筒形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【落料拉深沖孔復(fù)合?！?/h1>

筒形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【落料拉深沖孔復(fù)合?！?落料拉深沖孔復(fù)合模,筒形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【落料拉深沖孔復(fù)合?！?筒形件,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì),落料拉深,沖孔,復(fù)合 筒形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 1 緒 論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝、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)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。 1.1 沖壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1～2μm，壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（Φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 1.2 冷沖壓的應(yīng)用 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機(jī)械工業(yè)加工便可使用。 沖壓加工不一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。 沖壓工藝在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 1.3 沖壓模具的發(fā)展重點(diǎn)與展望 發(fā)展重點(diǎn)的選取應(yīng)根據(jù)市場需求、發(fā)展趨勢和目前狀況來確定。可按產(chǎn)品重點(diǎn)、技術(shù)重點(diǎn)和其他重點(diǎn)分別敘述。 1.3.1 沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn) 沖壓模具共有7小類，并有一些按其服務(wù)對象來稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具，多功能、多工位級進(jìn)模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大，發(fā)展前景好。 汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具，尤其是外覆蓋件模具。高強(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級進(jìn)模、連續(xù)模今后將會有較快的發(fā)展。多功能、多工位級進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度、高效率和大型、高壽命的級進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度。 1.3.2 沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點(diǎn) 模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計(jì)技術(shù)來說，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計(jì)算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)應(yīng)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。 為了提高CAD、CAE、CAM技術(shù)的應(yīng)用水平，建立完整的模具資料庫及開發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的實(shí)用性十分重要。從加工技術(shù)來說，發(fā)展重點(diǎn)在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≤0.1μm的各種精密加工。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，搞好模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)也是沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)之一。 為了提高沖壓模具的壽命，模具表面的各種強(qiáng)化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點(diǎn)。 對于模具數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)用技術(shù)等方面形成全方位解決方案，提供模具開發(fā)與工程服務(wù)，全面提高企業(yè)水平和模具質(zhì)量，這更是沖壓模具技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。 