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杯形件落料拉深沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)
目錄
摘要………………………………………………………………………3
Summary………………………………………………………………… 4
1 概述…………………………………………………………… ……5
1.1 冷沖壓的特點(diǎn)及應(yīng)用……………………………………………………… 5
1.1.1冷沖壓的特點(diǎn)………………………………………………………… 5
1.1.2 冷沖壓的應(yīng)用……………………………………………………… 6
1.2 冷沖壓的基本工序和沖壓工藝要求…………………………………………6
1.2.1 基本工序…………………………………………………………… 6
1.2.2 沖壓工藝要求……………………………………………………… 6
1.3 沖壓工藝新技術(shù)的發(fā)展…………………………………………………… 7
2 模具尺寸設(shè)計(jì)…………………………………………………………………9
2.1沖壓件的工藝分析………………………………………………………… 9
2.2工序分析與計(jì)算……………………………………………………………… 9
2.2.1工藝分析……………………………………………………………… 9
2.2.2 落料工藝分析與計(jì)算…………………………………………………10
2.2.3拉深工序的工藝分析與計(jì)算…………………………………………12
2.2.4沖孔工序的工藝分析與計(jì)算…………………………………………13
3 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)………………………………………………………… 18
3.1 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化……………………………………………18
3.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化…………………………………………………20
3.3 卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化……………………………………………………20
3.4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用………………………………………………………………21
3.5 聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化…………………………………………………… 22
3.6 壓力機(jī)的校核……………………………………………………………… 22
4 模具的裝配與調(diào)試…………………………………………… ……23
4.1模架總裝圖……………………………………………………………………23
4.2模具的裝配與調(diào)試……………………………………………………………24
總結(jié)………………………………………………………………………26
致謝………………………………………………………………………27
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………28
摘要
此次設(shè)計(jì)為落料—拉深—沖孔復(fù)合模，設(shè)計(jì)本模具充分利用了網(wǎng)上資源，圖書(shū)館藏書(shū)，更重要的是老師的諄諄教導(dǎo)，才成就了此模具。
在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，簡(jiǎn)要地概述了沖壓模具的特點(diǎn)和在社會(huì)發(fā)展領(lǐng)域中的作用及其以后的發(fā)展前途，點(diǎn)明了模具的設(shè)計(jì)意義；其次進(jìn)行工件的工藝分析；進(jìn)而確定了工藝方案，計(jì)算出了模具工作部分的尺寸公差，設(shè)計(jì)出零部件，然后依據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，最后設(shè)計(jì)出模具的總裝配圖。在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要計(jì)算沖壓力，落料力，拉深力及推件力，卸料力，從而判斷模具各部件是否能承受壓力機(jī)的作用，更重要的是模具工作零件的設(shè)計(jì)，以此為核心的問(wèn)題，工作零件的誤差將直接影響制件的質(zhì)量。最后利于繪圖工具AutoCAD制作了裝配圖和零件圖，而節(jié)省了許多時(shí)間。
通過(guò)此次設(shè)計(jì)使我不僅掌握了沖壓模具設(shè)計(jì)的一般流程，更好的學(xué)習(xí)好多在課本上沒(méi)有學(xué)習(xí)的知識(shí)。
關(guān)鍵詞 : 沖孔 拉深 計(jì)算機(jī)繪圖 工藝分析
Summary
This time design for fall to anticipate- pull deep- blunt bore compound mold, design originally the molding tool made use of the on-line resources well, the library library, the more important teacher earnestly instruct, just achieving this molding tool.
In the design process of the molding tool, first, the synopsis ground says to hurtle the characteristics of press the molding tool all and after society develop the function in the realm and it of development prospect, order the design meaning of understand the molding tool;Carry on the craft analysis of the work piece the next in order;Then made sure the craft project, compute the molding tool work the size business trip of the part, design zero partses of, then request to choose the each standard piece according to the design, designing a total assemble diagram of molding tool finally.The demand computes the blunt pressure in design process, falling to anticipate the dint, pulling the deep dint and pushing a dint, unloading to anticipate the dint, thus judging whether each parts of molding tool can bear the function of the pressure machine or not, the design of the more important molding tool work spare parts, with this for core of problem, the error margin of the work spare parts will affect the quantity of make the piece directly.Finally the benefit manufactures to assemble the diagram and the spare parts diagrams in the painting tool AutoCAD, but saved many time.
