翻邊接頭沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì),翻邊接頭沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì),接頭,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì) 翻邊接頭沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì) 1 緒 論 沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件，具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)其成形件具有強(qiáng)度高，互換性好，成本低，生產(chǎn)過(guò)程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，被廣泛應(yīng)用于汽車，能源，機(jī)械，信息，航天航空，國(guó)防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。 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，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50多萬(wàn)人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長(zhǎng)18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。 在2萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)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(lái)，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)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(shù)方面。 第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬(wàn)美元，有的高達(dá)25～30萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)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(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)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(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 中國(guó)的模具企業(yè)大多是中小企業(yè)，從作坊式企業(yè)成長(zhǎng)起來(lái)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(zhì)量的控制方面問(wèn)題層出不斷。面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術(shù)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(yīng)和及時(shí)調(diào)整的能力，沒(méi)有一套先進(jìn)的管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理的信息化是很難做到的。通過(guò)信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)模具制造。 所謂信息化的模具企業(yè)，就是在模具企業(yè)應(yīng)用INTERNET、ERP等信息化技術(shù)，把模具企業(yè)上下游業(yè)務(wù)過(guò)程，技術(shù)溝通過(guò)程，以及模具企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理過(guò)程，以IT形式固定下來(lái)，最終提高模具企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理水平，提高模具企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。目前，CAD/CAM技術(shù)的推廣已由“甩圖板”階段跨入到了深化應(yīng)用階段。CAPP技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準(zhǔn)確性PDM系統(tǒng)的應(yīng)用可以對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理MIS/ERP系統(tǒng)的應(yīng)用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高生產(chǎn)和管理效率。這些系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息的集成和功能上的配合，并逐步實(shí)現(xiàn)企業(yè)的全面信息化已成為CAD/CAM技術(shù)深化應(yīng)用的主題, 是模具發(fā)展的第二次變革。： 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： 1：提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平； 2：在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3：大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)； 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)； 7：逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用； 8：進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備； 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(kāi)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) 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。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。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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(kāi)發(fā)能力。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(wèn)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(jiàn)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(kāi)。 成形：在不破壞板料的條件下，通過(guò)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(chǎn)的主要工藝裝備。沖壓件的沖壓質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，都與模具類型及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有直接關(guān)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(jìn)行分類，一般有以下幾種分類方法。 1.3.1按沖壓工藝進(jìn)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(wú)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(jìn)行分類 單工序模 壓力機(jī)行程一次，只對(duì)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，生產(chǎn)效率低，形位精度低。 復(fù)合模 模具上僅有一個(gè)工位，安排有兩對(duì)或兩對(duì)以上的凸、凹模，壓力機(jī)行程一次，能對(duì)板料完成兩種（或兩種以上）的沖壓的模具。其結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：具有復(fù)合形式的凸凹模，它既是落料的凸模，又是沖孔的凹模。