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端蓋的拉深切邊復(fù)合模具設(shè)計摘 要模具是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，是工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)裝備，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品，其價值往往是模具價值的幾十倍。模具技術(shù)是一門技術(shù)綜合性強(qiáng)的精密基礎(chǔ)工藝裝備技術(shù)，涉及新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的開發(fā)與推廣應(yīng)用，是冶金、材料、計量、機(jī)電一體化、計算機(jī)等多門學(xué)科以及鑄、鍛、熱處理、機(jī)加工、檢測等諸多工種共同打造的系統(tǒng)工程。本文主要討論沖壓模具的設(shè)計，以端蓋拉深切邊為例，通過對端蓋的結(jié)構(gòu)和尺寸的分析，提出了幾種設(shè)計方案，對各方案進(jìn)行了對比，最終確定了采用拉深切邊復(fù)合模成形該零件。同時還介紹了該模具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要點，完成了所有必要的工藝計算，包括各工位沖壓力、總的沖壓工藝力、壓力中心等；概述了模具的設(shè)計方法，系統(tǒng)的闡述了模具主要零件的結(jié)構(gòu)、尺寸設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)的選用，并且繪制了該模具的二維圖形。關(guān)鍵詞： 端蓋 拉深 切邊 復(fù)合模前言沖壓是通過模具對板材施加壓力或拉力，使板材塑性變形，有時是對板材施加剪切力而使板材分離，從而獲得一定尺寸、形狀和性能的一種零件加工方法。沖壓模具是將板材加工所需沖壓件的一種工藝裝備。先進(jìn)的沖壓工藝必須依靠相應(yīng)的模具來實現(xiàn)。本次設(shè)計是在模具設(shè)計基礎(chǔ)理論、制造技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，將所學(xué)課程的理論知識和實際生產(chǎn)相結(jié)合，從而培養(yǎng)和提高自我獨立工作的能力。其中本次設(shè)計重點難點有：確定沖壓工藝方案、塑件的工藝分析、成型零部件的設(shè)計、設(shè)計方案的擬定等。本課題主要研究的內(nèi)容包括：(1) 分析產(chǎn)品的工藝性，擬定工藝方案；(2) 沖壓工藝計算及設(shè)計；(3) 模具主要零件的設(shè)計；(4) 模具總體設(shè)計（結(jié)構(gòu)設(shè)計、定位方式、出件方式、模具類型等） ；(5) 對模具形成過程進(jìn)行運動仿真及分析；(6) 工作零件的加工工藝。目 錄第一章 拉深件的工藝分析 .....................................................11.1 零件工藝分析 .........................................................11.2 沖壓工藝方案的確定 ...................................................21.3 模具的設(shè)計要點 .......................................................2第二章 主要工藝參數(shù)的設(shè)計與計算 .............................................32.1 毛坯尺寸的計算 .......................................................32.2 判斷是否需要壓邊圈 ...................................................42.3 確定拉深次數(shù) .........................................................42.4 工序壓力的計算 .......................................................52.5 拉深力計算 ...........................................................52.6 壓邊力的計算 .........................................................62.7 模具總沖壓力 .........................................................72.8 模具壓力中心的確定 ...................................................72.9 壓力機(jī)的選擇 .........................................................8第三章 模具工作部分的尺寸計算 ..............................................103.1 拉深部分尺寸設(shè)計的確定 ..............................................103.1.1 拉深模具的間隙 ..............................................103.2 凸凹模的圓角半徑 ....................................................10第四章 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................................................134.3 凹模的設(shè)計 ..........................................................13第五章 模具的裝配 ..........................................................25總結(jié)參考文獻(xiàn)致謝第 0 頁 共 29 頁第一章 拉深件的工藝分析1.1 零件工藝分析該工件屬于典型的拉深，要求內(nèi)形尺寸，形狀簡單對稱如 圖 2–1 所示。