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編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目： 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專(zhuān) 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923228 學(xué)生姓名： 劉強(qiáng)力 指導(dǎo)教師： 鐘建剛 （職稱(chēng)：副教授） （職稱(chēng)： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書(shū) 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 角片套冷沖 壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所 取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注 引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其 他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 95 學(xué) 號(hào)： 0923228 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專(zhuān) 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書(shū) 一、題目及專(zhuān)題： 1、題目角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 2、專(zhuān)題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 來(lái)源于無(wú)錫海諾有限公司，是電器產(chǎn)品上的一個(gè)零件。 模具是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，選擇模具方 向的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目完全符合本專(zhuān)業(yè)的要求，從應(yīng)用性方面來(lái)說(shuō)，模 具又是生產(chǎn)效率極高的工具之一，能有效保證產(chǎn)品一致性和可更換 性，具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景。連續(xù)模在模具中技術(shù)含量高， 制造、裝配難度大，因此本課題研究連續(xù)模的沖壓工藝、排樣方案、 模具結(jié)構(gòu)分析等方面，同時(shí)要求學(xué)生要有良好的心理素質(zhì)和仔細(xì)認(rèn) 真的作風(fēng)，對(duì)學(xué)生也是一次很好的練習(xí)機(jī)會(huì)。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 綜合應(yīng)用各種所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷 沖壓工藝分析，制訂完整的沖壓工藝方案，并完成整副模具設(shè)計(jì)、 數(shù)據(jù)計(jì)算和圖紙（所有圖紙折合 A0 不少于 2.5 張）繪制，具體內(nèi)容 如下： II 1完成模具裝配圖：1 張（A0 或 A1） ； 2零件圖：主要是非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖（不少于 5 張） ； 3冷沖壓工藝卡片：1 張 ； 4設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：1 份（15000 字以上，其中參考文獻(xiàn)不少于 10 篇， 外文不少于 5 篇） ； 5翻譯 8000 以上外文印刷字符，折合中文字?jǐn)?shù)約 5000 字的有關(guān)技 術(shù)資料或?qū)I(yè)文獻(xiàn)，內(nèi)容要盡量結(jié)合課題。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 95 班 姓名 劉強(qiáng)力 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 本模具采用切廢料方式進(jìn)行沖壓，模具結(jié)構(gòu)采用切口、拉深、沖導(dǎo)正孔、導(dǎo)正再拉 深、切廢料、彎曲、切斷的工序設(shè)計(jì)，排樣采用單排橫排排列。并采用正裝方式設(shè)計(jì)模 具結(jié)構(gòu)，即凹模裝在下模部分，同時(shí)為了正確控制送料步距采用單側(cè)側(cè)刃定距，在主要 位置采用導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正精確定位。由于料較薄，沖壓速度較快，卸料可采用彈性卸料結(jié)構(gòu)， 建議彈性材料采用彈簧。廢料采用在凹模（下模）向下推出，最后產(chǎn)品也是在下模向下 推出。帶料采用自動(dòng)左右有側(cè)壓的送料裝置。同時(shí)為了正確控制送料步距采用側(cè)刃定距。 由于料不是很厚，沖壓速度適中，故卸料采用彈性卸料結(jié)構(gòu)，彈性材料采用矩形截面彈 簧。廢料和產(chǎn)品均采用向下推出。帶料采用自右向左的自動(dòng)送料裝置。 沖壓工藝分析主要考慮產(chǎn)品的沖壓成形工藝，最主要的是包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi) 容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材 料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分 析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此工藝分析，主要是討論在不 影響零件使用的前提下，以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來(lái)。 關(guān)鍵詞：角 片 套 ； 沖 壓 工 藝 ； 排 樣 ； 級(jí) 進(jìn) 模 IV Abstract The die by cutting waste stamping, die structure incision, drawing, red pilot hole, drawing guide, cut waste, bending, the cut process design, arranged in a single row of horizontal nesting.And dress design the die structure, the die attached to the lower die part, in order to properly control the feeding step unilateral side of the blade fixed pitch, in the main location pilots to precise positioning.As the material is thin, stamping speed, the discharge may be used in the elastic unloading structure, it is recommended that the elastic material with spring. Waste using the die (down die) launched down the final product is lower die down soon.Strip automatic feeding device left and right side pressure. In order to properly control the feeding step away from the side of the blade fixed