2 制件工藝分析及工藝方案確定 零件名稱：無凸緣圓筒形制件 生產(chǎn)批量：大批量 材 料： 08AL 料 厚： 1.0mm 無凸緣圓筒形制件圖 2.1 工藝分析 零件為無緣圓筒形制件，如圖所示，零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸精度不是很高，考慮到加工的經(jīng)濟(jì)性，決定減少加工的工序數(shù)目，宜采用落料拉深復(fù)合模，該零件沖壓加工工序包括落料、拉深、沖孔。 該制件高度28尺寸為未注公差尺寸，滿足拉深工藝對精度等級的要求;尺寸?68.50+0.5按公差表查得為IT13級，滿足拉深工序?qū)χ萍畹燃壍囊?。零件所用材料?8AL，拉深性能較好。 （1） 確定切邊余量 查表4-1,并取σ=4mm. （2） 計(jì)算毛坯直徑D 根據(jù)公式（4.5） D=(d-2r)2+4dH-r+2πrd-2r+8r2 =d2+4dH-1.72dr-0.56r2 因?yàn)槊鞯暮穸萾=1mm，則各個(gè)尺寸應(yīng)以零件厚度的中心尺寸代入進(jìn)行計(jì)算，故d=(68.5+0.25+1)=69.75mm, H=(28-0.5)+4=31.5mm, r=5.5mm,代入上式得：D=114mm （3） 判斷零件能否一次拉出和是否需要采用壓邊裝置 判斷零件能否一次拉出僅需比較所需的總拉深系數(shù)m總和第一次允許的極限拉深系數(shù)m1的大小即可。當(dāng)m總>m1，說明拉深該工件的實(shí)際變形程度比第一次允許的極限變形程度要小，工件可以一次拉成。若當(dāng)m總m1，因此該零件只需一次拉深就能夠達(dá)到所需尺寸。 2.2 工藝方案的確定 該工件包括落料，拉深，沖孔，三個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案。 方案一：先落料，再拉深，最后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料－拉深－沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：落料－拉深－沖孔連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序，即需要落料模，拉深模，沖孔模三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故其模具制造，安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 2.3制件排樣及相關(guān)的計(jì)算 采用有廢直排的排列的方式，因?yàn)闆_件與沖件之間，沖件與條料之間都存在搭邊廢料，這樣沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度較高，模具壽命也較長，但材料的利用率較低。根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣，排樣圖如下： 沖裁件的面積A： 條料的寬度B=D+2a+c=114+2+0.5=116.5。查表2.9得，最小搭邊值a=1.0mm, ,查表2.12得，條料與導(dǎo)料板間隙。 步距S=D+=114+0.8=114.8mm. 一個(gè)步距的材料的利用率： 3 沖壓模具設(shè)計(jì) 3.1 確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時(shí)選擇復(fù)合模,又因零件的幾何形狀簡單對稱，工件間有搭邊值，復(fù)合模結(jié)構(gòu)相對簡單，操作方便，又可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠、便于操作，所以模具類型為有廢料復(fù)合模。 3.2 計(jì)算工序壓力，選擇壓力機(jī) 在沖裁模設(shè)計(jì)中，沖壓力是指落料力，缷料力，拉深力，壓邊力，沖孔力，切邊力和推件力的總稱。它是沖裁時(shí)選擇壓力機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)校核強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。 1)落料力 F落=1.3πDτbt =1.3×3.14×114×320×1N =148911.36N ≈148.9KN 式中τb——材料抗剪強(qiáng)度 查表可知 08鋼τb＝260～360MPa 取τb＝320Mpa 2）卸料力 F卸＝K卸F落 =0.04×148.9KN ≈5.96KN 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P30表2.7可知 K卸=0.04 3)拉深力 F拉＝Kπdtδb =0.86×3.14×69.75×1×440N =82875.276N ≈82.88KN 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P137表4.6可知 式中 K—修正系數(shù).K=0.86 δb——材料強(qiáng)度極限 08AL的抗拉強(qiáng)度δb＝440MPa 4)壓邊力 F壓＝π/4〔D 2－（d+2r凹）2〕P =3.14/4﹛1142－（69.75＋2×6）2﹜×2.5N =12389.14N ≈12.39KN 式中r凹—凹模圓角半徑，取r凹=6mm P—單位壓邊力，P=2.5MPa。 