帶凸緣筒形件端蓋的落料拉深模具設計【三孔蓋帽切邊沖孔沖壓復合模含24張CAD圖】

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I帶凸緣筒形件端蓋的落料拉深模具設計【三孔蓋帽切邊沖孔沖壓模復合?！空?要：本論文介紹了帶凸緣件拉深的成形方法和條件及其拉深模的設計過程，拉深是利用拉深模在壓力機的壓力作用下，將平板預制金屬坯料或空心工序件制成開口空心件而不產(chǎn)生過度起皺、變薄和拉裂的加工方法。它可以成行出帶直邊、斜邊或兩者混合或帶彎曲邊的圓柱形或盒形的制件。本文要設計的制件為帶凸緣圓柱形件。拉深模結構較簡單。根據(jù)拉深模使用的壓力機類型不同，拉深?？煞譃閱蝿訅毫C用拉深模和雙動壓力機拉深模；根據(jù)工序組合可分為單工序拉深、復合工序拉深和連續(xù)工序拉深；根據(jù)壓料情況可分為有壓邊裝置和無壓邊裝置拉深。本文要設計的模具為單動壓力機復合工序壓邊裝置拉深,內(nèi)容主要包括模具結構設計、零部件的加工以及裝配、應用 CAD 進行各重要零件的設計等。關鍵詞：拉深；模具裝配；模具結構IIAbstract：The paper introduces the methods， process and conditions of drawing with flange .Drawing is the process of changing a flat，precut blank into a hollow vessel without excessive wrinking，thinking，or fracturing . The various forms produced may be cylindrical or box shaped with straight or tapered or curved sides.The part introduced this paper is cylindrical and a part with flange.The structure of drawing dies is simple. According to the differend kinds of presss used by the dies，drawing dies can be divided into single action dies、double action dies. According to the differend methods of compositing of stations，drawing dies can be divided into single station，compound station dies and continous stations drawing dies. According to a die whether has pressure pad or not，drawing dies can be divided into dies with pressure pads and dies without pressure pads. The die introduced this paper is a single action，compound station die which has a pressure pad. The paper consists of the design of the drawing die structure，the manufacturer and assembling of the portion of the die，and the applacation of CAD in designing dies.Key words： Drawing; The assembling of the die; Die structure3目 錄1 緒論………………………………………………………………………………11.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………11.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀………………………………………………………………11.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢…………………………………………………………21.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢……………………………………………………31.3　帶凸緣拉深件模具設計與制造………………………………………………41.3.1 帶凸緣拉深模具設計的設計思路……………………………………………41.3.2 帶凸緣拉深模具設計的進度…………………………………………………42 帶凸緣件工藝分析………………………………………………………………52.1 拉深件的工藝性分析…………………………………………………………52.2 拉深工藝計算和工藝方案的確定……………………………………………52.2.1 工藝方案的確定………………………………………………………………52.2.2 計算毛坯尺寸…………………………………………………………………62.2.3 排樣、裁板方案………………………………………………………………62.2.4 成形次數(shù)的確定………………………………………………………………72.2.5 確定是否用壓邊圈……………………………………………………………82.2.6 選取凸模與凹模的圓角半徑…………………………………………………82.3 成形次數(shù)的確定…………………………………………………………………82.3.1 