復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，生產(chǎn)率適中，形位精度高。 級(jí)進(jìn)模 模具上有n個(gè)（n＞1）工位，在一直線上等距離安裝n對(duì)凸、凹模，條料送進(jìn)一次，壓力機(jī)行程一次，模具對(duì)板料的不同（n個(gè)）位置完成n對(duì)沖壓，連續(xù)送進(jìn)，連續(xù)沖壓。級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)率高，產(chǎn)品形位精度適中。級(jí)進(jìn)模又稱為級(jí)連續(xù)或跳步模。 1.3.3按上下模的導(dǎo)向方式分類 分為無(wú)導(dǎo)向的開(kāi)式模具、有導(dǎo)向的導(dǎo)板模具和導(dǎo)柱模具等。 1.3.4按導(dǎo)料或定位形式分類 分為固定導(dǎo)料銷模具、活動(dòng)導(dǎo)料銷模具、導(dǎo)正銷模具、側(cè)刃定距模具等。 此外，可以依據(jù)對(duì)沖裁件尺寸、精度等質(zhì)量的不同，把模具分為精密沖裁模具和普通沖裁模具；依據(jù)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(shí)還可以依據(jù)壓力機(jī)類型、送料方式、出件方式等對(duì)模具進(jìn)行分類。 1.4翻邊接頭模具設(shè)計(jì)與制造方面 1.4.1翻邊接頭模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)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(jī)作用下，將平板坯料進(jìn)行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件IT8～I(xiàn)T7級(jí)精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用IT7～I(xiàn)T6級(jí)精度的高級(jí)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(qiáng)沖裁件基礎(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，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。 制件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就沖孔落料，可采用單工序模、復(fù)合模具或級(jí)進(jìn)模具，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)凸模與凹模工作配合長(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。 此設(shè)計(jì)分成兩部分，第一部分落料、拉深、沖孔復(fù)合模，第二部分翻邊模。 1.4.2翻邊接頭模具設(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20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。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。 2 落料、沖孔復(fù)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(chǎn)批量：大批量 材料：冷軋08鋼 厚度：1.5mm 對(duì)固定套翻邊件進(jìn)行分析可知，處有內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前應(yīng)預(yù)沖孔，是圓筒件拉深件直徑，經(jīng)計(jì)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(jiǎn)單、對(duì)稱，是有圓弧組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)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(rèn)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(biāo)注、生產(chǎn)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(jìn)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(hào)鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)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(duì)稱零件，總的來(lái)說(shuō)加工起來(lái)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(chǎn)。 2.1.2制件的外形分析 該零件有冷軋08號(hào)鋼板組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。多處用圓角過(guò)度，以便于模具加工，減少熱處理開(kāi)裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件對(duì)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(jí)定為IT11級(jí)，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(jié)構(gòu)相關(guān)，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?yàn)槁淞稀_孔、拉深、翻邊。 可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡(jiǎn)單模分四次加工，即落料——拉深——沖孔——翻邊。 方案二：落料、沖孔復(fù)合模，拉深翻邊模。 方案三：落料沖孔級(jí)進(jìn)模，再拉深翻邊。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。但復(fù)合模模具的行位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)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(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。 通過(guò)對(duì)上述三種方按的分析比較，該零件采用方案二最佳。 故應(yīng)采用兩副模具來(lái)完成。 第一副模具為落料沖孔復(fù)合模。 第二副模具為拉深翻邊模。 2.3必要的工藝計(jì)算 2.3.1毛坯尺寸計(jì)算 由最終制件從翻邊算起，毛坯的預(yù)沖孔直徑計(jì)算。Φ28㎜處由內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前應(yīng)預(yù)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(yù)沖孔、翻邊等。翻邊前為Φ75㎜、髙為18mm的無(wú)凸緣圓筒形件，如圖2-1所示。 (1)計(jì)算預(yù)沖孔 D=26.5mm H=10mm 由式（5.4）計(jì)算翻邊前預(yù)沖孔直徑 =26.5-2(10-0.43×5-0.72×1.5)=12.96 (2)計(jì)算翻邊系數(shù) 由表5.2計(jì)算翻邊系數(shù) 由查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數(shù)為0.52＜m,所以該零件能一次翻邊成形，預(yù)沖孔直徑d=12.96mm。 (3)計(jì)算翻邊力 (4)落料毛坯直徑計(jì)算 拉深件毛坯尺寸確定原則的依據(jù)： 體積不變?cè)瓌t 相似原則 毛坯尺寸應(yīng)包括修邊余量 因δ=1.5mm﹥1mm，所以應(yīng)按中線尺寸計(jì)算。 確定修邊余量 根據(jù)拉深件尺寸，其相對(duì)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(jì)算毛坯展開(kāi)直徑 先判斷能否一次拉深出來(lái)，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(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)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?gòu)U料和無(wú)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(jīng)驗(yàn)確定的，查表2.9可知搭邊值工件間，側(cè)面。 (2)確定零件的排樣方案 設(shè)計(jì)模具時(shí)，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(jìn)，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(jì)算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)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(jì)算如下： (4)計(jì)算材料的利用率： 根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)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(dá)93%。 計(jì)算沖壓件的面積: 由文獻(xiàn)﹝2﹞ 一個(gè)步距的材料利用率通用計(jì)算公式： 式中 —一個(gè)步距內(nèi)零件實(shí)際面積; —一張步距內(nèi)所需毛坯面積； —條料寬度 ; —送料步距 ； 得材料利用率： 2.4計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī) 2.4.1落料力的計(jì)算 式中 —落料力； —沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度； —沖裁件材料厚度； —被沖材料的抗剪強(qiáng)度； —系數(shù)，一般取。 得落料力： 2.4.2沖孔力的計(jì)算 式中 ——工件內(nèi)輪廓周長(zhǎng)（） 得沖孔力： 2.4.3卸料力的計(jì)算 式中 ——卸料力系數(shù)；查手冊(cè)知 得卸料力為： 2.4.4推件力的計(jì)算 式中 ——推件力因數(shù)，查表得； ——卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，查[7]得n=1； 得推件力為: 2.4.5工序總力的計(jì)算 為保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%左右，即 2.4.6初選壓力機(jī) 查文獻(xiàn)[4]開(kāi)式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為和，見(jiàn)表一 表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 型號(hào) 公稱壓力 滑塊行程 最大封閉高度 工作臺(tái)尺寸 可傾斜角/。 封閉高度調(diào)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(duì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.5.1模具類型設(shè)計(jì) 由沖壓工藝分析可知，零件材料為冷軋08號(hào)鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。 該零件屬于中型尺寸零件，料厚1.5mm，外形簡(jiǎn)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(hào)鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。多處用圓角過(guò)度，以便于模具加工，減少熱處理開(kāi)裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件左右對(duì)稱.所以模具類型為倒裝復(fù)合模模。 2.5.2模具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)正倒裝結(jié)構(gòu)的確定 根據(jù)上述分析，采用倒裝復(fù)合模具可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)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(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式。 (3)定位裝置的確定 因該制件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。 (4)導(dǎo)向方式的選擇 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 (5)卸料、壓料方式 本模具采用倒裝結(jié)構(gòu),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(kāi)設(shè)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(jié)構(gòu)，工件留在落料凹模孔洞中，應(yīng)在凹?？自O(shè)置推件塊推出。 2.5.3主要工作零部件設(shè)計(jì) 因?yàn)椴牧蠟?8鋼，厚度為,查表2.4得間隙值， 由手冊(cè)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(jì)算 由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸、凹模。 以孔為基準(zhǔn)加工凸模，計(jì)算公式如下： 設(shè)孔尺寸為 對(duì)于Φ12.96mm的孔查表2.6得 凸、凹模制造誤差由經(jīng)驗(yàn)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(jì)算 對(duì)于外輪廓的落料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸、凹模。以孔為基準(zhǔn)加工凸模，計(jì)算公式如下： 以凹模為基準(zhǔn)加工凸模，計(jì)算公式如下： 設(shè)工件尺寸為 對(duì)于Φ12.96mm的孔查表2.6得 凸、凹模制造誤差由經(jīng)驗(yàn)公式： 校核： ∣∣+∣∣≦ 0.043+0.065≦0.240-0.132 0.108≦0.108 (3)落料凹模的設(shè)計(jì) 在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口。該凹模簡(jiǎn)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(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，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(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(shù)（查表2.22?。? 凹模高度,按表取標(biāo)準(zhǔn)值 模壁厚（） 凹模壁厚取 凹模長(zhǎng)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(shè)計(jì)與選用 d為螺孔的直徑，由于凹模厚度為，所以根據(jù)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(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 凹模的長(zhǎng)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(dǎo)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(shè)計(jì) 為了加強(qiáng)凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐級(jí)增大的多級(jí)形式，且它的外形尺寸較大，所以落料凸模采用臺(tái)階式，A型圓凸模。一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面便于裝配與更換。凸模固定板的厚度取，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需求來(lái)確定。 凸模用線切割機(jī)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(jì)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(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見(jiàn)手冊(cè)﹝3﹞表15.57可得 (5)凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖應(yīng)如圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 校核凸凹模的強(qiáng)度：查表2.23得凸凹模的最小壁厚為,而實(shí)際最小壁厚為。