Pass this time design make me not only controled to hurtle the general process of press the molding tool design, the better study is a lot of in the lesson originally up have no knowledge of study.
Keyword: Blunt bore Pull deeply The calculator painting The craft analysis
1 概述
冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，在室溫下對(duì)板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵?，所以也稱板料沖壓。
在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。冷沖模在實(shí)現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒(méi)有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表和日用品的生產(chǎn)中，已占據(jù)十分重要的地位。
1.1 冷沖壓的特點(diǎn)及應(yīng)用
1.1.1冷沖壓的特點(diǎn)
(1) 能沖壓出其他加工工藝難以加工或無(wú)法加工的形狀復(fù)雜的制件。如汽車覆蓋件等。
(2) 沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓加工是靠模具成型，模具制造精度高、使用壽命長(zhǎng)，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好。尺寸精度一般可達(dá)到IT10～14級(jí)，最高可達(dá)到IT16級(jí)，有的制件不需再機(jī)械加工，便可滿足裝配和使用要求。
(3) 沖壓件具有重量輕、強(qiáng)度高、剛性好和表面粗糙度小等特點(diǎn)。
(4) 生產(chǎn)效率高，如汽車覆蓋件這樣的大型件的生產(chǎn)效率，可達(dá)每分鐘數(shù)件。
(5) 材料利用率高，一般為70%～85%，因此沖壓加工能實(shí)現(xiàn)少?gòu)U料，甚至無(wú)廢料生產(chǎn)。
(6) 操作簡(jiǎn)單，便于組織加工生產(chǎn)。
(7) 易于機(jī)械化與自動(dòng)化生產(chǎn)。
(8) 冷沖壓的缺點(diǎn)就是模具制造周期長(zhǎng)、制造成本高，故不適合單件小批量生產(chǎn)。另外，冷沖壓生產(chǎn)多采用機(jī)械壓力機(jī)，由于滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)快，手工操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，易發(fā)生事故，故必須特別重視安全生產(chǎn)、安全管理以及采取必要的安全技術(shù)措施。
1.1.2 冷沖壓的應(yīng)用
沖壓加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬材料，在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。另外，在國(guó)防工業(yè)生產(chǎn)中，如飛機(jī)、導(dǎo)彈、各種槍彈與炮彈的生產(chǎn)，沖壓加工也占有很大的比例。
隨著汽車和家用電器等行業(yè)的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度重視。據(jù)近年來(lái)的統(tǒng)計(jì)表明，美、日等國(guó)的模具工業(yè)年產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)年產(chǎn)值的6%～12%。冷沖壓模具歷史悠久、用途廣、技術(shù)成熟，在各種模具中所占比例最大。汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，占整個(gè)模具市場(chǎng)的60%以上。因此沖壓工藝在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中有著非常廣闊的發(fā)展前景。
1.2 冷沖壓的基本工序和沖壓工藝要求
1.2.1 基本工序
冷沖壓基本工序按板料的變形特點(diǎn)，可分為分離工序和變形工序兩大類。
金屬板料在沖壓力的作用下，其應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限而沿一定的輪廓線斷裂，稱為分離工序。分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。
金屬板料在沖壓力的作用下，其應(yīng)力超過(guò)屈服極限（但低于強(qiáng)度極限）而產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀和尺寸要求的制件，稱為變形工序。變形工序又可分為彎曲、拉深、翻邊、脹形和旋壓等。
1.2.2 沖壓工藝要求
沖壓過(guò)程中，沖模是對(duì)金屬板料進(jìn)行沖壓加工以獲得合格產(chǎn)品的工具，沖模的凸模與凹模直接接觸被加工材料并相對(duì)運(yùn)動(dòng)使其產(chǎn)生塑性變形來(lái)得到預(yù)期的零件。因此要求沖模：
（1） 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和相應(yīng)的形狀和尺寸精度；
（2） 主要零件應(yīng)有足夠的耐磨性及使用壽命；
（3） 結(jié)構(gòu)應(yīng)確保操作安全，便于使用和維修；
（4） 應(yīng)有使材料順利送進(jìn)、工件方便取出、定位可靠的裝置，以保證生產(chǎn)的工件質(zhì)量穩(wěn)定；
（5） 要有導(dǎo)向裝置以使沖模上下運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確；
（6） 零件的加工和裝配應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、普通件，以縮短模具的制造周期，降低成本；
（7） 結(jié)構(gòu)應(yīng)與沖壓設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)相適應(yīng)，以便牢固的安裝在沖壓設(shè)備上；
（8） 應(yīng)具有與沖壓設(shè)備連接的部位和搬運(yùn)吊裝部位，以適應(yīng)安裝和管理的需要。
1.3 沖壓工藝新技術(shù)的發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，冷沖壓技術(shù)及模具不斷革新和發(fā)展，沖壓工藝新技術(shù)發(fā)展主要反映在以下5個(gè)方面。
（1） 模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)（模具CAD/CAM） 采用該技術(shù)，模具設(shè)計(jì)和制造的效率一般可提高2～3倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2～2/3。目前已達(dá)到CAD/CAM一體化，模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧谩?