該工件作為端蓋，對表面粗糙度沒有特殊要求。所有尺寸均為自由公差，按 IT14 級確定工件的公差，拉深內(nèi)徑為 ，內(nèi)圓角為 的無凸緣圓筒，工件總高度尺寸 。一般沖壓m64?1.5m8m均能滿足其尺寸精度要求，對零件的厚度變化也沒有要求。其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，其中 08AL 是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有一定的塑性和良好的沖壓性能。綜上所述，該工件的精度及結(jié)構(gòu)尺寸都能滿足沖壓工藝要求，工件的拉深工藝性較好。該工件在滿足沖壓工藝性要求的前提下，采用的沖壓基本工序是、拉深、切邊。圖 0–1 零件圖第 1 頁 共 29 頁1.2 沖壓工藝方案的確定沖裁工序的組合方式可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁。對應(yīng)的模具是單工序模、復(fù)合模、級進(jìn)模（連續(xù)?；蛱侥＃?。單工序模是指壓力機(jī)在一次行程中完成一道工序的沖裁模。復(fù)合模是多工序模中的一種，他是在壓力機(jī)的一次行程中，在同一個位置上，同時完成幾道工序的沖模，因此它不存在連續(xù)模沖壓時的定位誤差問題。級進(jìn)模（連續(xù)模或跳步模）是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在幾個不同的位置上同時完成多道工序的沖裁。沖裁件在級進(jìn)模中是逐步形成的。該工件所需的沖壓工序包括拉伸、切邊兩個個基本工序，可以擬定出以下三種工藝方案：方案一：先拉深，后切邊采用單工序模具。方案二：拉深、切邊復(fù)合模具。方案三：拉深—切邊的級進(jìn)沖壓模具。方案一中，模具結(jié)構(gòu)簡單，但要做到兩副模具才能完成，對于大批量生產(chǎn)的工件，采用單工序模具會降低工作效率。方案二中，只需要一副模具，機(jī)構(gòu)比方案一復(fù)雜，但對于結(jié)構(gòu)對稱的工件，模具的制造也并不困難，可一次性完成拉深、切邊，生產(chǎn)效率高，適于大批量生產(chǎn)。方案三中，采用級進(jìn)模具，也只需要一副模具，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且在送料時較困難，拉 深后工件邊緣質(zhì)量不好，綜合考慮采用方案二較好。1.3 模具的設(shè)計要點在設(shè)計模具時，由于拉深工藝的特殊要求，除了應(yīng)考慮到與其他模具一樣的設(shè)計方法與步驟外，還需要考慮到如下特點：1）拉深端蓋件時，應(yīng)考慮到料厚、材料、模具圓角半徑 、 等情況，根據(jù)合理凸R凹的拉深系數(shù)確定拉深工序。拉深工藝的計算要求有較高的準(zhǔn)確性，從而拉深凸模長度的確定必須滿足工件拉深高度的要求，且在拉深凸模上必須有一定尺寸要求的通氣孔。2）要分析成形件的形狀，尺寸有沒有超過加工極限的部分。拉深凸模長度比較長時，選用凸模材料必須考慮熱處理時的彎曲變形，同時需注意凸模在固定板上的定位，緊固的可靠性。第 2 頁 共 29 頁3）因回彈、扭曲、局部變形等的缺陷所產(chǎn)生的彈性變形難于保證零件形狀的精度，此時應(yīng)采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。4）對于形狀復(fù)雜的零件，很難計算出準(zhǔn)確的毛坯形狀和尺寸。因此，在設(shè)計模具時，做拉深模， ，并在拉深模上定形的毛坯安裝定位裝置，同時要預(yù)先考慮到使后面工序定位穩(wěn)定的措施。第二章 主要工藝參數(shù)的設(shè)計與計算2.1 毛坯尺寸的計算由于金屬板料有平面方向性和受模具幾何形狀等因素的影響，制成的拉深件的口部一般不整齊，按中性層計算尺寸， ， 工件的相mh5.19.8??md5.6.14??對高度 。由表 3-1[5]中可知本工件無修邊余量，因此零件的相對m297.056/.19h/d?高度很小并且高度尺寸要求不高，可以不用切邊工序。表 3-1 圓筒形拉深件的切邊余量 mh/?制件的相對高度 h/d制件高度 h＞0.5～0.8 ＞0.8～1.6 ＞1.6～2.5 ＞2.5～4≤10＞10～20＞20～50＞50～100＞100～150＞150～200＞200～250＞2501.01.22345671.21.62.53.856.27.58.51.523.356.5891022.5468101112無凸緣圓筒形件拉深工件的毛坯尺寸計算公式為 3-1[5]：(3-1)??22 r65 0.-d7 1.4H +d?D式中 — 坯料直徑；D第 3 頁 共 29 頁— 拉深件的直徑；d— 拉深件的高度；H— 拉深件的圓角半徑；r計算時，拉伸件尺寸均按厚度中線尺寸計算，由公式(3-1) [5]可知，坯料直徑為：??22 r65 0.-d7 1.4H +d?D22 5.1 .-596. 