pitch. As the material is not very thick, stamping moderate speed, the discharge elastic unloading structure, elastic material with rectangular cross-section spring.The waste products are used down soon.Automatic feeding device with material from right to left. Stamping process analysis consider the stamping process, most notably including the technical and economic aspects.On the technical side, according to the product drawings, mainly analyzes the characteristics of the shape of parts, size, accuracy requirements and material properties and other factors meets the requirements of the stamping process;In economic terms, mainly based on the production volume of the stampings, analyze the cost of the product, and clarify the use of the stamping production can be achieved economic benefits.Process analysis, mainly to discuss stamping out does not affect the part of the premise, the simplest and most economical way. Key words: Angle piece sets; Atamping process; Nesting;Progressive die V 目 錄 摘 要 .III ABSTRACT .IV 目 錄 .V 1 緒 論 .1 1.1 課題研究的目的和意義 .1 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究概況 .1 1.2.1 國(guó)外模具發(fā)展概況 .1 1.2.2 國(guó)內(nèi)模具發(fā)展概況 .2 1.3 課題研究的主要內(nèi)容 .3 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) .4 2.1 沖壓件簡(jiǎn)介 .4 2.2 沖壓的工藝性分析 .5 2.3 沖壓工藝方案的確定 .7 2.3.1 沖壓模具類(lèi)型 .7 2.3.2 沖壓工藝分析和計(jì)算 .8 2.3.3 工序匯總 .14 3 角片套連續(xù)模設(shè)計(jì) .15 3.1 模具結(jié)構(gòu) .15 3.2 確定其搭邊值 .16 3.3 確定排樣圖 .16 3.3.1 送料步距與帶料寬度 .16 3.3.2 排樣方案 .18 3.4 材料利用率計(jì)算 .18 3.5 凸、凹模等刃口尺寸的確定 .19 3.5.1 側(cè)刃、側(cè)刃凹模刃口尺寸計(jì)算 .19 3.5.2 切口凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 .20 3.5.3 第 1 次拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差 .21 3.5.4 第 2 次拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差 .22 3.5.5 第 3 次拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差 .22 3.5.6 拉深整形凸、凹模工作部分尺寸及其公差 .23 3.5.7 導(dǎo)正孔凸、凹模刃口尺寸及其公差 .23 3.5.8 沖圓孔凸、凹模刃口尺寸及其公差 .24 3.5.9 切廢料凸、凹模刃口尺寸及其公差 .25 3.5.10 切斷凸、凹模刃口尺寸及其公差 .26 3.5.11 彎曲凸、凹模工作部分尺寸計(jì)算 .27 3.6 沖壓力計(jì)算 .29 3.6.1 側(cè)刃沖壓力 .29 VI 3.6.2 沖切口部分沖壓力 .29 3.6.3 拉深部分沖壓力 .30 3.6.4 沖導(dǎo)正孔沖壓力 .31 3.6.5 整形部分沖壓力 .32 3.6.6 沖圓孔沖壓力 .32 3.6.7 切廢料部分沖壓力 .32 3.6.8 切斷部分沖壓力 .33 3.6.9 彎曲部分沖壓力 .33 3.6.10 總沖壓力 .34 3.7 壓力機(jī)選用 .34 3.8 壓力中心計(jì)算 .35 3.9 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .35 3.9.1 凹模結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) .35 3.9.2 卸料板設(shè)計(jì) .37 3.9.3 凸模固定板設(shè)計(jì) .38 3.9.4 凸模墊板設(shè)計(jì) .39 3.9.5 切口凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .39 3.9.6 第 1 次拉深凸模設(shè)計(jì) .40 3.9.7 第 2 次拉深凸模設(shè)計(jì) .40 3.9.8 第 3 次拉深凸模設(shè)計(jì) .41 3.9.9 整形凸模設(shè)計(jì) .42 3.9.10 側(cè)刃設(shè)計(jì) .42 3.9.11 側(cè)刃擋塊設(shè)計(jì) .43 3.9.12 導(dǎo)正沖孔凸模設(shè)計(jì) .44 3.9.13 切廢料凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .44 3.9.14 切斷彎曲凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .45 3.9.15 導(dǎo)正釘設(shè)計(jì) .46 3.10 標(biāo)準(zhǔn)件確定 .46 3.10.1 模架確定 .46 3.10.2 上模螺釘確定 .47 3.10.3 上模銷(xiāo)確定 .47 3.10.4 下模螺釘確定 .48 3.10.5 下模銷(xiāo)確定 .48 3.10.6 卸料螺釘確定 .48 3.10.7 卸料彈簧設(shè)計(jì) .48 3.10.8 拉深頂件彈簧設(shè)計(jì) .48 3.10.9 抬料銷(xiāo)確定 .49 3.10.10 抬料銷(xiāo)彈簧設(shè)計(jì) .49 3.10.11 凸模固定螺釘確定 .49 VII 3.10.12 擋塊固定螺釘確定 .49 3.10.13 擋塊銷(xiāo)確定 .49 3.11 模具閉合高度、校驗(yàn)壓力機(jī) .49 4 結(jié)論與展望 .51 致 謝 .52 參考文獻(xiàn) .53 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 1 1 緒 論 1.1 課題研究的目的和意義 1針對(duì)題目得到機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、CAD 等課程的綜合訓(xùn)練。針對(duì)題 目使自己在沖壓模具工藝分析、模具總體結(jié)構(gòu)方案論證與設(shè)計(jì)，模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì) 算、編寫(xiě)技術(shù)文件、查閱文獻(xiàn)和三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用能力方面受到一次綜合訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué) 自己獨(dú)立調(diào)查研究、科技檢索、方案論證、規(guī)范化科技寫(xiě)作等方面的能力。 