5）沖孔力 F沖＝1.3πdtτb =1.3×3.14×15×1×320N =19593.6N =19.59KN 式中d—工件孔直徑，d=15mm。 6） 切邊力 F切＝1.3πDtτb =1.3×3.14×70.5×1×320N =92089.92N ≈92.09KN 式中D—工件外輪廓直徑，D=70.5mm。 7） 推件力 F推＝nK推F沖 =3×0.05×19.59KN =2.94KN 式中n—沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n＝3； K推——推件力因素，K推＝0.05。 故總沖壓力為： F總＝F落+F卸+F拉+F壓+F沖+F切+F推 =148.9+5.96+82.88+12.39+19.59+92.09+2.94KN =364.75KN 從滿足沖壓力要求看，選用630KN規(guī)格的壓力機(jī)JB23-63,其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力 630kN 滑塊行程 100mm 最大閉合高度 400mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 80mm 工作臺尺寸 860mm×570mm 模柄孔尺寸 最大可傾角 250 3.3 計(jì)算壓力中心 因?yàn)楸局萍禽S對稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心，即X0=0，Y0=0。 3.4 計(jì)算模具零件主要工作部分的刃口尺寸 3.4.1 凸、凹模刃口尺寸的確定 凸、凹模刃口尺寸的確定原則： 1）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 2）考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。 3）考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高2~3級。 3.4.2 凸、凹模配合加工時(shí)的工作部分尺寸 對于沖制復(fù)雜形狀沖件的模具或單件生產(chǎn)的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。 凸凹模工作部分尺寸計(jì)算： 其落料件按凹模磨損后尺寸增大（A類尺寸），減小（B類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減?。˙類尺寸），增大（A類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。因?yàn)楣ぜ贈_孔，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定凸模刃口尺寸并依次為基準(zhǔn)配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。 （1） 落料凹模刃口尺寸計(jì)算 對于落料部分，即落料件尺寸為Φ114 mm，根據(jù)查表得沖裁刃口雙面間隙為Zmin=0.1mm,Zmax=0.14mm, Φ114的制造公差查表得δ凹=0.035mm，δ凸=0.025mm δ凹+δ凸=0.035+0.025mm=0.06mm Zmax-Zmin=0.14-0.1mm=0.04mm 由于δ凹+δ凸> Zmax-Zmin,故采用配作法制造模具刃口。磨損系數(shù)為X=0.5，則凹模刃口尺寸為 D凹=（D-xΔ）+δ凹0 =(114-0.5×1) +0.0350 mm =113.5+0.0350 mm D凸=113.4-0.0250mm （2）沖孔刃口尺寸計(jì)算 對于Φ15的孔尺寸按未注公差I(lǐng)T12級計(jì)算，所以沖孔件尺寸為Φ15+0.50。制造公差查表得 δ凹=δ凸=0.02mm 由于δ凹+δ凸=0.02+0.02=0.04mm 即δ凹+δ凸= Zmax-Zmin，故凸模采用分開加工，則： d凸=(d+x△)0-δ凸 =（15+0.5×0.5）0-0.02mm =15.250-0.02mm d凹=（d+x△+Zmin）+δ凹0 =(15+0.5×0.5+0.1) +0.020mm =15.35+0.020mm (3)拉深模的間隙 查表得拉深模的單邊間隙為：Z/2=1.1t=1.1mm 則拉深模的間隙Z=2×1.1=2.2mm 確定間隙后，還要將圓角部間隙比直角部分增大0.1t。 該件要求內(nèi)徑尺寸，則此增大值由修整凹模得到。 （4） 拉深模的圓角半徑 凹模的圓角半徑r凹查表選取，r凹=6t=6mm。 凸模的圓角半徑r凸等于工件的內(nèi)圓角半徑，即r凸=r=5mm。 （5） 拉伸部分凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 由于工件要求內(nèi)形尺寸，因此以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 凸模的計(jì)算公式如下：d凸=（dmin+0.4?）-δ凸0 將凸模公差按IT8級選取，則δ凸=0.03mm。 將dmin=68.5mm，?=0.5mm，δ凸=0.03mm代入上式，得到凸模尺寸為： d凸=68.7-0.030mm 間隙取在凹模上，則凹模的尺寸按式d凹=（dmin+0.4?+Z）0+δ凹 將dmin=68.5mm，?=0.5mm，Z=2.2mm，δ凹=0.05mm代入上式，得到凹模尺寸為： d凹=70.90+0.05mm 3.5 彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算 為了得到較平整的工件，此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料、拉深過程中始終在一個(gè)穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向應(yīng)力的作用下起皺的可能。 