成形次數(shù)的確定………………………………………………………………82.3.2 壓力機的類型選用……………………………………………………………102.3.3 輔助工序………………………………………………………………………113 模具的結構設計…………………………………………………………………123.1 模具工作部分的計算…………………………………………………………123.1.1　拉深模的間隙…………………………………………………………………123.1.2　拉深模的圓角半徑……………………………………………………………123.1.3　凸凹模工作部分的尺寸和公差………………………………………………123.1.4　選用模架、確定閉合高度及總體尺寸………………………………………133.2　模具零件的結構設計…………………………………………………………143.2.1　落料凹?！?53.2.2　拉深凸?！?53.2.3　凸凹?！?53.2.4　打料塊…………………………………………………………………………153.2.5　壓邊圈…………………………………………………………………………163.2.6　導柱、導套……………………………………………………………………163.2.7　固定擋料銷……………………………………………………………………163.2.8　模柄……………………………………………………………………………173.2.9　其他零件………………………………………………………………………173.3　模具總裝圖……………………………………………………………………184 帶凸緣模具的安裝與調(diào)試………………………………………………………194.1 帶凸緣模具的安裝……………………………………………………………194.1.1 拉深模的安裝要求………………………………………………………………194.1.2 拉深模的安裝…………………………………………………………………2044.2 帶凸緣筒形件拉深模具的調(diào)試………………………………………………214.2.1 拉深模的調(diào)試要點……………………………………………………………214.2.2 調(diào)整方法…………………………………………………………………………215 結束語……………………………………………………………………………23致謝 …………………………………………………………………………………23參考文獻………………………………………………………………………………2451 緒 論目 前 ， 我 國 沖 壓 技 術 與 工 業(yè) 發(fā) 達 國 家 相 比 還 相 當 的 落 后 ， 主 要 原 因 是 我 國 在 沖 壓 基 礎 理 論 及 成形 工 藝 、 模 具 標 準 化 、 模 具 設 計 、 模 具 制 造 工 藝 及 設 備 等 方 面 與 工 業(yè) 發(fā) 達 的 國 家 尚 有 相 當 大 的 差距 ， 導 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 國 家 的 模 具 相 比 差 距 相 當 大 。1.1、 國 內(nèi) 模 具 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢1.1.1.國 內(nèi) 模 具 的 現(xiàn) 狀沖 裁 模 以 大 型 沖 模 覆 蓋 件 模 具 為 代 表 。 我 國 已 能 生 產(chǎn) 部 分 轎 車 覆 蓋 件 模 具 。 如 東 風 汽 車 公 司沖 模 廠 ， 已 設 計 制 造 了 富 康 轎 車 部 分 內(nèi) 覆 蓋 件 模 具 。 一 汽 模 具 中 心 生 產(chǎn) 了 捷 達 王 轎 車 外 覆 蓋 件 模具 。 轎 車 覆 蓋 件 模 具 ， 具 有 設 計 和 制 造 難 度 大 ， 質 量 和 精 度 要 求 高 的 特 點 。 可 代 表 覆 蓋 件 模 具 的水 平 。 在 設 計 制 造 方 法 ， 手 段 上 面 已 基 本 達 到 了 國 際 水 ， 模 具 結 構 功 能 方 面 也 接 近 國 際 水 平 ， 在轎 車 模 具 國 產(chǎn) 化 進 程 中 前 進 了 一 大 步 。 但 在 制 造 質 量 、 精 度 、 制 造 周 期 和 成 本 方 面 ， 與 國 外 相 比還 存 在 一 定 的 差 距 。標 志 沖 模 技 術 先 進 水 平 的 多 工 位 級 進 模 和 多 功 能 模 具 ， 是 我 國 重 點 發(fā) 展 的 精 密 模 具 品 種 。 有代 表 性 的 是 集 機 電 一 體 化 的 鐵 芯 精 密 自 動 疊 片 多 功 能 模 具 ， 已 達 到 國 際 水 平 。 如 南 京 長 江 機 器 制造 廠 的 電 機 鐵 芯 自 動 疊 鉚 硬 質 合 金 多 工 位 級 進 模 具 有 自 動 沖 切 、 疊 壓 、 鉚 合 、 計 數(shù) 、 分 組 ， 轉 子鐵 芯 扭 斜 ， 安 全 保 護 等 功 能 ， 凹 模 采 用 拼 塊 式 ， 零 備 件 可 互 換 。 常 州 寶 馬 集 團 公 司 的 步 進 電 機 定轉 子 帶 雙 回 疊 片 硬 質 合 金 級 進 模 。 具 有 轉 子 沖 片 落 料 、 旋 轉72°再 疊 片 ， 定 子 沖 片 落 料 、 回 轉90°再 疊片 、 (以 消 除 料 厚 誤 差 )等 功 能 。 這 兩 項 模 具 精 度 達2μ m， 步 距 精 度 2-3μ m， 雙 回 轉 精 度 1′ ， 壽 命 達 到 1億 次 以 上 ， 制 造 周 期 5-6個 月 ， 而 價 格 僅 為 同 類 進 口 模 具 的1/2-1/3， 已 達 到 國 際 先 進 水 平 ， 完 全 可 以替 代 進 口 。 