意義：模具在汽車(chē)、飛機(jī)、工程機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、冶金、機(jī)床、輕工、日用五金等 制造業(yè)中起著極為重要的作用。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件，是材料成型的一種重要 方法，與切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本 低等顯著特點(diǎn)。 2課題中的工件為形狀較為簡(jiǎn)單的殼形件，有落料、彎曲、拉深等成型工藝，做起 來(lái)有一定的難度。但可以較全面的綜合運(yùn)用和鞏固沖壓模具設(shè)計(jì)與制造等課程的基礎(chǔ)知 識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)從事沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的初步能力。通過(guò)該設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)我分析 問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，了解和熟悉沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的一般步驟，更深入的認(rèn)識(shí)沖 壓模具零件的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程，達(dá)到“知己知彼”的效果。通過(guò)該設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)我在模 具設(shè)計(jì)過(guò)程中認(rèn)真負(fù)責(zé)、踏實(shí)細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)和時(shí)間 觀念，養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。設(shè)計(jì)過(guò)程中還將用到 CAD 制圖軟件來(lái)完成模具圖形的繪制 ，無(wú)形中又讓自己對(duì) CAD 有更深入了解和掌握。 本課題涉及的知識(shí)面廣，綜合性較強(qiáng)，在鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，對(duì)于提高設(shè)計(jì) 者的創(chuàng)新能力、協(xié)調(diào)能力，開(kāi)闊設(shè)計(jì)思路等方面為作者提供了一個(gè)良好的平臺(tái) 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究概況 1.2.1 國(guó)外模具發(fā)展概況 1高新技術(shù)在模具企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段，3D 設(shè)計(jì)已 達(dá)到了 7080%。PRO/E、UG、CIMATRON 等軟件普遍應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，保 證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。CAE 技術(shù)已逐漸成熟（意大利 COMAU 公司應(yīng)用 CAE 技術(shù)后，試模時(shí)間減少了 50%以上） 。 普遍采用高速切削加工技術(shù)普遍采用高速切削加工技術(shù)普遍采用高速切削加工技術(shù) 普遍采用高速切削加工技術(shù)。特征：以高切削速度、高進(jìn)給速度、高加工質(zhì)量。加工效 率：比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。轉(zhuǎn)速：1500030000r/min。效益：大大 縮短制模時(shí)間。 普遍應(yīng)用快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)。塑料模具：有專(zhuān)門(mén)提供原型制造服務(wù)的機(jī) 構(gòu)和公司塑料模具廠家利用快速原型澆制硅膠模具，用于少量翻制塑料件。汽車(chē)模具： 多為鋅基合金快速制模和使用環(huán)氧樹(shù)脂制作金屬成型模。 2國(guó)外，特別是歐美和日韓等發(fā)達(dá)地區(qū)的模具工業(yè)起步較早，擁有比較先進(jìn)的生產(chǎn) 管理技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，值得我們國(guó)內(nèi)模具行業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒。在歐美，許多模具企業(yè)將高新技 術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)和制造，主要體現(xiàn)在充分發(fā)揮了信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu) 越性；高速切削、五軸高速加工技術(shù)基本普及，大大縮減制模周期，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 爭(zhēng)力；快速成形技術(shù)和快速制模技術(shù)得到普遍應(yīng)用；從事模具行業(yè)的人員精簡(jiǎn)，一專(zhuān)多 能，一人多職，精益生產(chǎn)；模具產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)化，市場(chǎng)定位準(zhǔn)確；采用先進(jìn)的管理信息系統(tǒng) ，實(shí)現(xiàn)集成化管理；工藝管理先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高。日本模具加工的未來(lái)發(fā)展方向主要 表現(xiàn)為無(wú)人手修模、無(wú)放電加工、加工時(shí)間縮短、五軸加工等方面。 1.2.2 國(guó)內(nèi)模具發(fā)展概況 1我國(guó)正處于從模具制造大國(guó)向模具制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的進(jìn)程中未來(lái) 1015 年是模具 行業(yè)發(fā)展的極為重要的時(shí)期。信息化是模具企業(yè)發(fā)展的助推器充分利用信息化技術(shù)是實(shí) 現(xiàn)模具產(chǎn)業(yè)提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)因此信息化建設(shè)是當(dāng)前我們面臨的一個(gè)重要任務(wù)。 “以信息化 帶動(dòng)工業(yè)化以工業(yè)化促進(jìn)信息化走新型工業(yè)化道路”是促進(jìn)我國(guó)模具行業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí) 和跨越發(fā)展的有效途徑。 2模具企業(yè)技術(shù)系統(tǒng)的信息化模具企業(yè)信息化的應(yīng)用包括兩個(gè)主要方面即技術(shù)系統(tǒng) 的信息化和管理系統(tǒng)的信息化。技術(shù)系統(tǒng)的信息化主要是模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng) 用實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程的信息化或數(shù)字化。在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)大多數(shù)的 CAD/CAM 系統(tǒng)都是面向機(jī)械行業(yè)的通用型系統(tǒng)。