5. ???m2.2 判斷是否需要壓邊圈由毛胚相對厚度為 ，查《沖壓成形工藝與模具設(shè)計》56.10)9/5.1(0/ ????Dt表 3-2 可知，需要采用壓邊圈。表 3-2 采用或不采用壓邊圈的條件第一次拉深 后續(xù)各次拉深拉深方法(t/D)x100 m1 (t/D)x100 m2用壓邊圈 2.0 >0.6 >1.5 >0.8可用可不用 1.5~2.0 0.6 1.0~1.5 0.82.3 確定拉深次數(shù)工件需要用壓邊圈，采用壓邊圈后，首次拉深可以選擇較小的拉深系數(shù)，有利于減少拉深次數(shù)。毛胚相對厚度 由《沖壓成形工藝與模具設(shè)計》查的表 3-3 可56.10/??Dt知表 3-3 圓筒形件帶壓邊圈時的拉深系數(shù)毛坯相對厚度 t/Dx100拉深系數(shù) 2.0～1.5 1.5～1.0 1.0～0.6 0.6～0.3 0.3～0.15 0.15～0.08第 4 頁 共 29 頁m1m2m3m4m50.48～0.500.73～0.750.76～0.780.78～0.800.80～0.820.50～0.530.75～0.760.78～0.790.80～0.810.82～0.840.53～0.550.76～0.780.79～0.800.81～0.820.84～0.850.55～0.580.78～0.790.80～0.810.82～0.830.85～0.860.58～0.600.79～0.800.81～0.820.83～0.850.86～0.870.60～0.630.80～0.820.82～0.840.85～0.860.87～0.88所以零件所需的拉深系數(shù)為： ， 。則各次拉深直徑50.~48.1?m75.0~3.2?m為： )(6)(96.01Dd??即該零件能一次拉深成形。將上述極限拉深系數(shù)作調(diào)整，現(xiàn)在為： 68.01?m)(57.1m??2.4 工序壓力的計算復(fù)合模設(shè)計時，為了合理地設(shè)計模具及選用設(shè)備，必須計算各工序壓力。壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的總壓力。2.5 拉深力計算由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在，使沖落部分的材料卡在凹模內(nèi)，而余下的材料則金箍在凸模上，為使沖裁工作能繼續(xù)進(jìn)行，必須將這些材料卸下。從凸模上卸下板料的里稱為卸料力。（3-2）b1??tdKFL?式中 — 拉深力 ；LF)(KN—修正系數(shù)，與拉深系數(shù)有關(guān)；1— 各次拉深工序件直徑(mm)；d— 料厚(mm) ；t—材料強(qiáng)度極限 (Map)。b?查表 3-40 可知：取 。6.01?K第 5 頁 共 29 頁表 0–4 修正系數(shù) K 的數(shù)值m1 0.55 0.57 0.60 0.62 0.65 0.67 0.70 0.72 0.75 0.77 0.80K1 1.00 0.93 0.86 0.79 0.72 0.66 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40由公式(3-2) 0 可知，拉深力為： KNtdKFL 48.205.16.0b1 ??????2.6 壓邊力的計算在模具設(shè)計時，壓料力可按下列經(jīng)驗公式計算。（3-3）????P2412凹RdDFQ????查表 3-50 可知：取 。MpaP5.2表 0–5 單位壓邊力 P 值材料 單位壓邊力 P/Map 材料 單位壓邊力 P/Map鋁 0.8～1.2 軟鋼 t＜0.5mm 2.5～3.0紫銅、杜拉鋁（退火的或淬好火的）1.2～1.8 20 鋼、08 鋼、鍍錫鋼板2.5～3.0黃銅 1.5～2.0 軟化狀態(tài)的耐熱鋼 2.8～3.5軟鋼 t＞0.5mm2.0～2.5 高合金鋼、高錳鋼、不銹鋼3.0～4.5由公式(3-3) 0 可計算壓料力為： ????9KN2.5 .165942??????QF第 6 頁 共 29 頁2.7 模具總沖壓力采用彈壓卸料裝置和下出件模具時：（3-4）QF??1總由公式(3-4) 0 可計算模具總沖壓力為： KNF5.089.總2.8 模具壓力中心的確定沖壓力合力的作用點稱為沖模壓力中心。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄的軸線以及和壓力機(jī)滑塊的中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向機(jī)構(gòu)滑動件之間的磨損，提高運動精度以及模具和壓力機(jī)的壽命。沖模壓力中心的求法，采用求平衡力系合力作用點的方法。由于絕大部分沖 裁件沿沖裁輪廓的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力作用點可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的重心。具體的方法如下：1）按比例畫出沖壓輪廓線，選定直角坐標(biāo) x-y；2）把圖形分成幾部分，計算各部分長度 L1、L2、…Ln，并求出各部分重心位置的坐標(biāo)值；3）按下列公式求出沖模壓力中心的坐標(biāo)值（X0， Y0）該零件形狀對稱，如圖 3-2 所示。第 7 頁 共 29 頁圖 0–2 零件圖壓力中心工件沿著 x 軸方向?qū)ΨQ，故壓力中心到 x 軸的距離：。所以： m0?工件的 y 軸方向?qū)ΨQ，故壓力中心到 y 軸的距離為：其中： 0?該工件的沖裁力不大，壓力中心在坐標(biāo)原點。2.9 壓力機(jī)的選擇中小型沖壓件主要選用開式單柱（或雙柱）的機(jī)械壓力機(jī)；大、中型沖壓件多選用雙柱閉式的機(jī)械壓力機(jī)。