（2） 工藝分析中的板料成型模擬仿真技術(shù)（沖壓CAE） 對(duì)于普通沖壓工藝的制定，可根據(jù)有關(guān)資料進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算；而對(duì)于復(fù)雜的曲面成型，例如汽車覆蓋件的成形，傳統(tǒng)的方法是憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)比分析，初步確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)＞卟⑦M(jìn)行試沖。因此，周期長(zhǎng)、投資大、風(fēng)險(xiǎn)大。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已采用彈塑性有限元法，開(kāi)發(fā)出板料成型過(guò)程的模擬軟件，供設(shè)計(jì)人員對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行修改和選擇，以預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì)零件成型的可行性和可能發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題。這一虛擬成型技術(shù)，即沖壓CAE，不僅可以節(jié)省昂貴的模具實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，也可以大大縮短試制周期和提高成型件的質(zhì)量。
（3） 快速模具制造技術(shù)的發(fā)展 將快速成型技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的快速模具制造技術(shù)，以及低熔點(diǎn)合金模具、樹(shù)脂模具都可用于冷沖壓成型。其模具的制造周期僅為常規(guī)模具切削制造的1/5～1/3，而成本僅為后者的1/4～1/2，在精度和壽命方面又能滿足生產(chǎn)上的使用要求，非常適合于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、工藝驗(yàn)證或中、小批量生產(chǎn)的需要。
（4） 采用沖壓新工藝 精密沖裁、液壓成型、沖壓-焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。
（5） 冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。
冷沖壓工藝與模具是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，在學(xué)習(xí)這門課之前，除了應(yīng)掌
握機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬學(xué)、金屬塑性加工力學(xué)等基礎(chǔ)理論課程外，還應(yīng)對(duì)沖壓生產(chǎn)實(shí)踐有所了解，具有初步的感性認(rèn)識(shí)，這樣才能在學(xué)習(xí)中理論聯(lián)系實(shí)際，了解模具的類型 、結(jié)構(gòu)，掌握模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法等。
2 模具尺寸設(shè)計(jì)
工件簡(jiǎn)圖如圖1所示
工件名稱：杯形件
材料：Q235
料厚：1.5mm
2.1沖壓件的工藝分析
由工件圖可見(jiàn)，該工件的加工涉及到落料、拉深、沖孔三種工序內(nèi)容，根據(jù)變形特點(diǎn)，對(duì)于帶孔的拉深件，尤其是的孔到直壁的距離較近，為保證小孔的精度，一般應(yīng)先拉深后沖孔。由于產(chǎn)品批量較大，不宜采用單一工序生產(chǎn)，而用級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，成本較高， 故采用落料、拉深、沖孔復(fù)合模，使用其特點(diǎn)是：
圖1
（1）生產(chǎn)效率成倍提高，而且節(jié)省人力、電力和工序間的搬運(yùn)工作。
（2）在復(fù)合模中幾道工序是在同一工位上完成 的，無(wú)須重新定位，從而使沖壓工件的位置精度得到提高，同心度誤差在～以內(nèi)。
（3）由于復(fù)合模要在一副模具中完成幾道沖壓工序，所以結(jié)構(gòu)上比單工序模復(fù)雜，而且各零部件在動(dòng)作時(shí)要求相互不干涉，準(zhǔn)確可靠，這就要求模具的制造應(yīng)有較高的精度，因此模具的制造成本也就提高了，制造周期也相對(duì)延長(zhǎng)，維修也不如單工序模簡(jiǎn)便。
2.2工序分析與計(jì)算
2.2.1工藝分析
此工件為無(wú)凸緣圓筒形件，要求內(nèi)形尺寸，沒(méi)有厚度不變的要求。此工件的
形狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加工。工件外形尺寸無(wú)精度要求，故按
公差級(jí)滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃?jí)的要求，Q235的拉深性能較好，需進(jìn)行
如下計(jì)算來(lái)判斷拉深次數(shù)
（1）計(jì)算毛坯直徑D 工件如圖2所示
工件的相對(duì)高度，根據(jù)相對(duì)
圖2
高度由文獻(xiàn)〔2〕表4.7中查得修邊余量。由表4.14序號(hào)15查得無(wú)凸緣圓筒形拉深件的毛坯尺寸計(jì)算公式為
則將
代入上式，即得毛坯的直徑為：
（2）判斷拉深次數(shù)
工件總的拉深系數(shù)，毛坯的相對(duì)厚度。由公式來(lái)考慮設(shè)計(jì)是否需要壓邊，因，而﹤0.0171，故需壓邊圈。
由相對(duì)厚度查表4.23中得首次拉深的極限拉深系數(shù)
因﹥，故工件只需一次拉深