對(duì)于模具企業(yè)而言這些系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)性不夠強(qiáng)設(shè)計(jì) 制造的效率還不夠高,針對(duì)模具行業(yè)的這一需求國(guó)際軟件廠商紛紛針對(duì)各類(lèi)模具的特點(diǎn)推 出了功能完善、操作方便的專(zhuān)用 CAD/CAM 系統(tǒng)。 3隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到 產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。近年來(lái)許多模具企業(yè)因此加大了用于技 術(shù)進(jìn)步的投資力度，一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用 UG、Pro/En gineer、 I-DEAS 等國(guó)際通用軟件，并成功應(yīng)用于多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)中。個(gè)別廠家還引 進(jìn)了 Moldflow 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越 認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。目前，以汽車(chē)覆蓋件模具為代表 的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車(chē)公司模具廠、一汽模具中心等模 具廠家已能生產(chǎn)部分轎車(chē)覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的 研究和開(kāi)發(fā)，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步。例如，吉林大學(xué)汽車(chē)覆 蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車(chē)覆蓋件沖壓成型分析 KMAS 軟件，華中理工大學(xué)模具技 術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車(chē)覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海 交通大學(xué)模具 CAD 國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖 模 CAD 軟件等。而多工位級(jí)進(jìn)模技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短” 、 “精度高 ”、 “質(zhì)量好” 、 “價(jià)格低”的要求服務(wù)。 4我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在 1)研究開(kāi)發(fā)了模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料，并采用了一些新的熱 處理工藝，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。比如沖模廣泛使用合金工具鋼代替碳素工具鋼，提 高模具壽命，減少模具熱處理變形。 2)開(kāi)發(fā)了多工位級(jí)進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要研制了精密塑料 注射模。 3)研究開(kāi)發(fā)了一些模具加工新技術(shù)和新工藝。如三維曲面數(shù)控加工；模具表面拋光、 表面皮紋加工及皮紋輥制造技術(shù)；模具鋼的超塑性成型技術(shù)和各種快速成型技術(shù)等。 4)模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展，已廣泛使用精密坐標(biāo)磨床、數(shù)控(CNC)銑床、CNC 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 3 電火花線切割機(jī)床和高精度電火花成型機(jī)床等。模具零件的精度由數(shù)控機(jī)床保證，解決 了以前傳統(tǒng)切削加工生產(chǎn)模具零件，靠鉗工技藝保證質(zhì)量，質(zhì)量難保證的問(wèn)題。 5)模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(模具 CAD/CAM/CAE)已在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的開(kāi)發(fā)應(yīng)用 。三維造型軟件和仿真軟件的廣泛應(yīng)用，不僅能自動(dòng)編程，還能進(jìn)行干涉檢查，保證設(shè) 計(jì)和工藝的合理性。 5中國(guó)模具工業(yè)存在的問(wèn)題 精密加工設(shè)備還很少大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出許多先進(jìn) 的技術(shù)如 CADCAECAM 技術(shù)的普及率還不高。 1984 年成立了中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)，987 年模具首次被列入機(jī)電產(chǎn)品目錄，當(dāng)時(shí)全國(guó) 共有生產(chǎn)模具的廠點(diǎn)約 6000 家。總產(chǎn)值約 30 億元。隨著中國(guó)改革開(kāi)放的日益深入，市 場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)程的加快，模具及其標(biāo)準(zhǔn)件、配套件作為產(chǎn)品，制造生產(chǎn)的企業(yè)大量出現(xiàn)，模 具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，企業(yè)的模具生產(chǎn)技術(shù)提高很快，規(guī)模不斷發(fā)展， 提高很快。20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，中國(guó)在汽車(chē)行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用 CAD CAM 技術(shù)。國(guó)家科委 863 計(jì)劃將東風(fēng)汽車(chē)公司作為 CIMS 應(yīng)用示范點(diǎn)，由華中理 工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開(kāi)發(fā)了汽車(chē)車(chē)身與覆蓋件模具 CADCAM 軟件系統(tǒng)，在模具 和設(shè)計(jì)制造中得到了實(shí)際應(yīng)用，取得顯著效益?，F(xiàn)在，吉林大學(xué)和湖南大學(xué)也成功地開(kāi) 發(fā)出了汽車(chē)覆蓋件模具的 CADCAE 系統(tǒng)，并達(dá)到了較高水平，在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，收 到了良好的效果。 1.3 課題研究的主要內(nèi)容 1制件工藝分析和工藝方案制定 a）沖裁件的工藝分析：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的零件對(duì)沖裁工藝有良好的適應(yīng)性，故采用沖 裁工藝。 b）工藝方案制定：根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，本次沖裁工藝方案采用落料沖孔復(fù) 合模。 2必要的工藝計(jì)算 對(duì)沖裁件的尺寸大小，精度要求進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 3模具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)； 模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)包括工作部分，模架，沖模的輔助裝置與輔助機(jī)構(gòu)，橫向沖 壓機(jī)構(gòu)。 