a.上卸料板采用橡膠作為彈性元件，計(jì)算橡膠的自由高度： 式中 — 橡膠的自由高度，mm; — 卸料板行程與模具修磨量或調(diào)整量（4～6）之和 則： 取 計(jì)算橡膠的裝配高度： 取H2 = 30mm 橡膠的斷面面積在模具裝配時(shí)按模具空間大小確定。 b.下頂塊壓邊也采用橡膠作為彈性元件 橡膠的自由高度： 取 計(jì)算橡膠的裝配高度 取H2 = 34mm 橡膠的斷面面積在模具裝配時(shí)按模具空間大小確定 3.6 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.6.1凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)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)采用直壁式刃口，并查表2.21，取得刃口高度h=6mm。該凹模結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。 查表2.22，得k=0.15 即凹模高度H=kb=0.15×114=17.1mm 凹模壁厚C=1.5H=1.5×17.1=25.65mm 凹模的外形尺寸的確定：凹模的外形長度L=（114+2×25.65）mm=165.3mm 凹模的外形寬度B=（114+2×25.65）mm=165.3mm 凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為200mm×200mm×35mm。 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.5~2.0）d, d 為螺孔的尺寸，由于凹模厚度為35mm，所以根據(jù)表查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。 螺孔到凹模外緣的最小距離a=1.5d=1.5×8=12mm （2）沖孔?15mm凸模設(shè)計(jì)。 為了增加凸模的強(qiáng)度和與剛度，凸模的非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸增大的多級形式。凸模固定板厚度取25mm，凸凹模厚度取18mm，故H=25++46+2=73mm。 （3）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。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(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2.7mm，而實(shí)際最小壁厚為21.25mm，故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的高度為74mm。 3.6.2卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板，設(shè)計(jì)卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導(dǎo)向作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊表15.27得：卸料板長度L =200mm,寬度B=200mm厚度h0=8mm。此模具中，卸料板對落料凸模起導(dǎo)向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造，卸料螺釘選用圓柱頭卸料螺釘，根據(jù)JB/T7650.5-94選取M10×100，材料為45鋼。 3.6.3標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套，選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)，坯料定位、出件方式，材料的送進(jìn)方向，導(dǎo)柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度上及寬度上都應(yīng)比凹模大30~40mm。模板厚度一般等于凹模厚度的1~1.5倍。選擇模架時(shí)還要注意模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系，模座的寬度比壓力機(jī)工作臺孔的孔徑每邊約大40~50mm。沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)的最大裝模高度等。根據(jù)主要工作部分尺寸、結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸，參照有關(guān)資料，由GB/T2855.5-90選取I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架（滑動(dòng)導(dǎo)向型）：由凹模周界選用標(biāo)準(zhǔn)模架如圖所示: 凹模周界L＝200mm,B=200mm,（用標(biāo)準(zhǔn)寫法） 材料為ZG45 ,I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。 