其 他 如 48、 54、 68條 腿 集 成 電 路 柜 架 多 工 工 位 級 進 模 、 電 子 槍 硬 質 合 金 多 工 進 級 進 模 、別 克 轎 車 安 全 帶 座 式 工 位 級 進 模 、 空 調(diào) 器 散 熱 片 多 工 位 級 進 模 ， 均 達 到 國 外 同 類 產(chǎn) 品 水 平 。 但 總體 上 和 國 外 多 工 位 級 進 模 相 比 ， 在 制 造 精 度 、 使 用 壽 命 、 模 具 結 構 和 功 能 上 ， 仍 存 在 一 定 差 距 。在 一 般 沖 模 方 面 ， 浙 江 慈 溪 鴻 達 電 面 模 具 制 造 中 心 的 鐵 芯 片 復 合 沖 模 ， 實 現(xiàn) 系 列 化 、 標 準 化 、 專業(yè) 化 生 產(chǎn) ， 質 量 穩(wěn) 定 ， 模 具 費 用 較 一 般 低30%-50%， 交 貨 周 期 7-20天 ， 并 備 有 現(xiàn) 貨 供 應 。 在 適 應 市 場經(jīng) 濟 方 面 邁 出 了 可 喜 的 一 步 。1． 1． 2.國 內(nèi) 模 具 的 發(fā) 展 趨 勢國 內(nèi) 模 具 發(fā) 展 十 大 趨 勢 “十 五 ”期 間 ， 我 國 模 具 行 業(yè) 重 點 發(fā) 展 的 產(chǎn) 品 是 ： 汽 車 覆 蓋 件 模 具 ，精 密 沖 壓 模 ， 大 型 、 精 密 塑 料 模 ， 大 型 薄 壁 精 密 復 雜 壓 鑄 模 ， 大 型 精 密 鍛 模 ， 塑 料 型 材 、 波 紋 管擠 出 模 及 管 接 頭 模 具 ， 子 午 線 橡 膠 輪 胎 活 絡 模 ， 長 壽 命 玻 璃 陶 瓷 ， 多 工 位 冷 鍛 模 及 冷 擠 模 ， 殼 體連 續(xù) 拉 伸 模 ， 新 型 快 速 經(jīng) 濟 模 ， 主 要 模 具 標 準 件 、 拉 絲 模 等 新 產(chǎn) 品 。模 具 市 場 的 特 點 是 ： 總 的 趨 勢 平 穩(wěn) 向 上 ， 但 各 類 不 同 模 具 的 表 現(xiàn) 不 可 能 一 致 。 沖 壓 模 、 塑料 模 和 壓 鑄 模 ， 它 們 的 總 和 一 般 占 模 具 總 量 的80%左 右 。 在 未 來 的 模 具 市 場 中 塑 料 模 具 和 壓 鑄 模 的 發(fā)展 速 度 將 高 于 沖 壓 模 ， 它 們 在 模 具 總 量 中 的 比 例 將 逐 步 提 高 。 隨 著 工 業(yè) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 將 對 模 具 提出 越 來 越 高 的 要 求 ， 因 此 精 密 、 大 型 、 復 雜 、 長 壽 命 模 具 的 需 求 發(fā) 展 將 高 于 模 具 總 量 的 發(fā) 展 速 度 。同 時 ， 由 于 近 年 來 我 國 每 年 用 近10億 美 元 進 口 模 具 ， 其 中 精 密 、 大 型 、 復 雜 、 長 壽 模 具 占 多 數(shù) ， 所以 從 減 少 進 口 角 度 出 發(fā) ， 這 類 高 檔 模 具 在 市 場 的 分 額 比 例 也 將 逐 步 增 大 。 隨 著 多 品 種 、 小 批 量 產(chǎn)6品 時 代 的 逐 步 來 臨 和 企 業(yè) 對 模 具 能 保 證 新 產(chǎn) 品 快 速 上 市 的 要 求 ， 各 種 快 速 經(jīng) 濟 模 具 也 將 隨 之 應 運而 生 。 將隨 之 應 運 而 生 。未 來 我 國 的 模 具 將 呈 現(xiàn) 十 大 發(fā) 展 趨 勢 ： 第 一 ， 模 具 日 趨 大 型 化 。 這 是 由 于 用 模 具 成 型 的 零 件 日 漸 大 型 化 和 高 生 產(chǎn) 效 率 要 求 發(fā) 展 的“一 模 多 腔 ”所 造 成 的 。第 二 ， 模 具 的 精 度 將 越 來 越 高 。10年 前 精 密 模 具 的 精 度 一 般 為5微 米 ， 現(xiàn) 在 已 達 到 2-3微 米 ， 不 久 1微 米 精 度 的 模 具 將 上 市 。 這 要 求 超 精 加 工 。第 三 ， 多 功 能 復 合 模 具 將 進 一 部 發(fā) 展 。 新 型 多 功 能 復 合 模 具 除 了 沖 壓 成 型 零 件 外 ， 還 擔 負 疊壓 、 攻 絲 、 鉚 接 和 鎖 緊 等 組 裝 任 務 ， 對 鋼 材 的 性 能 也 要 求 越 來 越 高 。第 四 ， 熱 流 道 模 具 在 塑 料 模 具 中 的 比 重 也 將 逐 漸 提 高 。 由 于 采 用 熱 流 道 技 術 的 模 具 可 提 高 制件 的 生 產(chǎn) 率 和 質 量 ， 并 能 大 幅 度 節(jié) 約 制 作 的 原 材 料 ， 因 此 熱 流 道 技 術 的 應 用 在 國 外 發(fā) 展 很 快 ， 許多 塑 料 模 具 廠 所 生 產(chǎn) 的 塑 料 模 具 一 半 以 上 采 用 了 熱 流 道 技 術 ， 有 的 廠 家 使 用 率 達 到80%以 上 ， 效 果 十 分 明顯 。 熱 流 道 模 具 在 我 國 也 已 生 產(chǎn) ， 有 些 企 業(yè) 使 用 率 上 升 到20%-30%。 第 五 ， 隨 著 塑 料 成 型 工 藝 的 不 斷 改 進 與 發(fā) 展 ， 氣 輔 模 具 及 適 應 高 壓 注 塑 成 型 等 工 藝 的 模 具 將隨 之 發(fā) 展 。 這 類 模 具 要 求 剛 性 好 ， 耐 高 壓 ， 特 別 是 精 密 模 具 的 型 腔 應 淬 火 ， 澆 口 密 封 性 好 ， 模 溫能 準 確 控 制 ， 所 以 對 模 具 鋼 的 性 能 要 求 很 強 。