根據(jù)沖壓工序可分別選用通用壓力機(jī)、專用壓力機(jī)（擠壓壓力機(jī)、精壓力、雙動拉伸壓力機(jī)等） ；大批量生產(chǎn)時，可選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)；小批量生產(chǎn)，尤其大型零件的成行時，可采用液壓機(jī)。壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)選擇主要依據(jù)是沖壓件尺寸、變形力大小及模具尺寸，并進(jìn)行必要第 8 頁 共 29 頁效核。壓力機(jī)的行程，必須保證成型備料能夠放入、成型零件能夠取出。壓力機(jī)的裝模高度應(yīng)與模具的閉合（封閉）高度相適應(yīng)。沖模的封閉高度必須在壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間。沖模的封閉高度必須在壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間 [2]。一般?。?05minmax???H式中 — 壓力機(jī)最大封閉高度 ；maxH)(— 壓力機(jī)最小封閉高度 ；in— 沖模的封閉高度 。)(根據(jù)沖壓工藝力的計算結(jié)果并結(jié)合工件高度，初選開式雙柱固定臺式壓力機(jī) JA21-35其參數(shù)如表 3-6 所示。表 0–6 開式雙柱固定臺式壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格產(chǎn)品名稱 開式雙柱固定臺式壓力機(jī)型號 JA21-35公稱壓力 350KN滑塊行程 130mm行程次數(shù) 50 次最大裝模高度 280 mm連桿的調(diào)節(jié)長度 60 mm工作臺前后×左右 380×610 mm電動機(jī)的功率 3 千瓦外形尺寸長度（長×寬×高） 1110×820×2115 mm第 9 頁 共 29 頁第三章 模具工作部分的尺寸計算3.1 拉深部分尺寸設(shè)計的確定3.1.1 拉深模具的間隙拉深模的凸、凹模之間間隙對拉深力、零件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間隙小，拉深力大、模具磨損大，過小的間隙會使零件嚴(yán)重變薄甚至拉裂；但間隙小，沖件回彈小，精度高。間隙過大，坯料容易起皺，沖件錐度大，精度差。因此，生產(chǎn)者中應(yīng)根據(jù)板料厚度及公差、拉深過程板料的增厚情況、拉深次數(shù)、零件的形狀及精度要求等到，正確確定拉深模間隙。查表 4-3[7]可得拉深模的單邊間隙為：表 0–3 有壓邊圈拉深時單邊間隙值總拉深次數(shù)拉深工序單邊間隙Z/2總拉深次數(shù)拉深工序單邊間隙Z/21 第一次拉深 （1～1.1 ）t2第一次拉深第二次拉深1.1t（1～1.05 ）t4第一、二次拉深第三次拉深第四次拉深1.2t1.1t（1～1.05 ）t3第一次拉深第二次拉深第三次拉深1.2t1.1t（1～1.05 ）t5第一、二、三次拉深第四次拉深第五次拉深1.2t1.1t（1～1.05 ）t則拉深模的間隙: mtZ6.5.???3.2 凸凹模的圓角半徑一般說來， 應(yīng)盡可能大些，大的 可以降低極限拉深系數(shù)，而且還可以提高拉深凹r凹r件的質(zhì)量。但 太大會削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象，因此 的大小要適當(dāng)。凹 凹r(1) 凹模圓角半徑凹模圓角半徑的大小對拉深工作影響很大，影響到拉深件的質(zhì)量、拉深力的大小和第 10 頁 共 29 頁拉深模的壽命，因此，合理選擇凹模圓角半徑是極為重要?？砂聪麓未_定（4-1）1-dn.80~6rr）（凹 ?由公式 4-1[7]得， mrr )2.~90(5.).(.80~61-dn???）（凹?。?mm(2) 凸模圓角半徑凸模圓角半徑的大小對拉深影響沒有凹模圓角半徑的影響大，但其值也必須合適，過小的 會降低筒壁傳力區(qū)危險斷面的有效抗拉強(qiáng)度。如果 過大，會使在拉深初始階凸r 凸r段不與模具表面接觸的毛坯寬度加大。在實際設(shè)計工作中，拉深凸模的圓角半徑可以選取和 相等或略小一些的數(shù)值 [9]。凹r凸模的圓角半徑 m5.10.~7??凹凸 ）（ rr3.3 凸凹模工作尺寸和公差由于工件要求外形尺寸，則以凹模為設(shè)計基準(zhǔn)。（4-2）??凹凹 ????04.ZdD（4-3）凸凸 ??式中 — 零件內(nèi)徑的最小極限尺寸 ；d)m(— 零件的公差 ；?)(—拉深模具的雙面間隙 ；Z、 — 凸凹模的制造公差 ；凸?凹 )(第 11 頁 共 29 頁表 0–4 凸模制造公差 與凹模制造公差凸?凹?拉深件直徑≤20 20～100 ＞100材料厚度tδ 凹 δ 凸 δ 凹 δ 凸 δ 凹 δ 凸≤0.5＞0.5～1.5＞1.50.020.040.060.010.020.040.030.050.080.020.030.05-0.080.10-0.050.06查表 4-2[7]得： ，由公式 4-5[7]得04.?凹? 04.)6512.046(???凹Dm.735?查表 4-3[7]得： ，由公式 4-6[7]得02.?凸???02.14.6???凸 0.?3.4 凸模通氣孔的設(shè)計當(dāng)拉深后的沖件從凸模上脫下來，由于受空氣的壓力而緊緊包在凸模上，致使不易脫下。對于材料厚度較薄的拉深件，甚至?xí)沽慵T。因此，通常需要在凸模上留有通氣孔，通氣孔的開口高度 應(yīng)大于沖件的高度 H，一般取1h )10~5(1??h通氣孔的直徑不宜過小，否則容易被潤滑劑堵塞氣孔，或因通氣量不夠而使氣孔不起作用 [10]。圓形凸模通氣孔尺寸由表 4-5[10]選用直徑為 6.5mm。