4模具主要零件設(shè)計(jì)及有關(guān)尺寸計(jì)算； 模具主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算包括工作零件，定位零件，壓料、卸料及出件零件，導(dǎo)向零 件，固定零件，緊固及其他零件。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) 2.1 沖壓件簡(jiǎn)介 形狀和尺寸如下圖所示。材料為 H62M，板材厚度 0.8mm。 零件圖如下： 圖 2.1 零件圖 從圖中可見(jiàn)，主要是拉深、彎曲和沖裁。 表 2-1 沖裁和拉深件未注公差尺寸的偏差 1 尺寸的類(lèi)型基本尺寸 包容表面 被包容表面 暴露表面及中心距 3 +0.25 -0.25 36 +0.30 -0.30 0.15 610 +0.36 -0.36 1018 +0.43 -0.43 0.215 1830 +0.52 -0.52 3050 +0.62 -0.62 0.31 5080 +0.74 -0.74 80120 +0.87 -0.87 0.435 120180 +1.00 -1.00 180250 +1.15 -1.15 0.575 250315 +1.30 -1.30 315400 +1.40 -1.40 0.70 400500 +1.55 -1.55 500630 +1.75 -1.75 0.875 630800 +2.00 -2.00 8001000 +2.30 -2.30 1.15 10001250 +2.60 -2.60 1.15 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 5 從零件圖中可知全部是未注公差尺寸，分別為：11，R1，2 個(gè) R2， 9，4， 6，4，2，9，18，15，3，R3.5，查表 2-1 沖裁和拉深件未注公差尺寸 的偏差（即參考文獻(xiàn)1， P217 頁(yè)，表 8-18 沖裁和拉深件未注公差尺寸的偏差），得各 尺寸的偏差分別為：0.215，0.15，0.15，-0.36，-0.30，0.15，+0.30，0.15，- 0.36，-0.43 ， -0.43，+0.25，0.15。因此帶偏差的各尺寸為： ， ，215.0.0R ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，15.02R0 .36-9 .0-415.30. 4.1520 .36-9 .43-8 .43-25 。3 圖 2.2 帶偏差的產(chǎn)品圖 2.2 沖壓的工藝性分析 沖壓工藝分析主要考慮產(chǎn)品的沖壓成形工藝，最主要的是包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi) 容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材 料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分 析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此工藝分析，主要是討論在不 影響零件使用的前提下，能否以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來(lái)。 （1）影響沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮，主要因素： 材料為銅 H62M，是常見(jiàn)的沖壓材料。 工件主要是彎曲、拉深和沖孔等。 工件展開(kāi)后外形為平復(fù)雜的多邊形，適宜沖裁工件。 工件沒(méi)有懸壁。 工件存在孔與邊緣之間的距離。查文獻(xiàn)2，P1-45 ，表 3-22 孔與孔之間、孔與邊 緣之間距離的許可值得，孔與邊緣之間的距離 C1.2t=0.96mm，圖中孔與邊緣之間的最 小距離為 3mm，0.96mm3mm，故可以沖孔。 工件有沖孔，查文獻(xiàn)2，P1-45，表 3-20 用自由凸模沖孔的最小尺寸，因 400MPa，沖孔的最小尺寸 d0.9t=0.72mm，本產(chǎn)品最小孔為 3mm，3mm0.72mm，故可以沖裁。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按 IT14 級(jí)處理。 生產(chǎn)批量，一般來(lái)說(shuō)，大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn) 效率；中小批量生產(chǎn)時(shí)，常采用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模，以降低模具制造費(fèi)用。 綜上所述，此工件適宜沖裁。 （2）本沖壓件工藝分析如下： 1圖形分析形狀較復(fù)雜，展開(kāi)后相對(duì)不是很復(fù)雜，主要是落料、沖孔、彎曲。 2尺寸分析尺寸公差要求一般，未注公差尺寸均取 IT14 級(jí)。 3材料 H62M，是常見(jiàn)的沖裁材料。 零件用的是厚 0.8mm 的黃銅 H62M。 力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 b (MPa)：380（查表 2-1 即查參考文獻(xiàn)3 ，P411 頁(yè)，表 7- 1） 抗剪強(qiáng)度 (MPa)：300 伸長(zhǎng)率 10 ()：20 屈服點(diǎn) s (MPa)：200 表 2.1 黑色金屬的力學(xué)性能 2 材料名稱(chēng) 牌號(hào) 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度/（Mpa） 抗拉強(qiáng)度 b/(Mpa） 伸長(zhǎng)率 10/(%） 屈服強(qiáng)度 s/(Mpa） Q195 260320 320400 2833 200 Q235 310380 440470 2125 240普通碳素鋼 Q275 未退火 400500 580620 1519 280 08F 220310 280390 32 180 08 260360 330450 32 200 10 260340 300440 29 210 20 280400 360510 25 250 45 440560 550700 16 360 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié) 構(gòu)鋼 65Mn 已退火 600 750 12 400 1Cr13 已退火 320380 400470 21 不銹鋼 1Cr18Ni9Ti 熱處理退軟 430550 540700 40 200 軟態(tài) 260 300 35 380 H62 半硬態(tài) 300 380 20 200 軟態(tài) 240 300 40 100 黃銅 H68 半硬態(tài) 280 350 25 軟 260 300 38 140 硬 480 550 35錫磷青銅錫鋅青銅 QSn6.5-2.5QSn4-3 特硬 500 650 12 550 由于零件可以展開(kāi)成一個(gè)平面形狀，內(nèi)部有 1 個(gè)圓孔，外部是長(zhǎng)方形彎曲。關(guān)鍵是 展開(kāi)、沖孔、彎曲、拉深和落料。 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 7 4批量一年生產(chǎn) 200 萬(wàn)件是批量生產(chǎn)。 5沖壓工序落料、沖孔、彎曲、拉深。 6沖裁間隙 根據(jù)料厚 t=0.8，查表 2-2 沖裁模初始雙面間隙（即參考文獻(xiàn) 4，P19 頁(yè)，表 2-9） ， 得：雙面間隙 Z0.0400.056mm。 