故符合強(qiáng)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(yīng)比零件所標(biāo)注的精度高3～4級(jí)，即定為()。 凸凹模長(zhǎng)度計(jì)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(zhǎng)度，主要考慮凸模進(jìn)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(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 (1)擋料銷及導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可得該套模具所用擋料銷與導(dǎo)料銷的規(guī)格尺寸一樣，根據(jù)手冊(cè)[4]選用。 材料：鋼 熱處理：硬度 規(guī)格: GB2866.11-81 (2)擋料銷與導(dǎo)料銷位置的確定 由模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)料銷及導(dǎo)料銷都應(yīng)通過(guò)卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應(yīng)高出卸料板。 根據(jù)分析選用廢料孔后端定位時(shí)擋料銷位置如圖2-4 圖2-4 擋料銷的位置 導(dǎo)料銷位于條料的同一側(cè)，采用從右向左的送料方式，送料的方向?qū)Я箱N應(yīng)裝在后方。 2.5.5卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化 (1)彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式 模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，選用手冊(cè)圖2的卸料板形式。由表查得彈性卸料板厚度為。裝模具時(shí)卸料板孔與凸模得單邊間隙為，在模具開(kāi)啟狀態(tài)，卸料板應(yīng) 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?shù)倪x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(shè)計(jì)和選用 橡皮允許承受的負(fù)載較大，占據(jù)空間尺寸較小，安裝調(diào)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(shí)應(yīng)主要確定其自由高度預(yù)壓縮量及截面積。其計(jì)算公式與步驟如下： ①確定自由高度 L1——沖模工作行程（），對(duì)沖裁模而言，L1=t+1 ——預(yù)留的修模量。根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取 ②確定和 ——橡皮的預(yù)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(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力:約為 2.5.6推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化[5] (1)剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)采用剛性推件裝置。其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)手冊(cè)[5] (2)推件塊的設(shè)計(jì) 本推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺(tái)階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面。 推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對(duì)尺寸較大，外形形狀相對(duì)復(fù)雜，所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關(guān)系，屬內(nèi)導(dǎo)向。 材料：45鋼 熱處理：硬度 (3)打桿的設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 由凹模周,，及卸料板的外形尺寸，材料選為,0I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 (1)模架的選用 上模座標(biāo)記: GB/T2855.5-90 下模座標(biāo)記： GB/T2855.6-90 模柄標(biāo)記： GB2862.2-81 [5] (2)凸模固定板的設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì): 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(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算凸模固定板厚度。 查手冊(cè)本模具取，其外形尺寸應(yīng)與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為 (3)墊板的設(shè)計(jì) 在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設(shè)有推板等零件的裝置和讓位空間，會(huì)使的其厚度變薄，影響其抗壓強(qiáng)度，所以應(yīng)設(shè)一塊墊板。其規(guī)格根據(jù)凹模外形尺寸選取。 2.5.8導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 本組模具采用的是后側(cè)導(dǎo)柱模座只需兩對(duì)相同型號(hào)的導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具沖裁間隙小應(yīng)按H6/h5配合 材料：20鋼 熱處理：， 硬度： 導(dǎo)柱標(biāo)記: GB2861.1-81 導(dǎo)套標(biāo)記: GB2861.6-81 2.5.9緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下： 內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)記： 螺釘標(biāo)記： 銷釘標(biāo)記： 銷釘標(biāo)記： 10×47 材料：Q235 熱處理： 國(guó)標(biāo)分別為 2.6沖壓設(shè)備的的選用 通過(guò)前面的設(shè)計(jì)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(jù)前面初選的壓力機(jī)，選擇型壓力機(jī)，其工作臺(tái)尺寸為,最大閉合高度為，連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為.最終經(jīng)過(guò)校核，選擇型壓力機(jī)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(diào)節(jié)長(zhǎng)度： 工作臺(tái)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(dǎo)套 20、上頂塊 21、導(dǎo)柱 22、卸料板 23、凹模 24、下固定板 25、下墊板 該工件的模具結(jié)構(gòu)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(dāng)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(zhuǎn)一個(gè)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(dāng)工件拉深到下頂塊觸到下固定板24時(shí)，下頂塊就起了限位的作用，當(dāng)上?；爻虝r(shí)，拉深有了一個(gè)校正的過(guò)程。 由于受開(kāi)式壓力機(jī)工作臺(tái)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(guò)度配合，這樣給拆卸、裝配帶來(lái)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(wú)凸緣筒形件，要求零件尺寸標(biāo)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(duì)此工件進(jìn)行分析可知,處有內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前應(yīng)預(yù)沖孔，是圓對(duì)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(duì)圓角半徑的要求。