3929 錐形罩沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),錐形,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 24 頁錐形罩沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)目錄第 1 章 緒論 .....................................................................................................................2第 2 章 模具的設(shè)計(jì) .........................................................................................................32.1 設(shè)計(jì)目的意義 .....................................................................................................32.2 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 .............................................................................................32.2.1 毛坯材料的分析 ........................................................................................32.2.2 工藝分析 ....................................................................................................42.3 工藝方案的確定 .................................................................................................72.4 模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇 .............................................................................82.4.2 模具結(jié)構(gòu)的選定 ........................................................................................92.5 工藝計(jì)算 ...........................................................................................................112.6 模具零件設(shè)計(jì)與校核 .......................................................................................142.6.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..............................................................................142.6.2 凸、凹模的校核 ......................................................................................152.6.3 其他零部件的設(shè)計(jì)選用 ..........................................................................152.7 主要工作零件加工工藝 ...................................................................................18第 3 章 模具總裝圖 .......................................................................................................19第 4 章 沖壓設(shè)備的選定 ...............................................................................................20第 5 章 模具的裝配過程 ...............................................................................................215.1 模具的基本安裝 ................................................................................................215.2 模具的裝配與調(diào)整 ............................................................................................21第 6 章 設(shè)計(jì)小結(jié) ...........................................................................................................24致謝 .................................................................................................................................25參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................26第 2 頁 共 24 頁第 1 章 緒論模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品。作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上稱之為“工業(yè)之父” 。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具工業(yè)也得到了蓬勃的發(fā)展，己成為國民經(jīng)濟(jì)中的重要產(chǎn)業(yè)。模具分為冷沖壓模具、熱鍛模具、塑料模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。其中，冷沖壓模具歷史悠久，用途廣，技術(shù)成熟，在各種模具中所占的比重最多。冷沖壓是選項(xiàng)過的金屬加工方法之一，它主要加工板料，故又稱之為板料沖壓。冷沖是在室溫下，借助于設(shè)備提供的壓力，利用模具使板料發(fā)生塑性變形，因此，它也是金屬塑性加工（壓力加工）的一種方法有些非金屬材料，也可以采用某些沖壓工藝制造零件。與切削加工相比較，準(zhǔn)頭墳靠模具和設(shè)備完成加工過程，所以具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品一致性好、操作簡單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。大批量的機(jī)械、電子、輕工等產(chǎn)品都大一的使用冷沖壓零件。在國防方面、飛機(jī)、導(dǎo)彈、各種槍支與炮彈等產(chǎn)品中冷沖壓加工的零件比例也是相當(dāng)大的。由于冷沖壓不需要加熱，也不像切削加工那樣，將大量的金屬切削成碎屑而消耗大量的能量，所以它是一種節(jié)能的加工方法；沖壓制品所用的原材料是冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的鋼板和鋼帶，在沖壓加工中材料表面質(zhì)量不受破壞，故沖壓件的表面質(zhì)量好，這是任何其他加工方法不能競爭的。沖壓模具作為制造產(chǎn)品（或半成品）的一種工具其作用是完成某種工藝模具設(shè)計(jì)必須滿足工藝要求，最終滿足產(chǎn)品的形狀，尺寸和精度要求。冷沖壓工藝大致分為兩大類：分離工序和成形工序。分離工序目的是在沖壓過程中將沖壓件與板料按一事實(shí)上的輪廓進(jìn)行分離；分離工序可分為落料、沖孔和剪切等。成形工序的目的是使沖壓毛坯在不破壞其他完整性條件下產(chǎn)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品所要求的形狀；成形工序又可分為彎曲、拉深、翻邊、脹形、擴(kuò)孔、縮孔和旋壓等。 【6】冷沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝裝備。沖壓工件的表面質(zhì)量、尺寸、精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益等，與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系極大。在本設(shè)計(jì)中將對(duì)一帶凸緣錐形件進(jìn)行包括落料、拉深、沖孔、切邊在內(nèi)的四個(gè)工序的設(shè)計(jì)分析。系統(tǒng)地對(duì)冷沖模具的設(shè)計(jì)制造及工藝分析進(jìn)行一次總結(jié)回顧。該工件 的成形工藝第 3 頁 共 24 頁方案可以有多種，這里選取較為合理且典型的落料拉深復(fù)合模的工藝分析及模具設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)作業(yè)。第 2 章 模具的設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)目的意義三年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼即逝,在即將畢業(yè)之時(shí),通過做畢業(yè)設(shè)計(jì),對(duì)我三年的大學(xué)學(xué)習(xí)（模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)）進(jìn)行一個(gè)很好的總結(jié)與回顧。做為一位一名模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的學(xué)生,理解和掌握模具設(shè)計(jì)與制造過程是其基本要求。設(shè)計(jì)與制造模具是我的基本技術(shù),俗稱為“吃飯的家伙”,它是我立足社會(huì)的資本,是堅(jiān)定自己走向社會(huì)信念的重要保證。