導(dǎo)柱標(biāo)記：28×200 GB/T2861.1 32×210 GB/T2861.1 導(dǎo)套標(biāo)記：28×100×38 GB/T2861.6 32×105×43 GB/T2861.6 上模座標(biāo)記：200×200×45 GB/T2855.5 下模座標(biāo)記：200×200×50 GB/T2855.6 模柄標(biāo)記：50×70 JB/T 7646.1 3.6.4擋料銷、導(dǎo)料銷的的選用 擋料銷的選用，根據(jù)沖壓件的工藝性選擇A型固定擋料銷。材料：45鋼 數(shù)量：1 熱處理硬度 43~48HRC，尺寸為高h(yuǎn)=8mm,圓頭部分為?6，下面為?3。這種擋料銷的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，廣泛的用于中小型沖裁件的擋料定距。 導(dǎo)料銷的選用，查資料書可知：導(dǎo)料銷材料一般用T7、T8，熱處理硬度46~52HRC，粗糙度1.6mm下，裝配時(shí)采用H7/s6配合。其尺寸為?6×20。 3.6.5螺釘與銷釘?shù)倪x擇 沖模中用到的緊固件主要是螺釘和銷釘，其中螺釘起連接固定作用，銷釘起定位作用。螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件。沖模中廣泛的使用螺釘是內(nèi)六角螺釘，緊固牢靠，螺釘頭不外露且模具外形美觀，銷釘常用圓柱銷。 模具設(shè)計(jì)時(shí)，螺釘和銷釘選用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1同一組合中，螺釘?shù)臄?shù)量一般不少于3個(gè)（對中小型沖模，被連接件為圓形是用3~6個(gè)）并盡量沿被連接件的外緣均勻分布，銷釘?shù)臄?shù)量一般都為兩個(gè)，且盡量遠(yuǎn)距離錯(cuò)開分布，以保證定位可靠。 2銷釘?shù)墓Q直徑可按與螺釘大徑相同或小一規(guī)格來選取。螺釘?shù)男肷疃群弯N釘?shù)呐浜仙疃榷疾荒芴珳\，也不能太深，一般取公稱直徑的1.5~2倍。 3螺釘之間、螺釘與銷釘之間的距離，螺釘、銷釘距凹模刃口及外緣的距離，均不應(yīng)過小，以防降低模具強(qiáng)度。 4各連接件的銷孔應(yīng)配合加工，以保證位置精度，銷釘與銷孔之間采用H7m6或H7n6配合。查表選?。郝葆敵叽?M8×90 ，數(shù)量4個(gè);特種螺釘尺寸M10×120，數(shù)量4個(gè);圓柱銷10×60 ，數(shù)量2個(gè)。銷釘孔與銷釘采用H7m6的過渡配合。 3.6.6模具中各板的尺寸 查表得：墊板規(guī)格為200×200×8，凸模固定板規(guī)格為 200×200×25，卸料板規(guī)格為200×200×8。 3.6.7推件裝置的選擇 推件裝置主要是剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種。一般剛性推件裝置用的較多，基本零件有：推桿、推板、連接推桿和推件塊。有的剛性推件裝置由推桿直接推動(dòng)推件塊，甚至直接由推桿推件。剛性推件裝置裝于上模部分，在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r(shí)，利用壓力機(jī)滑塊上的打料橫桿，撞擊上模內(nèi)的推桿，推桿傳給推件板，將凹模內(nèi)的工件推出，其推件力大而且可靠。推板長短要一致，分布要均勻。推板要有足夠的剛度，一般裝在上模座的孔內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用剛性推件裝置，由推桿直接推動(dòng)推件塊使制件推出。 3.6.8頂件裝置的選用 頂件裝置一般是彈性的，由頂桿頂件塊和裝在下模底下的彈頂器組成。彈頂器可以做成通用的，其彈性元件是彈簧或橡皮，大型壓力機(jī)本身有氣墊作為彈頂器，模具采用這種結(jié)構(gòu)能使沖裁件具有較高的平直度。 此設(shè)計(jì)采用頂桿，使包在凸模上的制件在氣墊的推動(dòng)下由頂件塊頂出。 3.6.9壓邊裝置的選擇 目前，在生產(chǎn)實(shí)際中常用的壓邊裝置有以下兩大類：1.彈性壓邊裝置，這種壓邊裝置多用于普通沖床，通常有三種結(jié)構(gòu)形式，橡皮壓邊裝置、彈簧壓邊裝置、氣墊式壓邊裝置。2.剛性壓邊裝置，這種結(jié)構(gòu)用于雙動(dòng)壓力機(jī)，凸模裝在壓力機(jī)的內(nèi)滑塊上，壓邊裝置裝在外滑塊上，在拉深過程中，外滑塊保持不動(dòng)，所以其剛性壓邊力不隨行程變化，拉伸效果好，模具結(jié)構(gòu)簡單。綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用剛性壓邊裝置。 4.筒形件復(fù)合模裝配和注意事項(xiàng) 模具裝配是整個(gè)模具制造過程的最后階段，模具裝配圖或驗(yàn)收技術(shù)條件是裝配的依據(jù)，構(gòu)成模具的所有復(fù)合技術(shù)要求的零件，包括標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及成型零件等是模具裝配的基礎(chǔ)。但是有了合格的零件，還必須制定合理的裝配工藝，才能裝配符合設(shè)計(jì)要求的模具。 在裝配過程中，即要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度。對于具有相對運(yùn)動(dòng)的零部件，還必須保證它們之間的運(yùn)動(dòng)精度。模具裝配的高低及質(zhì)量好壞，直接影響零件能否正常生產(chǎn)以及零件的尺寸、形狀精度和成本。