河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書26Hmin=130mm,Hmax=150mm模具的閉合高度 H=上模座厚+墊板厚+凹模厚+凸模高+下模座厚-（工件高+料厚）=25+10+45+41+35+10+30-（40+1.5）=145mm因?yàn)槟＞叩姆忾]高度 H 應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大封閉高度 Hmax 和最小封閉高度Hmin 之間，一般取：Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm由此可以看出，要想讓制件順利加工和從模具上取出，只有使模具有足夠的封閉高度： Hmax≥H+5mm=145+5=150mmHmin≤H-10mm=145-10=135mm6.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.1 拉深凸模拉深凸模的外形尺寸，即工作尺寸由前面的計(jì)算確定。拉深凸模上一般開有出氣孔，這樣會(huì)使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無(wú)法卸件，其結(jié)構(gòu)見下河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書27圖 4 拉深凸模結(jié)構(gòu)拉深凸模用壓入法與擠切凸模固定，擠切凸模用螺釘與下模座固定，還需要一個(gè)銷釘孔。6.2.2 拉深凹模內(nèi)、外形尺寸已由前面的計(jì)算確定，經(jīng)查閱有關(guān)資料并根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，初步確定落料凹模壁厚 C=30mm，厚度 h=40mm，它需要兩個(gè)銷釘定位和兩個(gè)以上的螺紋孔，以便與上模座固定，實(shí)際確定凹模尺寸如圖：6.2.3 推件塊一般與打料桿聯(lián)合使用，屬于剛性卸件裝置，靠?jī)烧叩淖灾匕压ぜ虺鰜?lái)。打料河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書28塊與拉深凹模間隙配合。圖 5 推件塊6.2.4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。因?yàn)楸局萍暮穸葹?0.6mm，所以采用 H7/h6。6.2.5 其他零件模具其他零件的選用見表 6-2．河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書29表 6-2 模具其他零件的選用序號(hào)名稱數(shù)量材料 規(guī)格/ mm 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理1 上模座 1 HT200 100×80×25 GB/T28559-902 模柄 1 Q235 GB/T2862.1-813 連接推桿 1 45 φ8×70 GB/T7650-94 40～45HRC4 止轉(zhuǎn)螺釘 1 45 M6×12 GB/T7653-945 螺釘 2 45 φ8×60 GB/T7653-94 40～45HRC6 上墊板 1 Q235 100×80×8 GB/T7643.3-94 40～43HRC7 推件塊 1 45 GB/T7653-948 拉深凹模 1 Cr12 100×80×45 60～62HRC9 拉深凸模 1 T10A 60～62HRC10 壓料板 1 45 43～48HRC11 橡膠 聚胺脂12 卸料螺釘 2 45 M8×65 GB/T2867.6-92 30～35HRC13 擠切凸模 2 Cr12 60～62HRC河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書3014 固定銷 2 45 φ6×35 40～45HRC15 下模座 1 HT200 100×80×30 GB/T2855.10-9416 螺釘 2 45 φ6×40 GB/T7653-94 40～45HRC17 彈簧 2 60SiMn φ6×30 18活動(dòng)擋料銷245φ6×10 JB/T7649.1-94 40～45HRC19 導(dǎo)柱22020（22）×100GB/T2862.1-94 滲碳58～62HRC20 導(dǎo)套 2 2020（22）×63×100GB/T2862.6-94 滲碳58～62HRC21 固定銷 2 20 φ8×60 GB/T2855.1-90 40～45HRC7 模具主要組件的裝配本模具屬于帶有壓邊圈的拉深模，應(yīng)對(duì)壓邊力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。這是因?yàn)閴哼吜^(guò)大，則制件易被拉裂；壓邊力過(guò)小，又易于起皺。因此，在裝置模具時(shí)，應(yīng)邊試驗(yàn)，邊調(diào)整，直到合適為止。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書311、模柄的裝配，因?yàn)樗灸＞叩哪１菑囊陨夏Ｗ南露蛏蠅喝氲模栽诎惭b凸模固定板和墊板之前，應(yīng)先把模柄裝好。模柄與上模座的配合要求是 H7/m6.裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將模柄壓入，再加工定儉銷孔或螺紋孔。然后把模柄端面突出部分銼平或磨平，安裝好模柄后，用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂有度。2、凸模的裝配，凸模與固定板的配合要求為 H7/m6.。裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將凸模固定板內(nèi)，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平，為了保持凸模刀口鋒利還應(yīng)將凸模的端面磨平。3. 上模的裝配 預(yù)裝上模座，劃出與凹模墊板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；用螺釘將墊板、上模座連在一起，但不要擰緊；將卸料塊套裝在已裝入固定板的凸模上，復(fù)中心后，緊固螺釘。4、模架的技術(shù)要求及裝配裝配成套的模架，多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度）導(dǎo)柱軸心線對(duì)下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對(duì)上模座下面垂直度）應(yīng)符合相應(yīng)精度等級(jí)要求。壓入上、下模座的導(dǎo)柱導(dǎo)柱離其它裝表面應(yīng)有 1—2mm 距離，壓入后就牢固。裝配成套的模架，各零件的工作表不應(yīng)有碰傷，裂 以及其它機(jī)械損傷模架的裝配主要指導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配，目前大多數(shù)導(dǎo)柱，導(dǎo)套與模座之間采用過(guò)盈配合，但也有少數(shù)采用粘 工藝的，即將上下模座孔擴(kuò)大，降低其加工要求，同時(shí)將導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間冷入粘結(jié)劑，即可使用導(dǎo)柱，導(dǎo)套固定，滑動(dòng)導(dǎo)向模架常用的裝配工藝和檢驗(yàn)方法有壓入導(dǎo)套、壓入導(dǎo)套安、裝導(dǎo)套。8 模具總裝圖和模具動(dòng)作過(guò)程由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，見下圖：河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書3210987621453918765 23420圖 7 模具總體結(jié)構(gòu)1 上模座 2 模柄 3 連接推桿 4 抑制螺釘塊 5 緊固螺釘 6 上墊板 7 推件塊 8 拉伸凹模 9 拉伸凸模 10 導(dǎo)料板 11 橡膠 12 卸料螺釘 13 擠切凸模 14 固定銷 15 下模座 16 緊固螺釘 17 彈簧 18 活動(dòng)擋料銷 19 導(dǎo)柱 20 導(dǎo)套 21 固定銷 其工作過(guò)程是：根據(jù)上述各工序安排，整個(gè)零件加工分別設(shè)計(jì)了一副專用模具，為拉伸擠切復(fù)合模，其結(jié)構(gòu)如圖示，該模具工作過(guò)程為：凹模裝在上模，凸模裝在下模，沖床滑塊上行，模具開啟，將條料放于導(dǎo)料板 10 上，在活動(dòng)擋料銷的導(dǎo)向與定位作用下，當(dāng)沖床滑塊下行，待凹模隨上模下降時(shí)，首先將坯件壓住，然后坯件向下推，而將坯料上端一部分材料壓入凹模內(nèi)，使坯件在凸、凹模作用下，產(chǎn)生塑性變形將工件拉深成形。