第 六 ， 標 準 件 的 應 用 將 日 益 廣 泛 。 模 具 標 準 化 及 模 具 標 準 件 的 應 用 將 極 大 地 影 響 模 具 制 造 周期 ， 且 還 能 提 高 模 具 的 質 量 和 降 低 模 具 制 造 成 本 。 因 此 ， 模 具 標 準 件 的 應 用 在“十 五 ”期 間 必 將 得 到 較大 的 發(fā) 展 。第 七 ， 快 速 經(jīng) 濟 模 具 的 前 景 十 分 廣 闊 。 現(xiàn) 在 是 多 品 種 小 批 量 的 的 生 產(chǎn) 時 代 ，21世 紀 ， 這 種 生 產(chǎn) 方 式占 工 業(yè) 生 產(chǎn) 的 比 例 將 達 到 75%以 上 。 由 此 ， 一 方 面 是 制 品 使 用 周 期 縮 短 ， 另 一 方 面 花 樣 變 化 平 凡 ，要 求 模 具 的 生 產(chǎn) 周 期 愈 短 愈 好 。 因 此 ， 開 發(fā) 快 速 經(jīng) 濟 模 具 將 越 來 越 引 起 人 們 的 重 視 和 關 注 。第 八 ， 隨 著 車 輛 和 電 機 等 產(chǎn) 品 向 輕 量 化 發(fā) 展 ， 壓 鑄 模 的 比 例 將 不 斷 提 高 ， 同 時 對 壓 鑄 模 的 壽命 和 復 雜 程 度 也 將 提 出 越 來 越 高 的 要 求 。第 九 ， 以 塑 代 鋼 、 以 塑 代 木 的 進 程 進 一 步 加 快 ， 塑 料 模 具 的 比 例 將 不 斷 增 大 。 同 時 由 于 機 械零 件 的 復 雜 程 度 和 精 度 的 不 斷 提 高 ， 對 塑 料 模 具 的 要 求 也 越 來 越 高 。第 十 ， 模 具 技 術 含 量 將 不 斷 提 高 ， 中 、 高 檔 模 具 比 例 將 不 斷 增 大 ， 這 也 是 產(chǎn) 品 結 構 調(diào) 整 所 導致 模 具 市 場 走 勢 的 變 化 。1． 2、 國 外 模 具 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢模 具 是 工 業(yè) 生 產(chǎn) 關 鍵 的 工 藝 裝 備 ， 在 電 子 、 建 材 、 汽 車 、 電 機 、 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 法 替 代 的 。 模 具 生 產(chǎn) 技 術 水平 的 高 低 ， 已 成 為 衡 量 一 個 國 家 制 造 業(yè) 水 平 高 低 的 重 要 標 志 ， 并 在 很 大 程 度 上 決 定 著 產(chǎn) 品 的 質 量 、效 益 和 新 產(chǎn) 品 的 開 發(fā) 能 力 。 近 幾 年 ， 全 球 模 具 市 場 呈 現(xiàn) 供 不 應 求 的 局 面 ， 世 界 模 具 市 場 年 交 易 總 額 為600～ 650億 美 元 左 右 。 美 國 、 日 本 、 法 國 、 瑞 士 等 國 家 年 出 口 模 具 量 約 占 本 國 模 具 年 總 產(chǎn) 值 的 三 分 之 一 。 7國 外 模 具 總 量 中 ,大 型 、 精 密 、 復 雜 、 長 壽 命 模 具 的 比 例占 到 50%以 上 ； 國 外 模 具 企 業(yè) 的 組 織 形 式 是 "大 而 專 "、 "大 而 精 "。 2004年 中 國 模 具 協(xié) 會 在 德 國 訪 問 時 ， 從 德 國 工業(yè) 、 模 具 行 業(yè) 組 織 --德 國 機 械 制 造 商聯(lián) 合 會 （ VDMA） 工 模 具 協(xié) 會 了 解 到 ， 德 國 有 模 具 企 業(yè) 約5000家 。 2003年 德 國 模 具 產(chǎn) 值 達 48億 歐 元 。 其 中（ VDMA） 會 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 模 具 產(chǎn) 值 的90%， 可 見 其 規(guī) 模 效 益 。 隨 著 時 代 的 進 步 和 技 術 的 發(fā) 展 ，國 外 的 一 些 掌 握 和 能 運 用 新 技 術 的 人 才 如 模 具 結 構 設 計 、 模 具 工藝 設計 、 高 級 鉗 工 及 企 業(yè) 管 理 人 才， 他 們 的 技 術 水 平 比 較 高 ． 故 人 均 產(chǎn) 值 也 較 高 ． 我國 每 個 職 工 平 均 每 年 創(chuàng) 造模 具 產(chǎn) 值 約 合 1萬 美 元 左 右 ， 而 國 外 模 具 工 業(yè) 發(fā) 達 國 家 大 多15～ 20萬 美 元 ， 有 的 達 到 25～ 30萬 美 元 。國 外 先 進 國 家 模 具 標 準 件 使 用 覆 蓋 率 達70%以 上 ， 而 我 國 才 達 到 45％ ．1． 3帶 凸 緣 筒 形 件 拉 深 模 具 設 計 與 制 造 方 面1.3.1帶 凸 緣 筒 形 件 拉 深 模 具 設 計 的 設 計 思 路首 先 要 確 定 拉 深 毛 陪 的 形 狀 及 尺 寸 ， 然 后 開 始 進 行 拉 深 模 的 設 計 。拉 深 是 沖 壓 基 本 工 序 之 一 ， 它 是 利 用 拉 深 模 在 壓 力 機 作 用 下 ， 將 平 板 坯 料 或 空 心 工 序 件 制 成開 口 空心 零 件 的 加 工 方 法 。 它 不 僅 可 以 加 工 旋 轉 體 零 件 ， 還 可 以 加 工 盒 形 零 件 及 其 他 形 狀 復 雜 的薄 壁 零 件 ， 但 是 ，加 工 出 來 的 制 件 的 精 度 都 很 低 。 一 般 情 況 下 ， 拉 深 件 的 尺 寸 精 度 應 在IT13級 以 下 ， 不 宜 高 于 IT11級 。