表 0–5 拉深凸模通氣孔尺寸凸模直徑 D ＜50 50～100 100～200 200出氣孔直徑 d 5 6.5 8 9.5通氣孔的開口高度 。mHh2108)~(1 ????第 12 頁 共 29 頁第四章 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 模具類型選擇由沖壓工藝分析可知，為提高生產(chǎn)率，降低模具的制造難度，減少制造成本，常用拉深切邊復(fù)合模，但要求凸模（兼拉深凹模）的壁厚不能過薄，否則強(qiáng)度不夠，此設(shè)計中凸凹模的壁厚為： mdDb16249???由板料厚度 t=1.5mm，可查表 5-1[7]得：表 5-1 凸凹模最小壁厚 α （mm）料厚 t 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.3 1.75最小壁厚 α 1.4 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 2.7 3.2 3.8 4.0料厚 t 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5最小壁厚 α 4.9 5.0 5.8 6.3 6.7 7.8 8.5 9.3 10.0 12.0凹模的最小壁厚 a=3.8 mm。因此能保證其足夠的強(qiáng)度，采用復(fù)合模是合理的。⑴ 卸料、出件方式的選擇模具采用彈性卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機(jī)工作臺下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。⑵ 導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。4.2 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計每一副模具按其在模具中起的作用都可分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩大類。4.3 凹模的設(shè)計凹模類型很多，凹模的外形有圓形和板形；結(jié)構(gòu)有整體式和鑲拼式；刃口也有平刃和斜刃。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度。凹模的厚度還應(yīng)該考慮修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖壓材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定。第 13 頁 共 29 頁根據(jù)以上分析應(yīng)采用整體式，各種凹模的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。使用外形為矩形的板狀凹模。凹模采用螺釘和銷釘定位固定時，要保證螺釘（或者沉孔）間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷釘與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具的壽命。(1) 凹模的厚度 H：（5-1）KbH?式中 — 系數(shù)，考慮板料厚度的影響；K— 凹模刃口的最大外形尺寸。b查表 5-2[4]系數(shù)可得取 2.0?K表 0–2 系數(shù) 值K料 厚 m/tm/b0.5 1 2 3 >3≥50>50~100>100~200>2000.30.20.150.10.350.220.180.120.420.280.20.150.50.350.240.180.60.420.30.22由公式(5-1) [4]可計算得： m08.1462.0???KbH由于 故?。簃15?Hm28(2) 凹模的壁厚 C：（5-2）HC)2~1(?由公式(5-2) [4]可計算得： m)568()()2~1(?由于 故?。簃56~28?Cm30?(3) 凹模的寬度 B：（5-3）CbB2?由公式(5-3) [4]可計算得：第 14 頁 共 29 頁m12430642????CbB取標(biāo)準(zhǔn)值： m125?B(4) 凹模的長度 L：（5-4）lL2??由公式(5-4) [4]可計算得： m143064?Cl取標(biāo)準(zhǔn)值： m160?L查 后，取凹模輪廓尺寸為 。其結(jié)構(gòu)85.2?GB m2856??HBL如圖 5-1 所示。圖 5–1 拉深凹模圖4.4 凸模的設(shè)計本設(shè)計由于工件形狀簡單對稱，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模，其長度可按下式計算 [11]所以拉深凸模的長度 L 為： HHL???定壓凹固第 15 頁 共 29 頁式中： —凸模固定板的厚度；固H—拉深凹模的厚度；凹—壓邊圈的厚度；壓—定位板的厚度；定H—彈簧壓縮高度；由公式(5-4) [4]可計算得： m1071028m3025??????HL定壓凹固為了防止凸凹模淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度 58~62HRC）外，材料也用淬火變形小的 Q275 模具鋼。其結(jié)構(gòu)如圖 5-2 所示。圖 5–2 拉深凸模圖4.5 壓邊圈的設(shè)計為防止毛坯凸緣在拉深過程中起皺，通常使用的拉深模應(yīng)帶有壓邊裝置。該設(shè)計計第 16 頁 共 29 頁算得到 ，決定采用壓邊裝置。壓邊裝置一般采用壓邊圈。56.109/5.10/ ????Dta壓邊圈的形式根據(jù)拉深次數(shù)、凹模結(jié)構(gòu)形式，材料厚度的不同而不同，首次拉深一般采用平面壓邊裝置。壓邊圈主要是壓邊防皺，與凸模的間隙不能過大。