由于是對(duì)自己三年學(xué)習(xí)的一個(gè)回顧,這里選取了冷沖壓模具設(shè)計(jì)。這里選擇的是一個(gè)錐形罩件模具的設(shè)計(jì)。隨著我國社會(huì)的發(fā)展速度的不斷加快,我國原本薄弱的基礎(chǔ)制造業(yè)也得到相應(yīng)的發(fā)展,加工工藝也得到很大的提高。錐形罩件在許多機(jī)械設(shè)備中都得到了廣泛應(yīng)用,也是許多特定設(shè)備的必用零件。但錐形件的加工模具設(shè)計(jì)相對(duì)薄弱,這里選此題,也是對(duì)自身的一個(gè)考驗(yàn)。給自己一個(gè)提高進(jìn)步的機(jī)會(huì)。2.2 零件結(jié)構(gòu)工藝分析2.2.1 毛坯材料的分析工件材料為 10 鋼,10 鋼的塑性和韌性均高,無回火脆性傾向。焊接性能好，在冷拉狀態(tài)下或經(jīng)正火外理后切削性明顯提高，在冷狀態(tài)下易擠壓成形和壓模成形，但強(qiáng)度較低，淬透性及淬硬性很差。具體化學(xué)力學(xué)參數(shù)可見下表 【10】表 2.2.1 10 鋼的化學(xué)成份（%）牌號(hào) C Si Mu Cr Ni Cu10 0.07～0.13 0.17～0.37 0.35～0.65 0.15 0.30 0.25表 2.2.2 10 鋼的主要力學(xué)性能 MPa第 4 頁 共 24 頁牌號(hào) τ δ b δ s δ 10×100 E/10310 253～333 294～432 206 29 1942.2.2 工藝分析該工件屬于帶凸緣的錐形拉深沖孔件，屬于帶凸緣的錐形件，由于其于淺拉深要注意防止回彈。工件形狀簡單且對(duì)稱，所有尺寸均為自由公差，這里可取其為 IT14。工件的厚度變化也沒有要求，可認(rèn)為其是不變薄拉深。由圖可知，關(guān)鍵是要保證能夠經(jīng)濟(jì)合理地沖出錐形面上六個(gè)均布的沖裁孔的相對(duì)位置，以保證與其它零件配合的要求。參考《電加工與模具》中趙躍文的《錐形沖孔模設(shè)計(jì)》對(duì)其中沖孔工藝進(jìn)行優(yōu)化。錐形斜孔總裁工藝分析實(shí)現(xiàn)錐面斜孔的方法一般有三種：1.使零件孔的軸線與沖壓方向一致（如圖 2.2.1） 。圖 2.2.1這種沖裁方法，凸凹模受力狀況良好，模具使用壽命較高。但是實(shí)惠多孔沖裁時(shí)，需要設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的分度機(jī)構(gòu)，且生產(chǎn)效率低，不能滿足生產(chǎn)要求。2.利用斜楔機(jī)構(gòu)，使垂直沖壓力變?yōu)樾笨追较虻臎_壓力，由內(nèi)向外沖裁（如圖 2.2） 。第 5 頁 共 24 頁圖 2.2.2這種子選手結(jié)構(gòu)可滿足大批量生產(chǎn)，但總裁中凸模、斜楔以及卸料裝置均應(yīng)伸入沖件內(nèi)部。由于模具設(shè)計(jì)能利用的空間非常有限，且零件的安放，沖孔廢料的排出均不方便，所以仍然不能滿足生產(chǎn)需要。3.利用斜楔機(jī)構(gòu)，由外向內(nèi)沖裁（如圖 2.2.3） 。圖 2.2.3這種方法同樣可以滿足批量生產(chǎn)。但對(duì)該零件而言，采用傳統(tǒng)的方法（凸模在下安裝）沖裁，仍然存在模具體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件安放不便等問題。由于該零件 6 個(gè)孔的尺寸精度，位置精度均要求不高，所以可對(duì)傳統(tǒng)的斜楔結(jié)構(gòu)進(jìn)生改進(jìn)，采用由外向內(nèi)的方式進(jìn)行沖裁。3　模具結(jié)構(gòu)及工作過程3.1　模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)（如圖 2.2.4）所示。模具的凸模裝于壓料板內(nèi),模具的導(dǎo)柱不僅在上、下模座之間進(jìn)行導(dǎo)向,而且對(duì)壓料板也進(jìn)行導(dǎo)向。因此在沖壓過程中,壓料板能嚴(yán)格保持與上、下模座的平行。裝配于壓料板中的凸模座,精確地與凸模滑配,從而保證了沖裁中凸、凹模間隙的均勻。3.2　模具工作過程第 6 頁 共 24 頁將工件放在凹模上,利用錐面定位。上模下行時(shí),壓料板 2 首先壓住工件。上模繼續(xù)下行,錐塊 7 推動(dòng)固定在壓料板上的凸模 11 進(jìn)行沖裁。沖裁完畢后,上模上行,錐塊首先離開凸模,在橡皮 12 的作用下凸模復(fù)位,然后壓料板離開工件。 【8】圖 2.2.42.3 工藝方案的確定通過對(duì)制件的分析可得,毛坯需經(jīng)落料、拉深、切邊、沖孔四個(gè)工序。初步分析可排列出下列幾種工藝方案：方案一：先落料，后拉深，切邊，最后是沖孔。方案二：落料--拉深復(fù)合沖壓后，切邊沖孔復(fù)合。方案三；拉深級(jí)進(jìn)模。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，后進(jìn)切邊沖孔。方案四：落料--拉深復(fù)合模，后進(jìn)行切邊,最后在錐面沖孔。方案一的模具結(jié)構(gòu)簡單，但由于采用了多套模具，需要多個(gè)工序，影響生產(chǎn)效率，不適合工廠的大批量生產(chǎn)，故不宜采用。方案二雖比方案一減少了工序，但是切邊沖孔復(fù)合模較復(fù)雜，該工件是要在錐形面上沖孔，孔與其它零件相配合，第 7 頁 共 24 頁精度要求較高。