只 有 加 強 拉 深 變 形 基 礎 理 論 的 研 究 ， 才 能 提 供 更 加 準 確 、 實 用 、 方 便 的 計 算 方 法 ， 才 能 正 確地 確 定拉 深 工 藝 參 數(shù) 和 模 具 工 作 部 分 的 幾 何 形 狀 與 尺 寸 ， 解 決 拉 深 變 形 中 出 現(xiàn) 的 各 種 實 際 問 題 ，從 而 ， 進 一 步 提高 制 件 質 量 。帶 凸 緣 筒 形 件 是 典 型 的 拉 深 件 ， 其 工 作 過 程 很 簡 單 ， 先 落 料 再 拉 深 ， 根 據(jù) 計 算 確 定 它 可 以 一次 拉 深成 功 。1.3.2深 圓 筒 拉 深 模 具 設 計 的 進 度1.了 解 目 前 國 內(nèi) 外 沖 壓 模 具 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 ， 所 用 時 間20天 ；2.確 定 加 工 方 案 ， 所 用 時 間 5天 ；3.模 具 的 設 計 ， 所 用 時 間 30天 ；4． 模 具 的 調(diào) 試 ． 所 用 時 間 5天2 帶 凸 緣 筒 形 件 沖 壓 工 藝 的 分 析2.1拉 深 件 工 藝 分 析原 始 資 料 ： 如 圖 所 示生 產(chǎn) 批 量 ： 大 批 量8材 料 ： 08鋼厚 度 ： 2mm圖 2-1 制 件 圖此 工 件 為 帶 凸 緣 筒 形 件 ， 要 求 外 形 尺 寸 ， 沒 有 厚 度 不 變 的 要 求 。 公 差 等 級 為 IT13級 。 工 件 底 部 圓 角半 徑 1mm,外 形 尺 寸 為 68mm查 得 其 公 差 為 0.46mm， 內(nèi) 形 尺 寸 為 24mm， 其 公 差 為 0.23mm屬 于 小 型 零 件 。?工 件 高 度 6.1mm其 公 差 為 0.22mm可 在 拉 深 后 采 用 修 邊 達 到 要 求 。 因 為 零 件 為 軸 對 稱 旋 轉 體 ， 沖 裁 工藝 性很 好 。 2.2 拉 深 工 藝 計 算 和 工 藝 方 案拉 深 件 的 工 藝 計 算 是 拉 深 工 藝 設 計 中 的 一 個 環(huán) 節(jié) ， 本 制 件 的 工 藝 計 算 屬 于 最 簡 單 的 。 其 主 要的 內(nèi) 容包 括 計 算 毛 坯 直 徑 、 決 定 拉 深 次 數(shù) 及 確 定 工 序 件 的 尺 寸 等 。2.2.1 工 藝 方 案 的 確 定根 據(jù) 制 件 的 工 藝 分 析 ,知 道 制 件 是 個 帶 凸 緣 筒 形 拉 深 件 。 所 以 它 的 基 本 工 序 有 ： 落 料 、 拉 深 。根 據(jù) 這 兩 個 基 本 工 序 可 擬 出 三 種 方 案 ：方 案 一 ： 先 落 料 、 后 拉 深 、 再 切 邊 、 最 后 沖 孔 ， 采 用 單 工 序 模 生 產(chǎn)方 案 二 ： 落 料 --拉 深 復 合 沖 壓 ， 然 后 切 邊 沖 孔 復 合 模 生 產(chǎn) 。方 案 三 ： 拉 深 級 進 沖 壓 。 采 用 級 進 模 生 產(chǎn)比 較 三 種 方 案 ， 方 案 一 ： 模 具 結 構 簡 單 ， 但 需 要 兩 道 工 序 兩 副 模 具 ， 生 產(chǎn) 效 率 低 ， 難 以 滿 足工 件 大批 量 生 產(chǎn) 的 要 求 。 方 案 二 ： 只 需 一 副 模 具 ， 生 產(chǎn) 效 率 高 ， 盡 管 模 具 結 構 較 方 案 一 復 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 高 ， 但模 具 結 構 比 較 復 雜 ， 操作 不 方 便 。 對 上 述 三 種 方 案 的 分 析 比 較 ， 該 工 件 若 能 一 次 拉 深 ， 則 其 沖 壓生 產(chǎn) 采 用 方 案 二 為 佳 。由 于 切 邊 沖 孔 復 合 模 在 前 邊 的 課 程 設 計 中 已 做 過 類 似 的 設 計 ， 故 在 此 只 簡 要 說 明 其 工 序 及 工作 過 程 ，而 不 再 贅 述 其 詳 細 的 設 計 過 程 。 其 大 致 的 結 構 形 式 和 工 作 過 程 為 ： 兩 邊 的 小 孔 凸 模 和 中間 的 大 孔 凸 模 及凸 凹 模 固 定 在 上 ， 切 邊 凸 模 由 固 定 板 固 定 在 下 。 工 作 開 始 ， 上 模 下 行 ， 凸 凹 模 與工 序 件 開 始 接 觸 ， 繼 續(xù)下 行 ， 在 切 邊 凸 模 和 凸 凹 模 的 作 用 下 ， 對 條 料 完 成 修 邊 。 上 模 繼 續(xù) 下 行 ，沖 孔 凸 模 開 始 接 觸 工 序 件 ， 并完 成 沖 孔 。 隨 后 上 模 上 行 修 邊 余 料 由 彈 性 卸 料 板 卸 下 ， 而 卡 在 凸 凹模 里 面 的 制 件 則 由 推 件 塊 在 推 桿 的 作用 下 推 出 ， 用 手 將 工 件 取 走 。 沖 孔 廢 料 則 在 重 力 的 作 用 下 由切 邊 模 的 卸 料 孔 自 動 落 下 。 其 中 ， 切 邊 凸 模同 時 也 是 沖 孔 凹 模 ， 并 對 工 序 件 起 初 定 位 的 作 用 。2.2.2 計 算 毛 坯 尺 寸9根 據(jù) 表 面 積 相 等 原 則 ， 用 解 析 法 求 該 零 件 的 毛 坯 直 徑D。 可 按 下 面 的 公 式 （ 公 式 查 參 考 文 獻[1]） 計 算 ：當 R=r 時24223.4DdHrd???式 中表 示 如 右 圖 ：``該 件 =24mm， H=4.1mm,凸 緣 的 相 對 直 徑2 /68/2.1td?查 參 考 文 獻 [1]得 出 修 邊 余 量 mm。 圖 2-.R?? 2 毛坯 尺 寸 圖則 mm。