2.2.2 落料工藝分析與計(jì)算
本工件首先需要落料制成直徑的圓片，然后以的圓板料為毛坯進(jìn)行拉深。
（1） 排樣 從條料上落下的料，要選擇合理的排樣和適當(dāng)?shù)拇钸呏?，以減低成本和保證工件質(zhì)量及模具壽命?？紤]操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故采用單排排樣設(shè)計(jì)，由表2.26查得搭邊值。采用單個(gè)固定擋料銷定位，則：
條料寬
條料進(jìn)距
計(jì)算沖裁單件材料的利用率
式中 A — 一個(gè)沖裁件的面積， ；
— 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；
B — 條料寬度，；
S — 進(jìn)距，。
（2） 落料力的計(jì)算
式中 L — 工件外輪廓周長(zhǎng)，；
— 材料厚度，；
— 材料的抗剪強(qiáng)度，由表14.1查得=310Mpa
則落料力為：
卸料力：
式中為卸料力系數(shù)，由表2-15查得，則卸料力：
（3） 計(jì)算落料凸、凹模的刃口尺寸
由文獻(xiàn)〔1〕查表2-10得間隙值
由表2-12查得凸、凹模的制造公差
校核：
不滿足的條件，故凸、凹模不可分開(kāi)加工，而是采用凸、
凹模配合加工的方法，對(duì)于落料件的尺寸公差由附錄D查出尺寸的極限偏差為。由表2-13查得系數(shù)
按配合加工的方法，對(duì)于此落料件屬于A類凹模磨損后增大的尺寸，不包含B類和C類尺寸 ，則：
凹模刃口尺寸
凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證單面間隙為～，即
凸模刃口尺寸
落料凹模的外形尺寸：
凹模厚度
凹模壁厚 C = （1.5～2）H
式中 K — 系數(shù)，由表2.41查得K=0.20；
B — 凹模孔的最大寬度，mm;
則
C = （1.5～2）H=37.5mm
2.2.3拉深工序的工藝分析與計(jì)算
以D=126mm的圓板料為毛坯進(jìn)行拉深，拉深成外徑為 79mm，內(nèi)圓角r為2mm的無(wú)凸緣圓筒，最后按h=32mm進(jìn)行修邊。
（1） 計(jì)算壓邊力和拉深力
a.由表4-15確定壓邊力
A — 在壓邊圈下的毛坯投影面積，；
P — 單位壓邊力，由表4-16查得p=3.0Mpa。
則壓邊力為：
b.計(jì)算拉深力
已知m=0.62，由表4-18中查得K=0.79，Q235的強(qiáng)度極限，將其代入公式得：
（2） 模具工作部分尺寸計(jì)算
a.拉深模的間隙 由表4-12查得拉深模的單邊間隙為，則拉深模的間隙為。
b.拉深模的圓角半徑，凹模的圓角半徑按表4-13選取，，土模的圓角半徑等于工件的內(nèi)圓角半徑，即。
c.凸、凹模工作部分的尺寸和公差。由于工件要求內(nèi)形尺寸，則以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，則凸模尺寸，將模具公差按IT10級(jí)選取，則
，把代入上式，則凸模尺寸，間隙取在凹模上，則凹模的尺寸，把 代入上式，則凹模的尺寸為：
。
2.2.4沖孔工序的工藝分析與計(jì)算
在落料和拉深完成之后，使用沖孔模沖孔，對(duì)于所沖小孔按表 2-1查得一般沖孔模對(duì)該種材料可以沖壓的最小孔徑為，因而的孔符合工藝 要求，對(duì)于孔心距，按表2-4查得，一般精度模具可達(dá)到的兩孔中心距離公差為，因而符合尺寸精度工藝要求?？着c孔之間或孔與邊緣之間的距離a，受模具強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的限制，其值不能過(guò)小，孔與孔之間距離工a≥1.5t=2.25mm,孔與孔之間的距離a≥1.5mm,而零件上的各孔的邊距均大于最小說(shuō)的孔邊距，以上各項(xiàng)分析均和符合沖裁工藝要求，故可采用多孔沖裁進(jìn)行加工。
(1) 計(jì)算沖壓力 本模具采用彈性卸料板。
a.沖裁力，為降低沖裁力，提高模具壽命。將多凸模作階梯形布置，小孔和做得短些，大孔和25mm×R5mm長(zhǎng)槽做得長(zhǎng)些，其小孔層和大孔層的高度差H=t=1.5mm。
小孔層：
大孔層：
因?yàn)? 所以 選擇沖床時(shí)沖裁力為。
b. 卸料力
查表2-15取，故
c.推件力
選擇凹模刃口形式，取，則 個(gè)，查表2-15 ， 故
總的沖裁力為
(2) 確定模具壓力中心 畫(huà)出工件形狀，把沖裁周邊分成基本線段，并選定坐標(biāo)系，如圖3所示。
由圖3列表得：
圖3
(3) 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸
按表2-10查得間隙值
按表2-12查得凸、凹模的制造公差
校核：
滿足的條件，可采用凸、凹模分開(kāi)加工的方法，對(duì)零件圖中未注公差的尺寸，由GB1800-79查出其極限偏差：。
查表2-13得因數(shù)
凸模刃口的計(jì)算：
凹模刃口尺寸的計(jì)算：
（4） 沖壓設(shè)備的選用原則
沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來(lái)確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備很多，選用沖壓設(shè)備時(shí)主要考慮下述因素：
a.沖壓設(shè)備的類型和工作形式是否適應(yīng)于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求；
b.沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成的工序要求；
c.沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具；
d.沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。
總的沖壓力