方案三與方案二的缺點(diǎn)相似，除此之外，由于是拉深件，條料的送進(jìn)不方便，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。方案四，將落料拉深復(fù)合為一套模具，減少了毛坯的周轉(zhuǎn)時(shí)間提高了生產(chǎn)效率，適合于工廠的大批量生產(chǎn)條件，另外在切邊模上可對(duì)工件進(jìn)行修正，最后單獨(dú)沖孔可較好地保證孔的精度。由于工件的結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱，模具的制造并不困難。相比較之下，方案四更適合大批量生產(chǎn)，適合本件的生產(chǎn)條件。還可在切邊模上對(duì)工件進(jìn)行修正，以減少錐形件的拉深回彈。2.4 模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇2.4.1 成型設(shè)備的選擇1.沖壓工序壓力計(jì)算（1）落料力的計(jì)算F 落料 =KLtτ=204753NL—沖裁件周長，L =477mm；t—材料厚度，t=1mm ；τ—材料的抗剪強(qiáng)度，τ=330MPa（2）拉深力的計(jì)算查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 4-19F=πd ktδ bk3=42503Ndk—第一次拉深深直徑，72mmδ b—材料抗拉強(qiáng)度，400MPak3—第一次拉深系數(shù)，0.47（3）壓邊力的確定與計(jì)算在拉深過程中,凸緣變形區(qū)是否起起皺主取決于材料相對(duì)厚度 t/D 和拉深系數(shù) m 的大小。如果材料相對(duì)厚度較小，拉深系數(shù)也小，凸緣便會(huì)起皺。為防止凸緣起皺，必須用壓邊圈壓住，因此判別是否起皺的條件也就是判別是否采用壓邊圈的條件。生產(chǎn)決定是否采用壓邊圈可查表。表 2.4.1 采用或不采用壓邊圈的條件拉深方法 第一次拉深第 8 頁 共 24 頁t/D×100 m1用壓邊圈 ＜1.5 ＜0.6可用可不用 1.5～2.0 0.6不用壓邊圈 ＞2.0 ＞0.6由表查得本件需采用壓邊圈，以防止起起皺拉斷的產(chǎn)生表 2.4.2 在雙動(dòng)壓力機(jī)上拉深時(shí)單位壓邊力的數(shù)值工件的復(fù)雜程度 單位壓邊力 p/MPa難加工件普通加工件易加工件0.3732.5根據(jù)上表，計(jì)算得拉深件的壓邊力為：Fy=AP=2055×2.5=5137N（4）沖壓總力的計(jì)算沖壓力為落料力、拉深力與壓邊力的總和：FZ=F 落 +F 拉 + Fy =204753N+42503N+ 5137=252393N該模具擬采用正裝復(fù)合模，彈性卸料與推件。根據(jù)沖壓工藝總力計(jì)算結(jié)果并結(jié)合高度，初選開式雙柱可傾壓力機(jī) JC23－25。2.4.2 模具結(jié)構(gòu)的選定1.模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為落料—拉深復(fù)合模具。2.定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞呤褂玫氖菞l料，所以可采用導(dǎo)料采用鋼性卸料裝置上的導(dǎo)料槽進(jìn)行導(dǎo)料，送進(jìn)步距采用擋料銷。3.卸料、出件方式的選擇卸料裝置： 彈壓料板,主要用于沖制薄料和要求平整的沖件,此卸料板常用于復(fù)合沖裁模。其彈力來源為彈簧或橡皮,用后者使模具裝校更方便,卸料板孔和凸模單邊間隙:第 9 頁 共 24 頁Z’/2=0.1~0.2t此式件的厚度為 1mm,相對(duì)較簿,卸料力比較小,可采用彈性卸料板推出廢料。拉深件可用推件塊推出。模具采用鋼性卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。4.壓邊裝置的確定壓邊裝置一般可分為剛性和彈性兩種。彈性壓邊裝置就是在雙動(dòng)沖床上利用外滑塊壓邊。這種壓邊的特點(diǎn)為是壓邊力不隨沖床的行程變化，拉深效果好，模具結(jié)構(gòu)簡單。彈性壓邊裝置一般用于單動(dòng)沖床上，其特點(diǎn)是壓邊力隨沖床的行程面變化。故這里選用彈性壓邊裝置較好。又因?yàn)閺椥詨哼呇b置中，氣墊結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造不易，并需要使用壓縮空氣。故這里采用彈簧，只要根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，只要正確地選彈簧規(guī)格，就可以減少它們的不利因素。5.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)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。6.壓力中心的確定為保證壓力機(jī)和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合。否則在沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)的滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至?xí)饓毫C(jī)導(dǎo)軌的磨損。影響壓力機(jī)的精度，對(duì)于形狀簡單而對(duì)稱的工件如矩形、圓形、正多邊形，其沖裁的壓力中心與工件的幾何中心重合。