工件要求不高，可取IT11級(jí)，滿足拉深工序?qū)ぜ墓畹燃?jí)要求。 08鋼拉深性能良好，此零件的拉深次數(shù)可由下列工序計(jì)算來(lái)確定。 3.1.1計(jì)算毛坯尺寸 由最終制件從翻邊算起，毛坯的預(yù)沖孔直徑計(jì)算。Φ28㎜處由內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前應(yīng)預(yù)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(yù)沖孔、翻邊等。翻邊前為Φ75㎜、髙為18mm的無(wú)凸緣圓筒形件，如圖2-1所示。 (1)計(jì)算預(yù)沖孔 D=26.5mm H=10mm 由式（5.4）計(jì)算翻邊前預(yù)沖孔直徑 =26.5-2(10-0.43×5-0.72×1.5)=12.96 (2)計(jì)算翻邊系數(shù) 由表5.2計(jì)算翻邊系數(shù) 由查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數(shù)為0.52＜m,所以該零件能一次翻邊成形，預(yù)沖孔直徑d=12.96mm。 (3)落料毛坯直徑計(jì)算 拉深件毛坯尺寸確定原則的依據(jù)： 體積不變?cè)瓌t 相似原則 毛坯尺寸應(yīng)包括修邊余量 因δ=1.5mm﹥1mm，所以應(yīng)按中線尺寸計(jì)算。 確定修邊余量 根據(jù)拉深件尺寸，其相對(duì)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(jì)算毛坯展開(kāi)直徑 先判斷能否一次拉深出來(lái)，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(jù)坯料相對(duì)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(xiǎn)起見(jiàn)，拉深仍采用壓邊圈。采用壓邊圈后。 計(jì)算圓角半徑 第一次拉深的凹模圓角半徑用下式計(jì)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(shù)的確定 由表5.2計(jì)算翻邊系數(shù)為 由查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數(shù)為0.52＜m,所以該零件能一次翻邊成形 3.1.4排樣及相關(guān)的計(jì)算 由于工件的形狀特殊，因此只要一次一個(gè)拉深就行，且操作方便。 3.2計(jì)算沖壓力及初選壓力機(jī) 因?yàn)楸局萍禽S對(duì)稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心。 3.2.1壓邊力的計(jì)算 壓邊力的計(jì)算： ， 式中：——壓邊圈面積； P——單位壓邊力，由表查得; 壓邊力的計(jì)算： 3.2.2拉深力的計(jì)算 由于零件為淺拉深，可按有壓邊圈的圓筒形件近似計(jì)算。 式中 ——拉深力（）； ——拉深件直徑，； ——材料厚度； ——材料的強(qiáng)度極限（）,查手冊(cè)σb=； ——修正因數(shù)。 拉伸系數(shù) 查表得修正因數(shù) 則 3.2.3公稱壓力的計(jì)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(jì)算 3.2.5推件力的計(jì)算 式中——推件力因數(shù)，查表得； ——卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，查[7]得n=1； 則推件力為 3.2.6工藝總壓力的計(jì)算 為保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%左右，即 3.2.7初選壓力機(jī) 查文獻(xiàn)[4]開(kāi)式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為和，見(jiàn)表一 表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 型號(hào) 公稱壓力 滑塊行程 最大封閉高度 工作臺(tái)尺寸 可傾斜角/。 封閉高度調(diào)節(jié)量 100 45 180 240×370 35 35 160 55 220 300×450 35 45 經(jīng)校核拉深時(shí)，選用壓力機(jī)型號(hào)為： 3.2.8壓力中心的確定 由于該零件是中心對(duì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3.1模具類型設(shè)計(jì) 由沖壓工藝分析可知，零件材料為冷軋08號(hào)鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。 該零件屬于中型尺寸零件，料厚1.5mm，外形簡(jiǎn)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(hào)鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。多處用圓角過(guò)度，以便于模具加工，減少熱處理開(kāi)裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件左右對(duì)稱.所以模具類型為簡(jiǎn)易拉深復(fù)合模。 3.3.2模具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)正倒裝結(jié)構(gòu)的確定 根據(jù)上述分析，采用正裝復(fù)合模具比較簡(jiǎn)易，卸料可靠，便于操作。 (2)送料方式的確定 因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式。 (3)定位裝置的確定 因該制件采用的是正裝復(fù)合模，所以直接用定位板定位即可。 (4) 導(dǎo)向方式的選擇 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用兩側(cè)導(dǎo)柱模架。 (5)卸料、壓料、出件方式 本模具采用正裝結(jié)構(gòu),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(shè)計(jì) 因?yàn)椴牧蠟?8鋼，厚度為,查表2.4得間隙值， 由手冊(cè)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(shí)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(jì)算 拉伸凸模和凹模的單邊間隙可按表中式計(jì)算，，故。由于拉深工件的公差為IT11級(jí)，故凸凹模的制造公差可采用級(jí)的精度，查表得、 凸模、凹模的尺寸及公差的計(jì)算： 代入公式得： (4)凹模的設(shè)計(jì) 在凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用圓弧過(guò)渡形刃口。該凹模簡(jiǎn)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(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，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(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即 凹模高度 因此凹模取標(biāo)準(zhǔn)值H=30mm 因?yàn)楣ぷ髋_(tái)選用的是圓形，所以取 所以選擇工作臺(tái)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(gè)螺釘與上模座固定，還需要兩個(gè)與上模座同時(shí)加工的銷釘孔。 (5)翻邊凸模的設(shè)計(jì) 由工件所知翻邊凸模選擇A型圓凸模。一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面便于裝配與更換。凸模固定的厚度取，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需求來(lái)確定。凸模用線切割機(jī)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(jì)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(gè)螺紋孔，以便與下模座固定。拉深凸模上一般開(kāi)有通氣孔，這樣會(huì)使卸料容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無(wú)法卸料。本凸模通氣孔的直徑為φ5mm。 (6)凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本模具為復(fù)合模，除了翻邊凸模和凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖應(yīng)如圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 校核凸凹模的強(qiáng)度：實(shí)際最小壁厚為，故符合強(qiáng)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(yīng)比零件所標(biāo)注的精度高3～4級(jí)，即定為()。 凸凹模長(zhǎng)度計(jì)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(shí)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(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可得該套模具所用定位板定位 3.3.5卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化 (1)彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式 模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，選用手冊(cè)圖2的卸料板形式。由表查得彈性卸料板厚度為。裝模具時(shí)卸料板孔與凸模得單邊間隙為，在模具開(kāi)啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)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?shù)倪x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(shù)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，F(xiàn)j＝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(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化[5] (1)剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)采用剛性推件裝置。其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)手冊(cè)[5] (2)推件塊的設(shè)計(jì) 本推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺(tái)階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面。 推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對(duì)尺寸較大，外形形狀相對(duì)復(fù)雜，所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關(guān)系，屬內(nèi)導(dǎo)向。 材料：45鋼 熱處理：硬度 (3)推桿的設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)和選用 橡皮允許承受的負(fù)載較大，占據(jù)空間尺寸較小，安裝調(diào)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(shí)應(yīng)主要確定其自由高度預(yù)壓縮量及截面積。其計(jì)算公式與步驟如下： ①確定自由高度 ——沖模工作行程（） 對(duì)沖裁模而言， ——預(yù)留的修模量。根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取 ②確定和 ——橡皮的預(yù)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(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力:約為 3.3.7支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 由凹模周,，及卸料板的外形尺寸，材料選為,0I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 (1)模架的選用 上模座標(biāo)記:280mm×210mm×35mm 35GB/T2855.5-90 下模座標(biāo)記：280mm×210mm×40mm 40GB/T2855.6-90 模柄標(biāo)記： GB2862.2-81 [5] (2)凸凹模固定板的設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì): 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(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算凸模固定板厚度。 查手冊(cè)本模具取，其外形尺寸應(yīng)與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為160mm×20mm 3.3.8導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 本組模具采用的是后側(cè)導(dǎo)柱模座只需兩對(duì)相同型號(hào)的導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具沖裁間隙小應(yīng)按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度，硬度 導(dǎo)柱標(biāo)記: GB2861.1-81 導(dǎo)套標(biāo)記: GB2861.6-81 3.3.9緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下： 內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)記： 螺釘標(biāo)記： 銷釘標(biāo)記： 銷釘標(biāo)記： 10×47 材料為Q235，國(guó)標(biāo)分別為 3.4 壓力機(jī)的選用 通過(guò)前面的設(shè)計(jì)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(jù)前面初選的壓力機(jī)，選擇J23-10型壓力機(jī)，其工作臺(tái)尺寸為240mm×370mm,最大閉合高度為180mm，連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為35mm.最終經(jīng)過(guò)校核，選擇J23-10型壓力機(jī)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(diào)節(jié)長(zhǎng)度：35mm 工作臺(tái)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(guò)程是：上模座帶動(dòng)凸凹模向下移動(dòng)，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(dòng)，彈簧被壓縮，坯料進(jìn)行拉伸，同時(shí)頂板也想下移動(dòng)：移動(dòng)到一定距離時(shí)，凹模與凸凹模接觸，坯料同時(shí)進(jìn)行翻邊，翻邊拉伸接手后，凸凹模向上移動(dòng)，成型的工件在頂板的作用下同時(shí)向上移動(dòng)，移動(dòng)到一定距離，彈簧開(kāi)始釋放，然后壓邊圈與定位板分離，凹凸模繼續(xù)向上移動(dòng)，工件由推板從凹模推出，一次成型結(jié)束。 4 總 結(jié) 翻邊接頭屬于復(fù)雜的零件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是沖孔凸、凹模以及拉深工藝的設(shè)計(jì)，需要計(jì)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(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 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。 翻邊接頭的形狀結(jié)構(gòu)一般，但是其尺寸相對(duì)較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長(zhǎng)度，因此需要改變上、下模座的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 翻邊接頭沖壓成形工藝及模具的設(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。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 致 謝 時(shí)光如電，歲月如梭，大