根據(jù)材料厚度不同，一般壓邊圈與凸模的單邊間隙在 0.2～0.5mm 范圍內(nèi)。工件料厚 t﹦1.5mm，間隙取值0.3mm。壓邊圈的外形尺寸與內(nèi)形輪廓尺寸之間的關(guān)系可采用 H10/c10 間隙配合。壓邊圈的工作表面不允許開螺孔，應(yīng)具有足夠的剛度。在工作過程中能平穩(wěn)的移動。壓邊圈與毛坯接觸的一面，要保證毛坯順利流入筒壁。除進(jìn)行車、銑之外，還要在熱處理后進(jìn)行磨削加工。應(yīng)保證粗糙度達(dá)到 Ra0.8um。其余工作表面達(dá)到 Ra0.6～3.2um 即可 [12]。首次拉深壓邊圈的內(nèi)孔 ，比凸模直徑 大千分之一，即壓D凸 凸壓 D??3.02將 代入上式中，可得：mD10.64?凸 m7.64壓第 17 頁 共 29 頁壓邊圈的厚度 H 壓取 30mm。得到壓邊圈的結(jié)構(gòu)示意圖圖 5-3 所示：圖 5–3 壓邊圈圖第 18 頁 共 29 頁4.6 定位零件的設(shè)計⑴ 定位環(huán)的設(shè)計直徑 d﹦96mm，高度 h﹦10mm 的定位環(huán)。其結(jié)構(gòu)示意圖 5-4 所示：圖 5–4 定位環(huán)圖⑵ 彈性元件的設(shè)計頂件板在成形過程中一方面起壓邊作用，另一方面還可以將成形后在拉深凸模上的工件卸下，其壓力由標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供。即采用彈簧。4.7 導(dǎo)向零件的設(shè)計查《沖壓模具課程設(shè)計指導(dǎo)與范例》 [4]可選得：導(dǎo)柱的標(biāo)準(zhǔn)號為 A 型（GB2861.1—81） ，其尺寸為 。m205??導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)號為 A 型（GB2861.6—81） ，其尺寸為 。8第 19 頁 共 29 頁導(dǎo)柱的標(biāo)準(zhǔn)號為 A 型（GB2861.1—81） ，其尺寸為 。m208??導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)號為 A 型（GB2861.6—81） ，其尺寸為 。8兩者的材料均選用：20 鋼。4.8 固定零件的設(shè)計⑴ 上模墊板的設(shè)計長度 L=160mm，寬度 B=125mm 厚度 H=5mm，材料為 45 鋼的板，如圖 5-5 所示：圖 5–5 上墊板圖⑵ 下模墊板的設(shè)計長度 L=160mm，寬度 B=125mm 厚度 H=5mm，材料為 45 鋼的板，如圖 5-6 所示：第 20 頁 共 29 頁圖 5–6 下墊板圖⑶ 模柄的設(shè)計選用直徑 d=35mm，高度 H=85 mm，材料為 Q275 的 A 型壓入式模柄。模柄 A35×85 GB/T2862.1-81⑷ 上模固定板的設(shè)計長度 L=160mm，寬度 B=125mm 厚度 H=5mm，材料為 45 鋼的板，如圖 5-7 所示：第 21 頁 共 29 頁圖 5–7 上固定板圖4.9 緊固及其他零件的設(shè)計⑴ 內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)脑O(shè)計用于固定凸模、上模墊板、上模固定板在模架上保持其固定的位置，選取數(shù)量為 4個螺栓規(guī)格公稱長度 L=45mm，性能等級為 8.8 級螺栓 GB/T 70.1 M8用于固定凹模、下模墊板和凹模與定位環(huán)在模架上保持其固定的位置螺栓規(guī)格公稱長度 L=55mm，性能等級為 8.8 級螺栓規(guī)格公稱長度 L=12mm，性能等級為 8.8 級螺栓 GB/T 70.1 M8⑵ 圓柱銷的設(shè)計用于凹模、凹模墊板、定位環(huán)、下模座準(zhǔn)確定位，圓柱銷孔裝配時配作。初選用數(shù)量為 2 個。公稱直徑 d=8mm，公差為 m6，材料為 45 鋼第 22 頁 共 29 頁銷 GB/T 119.1 10 Φ8×60用于凸模、凸模固定板、凸模墊板、上模座準(zhǔn)確定位，圓柱銷孔裝配時配作。初選數(shù)量為 2 個。銷 GB/T 119.1 10 Φ8×604.10 模架的選用上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，并分別與壓力機(jī)的滑塊和工作臺連接，以傳遞壓力。因此，上、下模座的強(qiáng)度和剛度是主要考慮的問題。模座因強(qiáng)度不足會產(chǎn)生破壞，如果剛度不足，工作時會產(chǎn)生較大的彈性變形，導(dǎo)致模具工作零件和導(dǎo)向零件迅速磨損。在選用和設(shè)計時應(yīng)該注意如下幾點：(1) 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架，對于圓形的模座，其直徑比凹模板的直徑大 對于m70~3矩形模座，其長度應(yīng)比凹模長度大 ，而寬度可以等于或大于凹模板的寬度，但m40~3應(yīng)考慮有足夠的安裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套的位置。模座的厚度取凹模的 倍，考慮受力情況，5.10上模座厚度可以比下模座的厚度小 。15(2) 所選用或者設(shè)計的模座必須與所選壓力機(jī)的工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核，下模座的最小輪廓尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺上漏料孔的尺寸每邊至少要大 。m10~5(3) 模座材料一般選用 HT200、HT250，也可以選用 Q235、Q255 結(jié)構(gòu)鋼，對于大型精密模具的模座選用鑄鋼 ZG35、ZG45。