結(jié)合零件圖，該工件為帶凸緣錐形件,為旋轉(zhuǎn)體,結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱。該沖裁件的壓力中心即為工件的幾何中心。該工件的沖裁力不大，為便于模具的加工和裝配，模具中心選在工件的幾何中心。此滿足 JC23-25 的模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。2.5 工藝計(jì)算1.毛坯尺寸計(jì)算根據(jù)表面積相等原則,用解析法求該零件的毛坯直徑 D （1）修邊余量的確定:第 10 頁 共 24 頁d3δδ圖 2.5.1拉深件在拉深成形后,工件凸緣周邊尺寸不齊,須進(jìn)行切邊工藝,經(jīng)達(dá)到工藝要求,在按照工件圖樣計(jì)算毛坯尺寸時(shí),須加上修邊余量后再進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)零件圖可知：凸緣直徑 dt=136mm 凸緣相對(duì)直徑 1.9?t料厚為了 t=0.1mm查表可得其修邊余量：δ=3.6mm（2）毛坯尺寸的計(jì)算圖 2.5.2查《王孝培沖壓手冊(cè)》表 4－7 得公式：D= =152mm232121)(ddl??故毛坯的外徑為 152㎜。（3）排樣及相關(guān)計(jì)算采用有廢料直排方式,相關(guān)計(jì)算如下,查板材標(biāo)準(zhǔn),宜選用 1400×4000 的冷軋鋼第 11 頁 共 24 頁板,每張鋼板可采剪為 9 張條料(155.5×4000),第張條料可沖 26 個(gè)工件,故每張鋼板的利用率為 75%。圖 2.5.3沖裁件面積：A=π×D 2/4=18136.64mm2條料寬度： B=D+2a+C=155.5mmC——送料間隙，C= 0.5mm 查《沖壓手冊(cè)》表 2-21步距： S=D+a1=153.7mm一個(gè)步距距離材料的利用率：η= 75.8%??%0BSnA（4）成形次數(shù)的確定該工件為帶凸緣的錐形件。拉深系數(shù)：由于拉深件的高度與其直徑與其徑的比值不同，有的拉深件可以用一次拉深工序制成，而有些高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。在進(jìn)行沖壓工藝過程設(shè)計(jì)和確定必要的拉深工序數(shù)目常都利用拉深系數(shù)為計(jì)算依據(jù)，本件的拉深系數(shù)計(jì)算如下：=72/152≈0.47Dd工件的相對(duì)厚度（相對(duì)高度）:第 12 頁 共 24 頁0.65??%10Dt查《沖壓手冊(cè)》表 4-20 得第一次拉深最大相對(duì)高度為 0.32～0.380.38×72=27.36mm＞20mm故，該帶凸緣錐形件可一次拉深成形。2.工作部分尺寸計(jì)算（1）落料凸、凹模尺寸計(jì)算查表得：Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm尺寸偏差 Δ= 1㎜ 摩擦系數(shù) X=0.5拉深凸凹模間隙 Z=1㎜DA=(Dmin－XΔ) +ΔA =（152－0.5×1） =151.5 （㎜）04.?04.?DT=(Dmax－ Zmin)-δT =（151.5－0.1） =150.5 （㎜）3.?3.?（2）拉深凸凹模尺寸計(jì)算DA=(Dmax－XΔ) +ΔA =（122－0.5×1） =121.5 （㎜）04.?04.?DT=(DA－ 2Z)-δT =（122－2） =120 （㎜）025.?025.?2.6 模具零件設(shè)計(jì)與校核1.工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于工件形狀簡單、對(duì)稱，所以模具的工件零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的結(jié)構(gòu)可參看工作零件圖。（1）落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)落料凹模厚度：凹模的厚度：H=Kb=27.36(≥15㎜）K—系數(shù),查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 2-24 得 K 為 0.18b—沖裁件的最大外形尺寸,b 為 152mm由于本套模具為復(fù)合模,擬取 H=40㎜凹模壁厚：第 13 頁 共 24 頁C=（1.5～2）H=60㎜（≥30㎜）（2）拉深凸、凹模圓角半徑計(jì)算凹模圓角半徑 rd○ 1拉深時(shí),平面凸緣區(qū)材料經(jīng)過凹模圓角流入凸、凹模間隙。如果凹模圓角半徑過小則材料流入凸、凹模間隙時(shí)的陰力和拉深力太大，將使拉深件表面產(chǎn)主劃痕或使危險(xiǎn)面破裂；如果凹模圓角半徑過大，材料在流經(jīng)凹模圓角時(shí)會(huì)產(chǎn)生起皺。首次拉深的凹模圓角半徑 rd，可根據(jù)材料種類和毛坯相對(duì)厚度按表。 。 。 。 。 。選用。首次閃深的凹模圓角半徑 rd表 2.6.1 凹模圓角半徑毛坯相對(duì)厚度拉深方式≤2.0～1.0 ＜1.0～0.3 ＜0.3～0.1無凸緣拉深 （4～6） t （6～8）t （8～12）t帶凸緣拉深 （6～10） t （10～15）t （15～20）t由表但得，取其圓角為：rd=（10～15）t=10mm凸模圓角半徑○ 2凸模圓角半徑過小，拉深過程中危險(xiǎn)斷面容易產(chǎn)主局部變薄，甚至被拉破。凸模圓角半徑過大，拉深底部材料承壓面積小，容易變薄。