表 2-2 沖裁模初始雙面間隙 Z4 （單位:mm） 軟鋁 純鋼、軟鋁、黃 銅 0.080.2 C 杜拉鋁、中等硬 鋼 0.3 0.4C 硬鋼 0.50.6C材料厚度 t Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 0.008 0.012 0.016 0.020 0.024 0.028 0.032 0.036 0.040 0.050 0.075 0.090 0.100 0.132 0.150 0.168 0.180 0.245 0.280 0.315 0.350 0.480 0.560 0.720 0.870 0.900 0.012 0.018 0.024 0.030 0.036 0.042 0.048 0.054 0.060 0.084 0.105 0.126 0.140 0.176 0.200 0.224 0.240 0.315 0.360 0.405 0.450 0.600 0.700 0.880 0.990 1.100 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 0.072 0.090 0.108 0.120 0.154 0.175 0.196 0.210 0.280 0.320 0.360 0.400 0.540 0.630 0.800 0.900 1.000 0.014 0.021 0.028 0.035 0.042 0.049 0.056 0.063 0.070 0.096 0.120 0.144 0.160 0.198 0.225 0.252 0.270 0.350 0.400 0.450 0.500 0.660 0.770 0.960 1.080 1.200 0.012 0.018 0.024 0.030 0.036 0.042 0.048 0.054 0.060 0.084 0.105 0.126 0.140 0.176 0.200 0.224 0.240 0.315 0.360 0.405 0.450 0.600 0.700 0.880 0.990 1.100 0.016 0.024 0.032 0.040 0.048 0.056 0.064 0.072 0.080 0.108 0.135 0.162 0.180 0.220 0.250 0.280 0.300 0.385 0.440 0.490 0.550 0.720 0.840 1.040 1.170 1.300 0.014 0.021 0.028 0.035 0.042 0.049 0.056 0.063 0.070 0.096 0.120 0.144 0.160 0.198 0.225 0.252 0.270 0.350 0.400 0.450 0.500 0.660 0.770 0.960 1.080 1.200 0.018 0.027 0.036 0.045 0.054 0.063 0.072 0.081 0.090 0.120 0.150 0.180 0.200 0.242 0.275 0.308 0.330 0.420 0.480 0.540 0.600 0.780 0.910 1.120 1.260 1.400 注：初始間隙值的最小值相當(dāng)于間隙的公稱(chēng)數(shù)值。 初始間隙的最大值是考慮到凸模和凹模的制造公差所增加的數(shù)值。 在使用過(guò)程中，由于模具工作部分的磨損，間隙將有所增加，因而間隙的使用最大數(shù)值要 超過(guò)表列數(shù)值。 本表適用于尺寸精度和斷面粗糙度質(zhì)量要求較高的沖裁件。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 2.3 沖壓工藝方案的確定 2.3.1 沖壓模具類(lèi)型 經(jīng)過(guò)對(duì)沖壓件的工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，并在分析沖壓工藝， 工序順序組合方式的基礎(chǔ)上，提出各種可能的沖壓分析方案。 方案一：?jiǎn)喂ば蚰?。模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，落料和沖孔可以生產(chǎn)出工件，需要兩副模具， 由于一年需生產(chǎn) 100 萬(wàn)件工件，數(shù)量大，生產(chǎn)效率低于實(shí)際生產(chǎn)需求，同時(shí)彎曲位于落 料之后位置尺寸不易保證。故不能采用單工序模。 方案二：復(fù)合模。本產(chǎn)品式序較多，故不能采用一副復(fù)合模完成。 方案三：連續(xù)模。連續(xù)模的優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化，日產(chǎn)量非常高，滿(mǎn)足一年生 產(chǎn) 100 萬(wàn)件的生產(chǎn)要求。可節(jié)省勞動(dòng)力成本，能保證工件沖孔位于落料的位置精度和工 件的質(zhì)量；連續(xù)模的缺點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，模具調(diào)試難度大，制造周期長(zhǎng)， 通常材料率很低，必須批量非常大，否則產(chǎn)品成本很高。 因此綜合考慮工藝和模具設(shè)計(jì)的可行性，產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)周期，產(chǎn)品批量，節(jié)省成 本等因素，采用方案三。 2.3.2 沖壓工藝分析和計(jì)算 分析產(chǎn)品可知主要沖壓工藝有：彎曲、拉深、沖孔和落料。沖孔比較簡(jiǎn)單不需作特 別分析，落料必須在最后，由于前面要進(jìn)行拉深、彎曲，故落料不可行，改為切廢料方 式，最后再切斷，因此變剩下彎曲和拉深，下對(duì)這兩部分重點(diǎn)進(jìn)行分析。 一、彎曲分析 共有兩處彎曲，彎曲處的內(nèi)側(cè)圓角半徑為 R1mm，查參考文獻(xiàn)4，P81 頁(yè)，表達(dá)式 3-1 最小彎曲圓角半徑的數(shù)值，得：垂直碾壓方向?yàn)?0.1t，平行碾壓方向?yàn)?0.35t。 0.35t=0.350.8=0.28，0.1t=0.08，所以，均小于 1。 故，各彎曲處彎曲半徑都合理。 1展開(kāi)尺寸計(jì)算 查參考文獻(xiàn)4，P87 頁(yè)，得中性層半徑計(jì)算公式： （2-1）xtr0 式中： 為中性層半徑 r為彎曲內(nèi)側(cè)半徑，mm 為中性層位移系數(shù) t為材料厚度，mm 已知：r=1，t=0.8，r/t=1.25。 查表 2-3 中性層位移系數(shù) 的值（參考文獻(xiàn)4，P88 頁(yè)，表 3-3 中性層位移系數(shù) 的值） ，得：=0.33。 中性層 90角展開(kāi)公式： （2-2）)(5.0.xtrl 圓 弧 9.1)803.1(45926.3)( t圓 弧 表 2-3 中性層位移系數(shù) 的值 4tr 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.2 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 9 x0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 0.3 0.32 0.33tr 1.3 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 8 0.34 0.36 0.38 0.39 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 2展開(kāi)后形狀和尺寸如下圖所示。 圖 2.3 彎曲展開(kāi)圖 3簡(jiǎn)化產(chǎn)品外形 做成如圖 2.3 所示形狀，拉深時(shí)很難控制外沿不變形，因此在拉深時(shí)先將外形簡(jiǎn)化為 圓形，等拉深結(jié)束后再?zèng)_孔、切去多余的廢料，這樣就能保證外沿的形狀和尺寸，因此 簡(jiǎn)化后外沿形狀和尺寸如下圖示。 圖 2.4 簡(jiǎn)化后外形圖 二、拉深工藝分析 可以看成此工件是帶凸緣的零件。由于材料厚度 t=0.8，比較薄，可以按外形或內(nèi)形 進(jìn)行拉深分析和計(jì)算。由于產(chǎn)品要求的是外形尺寸，因此將產(chǎn)品尺寸轉(zhuǎn)化為外形尺寸， 將外形尺寸近似為中性層尺寸，結(jié)果如下圖所示： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 2.5 外形尺寸 1.修邊余量 凸緣直徑 di=33.78，d=9 ，相對(duì)凸緣直徑 di/d=33.78/9=3.75 查表 2-6 有凸緣拉深件的修邊余量（即查參考文獻(xiàn)4，P116 頁(yè)，表 4-2）得： 修邊余量 =1.2mm 因此工件的外沿直徑為 di=33.78+21.236.2mm 表 2-4 有凸緣拉深件的修邊余量 4 拉深相對(duì)高度 di/d（或 Bi/B）凸緣直徑 di（或 Bi） 1.5 1.52.0 2.02.5 2.53.0 25 1.8 1.6 1.4 1.2 2550 2.5 2.0 1.8 1.6 50100 3.5 3.0 2.5 2.2 故含修邊余量中性層圖形和尺寸如下圖所示。 