，由參照附錄選用公稱壓力為800kN的開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-80，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：
公稱壓力
800kN
滑塊行程
130mm
最大閉合高度
380mm
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度
100mm
工作臺(tái)尺寸
800mm×540mm
模柄孔尺寸
最大可傾角
（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(guò)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 = 42mm
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 = 39mm
橡膠的斷面面積在模具裝配時(shí)按模具空間大小確定。
3 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)
3.1 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
（1）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
a.落料凹模的外形尺寸： 壁厚 C=37.5mm,取40mm
厚度 H=25mm
根據(jù)JB/T7643.1-91，落料凹模取200mm×200mm×32mm。
凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d,
d 為螺孔的尺寸，由于凹模厚度為32mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖4：
螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm
a3=1.13d≈9mm
凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。
螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于16mm。
b.凸模外形尺寸：
凸模長(zhǎng)度： 圖4
— 凸模大端凸緣厚度，mm；
— 蓋板厚度,mm；
—橡膠的安裝高度，mm；
—卸料板厚度，mm。
根據(jù)JB/T5830-94，取=10mm, =16mm, =16mm。
所以
（2） 拉深凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
拉深凸模的長(zhǎng)度
—落料凹模板厚度，mm；
—拉深凸模固定板厚度，據(jù)JB/T5830-94取=24mm。
所以
由于拉深凸模即為沖孔凹模，￠3mm和￠5mm的凹?？纂x凸模外壁較近，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，選擇材料為Cr12MOV
（3） 沖孔凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
a. mm的凸、凹模 根據(jù)GB2863.2-81 凸模取B型圓凸模如下圖所示
圖5
凸模長(zhǎng)度
—沖孔凸模固定板厚度，據(jù)JB/T5830-94取=36mm；
—蓋板厚度，mm；
—橡膠的安裝高度，mm；
—卸料板厚度，mm；
—工件高度，mm。
所以
b.mm的凸模長(zhǎng)度 L=70mm
c. mm與R5長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度 L=70+1.5=71.5mm
(4) 小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過(guò)凸模材料的許用壓應(yīng)力，即
對(duì)于圓形凸模 dmin≥
式中 dmin — 圓形凸模最小截面直徑，mm
t — 沖裁材料厚度，mm
— 沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，MPa
—凸模材料許用強(qiáng)度，?。?.0~1.6）×103MPa
dmin≥==2.01mm 所以承壓能力足夠。
抗縱向彎曲力校核 對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）
Lmax≤270d2/
式中 Lmax —— 允許的凸模最大自由長(zhǎng)度，mm
F —— 沖模力,N
ｄ —— 凸模最小截面的直徑，mm
Lmax≤270d2/=270×3.092/=35.1mm 所以長(zhǎng)度適宜。
凸模固定端面的壓力
q =<
式中 q — 凸模固定端面的壓力，Mpa
F — 落料或沖孔的沖裁力，N
— 模座材料許用壓應(yīng)力，Mpa
q ==84.9Mpa
凸模固定板端面壓力超過(guò)了80～90Mpa，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見(jiàn)JB/T5830-94，查得200mm×200mm×16mm
3.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
固定擋料銷的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖6
根據(jù)JB/T7649.10—94選用直徑φ8mm，h=16mm材料為45鋼A型固定擋料銷
根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時(shí)擋料銷位置如圖7
廢料孔前端定位時(shí)擋料銷位置
=C-()+0.1 圖6
式中 —擋料銷與導(dǎo)正銷的間距，mm
C——送料步距，mm
dr——凸模直徑，mm
d——擋料銷頭部直徑，mm