首次拉深的凸模圓角半徑可等于或略小于首次拉深凹模圓角半徑，即：rpl=（0.7～1.0）r d1=8mm（3）拉深模間隙的確定拉深模的凸、凹模間隙對(duì)拉深件質(zhì)量和模具壽命都有重要的影響。間隙取值較小時(shí)，拉深件的回彈較小尺寸精度較高，但拉深力較大，凸、凹模磨損較快，模具壽命較低。間隙值過小時(shí)，拉深件筒壁將嚴(yán)重變薄，危險(xiǎn)斷面容易破裂。間隙取值大時(shí)，拉深件筒子壁的錐度大，尺寸精度。有壓邊裝置的拉深模間隙（可查《冷沖壓成形工藝與制造工藝》表 6－16 得）使用壓邊圈拉深時(shí)的凸、凹模單邊間隙：Z=1～1.1t=1mm第 14 頁 共 24 頁2.凸、凹模的校核整體形式凹模外形尺寸的確定：凹模裝于下模座上，由于模座孔口較大因而使凹模工件時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度極模壁厚度不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，很難按理論方法精確計(jì)算，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模一般不作強(qiáng)度校核，可用經(jīng)驗(yàn)公式確定尺寸。凸模強(qiáng)度的較核：一般情況下，根據(jù)沖裁件形狀、大小及模具結(jié)構(gòu)需要選用或參照國家標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的凸模，不必進(jìn)行校核，只有當(dāng)凸模特別細(xì)長，沖裁件厚度較大時(shí)，才有必要進(jìn)行凸模的承壓能力和抗彎曲應(yīng)力的校核。3.其他零部件的設(shè)計(jì)選用（1）彈性元件的設(shè)計(jì)頂件塊在成形過和中一方面可以起壓邊力的作用，另一方面還可以將成形后卡在凹模上的工件卸下，其壓力打料桿提供。壓邊裝置彈簧的選用《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》王秀鳳主編，表 7 .57選用圓柱螺旋壓縮彈簧，材料直徑 d=10，D 2=45，h 0=72,即 10×45×72 GB2089—80,其工作極限負(fù)荷為 5170N,大于壓邊力。（2）模架及的選用選擇模架尺寸時(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)還要注意到模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系。 【2】模具選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，可承受較大的沖壓力。為防止裝模時(shí),上模誤轉(zhuǎn)180°裝配,將模架中兩對(duì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細(xì)不等。 （GB2855.10—81）導(dǎo)柱 d/mm×L/mm 分別為 φ35×180, φ40×180; 導(dǎo)套 d/mm×L/mm×Dmm分別為 φ35×115×43, φ40×115×43。上模座厚度取 40㎜,即 H 上模 =35㎜下固定板的厚度取 30㎜, 即 H 下固定 =30㎜下模座厚度取 50㎜, 即 H 下模 =50㎜模具的閉合高度：H 閉 =H 上模 +H 凸凹模 +H 凹模 +H 下固定 +H 下模 －H 入=（35+60+40+30+50－20）㎜=195㎜式中：H 凸、凹模 —凸凹模的高度，H 凸、凹模 =60㎜H 凹模 —凹模的厚度，H 凹模 =40㎜H 入 —凸、凹模進(jìn)入落料凹模的深度，H 入 =20㎜第 15 頁 共 24 頁（3）模柄的選用本件選用凸緣模柄其尺寸如下：圖 2.6.1其材料為 Q235。（《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》王秀鳳 表 7.39 GB2862.3—81） 【5】（4）拉深凸模的通氣孔尺寸的確定工件在拉深時(shí),由于空氣壓力作用或者潤滑油的粘性等因素,使工件很容易粘附在凸模上.為使工件秒至于緊巾在凸模上,設(shè)計(jì)凸模時(shí),應(yīng)有通氣孔,拉深通氣大小可參看下表。 【1】表 2.6.2 拉深凸模通氣孔尺寸 【9】凸模直徑 D ＜50 50～100 100～200 200出氣孔直徑 d 5 6.5 8 9.5第 16 頁 共 24 頁參考零件圖，取通氣孔尺寸為： d=8㎜ 2.7 主要工作零件加工工藝該模具主要工件零件包括落料凹模、拉深凸模和凸凹模,基本都是旋轉(zhuǎn)體,形狀較簡單,加工主要采用車削。主要工件零件加工工藝參看附表。第 3 章 模具總裝圖由以上設(shè)計(jì)，可得到如圖所示的模具總裝圖。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端面低 1㎜。草圖如下,具體結(jié)構(gòu)可第 17 頁 共 24 頁參看模具裝配圖。圖 3.1模具工作過程：將條料沿鋼性卸料裝置的導(dǎo)料槽平放在落料凹模上，通過擋料銷和定們銷定位，壓力機(jī)滑塊帶著上模下行，凸凹下行將條料壓入落料凹模中，實(shí)現(xiàn)落料；凸凹模繼續(xù)下行實(shí)現(xiàn)拉深拉出錐形件，在拉深過程中彈性壓邊裝置壓著毛坯以防止起皺和受力不均。拉深結(jié)束后，上?；爻蹋淞虾蟮臈l料由鋼性卸料板從凸凹上卸下，拉深成形的工件由壓力機(jī)上活動(dòng)橫梁通過推件塊從凸凹模中剛性打下，用手工將工件取走后，將條料送前一個(gè)步距，進(jìn)行下一個(gè)工件的生產(chǎn)。