(4) 模座的上、下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求，平行度公差一般為 4 級。(5) 上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在 以下；m02.?模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線應(yīng)與模座的上、下平面垂直，安裝滑動式導(dǎo)柱和導(dǎo)套時，垂直度公差一般為 4 級。(6) 模座的上、下模表面粗糙度 Ra 值為 ，在保證平行度的前提下，可允m8.0~6?許 Ra 值降低為 。孔距公差要求在 模座的材料選用 HT200。所以選m6.1~23?1?擇：上模座： 。35120.85/ ?TGB下模座： 。m4062第 23 頁 共 29 頁4.11 模具的總裝配圖由于此拉深模為非標(biāo)準(zhǔn)形式，需計算模具閉合高度。其中各模板的尺寸需取標(biāo)準(zhǔn)值（國標(biāo)）圖 5-8 所示。1.下模座 2.導(dǎo)柱 3.下墊板 4.銷釘 5.凹模 6.定位環(huán) 7.壓料圈 8 導(dǎo)套 8 螺栓 M80 80. 9.導(dǎo)套 10.彈簧 11.?上固定板 12.上墊板 13.上模座 14.凸模 15.壓入模柄圖 5–8 總裝配圖所以模具的閉合高度：表 0–1 模具各板厚度名稱 高度 名稱 高度上模座厚度 m35?上 模H下模座厚度 m40?下 模H上墊板厚度 上 墊 下墊板厚度 5下 墊上固定板厚度 2上 固 定位板厚度 1下 定凹模板厚度 8?凹 模H彈簧壓縮度 27?彈 簧H板料厚度 m5.1t 壓邊圈厚度 m30壓第 24 頁 共 29 頁m5.2065.140273083 t???? ?下 模下 墊下 定彈 簧壓凹 模上 固 定上 墊上 模閉 HHHH由此可知模具的閉合高度小于所選的開式雙柱固定壓力機(jī) JA21-35 的最大裝模高度280 mm，故可以使用。第五章 模具的裝配5.1 主要組件的裝配模具裝配屬于單件生產(chǎn)。組成模具實體的零件，有些在制造過程中是按照圖紙飄流的尺寸和公差獨立地進(jìn)行加工的， （如拉深凹模、拉深凸模、拉深凸凹模等） ，這類零件一般都是直接進(jìn)入裝配；有些在制造過程中只有部分尺寸可以按照圖紙標(biāo)尺寸進(jìn)行加工，需協(xié)調(diào)相關(guān)尺寸；有的在進(jìn)入裝配前需采用配制或合體加工，有的需在裝配過程中通過配制取得協(xié)調(diào)，圖紙上的標(biāo)注的部分尺寸只作為參考。⑴ 模柄的裝配因為這副模具的模柄是從上模座的下面向上壓入的，所以在安裝凸模固定板和墊板之前，應(yīng)先把模柄安裝好。模柄與上模座的配合是 H7/m6，先在壓力機(jī)上將模柄壓入，再加工定位銷孔與螺釘孔，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直度。⑵ 凸模的安裝凸模與固定板的配合要求是 H7/m6。裝配時，先在壓力機(jī)上將凸模壓入固定板內(nèi)，檢查凸模與固定板的垂直度，然后將固定板的下平面與凸模尾部一齊磨平。5.2 總裝配注意事項模具的主要組件裝配完畢后開始進(jìn)行總裝配。為了使凸模和凹模易于對中，總裝配必須考慮上、下模的裝配次序，否則可能出現(xiàn)無法裝配的情況。裝配后，應(yīng)達(dá)到下述主要求：⑴ 模架精度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。模具的閉合高度應(yīng)符合圖紙的規(guī)定要求。第 25 頁 共 29 頁⑵ 裝配好的沖模，上模沿滑塊上下滑動應(yīng)平穩(wěn)可靠。拉深凸凹模的間隙應(yīng)符合圖紙規(guī)定的要求，分布均勻。凸?；虬寄５墓ぷ餍谐谭霞夹g(shù)條件的規(guī)定。⑶ 定位環(huán)的相對位置應(yīng)符合圖紙要求。⑷ 堅固件裝配應(yīng)可靠，螺紋旋入長度在鋼件連接時應(yīng)不小于螺栓的直徑，鑄件連接時應(yīng)不小于 1.5 倍螺栓直徑；螺栓的端面不應(yīng)露出上模座的表面。⑸ 模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行試驗， 沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計要求。本模具的裝配選凸凹模為基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模。裝配后應(yīng)保證間隙均勻本模具的凹模是裝在下模的，為了便于操作，先裝下模。其裝配過程如下 [13]：⑴ 把下模墊板放在下模座上，然后把裝有凸模的下固定板放在下模墊板上，找正其位置后，先在下模座上投窩，加工螺紋孔，然后加工銷釘孔。⑵ 在凸模上安裝壓邊圈。⑶ 把凹模放在凸模固定板上，找正與下模座對中的螺栓銷釘過孔，然后投窩，加工螺栓銷釘孔，裝入螺栓銷釘，擰緊螺栓。⑷ 調(diào)整安裝間隙，用手錘輕輕敲擊上模墊板的側(cè)面，使凸凹模的位置改變，以得到均勻的間隙。⑸ 調(diào)好間隙后加工銷釘孔，裝入銷釘。⑹ 安裝其他零件。⑺ 試沖與調(diào)整。⑻ 打標(biāo)記交付生產(chǎn)使用第 26 頁 共 29 頁總結(jié)就我而論，通過本次畢業(yè)設(shè)計，我深深感覺到基礎(chǔ)知識的不健全和不牢固，因此尚不能很靈活的解決所遇到的全部問題。在本次畢業(yè)設(shè)計中表現(xiàn)出了這樣或那樣的不足和漏洞，說明了基本功的不扎實。