468274td???27.4.34261D????=74mm2.2.3排 樣 、 裁 板 方 案這 里 毛 坯 直 徑 74mm 不 算 太 小 ， 考 慮 到 操 作 方 便 ， 排 樣 采 用 單 排 。 采 用 無 側 壓 裝 置 ， 查 參 考 文 獻[2]?取 其 搭 邊 數(shù) 值 ： 圖 2-3 排 樣 圖條 料 兩 邊 a=1.8mm、 進 距 方 向 、 條 料 與 導 料 板 之 間 的 間 隙 c=0.5mm.1am?進 距 40hD??條 料 寬 度 7.857bC??板 料 規(guī) 格 查 參 考 文 獻 [2]選 用 的 鋼 板3裁 板 條 數(shù) 14078Bbn?每 條 個 數(shù) 2374Aah??每 板 總 個 數(shù) 121258?總材 料 利 用 率 =42.0%)nDdB???總 4總 （2.2.4成 形 次 數(shù) 的 確 定10該 工 件 為 有 凸 緣 筒 形 件 ， 按 帶 凸 緣 拉 深 計 算 ：毛 坯 的 相 對 厚 度 /%2/74.TD?工 件 的 相 對 高 度 .1806Hd查 參 考 文 獻 [3] 所 以 可 以 一 次 拉 成 。/h?拉 深 系 數(shù) .m?所 以 可 以 采 用 落 料 --拉 深 復 合 模 沖 壓 。2.2.5確 定 是 否 用 壓 邊 圈相 對 厚 度 ， 查 /%2/74.TD?表 1-4得 ， 需 要 采 用 壓 邊 圈 。 一 般 采 用 平面 壓 邊 裝 置 。 2.2.6 選 取 凸 模 與 凹 模 的 圓 角 半 徑 圖 2-4 壓 邊 圈 采 用 形式考 慮 到 實 際 采 用 的 拉 深 系 數(shù) 均 接 近 其 極 值 ， 故 拉 深 凹 模 圓 角 半 徑 應 大 些 ， 可 按 公 式1dr， 公 式 參 考 文 獻 [4]計 算 拉 深 凸 模 和 凹 模 的 圓 角 半 徑 并 化 整 ， 分 別 為 ：0.8dtr?（ D-）10drm?8pr2.3壓 力 、 壓 力 中 心 計 算 及 壓 力 機 的 選 用因 為 本 制 件 是 軸 對 稱 零 件 ， 所 以 壓 力 中 心 為 其 軸 對 稱 中 心 。2.3.1 壓 力 計 算（ 1） 落 料 力 查 參 考 文 獻 [5] bFLt??落 料 力 30bMP??2.8KN落 料 力（ 2） 拉 深 力本 制 件 拉 深 時 需 要 采 用 壓 邊 圈 。 其 拉 深 力 的 計 算 公 式 應 該 以 生 產(chǎn) 中 常 用 的 經(jīng) 驗 公 式 進 行 計 算 ：=π d1tσ bk1F拉 深 力查 參 考 文 獻 [5]k取 1.10， 3MP??28.05827.N??拉 深 力11（ 3） 壓 邊 力 壓 邊 圈 產(chǎn) 生 的 壓 邊 力 F 壓 大 小 應 適 當 ， F 壓 太 小 ， 防 皺 效 果 不 好 ；F 壓 太 大 ， 則 會 增 大 傳 力 區(qū) 危 險 斷面上 的 拉 應 力 ， 從 而 引 起 材 料 嚴 重 變 薄 甚 至 拉 裂 。 因 此 ， 實 際 應 用 中 ， 在 保 證 變 形 區(qū) 不 起 皺 的 前提 下 ， 盡 量選 小 的 壓 邊 力 。 其 計 算 公 式 可 按 下 式 計 算 ：= F壓 邊 力 q?=2580N壓 邊 力F總 落 料 力 拉 深 力 壓 邊 力+122.8+58.0+2.6=183.4KN總由 于 在 實 際 生 產(chǎn) 中 ， 拉 深 所 需 要 的 拉 深 力 較 大 些 ， 所 以 在 選 取 壓 力 機 的 公 稱 壓 力 時 ， 應 高 出 總 力 的30%~40%。拉 深 功 計 算不 變 薄 拉 深A= 3max31010?????hcphP平 均式 中 ： A—拉 深 功 J；--最 大 拉 深 力 N； maxpH—拉 深 深 度 ； 圖 2-5 拉 深 功 行 程 圖 C—系 數(shù) ； 壓 力 電 動 機 功 率 按 下 式 計 算 ：??36.1750621???nKAnN式 中 ：N—壓 力 電 動 機 功 率 KW：K—不 平 衡 系 數(shù) K—（ 1.2-1.4） ：凸 模 行 程 H均hap均12A—拉 深 功 J —壓 力 機 效 率 =0.6-0.81n1n—電 動 機 效 率 =0.9-0.9522? ?36.17.095.768.13. ????p kw3.2?2.3.2 壓 力 機 的 類 型 選 用 　壓 力 機 的 工 作 行 程 需 要 考 慮 工 件 的 成 形 和 方 便 取 件 。 壓 力 機 的 類 型 選 擇 ， 主 要 根 據(jù) 沖 壓 性 質 ，生 產(chǎn)批 量 大 小 ， 制 件 的 幾 何 形 狀 尺 寸 ， 精 度 要 求 以 及 安 全 操 作 因 素 來 確 定 。 本 設 計 的 制 件 屬 于 大批 量 ， 精 度 中等 ， 外 形 輪 廓 一 般 但 是 需 要 壓 邊 裝 置 ， 保 證 壓 力 的 可 靠 性 以 及 制 件 的 精 度 。 