=127-()+0.1=116.6mm
3.3 卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 圖7
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(cè)[2]表15.27得：
卸料板長(zhǎng)度L =200mm,寬度B=200mm厚度h0=16mm
此模具中，卸料板對(duì)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M12×100，材料為45鋼
3.4 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(zhǎng)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(tái)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(jí)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8所示
圖8
凹模周界L＝200mm,B=200mm,（用標(biāo)準(zhǔn)寫法）閉合高度h1=220mm
材料為ZG45(ZG310-570),0I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。
導(dǎo)柱標(biāo)記：283200 GB/T2861.1—90
323200 GB/T2861.1—90
導(dǎo)套標(biāo)記：283110338 GB/T2861.6—90
323110338 GB/T2861.6—90
上模座標(biāo)記：2003200345 GB/T2855.1—90
下模座標(biāo)記：2003200350 GB/T2855.2—90
模柄標(biāo)記：B603125 JB/T 7646.1
3.5 聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化
本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講
內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：GB70—85 M12385 45鋼
螺釘標(biāo)記：GB68—76 M12365 45鋼
圓柱銷釘標(biāo)記：GB 119—86 10385 45鋼
止動(dòng)圓柱銷標(biāo)記：GB119—86 8340 45鋼
3.6 壓力機(jī)的校核
模座外形尺寸210×235mm,閉合高度260mm,有文獻(xiàn)[4]中，J23—80型壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸為800×540mm,最大閉合高度為380mm，連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為100mm,所以在工作臺(tái)上加一35～90mm的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。
4 模具的裝配與調(diào)試
4.1模架總裝圖
圖9
通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得到如圖所示的模具總裝圖，模具上模部位主要有上模板、墊板、卸料板、蓋板、凸模（8個(gè)）、凸模固定板、落料凸模等組成，卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、落料凹模、拉深凸模等組成。沖孔廢料由漏料孔漏出。
為了實(shí)現(xiàn)先落料、后拉深，應(yīng)保證模具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模的端面低5mm。
模具工作工程：將條料送入彈性卸料板下長(zhǎng)方形槽中，平放在凹模面上，并
靠槽的一側(cè)，壓力機(jī)滑塊帶著上模下行，凸、凹模下表面首先接觸條料，并與凸模一起壓住條料，先落料，后拉深，拉深結(jié)束后，繼續(xù)下行沖孔，沖孔完成后，上?；爻?，落料后的條料由彈性卸料板從凸凹模卸下，拉深成形后的工件，在完成沖孔后，卡在拉深凹模內(nèi)，上?；爻?，拉深、沖孔后成形的工件一起隨上模上行，當(dāng)頂桿碰到壓力機(jī)打桿后，頂桿推動(dòng)滑塊將卡在凸凹模中的工件卸下，然后用手工將工件取走后，將條料往前送進(jìn)一個(gè)步距，進(jìn)行下一個(gè)工件生產(chǎn)。
4.2模具的裝配
根據(jù)復(fù)合模裝配要點(diǎn)，本副模具的裝配選凸、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，落料凹模刃口面應(yīng)高出拉深凸模工作面5mm，
并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配如下：
凸、凹模預(yù)配
（1） 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。
（2） 將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配，檢查其間隙是否加工均勻。不適合者應(yīng)重新修磨或更換。
凸模裝配
以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固。
裝配下模
（1） 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板；
（2） 在下模座、導(dǎo)料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲；
（3）將下模座、導(dǎo)料板、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。