所以說，模具的裝配是模具制造過程中重要環(huán)節(jié)。 沖壓模具裝配完成后，各模具零件組成模具的上模部分和下模部分。沖壓模具工作時(shí)，下模部分安裝在壓力機(jī)的工作臺上，是模具的固定部分；上模部分通過模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上，是模具的活動(dòng)部分。 4.1 沖壓模具裝配的技術(shù)要求 （1）模具各組成零件的材料、尺寸精度、幾何形狀精度、表面粗糙度和熱處理工藝以及相對位置精度等都要復(fù)合圖樣要求，零件的工作表面不允許有裂紋和機(jī)械傷痕等缺陷。 （2）模具裝配后，所有模具的活動(dòng)部位都應(yīng)該保證位置準(zhǔn)確、配合間隙適當(dāng)、動(dòng)作可靠、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。固定的零件應(yīng)牢固可靠，在使用過程中不得出現(xiàn)松動(dòng)和脫落。 （3）凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，沿整個(gè)刃口輪廓間隙應(yīng)均勻一致。 （4）模柄裝入上模座后，其軸心線對上模座上平面的垂直度誤差，在全長范圍內(nèi)不大于0.05mm。 （5）上模座的上平面應(yīng)和下模座的底平面平行。導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直度于下模座的底平面和上模座的上平面。 （6）裝配好的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度應(yīng)符合規(guī)定要求。 （7）定位裝置要保證毛坯定位正確可靠。 （8）卸料裝置和頂件裝置應(yīng)靈活，正確，出料孔暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)。 （9）模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。 4.2筒形件復(fù)合模裝配的特點(diǎn) 落料拉深復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上分為上模部分和下模部分，所以裝配過程的總的思路是：將模具零件分別裝配成上模部分和下模部分，然后將上模部分和下模部分裝配成完整的模具。本模具的彈頂裝置屬于下模部分，包括橡膠、底板、聯(lián)接螺釘、螺母等零件，裝配時(shí)可以將這些零件先裝配成彈頂裝置，再作為一個(gè)整體裝入下模部分。 4.3 試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整。沖模中凸凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件的質(zhì)量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時(shí)，必須要保證凸凹模間隙的大小及均勻一致性。通常，凸凹模間隙的大小是根據(jù)設(shè)計(jì)要求在凸凹模加工時(shí)保證，而凸凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時(shí)保證的。 沖模裝配時(shí)調(diào)整凸凹模間隙的方法很多，需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、間隙值得大小和裝配條件來確定。這里用墊片法來調(diào)整。 墊片法是利用厚度與凸凹模單面間隙相等的墊片來調(diào)整間隙，是簡便而常用的一種方法。其方法如下： 1按圖樣要求組裝上模與下模，其中一般上模只用螺釘稍微擰緊，下模用螺釘和銷釘緊固。 2在凹模刃口四周墊入厚薄均勻、厚度等于凸凹模單面間隙的墊片（金屬片或紙片），再將上下模合模，使凸模進(jìn)入相應(yīng)的凹?？變?nèi)，并用等高墊鐵墊起。 3觀察凸模能否順利進(jìn)入凹模，并與墊片能否有良好的接觸。若在某方向上與墊片接觸的松緊程度相差較大，表明間隙不均勻，這時(shí)可用手錘輕輕敲打凸模固定板，使之調(diào)整到凸模在各個(gè)方向與凹?？變?nèi)墊片的松緊程度一致為止。 4調(diào)整合適后，再將上模用螺釘緊固，并配裝銷釘孔，打入定位銷。 4.4 模具零件的制造需要注意的事項(xiàng) a．全面清理和初檢已經(jīng)準(zhǔn)備好的標(biāo)準(zhǔn)件、原料毛坯等。 b．清理和整理在加工過程中需要用到的刀具、夾具和工具。 c．估計(jì)每個(gè)模具零件的加工工時(shí)，制定加工生產(chǎn)中的生產(chǎn)計(jì)劃。 d．根據(jù)模具零件的圖紙和加工工藝過程逐一加工每個(gè)模具零件。 e．檢驗(yàn)加工出的模具零件是否符合要求。 4.5 復(fù)合模具總裝配 通過以上的設(shè)計(jì)可以得到落料拉伸沖孔復(fù)合模具的總裝圖，如圖所示。模具的上模部分主要由上模座、落料拉伸凸凹模、卸料板、推件塊等組成。下模部分由下模座、落料凹模、拉深凸模、橡膠等組成。 總結(jié) 轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)生活就要結(jié)束，做畢業(yè)設(shè)計(jì)將成為我們以后對大學(xué)生活的美好回憶。