因 此 ，工 作 行 程 根 據(jù) 拉 深 力的 計 算 結 果 和 工 件 的 高 度 ， 選 擇 壓 力 機 ： 查 參 考 文 獻 [6]開 式 可 傾 壓 力 機 參 數(shù) 初 選 壓力 機 型 號 為 JG32-4， 見下 表 1-1：表 2-1 壓 力 機 公 稱 壓 力 /KN 250發(fā) 生 公 稱 壓 力 時 滑 塊 離 下 極 點 距 離/mm 5滑 塊 固 定 行 程 /mm 65滑 塊 調(diào) 節(jié) 行 程 /mm 40/6標 準 行 程 次 數(shù) (不 小 于 )(次 /min) 55(快 速 型 )發(fā) 生 公 稱 壓 力 時 滑 塊 離 下 極 點 距 離/mm 1(快 速 型 )滑 塊 行 程 /mm 20(快 速 型 )行 程 次 數(shù) (不 小 于 )(次 /min) 400(最 大 閉 合 高 度 )固 定 臺 和 可 傾 /mm 270(最 大 閉 合 高 度 )活 動 臺 位 置 (最 低 /最 高 )/mm -閉 合 高 度 調(diào) 節(jié) 量 /mm 60(標 準 型 )滑 塊 中 心 到 機 身 距 離 (孔 深 )/mm 200(標 準 型 )工 作 臺 尺 寸 (左 右 ×前 后 )/mm 560×370(標 準 型 )工 作 臺 孔 尺 寸 (左 右 ×前 后 )/mm 290×200(標 準 型 )立 柱 間 距 離 (不 小 于 )/mm 27013(標 準 型 )工 作 臺 孔 尺 寸 (直 徑 )/mm 260模 柄 孔 尺 寸 (直 徑 ×深 度 )/mm Ф 40×60(加 大 型 )滑 塊 中 心 到 機 身 距 離 (孔 深 )/mm(加 大 型 )工 作 臺 尺 寸 (左 右 ×前 后 )/mm (加 大 型 )工 作 臺 孔 尺 寸 (左 右 ×前 后 )/mm -(加 大 型 )工 作 臺 孔 尺 寸 (直 徑 )/mm 活 動 臺 壓 力 機 滑 塊 中 心 到 機 身 緊 固 工 作 臺 平 面 之 距 離/mm-滑 塊 底 面 尺 寸 /mm 傾 斜 角 (最 大 )(°) 302.3.3輔 助 工 序 （ 退 火 潤 滑 ）退 火 ： 在 拉 深 過 程 中 ， 抗 力 和 強 度 增 加 ， 而 韌 性 降 低 。 本 工 藝 不 需 要 中 間 退 火 查 參 考 文 獻[7]。 但 是 常 用的 退 火 方 式 有 兩 種 ： 高 溫 退 火 和 中 間 退 火 。 但 是 本 制 件 的 拉 深 工 序 需 要 潤 滑 。潤 滑 ： 在 拉 深 過 程 中 金 屬 材 料 與 模 具 的 表 面 直 接 接 觸 而 且 相 互 作 用 的 壓 力 很 大 ， 使 材 料 在 凹 模 表面 滑 動時 產(chǎn) 生 很 大 的 摩 擦 壓 力 ， 摩 擦 力 增 加 了 拉 深 所 需 要 的 力 和 工 件 的 拉 應 力 ， 因 而 對 拉 深 過 程 不 利 ，易 使 工件 造 成 廢 品 。 另 外 材 料 與 凹 模 表 面 的 摩 擦 還 降 低 了 模 具 的 壽 命 和 容 易 劃 傷 工 件 表 面 ， 使 用潤 滑 劑 后 可 在 材料 和 凹 模 表 面 之 間 形 成 一 層 薄 膜 將 兩 者 潤 滑 表 面 相 互 隔 離 ， 因 而 可 以 產(chǎn) 生 減 少 摩擦 力 和 磨 損 現(xiàn) 象 。 3 模具的結構設計3.1 模 具 工 作 部 分 的 計 算3.1.1 拉 深 模 的 間 隙深 間 隙 對 拉 深 過 程 有 較 大 的 影 響 。 它 不 僅 影 響 拉 深 件 的 質 量 與 尺 寸 精 度 ， 而 且 影 響 拉 深 模的 壽 命 以及 拉 深 是 否 能 夠 順 利 進 行 。 因 此 ， 應 該 綜 合 考 慮 各 種 影 響 因 素 ， 選 取 適 當 的 拉 深 間 隙 值 ，既 可 保 證 工 件 的要 求 ， 又 能 使 拉 深 順 利 進 行 。本 模 具 的 拉 深 間 隙 查 參 考 文 獻 [8]得 出 ： Z/2=1.2t=2.4mm。3.1.2 拉 深 模 的 圓 角 半 徑凸 模 、 凹 模 的 選 用 在 制 件 拉 深 過 程 中 有 著 很 大 的 作 用 。 凸 模 圓 角 半 徑 的 選 用 可 以 大 些 ， 這 樣 會減 低 板料 繞 凸 模 的 彎 曲 拉 應 力 ， 工 件 不 易 被 拉 裂 ， 極 限 拉 深 因 數(shù) 會 變 小 些 ； 凹 模 的 圓 角 半 徑 也 可以 選 大 些 ， 這 樣沿 凹 模 圓 角 部 分 的 流 動 阻 力 就 會 小 些 ， 拉 深 力 也 會 減 小 ， 極 限 拉 深 因 數(shù) 也 會 相 應減 小 。 但 是 凸 、 凹 模 的圓 角 半 徑 也 不 易 過 大 ， 過 大 的 圓 角 半 徑 ， 就 會 減 少 板 料 與 凸 模 和 凹 模 端 面的 接 觸 面 積 及 壓 邊 圈 的 壓 料 面積 ， 板 料 懸 空 面 積 增 大 ， 容 易 產(chǎn) 生 失 穩(wěn) 起 皺 。拉 深 凸 凹 模 的 圓 角 半 徑 已 有 前 面 計 算 得 出 結 果 ：mm mm10dr?8pr?143.1.3 凸 、 凹 模 工 作 部 分 尺 寸 和 公 差拉 深 以 制 件 的 標 注 為 準 則 見 圖1-1以 凸 模 為 基 準 ， 模 具 的 制 造 公 差 按IT10級 選 取 。 根 據(jù) 公 式凸 模 尺 寸 dp=（ d+0.4△ ） -δp0凹 模 尺 寸 dd=(d+0.4△+Zmin)0+δ式 中 ： Dd Dp——落 料 凹 模 和 凸 模 的 刃 口 尺 寸 ，mmdd dp——拉 深 凹 模 和 凸 模 的 刃 口 尺 寸 ，mmZmin——雙 面 間 隙 ， mm△ ——工 件 公 差 ， mmδ ——凸 模 和 凹 模 的 制 造 公 差 ，mm計 算 出 以 下 尺 寸 為 ：拉 深 凸 模 尺 寸dp=（ d+0.4△ ） -δ p0= 0.529?拉 深 凹 模 尺 寸dd =(d+0.4△ +Zmin)0+δ = .80?由 于 制 件 結 構 較 復 雜 ， 所 以 采 用 落 料 凸 模 和 凹 模 配 做 法 制 作 凸 凹 模 。 這 時 只 需 要 計 算 和 標 注凹 模 的 尺 寸 和 公 差 。 