所幸我得到了老師和同學(xué)們的熱情幫助，使這些問題得到了解決，這將對我以后的工作和學(xué)習(xí)有極大的幫助；再者，本次畢業(yè)設(shè)計全面鍛煉了我駕御知識的能力，使我對這 2 年來所學(xué)的理論知識進(jìn)行了系統(tǒng)化、條理化、全面化的回顧和復(fù)習(xí)，讓我懂得了如何運用自己所學(xué)的知識，同時又學(xué)到了獵取其他知識的方法。這些都將作為課本知識的有益補(bǔ)充，為我們以后所要從事的工作打下堅實的基礎(chǔ)；最后，這次設(shè)計使我得到一次大規(guī)模檢索相關(guān)資料的機(jī)會，提高了運用網(wǎng)絡(luò)和專業(yè)計算機(jī)軟件輔助設(shè)計的能力。由于此次畢業(yè)設(shè)計的角度限制和知識的不夠系統(tǒng)和不夠完善，難免有錯誤和不足之處敬請老師批評指正以完善此次畢業(yè)設(shè)計。另外，真誠祝愿各位老師在今后的工作中取得更大的成績，為國家培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才。希望在以后的工作學(xué)習(xí)過程中能夠得到老師們熱忱的指導(dǎo)和幫助。本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，我不僅收獲了知識而且也鍛煉了品質(zhì)，通過這次認(rèn)真而又細(xì)致的畢業(yè)設(shè)計，我對待事情的態(tài)度更加嚴(yán)謹(jǐn)更加有耐心，并且我更希望把所做的事情做好做完美，我想這將是一種很重要的財富。感謝本次設(shè)計，感謝遇見了麻煩和難題，感謝老師們的指導(dǎo)以及同學(xué)們的幫助，畢業(yè)設(shè)計的結(jié)束也是另一種開始，相信本次畢業(yè)設(shè)計會令我走得更遠(yuǎn)也能取得更大的成就。畢業(yè)設(shè)計的完成代表著專業(yè)學(xué)習(xí)階段的最終結(jié)束，也為我們在校理論知識的學(xué)習(xí)畫上了句號。不由感慨頗多，寶貴的大學(xué)學(xué)習(xí)生活轉(zhuǎn)瞬即逝，無論如何我們的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，我們要好好利用已經(jīng)學(xué)到的知識并且要繼續(xù)學(xué)習(xí)掌握新的知識，以便更新我們的知識系統(tǒng)。重要的是，我們要將所獲取的各種知識運用于實踐，并用實踐來休整我們的不足和缺陷，使我們真正成為一名理論扎實而又具有很強(qiáng)的實踐能力的機(jī)械工作者。第 27 頁 共 29 頁參考文獻(xiàn)[1] 曾霞文.沖壓工藝及模具設(shè)計[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,2011.2-101[2] 丁松聚.冷沖模設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.40—118[3] 曾霞文.沖壓工藝及模具設(shè)計[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,2011.14—73[4] 林承全,胡紹平.沖壓模具課程設(shè)計指導(dǎo)與范例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008.10—57[5] 徐政坤.沖壓模具設(shè)計與制造[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.9—177第 28 頁 共 29 頁致謝經(jīng)歷了兩個月的時間，從收集資料到學(xué)習(xí)資料、計算、著手設(shè)計；從視頻的學(xué)習(xí)到軟件的應(yīng)用，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。這不但是畢業(yè)前對所學(xué)知識的回顧，更重要的是給自己即將走上工作崗位的一次大練兵，能有這樣的一次設(shè)計，我叢中受益匪淺。雖然在設(shè)計中不是很熟練，但已經(jīng)包含所需要的設(shè)計內(nèi)容。在這里很感謝指導(dǎo)老師的默默付出和同學(xué)們的幫助。通過此次的畢業(yè)設(shè)計，本人對沖壓模具的設(shè)計總體框架有了明確的了解，對沖壓模具設(shè)計內(nèi)容有了較為系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和全面的認(rèn)識，并且鞏固了之前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程和專業(yè)知識。在學(xué)習(xí)所收集的資料時，指導(dǎo)老師很有針對性的對本設(shè)計的難點、易錯點等進(jìn)行了全面的講解和剖析，這無疑是設(shè)計盲點和工程精華的傳授，讓我也明白了設(shè)計中的實際與理論之間存在的必然關(guān)系。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，指導(dǎo)老師還讓我翻閱了大量的書籍，查閱很多設(shè)計資料和手冊，熟悉了很多待業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。在原有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，使我的專業(yè)知識更進(jìn)了一個層次，為走出校門、踏進(jìn)社會打下良好的更為夯實的基礎(chǔ)。同時我還要感謝我的同學(xué)，在設(shè)計中，他們給我提出了寶貴的建議，幫助我把設(shè)計做得更加的完善和系統(tǒng)，并提出了建設(shè)性意見。最后，在這里請允許我向所有幫助我的老師和同學(xué)表示最真誠的謝意！簽名：