切邊凸模與凹模成無(wú)間隙配合沖裁，隨著沖床滑塊的逐漸下移。當(dāng)拉伸完成，拉伸擠切凸模 13 上的擠切刃口部位開始與拉伸擠切凹模 2 作用將擠切口部擠切出來(lái)，完成修邊。當(dāng)凹模隨上?；厣龝r(shí)，零件由推件塊 7 從拉伸擠切凹模 8 內(nèi)推出，工件與切邊料自行分離。零件制品在打料塊及連接推桿的作用下，將其從凹模內(nèi)推出。而壓邊圈在緩沖器系統(tǒng)作用下又回到原位，準(zhǔn)備下一次拉深。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書33設(shè)計(jì)小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，它具知識(shí)面寬、學(xué)科廣、綜合性強(qiáng)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我鞏固了以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，提高了查閱資料的能力，使我更加認(rèn)識(shí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，從而提高了我理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。為我今河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書34后走向工作崗位打下了一定的基礎(chǔ)。筒形件屬于簡(jiǎn)單拉深件，但拉深工藝相對(duì)復(fù)雜。由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。筒形件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是高度不大，不適合將拉深毛坯的加工工序與拉深工序在一副模具上生產(chǎn)。要保證零件的順利加工和取件及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，本模具采用采用拉伸擠切復(fù)合模，能較好地實(shí)現(xiàn)拉伸及拉伸件口的修邊，模具設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)便易行．?dāng)D切效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率，但拉伸擠切凹模設(shè)計(jì)較為重要，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮其擠切模口形狀，否則易影響擠切口的擠切面形狀。在拉伸最終進(jìn)行擠切修邊時(shí)，拉伸擠切凹模四角不可過(guò)大，同時(shí)，最好保證擠切修邊口的平宵，從而避免出現(xiàn)尖銳刃口狀擠切口。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。通過(guò)設(shè)計(jì)的這一環(huán)節(jié)使我更深刻地認(rèn)識(shí)到，設(shè)計(jì)的好壞直接影響到制件質(zhì)量和勞動(dòng)強(qiáng)度以及生產(chǎn)成本。所以設(shè)計(jì)者應(yīng)該具備淵博的知識(shí)和大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，應(yīng)該懂得生產(chǎn)的環(huán)節(jié)。這樣才能設(shè)計(jì)出好的實(shí)用的模具來(lái)。設(shè)計(jì)過(guò)程中按照任務(wù)書的要求和目的，循序漸進(jìn),力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理。參考了許多文獻(xiàn)資料。由于本人設(shè)計(jì)水平有限，必然在設(shè)計(jì)中仍有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。由于經(jīng)驗(yàn)不足，還有許多地方?jīng)]有考慮全面，有待于完善?？傊瑢W(xué)海無(wú)涯，在以后的時(shí)間里，我要更加努力學(xué)習(xí)！致 謝對(duì)三年來(lái)辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意！對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)我和給予我最多的于智宏老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設(shè)計(jì)開始以來(lái)，感謝本人的指導(dǎo)老師于智宏老師，她對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。于老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺有幸多次聆聽于老師的教誨。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝！河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書35對(duì)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 2006 級(jí)模具 06 班的所有同學(xué)表示衷心的感謝，感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué)，和他們?cè)谝黄鹩懻?、研究使我受益非淺，感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！參 考 文 獻(xiàn)[1] 原紅玲主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [2] 李紹林、馬長(zhǎng)福主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[ M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998[3] 許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[4] 楊玉英主編.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[ M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[5] 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì).沖壓設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1999[6] 翟德梅主編.模具制造技術(shù)[ M].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校,2007[7] 王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[ M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書36[8] 任嘉卉主編.公差與配合手冊(cè)[ M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[9] 李易、于成功、聞小芝主編.現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試與維修實(shí)用手冊(cè)[ M].北京：金版電子出版公司，2003[10]成虹主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 高等教育出版社 2005