裝配上模
（1） 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模；
（2） 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；
（3） 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊；
（4） 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm；
（5） 復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘；
（6） 安裝導(dǎo)正銷、承料板；
（7） 切紙檢查，合適后打入銷釘。
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
總結(jié)
轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)生活就要結(jié)束，作畢業(yè)設(shè)計(jì)將成為我們以后對(duì)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(méi)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(duì)模具設(shè)計(jì)的基本流程還不很陌生，我們拿到任務(wù)書(shū)以后，首先對(duì)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(guó)標(biāo)選擇模架，及其他標(biāo)準(zhǔn)零部件，畫(huà)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(guò)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(shū)館之間來(lái)回奔波，查閱大量的工具書(shū)，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，如果其中某一項(xiàng)出錯(cuò)，都將會(huì)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(shí)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，俗話說(shuō)的好只要付出就會(huì)有回報(bào)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我將以前的所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)的連貫了起來(lái)，好多快遺忘的東西又被拾了回來(lái)，從而更加深了對(duì)這些知識(shí)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(shí)，沒(méi)有進(jìn)行過(guò)實(shí)際的、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)練習(xí)，對(duì)所學(xué)的理論、公式運(yùn)用不是很熟練，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)給了我們這么一個(gè)鍛煉的平臺(tái)，讓我們把空洞的理論在設(shè)計(jì)中反復(fù)的運(yùn)用，使我們把這些知識(shí)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?cè)O(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(duì)我們以后從事的設(shè)計(jì)工作奠定了一定的基礎(chǔ)。
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(wèn)題、研究問(wèn)題，咨詢問(wèn)題，從而一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更加完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了我獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，真的使我受益匪淺。
致謝
時(shí)光如梭，三年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼過(guò)去，而我也即將離開(kāi)可敬的老師和熟悉的同學(xué)朋友們，溶入到社會(huì)的大潮中去。在這之際，我們將完成最后的使命——做畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，由于資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中遇到了很多的問(wèn)題。但這并沒(méi)有成為我的絆腳石，在指導(dǎo)老師不時(shí)的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助下，并通過(guò)在圖書(shū)館的仔細(xì)查閱，使我克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，從而使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。
最后，再次感謝我的指導(dǎo)老師原紅玲的精心指導(dǎo)和各位老師和同學(xué)的大力幫助，使我順利完成任務(wù)，并向你們致意深深的敬意，在以后的生活中我一定努力工作，不辜負(fù)你們寄予我的厚望！
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