圖 2.6 含修邊余量中性層尺寸 2.毛坯尺寸計(jì)算 由于工件是凸字型回轉(zhuǎn)體形狀，因此工件展開(kāi)后是一個(gè)圓形片，可以直接計(jì)算工件 的實(shí)際尺寸，利用拉深前后體積（929.9054mm 3）不變的原則，采用三維軟件計(jì)算可得毛 坯直徑：D=38.47mm 值得注意的是，在確定復(fù)雜拉深件的毛坯尺寸和形狀時(shí)，由于實(shí)際情況比較復(fù)雜， 影響因素很多，如板材的厚度變化、模具的間距大小、模具的尺寸公差等，所以一般是 根據(jù)上述公式進(jìn)行初步計(jì)算，然后在通過(guò)試驗(yàn)加以修正確定，由于條件有限不能通過(guò)試 驗(yàn)進(jìn)行修正，根據(jù)拉深件質(zhì)量要求材料不能變薄，毛坯只能大不能小，同時(shí)考慮拉深回 彈，需多拉一些，故毛坯直徑選大一些，即 D=38.6mm，總體積為：936.1695mm 3。 3.是否采用壓邊圈 t/D=0.8/38.6=2.07%，查表 2-7 采用或不采用壓邊圈的條件（即查參考文獻(xiàn) 4，P121 頁(yè)，表 4-7）得，第一次拉深時(shí)如果第 1 次拉深系數(shù) m10.6 要采用壓邊圈，否則不用壓 邊圈，以后各次拉深，如果 t/(dn-1)1.0%或拉深系數(shù) mn0.8，仍要用壓邊圈。 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 11 表 2-5 采用或不采用壓邊圈的條件 3 第一次拉深 以后各次拉深 拉深方法 (t/D)100 m1 (t/D)100 mn 用壓邊圈 1.5 0.6 1.0 2.0 0.6 1.5 0.8 4.能否一次拉出 用拉深系數(shù)分析能否上次拉出。下面采用查表法。中心層尺寸如圖 2.6 所示。 已知：t=0.8 ， d=9，高度 h=6，D=38.6 ，d f=36.2 所以： t/d=0.8/9=8.89%，d f/d=36.2/9=4.02，d/D=9/38.6=0.23 ，d/d f=9/36.2=0.249，t/D=2.07% 相對(duì)高度：h/d=6/9=0.67 總拉深系數(shù)：m=d/D 0.23 查表 2-6 凸緣件第一次拉深系數(shù)（即查參考文獻(xiàn)4 ，P136 頁(yè)，表 4-14）得，拉深極 限系數(shù)為 0.30 左右，因本工序拉深系數(shù)為 0.23，故不能一次拉出來(lái)。 表 2-6 凸緣件第一次拉深系數(shù) 4 毛壞相對(duì)厚度(t/D100)凸緣相對(duì)直徑 df/d 0.060.2 0.20.5 0.5 1 11.5 1.5 1.31.5 0.52 0.51 0.50 0.49 0.47 1.51.8 0.48 0.48 0.47 0.46 0.45 1.82.0 0.45 0.45 0.44 0.43 0.42 2.02.2 0.42 0.42 0.42 0.41 0.40 2.22.5 0.38 0.38 0.38 0.38 0.37 2.52.8 0.35 0.35 0.34 0.34 0.33 2.83.0 0.33 0.33 0.32 0.32 0.31 查表 2-7 凸緣件第一次拉深的最大相對(duì)高度 h/d（即查參考文獻(xiàn) 4，P136 頁(yè)，表 4- 15）得，拉深最大相對(duì)高度為 0.20，本工序相對(duì)高度為 0.67，故不能一次拉出來(lái)。 表 2-7 凸緣件第一次拉深的最大相對(duì)高度 h/d4 材料的相對(duì)厚度 t/D100凸緣相對(duì)直徑 df/d1 0.060.2 0.20.5 0.5 1 11.5 1.5 11.3 0.400.47 0.450.53 0.500.60 0.560.72 0.650.80 1.31.5 0.350.42 0.400.48 0.450.53 0.500.63 0.580.70 1.51.8 0.290.35 0.340.39 0.370.44 0.420.53 0.480.58 1.82.0 0.250.30 0.290.34 0.320.38 0.360.46 0.420.51 2.02.2 0.220.26 0.250.29 0.270.33 0.310.40 0.350.45 2.22.5 0.170.21 0.200.23 0.220.27 0.250.32 0.280.35 2.52.8 0.160.18 0.150.18 0.170.21 0.190.24 0.220.27 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 2.83.0 0.100.13 0.120.15 0.140.17 0.160.20 0.180.22 綜上所述，由于拉深系數(shù)太小，高度太高，故不能一次拉出，需多次拉深。 5.第 1 次拉深計(jì)算 為保證拉深能順利進(jìn)行，第 1 次拉深計(jì)算時(shí)，不僅要考慮第 1 次拉深系數(shù)，還要考 慮第 1 次拉深的高度極限，以后各次拉深按照拉深系數(shù)逐漸增大的原則設(shè)計(jì)。 1）第 1 次拉深凹模圓角半徑的確定 查參考文獻(xiàn)4，P126，首次拉深凹模圓角半徑公式 4-26： （2-1）tdDrd)(8.01 式中： D毛坯直徑，mm； d 本道拉深后的直徑，mm； t 工件厚度，mm。 已知：D=38.6mm ，d=9 ，t=0.8， 所以 mm49.380)6.3(8.0)(8.01 tdrd 又根據(jù)表 2-8 首次拉深的凹模圓角半徑 rd（即查參考文獻(xiàn)4，P126 頁(yè)，表 4-11）得2.m=6)t(1dr 綜合考慮取 。rd41 表 2-8 首次拉深的凹模圓角半徑 rd4 t/mm 2.01.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.1 無(wú)凸緣拉深 (47)t (58)t (69)t (710)t (813)t 有凸緣拉深 (610)t (813)t (1016)t (1218)t (1522)t 2）第 1 次拉深凸模圓角半徑的確定 查參考文獻(xiàn)4，P127，首次拉深凸模圓角半徑： （2-2）11)0.7(dprr 得： 482. 所以取： 。531p 3）按第 1 次拉深極限系數(shù)計(jì)算 第 1 次拉深后直徑為：d 1=Dm1=38.60.3011.6mm 第 1 次拉深高度計(jì)算 按照毛坯直徑 38.6，可計(jì)算出總體積 V=936.1695mm3，利用三維 CAD/CAM 軟件， 依據(jù)體積不變的原則，可計(jì)算出制件高度為：7.68mm。 df/d1=38.6/11.6=3.3，查表 2-7 得，拉深相對(duì)高度極限約為 0.20，所以： h1=38.60.20=7.727.68 因此第一次按直徑 11.6 拉深 7.68 的高度，是一定能實(shí)現(xiàn)的。 6.以后各次拉深計(jì)算 拉深次數(shù)和各次拉深系數(shù)確定 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 13 按上述分析第 1 次拉深系數(shù)為：m 1=11.6/38.60.30 已知 t/D=2.07%，查表 2-9 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值（即查 參考文獻(xiàn)3， P74 頁(yè)，表 2-23 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值） ，近 似得：m 2=0.73，m 3=0.75，m 4=0.78，m 4=0.80。 表 2-9 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值 4 材料的相對(duì)厚度 t/D100 拉深系數(shù) 2.01.