則 ：第 一 類 磨 損 后 增 大 的 尺 寸12.2ap=（ 12.2-0.75 0.43） =?43.01??10.942.4ap=（ 42.4-0.75 0.62） =62.5.9.2ap=（ 9.2-0.75 0.36） =3.41??09.8式 中Dd Dp——落 料 凹 模 和 凸 模 的 刃 口 尺 寸 ，mmx——磨 損 系 數(shù) ， 由 參 考 文 獻 [7]查 表 2-30得 ： IT13 級 時 x=0.75。Zmin——雙 面 間 隙 ， mm△ ——工 件 公 差 ， mmδ ——凸 模 和 凹 模 的 制 造 公 差 ，mm3.1.4 選 用 模 架 、 確 定 閉 合 高 度 及 總 體 尺 寸選 用 后 側 導 柱 模 架 ， 其 兩 導 柱 、 導 套 分 別 裝 在 上 下 模 座 后 側 ， 凹 模 面 積 是 導 套 前 的 有 效 區(qū) 域 ?？?用 于 沖 壓 較 寬 條 料 ， 送 料 及 操 作 方 便 ， 可 縱 向 橫 向 送 料 。 再 按 其 標 準 選 擇 具 體 結 構 尺 寸 見 表2-1。表 3-1 模 架 規(guī) 格 選 用名 稱 尺 寸 材 料 熱 處 理上 模 座 125×100×35 HT20015下 模 座 125×100×45 HT200導 柱 22×160 20 滲 碳 58～ 62導 套 22×80×33 20 滲 碳 58～ 62Hmin=180mm,Hmax=220mm。模 具 的 閉 合 高 度 = + + + + =16+4+80+45+40=185mm閉 上 墊 凹H凸 下式 中 ： —凹 模 厚 度 ， =16mm；凹 凹—凸 模 厚 度 ， =80mm；凸 凸—墊 板 厚 度 ， =80mm；墊H墊—上 模 座 的 厚 度 ， ＝ 45mm；上 上H—下 模 座 的 厚 度 ， ＝ 40mm；下 下因 為 模 具 的 封 閉 高 度 H應 該 介 于 壓 力 機 的 最 大 封 閉 高 度Hmax和 最 小 封 閉 高 度 Hmin之 間 ， Hmax-5mm≥ H≥ Hmin+10mm。由 此 可 以 看 出 ， 符 合 要 求 。 3.2 模 具 零 件 的 結 構 設 計1） 正 倒 裝 結 構 ： 根 據(jù) 上 述 分 析 ， 本 零 件 的 沖 壓 包 括 落 料 和 拉 深 兩 個 工 序 ， 采 用 倒 裝 結 構 ， 即 落 料凹 模 安排 在 下 模 。2） 送 料 方 式 ： 因 是 大 批 量 生 產(chǎn) ， 采 用 手 工 送 料 方 式 。3） 定 位 裝 置 ： 本 工 件 在 復 合 模 中 尺 寸 是 較 小 的 ， 又 是 大 批 量 生 產(chǎn) ， 采 用 固 定 擋 料 銷 定 位 。 首 沖 時利 用 條料 毛 邊 抵 住 擋 料 銷 定 位 ， 送 料 時 廢 料 孔 與 固 定 擋 料 銷 作 為 定 位 ， 依 此 保 證 條 料 送 進 的 精 度 。4） 導 向 方 式 ： 為 確 保 零 件 的 質 量 及 穩(wěn) 定 性 ， 選 用 導 柱 、 導 套 導 向 。 由 于 已 經(jīng) 采 用 了 手 工 送 料 方 式 ，為 了提 高 開 敞 性 ， 采 用 后 側 導 柱 模 架 。5） 卸 料 方 式 ： 本 模 具 采 用 倒 裝 結 構 ， 工 件 留 在 凸 凹 模 孔 洞 中 ， 利 用 打 桿 和 推 件 塊 的 自 重 力 把 工 件由 凸 凹模 孔 打 出 。 工 件 厚 度 為 2.0mm， 為 了 簡 化 模 具 結 構 和 達 到 可 靠 的 卸 料 力 ， 選 用 剛 性 卸 料 板 來卸 下 條 料 。3.2.1 落 料 凹 模內(nèi) 、 外 形 尺 寸 和 厚 度 已 由 前 面 的 計 算 確 定 ； 落 深 凹 模 需 要 有 三 個 以 上 的 螺 釘 與 上 模 座 固 定 ，還 需 要兩 個 與 上 模 座 同 時 加 工 的 銷 釘 孔 。 有 一 個 擋 料 銷 用 的 銷 孔 。163.2.2 拉 深 凸 模 圖 3-1 落 料 凹 模 拉 深 凸 模 的 外 形 尺 寸 〔 工 作 尺 寸 〕 由 前 面 的 計 算 確 定 。 它 需 要 一 個 以 上 的 螺 紋 孔 ， 以 便 與 下 模 座固 定 。拉 深 凸 模 上 一 般 開 有 出 氣 孔 ， 這 樣 會 使 卸 件 容 易 些 ， 否 則 凸 模 與 工 件 由 于 真 空 狀 態(tài) 而 無 法 卸 件 。 查參 考 文獻 [10]， 本 凸 模 出 氣 孔 的 直 徑 為 φ 5mm。 　3.2.3 凸 凹 模 圖 3-2 拉 深 凸 模需 有 三 個 以 上 螺 紋 孔 ， 以 便 與 上 模 板 固 定 ； 要 有 兩 個 與 上 模 板 同 時 配 作 的 銷 釘 孔 。 見 圖2-3： 圖 3-3 凸 凹 模 3.2.4 打 料 塊圖 3-4 打 料 塊 一 般 與 打 料 桿 聯(lián) 合 使 用 ， 屬 于 剛 性 卸 件 裝 置 ， 靠 兩 者 的 自 重 把 工 件 打 出 來 。 打 料 塊 與 拉 深 凹 模間 隙 配 合 。3.2.5 壓 邊 圈在 拉 深 工 序 中 ， 為 保 證 拉 深 件 的 表 面 質 量 ， 防 止 拉 深 過 程 中 材 料 的 起 皺 ， 常 采 用 壓 邊 圈 ， 用合 適 的壓 邊 力 使 毛 坯 的 變 形 區(qū) 部 分 被 壓 在 凹 模 平 面 上 ， 并 使 毛 坯 從 壓 邊 圈 與 凹 模 平 面 之 間 的 縫 隙中 通 過 ， 從 而 制17止 毛 坯 的 起 皺 現(xiàn) 象 。 圖 3-5 壓 邊 圈壓 邊 圈 的 內(nèi) 形 與 拉 深 凸 模 間 隙 配 合 ， 外 形 套 有 半 成 品 制 件 。 一 般 與 頂 料 桿(三 根 以 上 )、 橡 皮 等 構 成 彈性 卸 料 系 統(tǒng) 。3.2.6 導 柱 、 導 套對 于 生 產(chǎn) 批 量 大 、 要 求 模 具 壽