這次我的任務(wù)是設(shè)計(jì)一套生產(chǎn)杯形件的落料拉深沖孔復(fù)合模，畢業(yè)設(shè)計(jì)不同于課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件很辛苦的工作，如果沒有一定的意志和毅力是很難堅(jiān)持下去的。 由于以前課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所以對模具設(shè)計(jì)的基本流程還不很陌生，我們拿到任務(wù)書以后，首先對制件進(jìn)行工藝性分析，然后選擇加工方案，進(jìn)而計(jì)算坯料的面積，接著根據(jù)制件尺寸計(jì)算出模具的工作部分尺寸，從而設(shè)計(jì)出模具的工作零件，最后根據(jù)國標(biāo)選擇模架，及其他標(biāo)準(zhǔn)零部件，畫出裝配圖及部分零件圖，至此模具設(shè)計(jì)宣告結(jié)束。 雖然有過做課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，但這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)還是令我感觸頗深。在這段日子里，我?guī)缀醵荚谒奚岷蛨D書館之間來回奔波，查閱大量的工具書，因?yàn)樵诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中每一個(gè)公式，每一套數(shù)據(jù)都要有根據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)可言，若其中某一項(xiàng)出錯(cuò)，都將會影響到下面設(shè)計(jì)的正常進(jìn)行，所以馬虎不得。這使我認(rèn)識到以后從事工作的嚴(yán)謹(jǐn)性和高度的責(zé)任感。 做畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很艱辛，但做什么事情都是兩面的，只要付出就會有回報(bào)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我將以前的所學(xué)知識系統(tǒng)連貫起來，好多快遺忘的東西又被拾了回來，從而更加深了對這些知識的理解。更主要的是以前在課堂上講的都是些空虛的理論知識，沒有進(jìn)行過實(shí)際的、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)練習(xí)，很多實(shí)際上應(yīng)該很熟悉的東西到用的時(shí)候卻感到了陌生，而畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我這樣一個(gè)鍛煉的平臺，使我們把這些知識真正轉(zhuǎn)換為我們自己的東西，讓它在我們腦子里生根。這次在鍛煉我們設(shè)計(jì)能力的同時(shí)，也使我們積累了寶貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對我們以后從事的設(shè)計(jì)工作奠定了一定的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 通過這段時(shí)間的沖壓模具設(shè)計(jì)，使我對這門課又有了重新的認(rèn)識，讓我深刻的了解了模具。讓我學(xué)到了不同于課堂上的東西，而且也增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力。 總之，畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷的思考問題、研究問題，從而一步步提高了自己，一步步完善自己。同時(shí)汲取了更加完整的專業(yè)知識，鍛煉了獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺。我相信這些經(jīng)驗(yàn)對我以后的工作一定大有益處。 致謝 首先感謝楊占堯教授，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，其次感謝其他審閱的老師，老師們淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，老師們給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向您們表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽蠙C(jī)電高等專科學(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，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同學(xué)，和你們在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識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！ 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請老師們多多指教,我十分的樂意接受你們的批評與指正，我將萬分感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 王孝培.沖壓手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990. 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