第 4 章 沖壓設(shè)備的選定壓力機(jī)的選擇是工藝設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列問題。應(yīng)根據(jù)所完成的工第 18 頁 共 24 頁藝性質(zhì)、批量大小、工件的幾何尺寸和精度等級(jí)等選定壓力機(jī)的類型和噸位。通過較核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī) JC23－25 能滿足使用要求。壓力機(jī)的具體參數(shù)可參看下表：表 4.1 JC23－25 開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格 【3】型號(hào) JC23－25公稱壓力 /KN 350滑塊行程/㎜ 80滑塊行程次數(shù) /（次·min -1） 50最大封閉高度/㎜ 280封閉高度調(diào)節(jié)量/㎜ 60滑塊中心線至床身距離/㎜ 205立柱距離/㎜ 300前后 380工作臺(tái)尺寸/㎜左右 610前后 200左右 290工作臺(tái)孔/㎜直徑 260厚度 60墊板尺寸/㎜直徑 150直徑 50模柄孔尺寸/㎜深度 70前后 190滑塊底面尺寸/㎜左右 210床身最大可傾角/（°） 20第 5 章 模具的裝配過程5.1 模具的基本安裝本模具的裝配選用凸凹模為其準(zhǔn)件,采用先裝上模,再裝下模,的方式安裝。第 19 頁 共 24 頁（1）通讀設(shè)計(jì)圖樣該模具的裝配要點(diǎn)是：沖載外輪廓的凸模、凹模配合間隙要均勻，拉深凹模與凸模的拉深間隙要保證均勻，壓邊裝置與打料機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要及時(shí)可靠。（2）上模座的安裝固定好模柄后。先裝上推件塊與打料桿，后將落料凸模采用兩根銷釘定位，保證定位后，由四根螺栓固定在上模板上。安裝卸料板。完成上模座的安裝。（3）下模座的安裝先將拉深凸模按熱套法操作要領(lǐng)嵌入下模座，檢查其相對(duì)固定板基礎(chǔ)面的垂直度。套上壓邊圈，安裝落料凹模與凹模固定板，調(diào)整后鉸定位孔。紙片試沖調(diào)整落料凸模與凹模的間隙。5.2 模具的裝配與調(diào)整模具的安裝與調(diào)試需要將模具裝上壓力機(jī)后進(jìn)行現(xiàn)場的調(diào)試,需根據(jù)試沖過程式中出現(xiàn)的實(shí)際問題來調(diào)整。模具的安裝與調(diào)試是一個(gè)技術(shù)含量較高的工作需要有很強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ),有一定的耐性，這里根據(jù)前人總結(jié)的模具安裝調(diào)試的方法和經(jīng)驗(yàn),歸納如下表：表 5.2.1 拉深模試沖時(shí)的缺陷和調(diào)整方法 【11】缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法起皺1 壓邊裝置的壓力不足或壓力不均勻2 凸凹模間隙過大或不均勻3 凹模圓角半徑過大或不均勻調(diào)整壓邊力調(diào)整凸、凹模間隙修剪圓角半徑破裂1 毛坯材料質(zhì)量不好，塑性低，金相組織不均勻，表面粗糙2 壓邊圈的壓力過大，彈頂器的壓縮比不合適3 凸模和凹模的圓角半徑過小4 凸模和凹模之間的間隙過小或不均勻5 拉深次數(shù)太少，材料變形程度過大6 潤滑不良，規(guī)定中間退火工序沒有進(jìn)行更換毛坯材料減小壓邊力加大圓角半徑調(diào)整凸、凹模間隙增加拉深次數(shù)加潤滑劑，進(jìn)行毛坯中間退火尺寸過大或過小1 毛坯尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤2 凸、凹模之間間隙過大使沖件側(cè)壁鼓肚；間隙過改變毛坯尺寸調(diào)整凸、凹模間隙第 20 頁 共 24 頁小使材料變薄3 壓邊圈的壓力過大或過小 調(diào)整壓邊力表面質(zhì)量不好1 模具工作表面、毛坯材料或潤滑劑不清潔2 凹模淬火硬度低，表現(xiàn)粗糙度大3 圓弧與直線相銜接不好，有棱角或突起清理工件表面等對(duì)凸、凹模進(jìn)行拋光修磨凸凹模高度不一1 凸、凹模之間的間隙不均勻2 定位板位置不對(duì)調(diào)整凸、凹模間隙重新調(diào)整定位板底部凸起 凸模上無出氣孔 在凸模上做出排氣孔表 5.2.2 沖裁模的試沖與調(diào)試 【11】沖裁試沖時(shí)的缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法送料不暢或料被卡死1. 兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有低斜度2. 凸模與卸料板之間的間隙過大,使搭邊翻扭;3. 用側(cè)刃定距的沖裁模導(dǎo)料板的工作面和側(cè)刃不平生,使條料卡死;4. 側(cè)刃與側(cè)刃擋塊不密合形成方毛刺,使條料被卡死;1. 根據(jù)情況銼修或重裝導(dǎo)料板2. 減小凸模與卸料板之間的間隙;3. 重裝導(dǎo)料板;4. 修整側(cè)刃擋塊消除間隙;刃口相咬1. 上模座,下模座,固定板,凹模墊板等零件安裝面不平行;2. 凸模,導(dǎo)柱等零件安裝不垂直;3. 導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合間隙過大使導(dǎo)向不準(zhǔn);4. 