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.15 m2 0.73 0.75 0.76 0.78 0.80 m3 0.75 0.78 0.79 0.80 0.82 m4 0.78 0.80 0.82 0.83 0.84 m5 0.80 0.82 0.84 0.85 0.86 所以：d 1=11.6 d2=m2d1=0.7311.6=8.59 從上述知，第 2 次小于 9，故拉深總次數(shù)為 2 次，但由于是連續(xù)拉深，且中間不宜加 熱回火，為了保險(xiǎn)還是采用 3 次拉深，再加 1 次整形。 調(diào)整后各次拉深系數(shù)為：m 1=0.40，m 2=0.74，m 3=0.78。 各次拉深后直徑為： d1=m1D=0.438.615.5 d2=m2d1=0.7415.511.5 d3=m3d2=0.7811.5=9 各次拉深凸、凹是圓角半徑確定 首次拉深凸、凹模圓角半徑分別為：R3.5、R4。 查參考文獻(xiàn)4，P126，以后各次拉深凹模圓角半徑為： （2-3）1)8.06(dnndrr 因此，第 2 次拉深凹圓角半徑為：r d2=3，凸模圓角半徑為：r p2=3。 第 3 次拉深凹圓角半徑為：r d2=2.5，凸模圓角半徑為：r p2=2.5。 計(jì)算各次拉深件尺寸 第 1 次拉深后尺寸。利用三維 CAD/CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算，在總體積（936.1695mm 3） 不變的原則下，計(jì)算拉深后的尺寸。計(jì)算出拉深高度為：5.8，此時(shí)制件尺寸如下圖所示。 圖 2.7 第 1 次拉深件尺寸 第 2 次拉深計(jì)算。利用三維 CAD/CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算，在總體積（936.1695mm 3）不 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 變的原則下，計(jì)算拉深后的尺寸。計(jì)算出拉深高度為：6.1，此時(shí)制件尺寸如下圖所示。 圖 2.8 第 2 次拉深件尺寸 第 3 次拉深計(jì)算。利用三維 CAD/CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算，在總體積（936.1695mm 3）不 變的原則下，計(jì)算拉深后的尺寸。計(jì)算出拉深高度為：6.5，此時(shí)制件尺寸如下圖所示。 圖 2.9 第 3 次拉深件尺寸 2.3.3 工序匯總 送料的初定距由側(cè)刃實(shí)現(xiàn)，故安排在第 1 步。 為了保證最后一次拉深及以后各工序的位置準(zhǔn)確，必須設(shè)置工藝孔，以后各工序可 用此孔作為導(dǎo)正孔導(dǎo)正，導(dǎo)正孔在第 2 次拉深處沖出。 根據(jù)以上分析，可以總結(jié)出各工序順序?yàn)椋?側(cè)刃切口第 1 次拉深第 2 次拉深第 3 次拉深整形切廢料彎曲切斷。 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 15 3 角片套連續(xù)模設(shè)計(jì) 3.1 模具結(jié)構(gòu) 本模具采用切廢料方式進(jìn)行沖壓，故模具結(jié)構(gòu)采用沖孔、導(dǎo)正、拉深、切廢料、彎 曲、切斷的工序設(shè)計(jì)，排樣采用單排橫排排列。并采用正裝方式設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，即凹模 裝在下模部分，同時(shí)為了正確控制送料步距采用單側(cè)側(cè)刃定距，在主要位置采用導(dǎo)正銷(xiāo) 導(dǎo)正精確定位。由于料較薄，沖壓速度較快，卸料可采用彈性卸料結(jié)構(gòu)，建議彈性材料 采用彈簧。廢料采用在凹模（下模）向下推出，最后產(chǎn)品也是在下模向下推出。帶料采 用自動(dòng)左右有側(cè)壓的送料裝置。模具結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖 3.1 模具結(jié)構(gòu)圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 3.2 確定其搭邊值 考慮到成型范圍，應(yīng)考慮以下因素： 材料的機(jī)械性能 軟件、脆件搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。 沖件的形狀尺寸 沖件的形狀復(fù)雜或尺寸較大時(shí)，搭邊值大一些。 材料的厚度 厚材料的搭邊值要大一些。 材料及擋料方式 采用自動(dòng)送料，有側(cè)刃裝置。 卸料方式 彈性卸料比剛性卸料大搭邊值小一些。 材料為：普通碳素鋼 H62M。 因料厚 t=0.8mm，采用自動(dòng)送料，故查表 3-1 搭邊值 a 和 a1（即查參考文獻(xiàn)4，P31 頁(yè)，表 2-16 搭邊值 a 和 a1） ，確定其搭邊值為： 兩工件間的搭邊值：a 1=2mm 工件側(cè)面搭邊值：a=3mm 表 3.1 搭邊值 a 和 a14 手工送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 自動(dòng)送料 材料厚度 a a1 a a1 a a1 a a1 8 7 6 8 7 9 8 8 7 3.3 確定排樣圖 在沖壓零件中，材料費(fèi)用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料，因此材 料的利用率是決定產(chǎn)品成本的重要因素，必須認(rèn)真計(jì)算，確保排樣相對(duì)合理，以達(dá)到較 好的材料利用率。 排樣方法可分為三種：1有廢料排樣 2少?gòu)U料樣 3無(wú)廢料排樣 少?gòu)U料排樣的材料利用率也可達(dá) 70%90%。但采用少、無(wú)廢料排樣時(shí)也存在一些缺 點(diǎn)，就是由于條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定們所產(chǎn)生的誤差，使工作的質(zhì)量和精度 較低。另外，由于采用單邊剪切，可影響斷面質(zhì)量和模具壽命。 根據(jù)本工件的形狀和批量，對(duì)模壽命有一定要求，固采用有廢料排樣方法。 排樣時(shí)工件之間以及工件與帶料側(cè)邊之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償 定位誤差，保證沖出合格的工件。還可以使帶料有一定的剛度，便于送進(jìn)。 3.3.1 送料步距與帶料寬度 本模具排樣采用單排排列，采用單側(cè)側(cè)刃粗定距，重要處再用導(dǎo)正銷(xiāo)精定位。 角片套冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 17 送料步距：S=L 1+L2 （3- 1） 式中：L 1產(chǎn)品送料方向最大尺寸； L2產(chǎn)品送料方向切搭邊寬度，必須不小于 a1； a1送料方向搭邊。 已知：L 1=38.6mm，L 2=3mm（由于是先切廢料，凸模不能太薄，故取 3mm） 所以：S=38.6+3=41.6mm 。 根據(jù)本模具的特點(diǎn)帶料寬度： （3-2）01max)(nbDB 式中：D max產(chǎn)品送料方向最大尺寸； a 送料方向搭邊； n 側(cè)刃數(shù)目； b1側(cè)刃沖切的料邊寬度； 條料寬度偏差。 已知：D max=38.6mm，a=3mm ，n=1（單面?zhèn)热校?，t=0.8mm。 =0.15 （查表 3.2 條料寬度偏差 ，即查參考文獻(xiàn)4，P31 頁(yè)，表 2-17 條 料寬度偏差 ） b1=1.5（查參考文獻(xiàn)4 ， P32 頁(yè)，表 2-19 b1、y 值） 表 3-2 條料寬度偏差 3 條料厚度 t 條料寬度 B 0.5 0.5 1 12 23 35 20 0.05 0.08 0.10 2030 0.08 0.10 0.15 3050 0.10 0.15 0.20 表 3-3 b1、y 值 3 b1 材料厚度 t 金屬材料 非金屬材料 y 1.5 11.5 1.52 0.10 1.52.5 2.0 3 0.15 2.53 2.5 4 0.200 15.0 15.0 1max 6)326.8()2( nbDB 導(dǎo)料板間距離： （3-3）ZnbaDZBmx （3-4）yax1 式中：B 沖切前導(dǎo)料板間距離； B1 沖切后導(dǎo)料板間距離； Z沖切前的條料與導(dǎo)料板間的間隙，見(jiàn)表 3-4； y沖