卸料板的孔位不正確或歪斜,使沖孔凸模位移;1. 修整有關(guān)零件,重裝上模或下模;2. 重裝凸?；?qū)е?3. 更換導(dǎo)柱或?qū)?4. 修整或更換卸料板;卸料不正常:1. 由于裝配不正確,卸料機(jī)構(gòu)不能動(dòng)作,如卸料板與凸模配合過緊,或因卸料板傾斜而卡緊;2. 彈簧或橡皮的彈力不足;1. 修整卸料板,頂板等零件;2. 更換彈簧或橡皮;3. 修整漏料孔;第 21 頁 共 24 頁3. 凹模和下模座的漏料孔沒有對(duì)正,料不能排出;4. 凹模有倒錐度造成工件堵塞;4. 修整冊(cè)模;1. 刃口不鋒利或淬火硬度低;2. 配合間隙過大或過小;3.間隙不均勻使沖件一邊有顯著帶斜角的毛刺;合理調(diào)整凸模和凹模的間隙及修磨工作部分的刃口,1. 凹模有倒錐度;2. 頂料桿和工件接觸面過小;3. 導(dǎo)正釘與預(yù)沖孔配合過緊,將沖件壓出凹陷;1. 修整凹模2. 更換頂料桿3. 修整導(dǎo)正釘沖模質(zhì)量不好:1. 有毛刺2. 沖件不平3. 落料外形和內(nèi)孔位置不正,成偏位現(xiàn)象1. 擋料釘位置不正;2. 落料凸模上導(dǎo)正釘尺寸過小;3. 導(dǎo)料板和凹模送料中心線不平行,使孔位偏斜;4. 側(cè)刃定距不準(zhǔn)1. 修正擋料釘2. 更換導(dǎo)正釘3. 修整導(dǎo)料板4. 修磨或理換側(cè)刃第 6 章 設(shè)計(jì)小結(jié)在經(jīng)過大量資料的翻閱，且近一個(gè)月時(shí)間的腦力勞動(dòng)，終于完成了此《錐形行罩件工藝分析及模具設(shè)計(jì)》的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此過程中，我經(jīng)歷了不知從何下手，第 22 頁 共 24 頁到翻閱大量資料實(shí)例，再到開始分析設(shè)計(jì)、計(jì)算。我感到自己有許多的不足，根據(jù)自己的不足從新對(duì)入學(xué)以來的各種專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了必要的復(fù)習(xí)。經(jīng)過籠統(tǒng)的復(fù)習(xí)，再加到設(shè)計(jì)分析中，這促使自己有效地回回顧和鞏固了許多基礎(chǔ)知識(shí)。該錐形罩件屬帶凸緣錐形件，在我們平時(shí)的學(xué)習(xí)過程式中比較少見。能參考的設(shè)計(jì)實(shí)例有限，故而有一定的難度。以過此次設(shè)計(jì)使自己認(rèn)識(shí)了許多不足，也在一定程度上提高了自己的知識(shí)水平。通過這次設(shè)計(jì)還使自己認(rèn)識(shí)到，關(guān)有課堂、課本的知識(shí)是不遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來，在實(shí)踐中鍛煉自己，擔(dān)高自己，以取得更大的進(jìn)步。致謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì),存在不少難處和疑問,但在指導(dǎo)老師翟德梅老師的指導(dǎo)下完成得還順利,在這里表示感謝。此外，還得到了模具教研室各位老師的指點(diǎn)，這里也一并表示衷心的感謝。感謝各位老師在百忙中的指點(diǎn)糾證，讓自己在畢業(yè)設(shè)計(jì)第 23 頁 共 24 頁過程中學(xué)習(xí)到不少新的知識(shí)，也更懂得了學(xué)海無涯的道理，使自己在以后的學(xué)習(xí)生活中更有信心，更能堅(jiān)定目標(biāo)。畢業(yè)設(shè)計(jì)大部分的工作都是在校圖書館完成的，我校的圖書館藏書豐富，完全能滿足我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)所需查閱的各種資料。在圖書館的半個(gè)月里，感謝舍友范玉波的合作，在相互學(xué)習(xí)中得到了不少的提高。對(duì)各位同學(xué)的幫助這里也一并謝過。參考文獻(xiàn)1. 王 芳 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 機(jī)械工業(yè)出版社2. 王孝培 《沖壓模具手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社第 24 頁 共 24 頁3. 付宏生 《冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造》化學(xué)工業(yè)出版社出版4. 馮炳堯 《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)》 上?？萍汲霭嫔?. 劉建超 《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 高等教育出版社6. 李雙義 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》 清華大學(xué)出版社出版7. 楊占堯 《沖壓模具圖冊(cè)》 高等教育出版社8. 趙躍文 《錐形沖孔模的設(shè)計(jì)》 《電加工與模具》2002 年第 3期9. 郝海濱 《沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 化學(xué)工業(yè)出版社出版10. 曾正名 《實(shí)用鋼鐵材料便查手冊(cè)》 中國電力出版社11. 翟德梅 《模具制造技術(shù)》