蓋冒墊片模具設(shè)計(jì),墊片,模具設(shè)計(jì) 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 蓋冒墊片模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：王志恒 學(xué) 號(hào)：20054024149 指導(dǎo)教師：代洪慶 所在學(xué)院：工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 中 國(guó) ·大 慶 2009 年 5 月 摘要 I 摘 要 本設(shè)計(jì)分析了蓋冒墊片的結(jié)構(gòu)工藝性，提出了合理的成型工藝。確定合理設(shè) 計(jì)方案，模具結(jié)構(gòu)，并對(duì)各部分的設(shè)計(jì)的方法給出詳細(xì)的說(shuō)明，且進(jìn)行了工藝參 數(shù)的計(jì)算，對(duì)模具的設(shè)計(jì)、工作過(guò)程、裝配、作了闡述。 關(guān)鍵詞：拉深模；模具結(jié)構(gòu)；工藝；成形 ABSTRACT II Abstract Analysis of the design of the structure of cover gasket technology risk, and put forward a reasonable Process. Determining reasonable design, mold structure and the design of various parts of the detailed description of method and process parameters were calculated, as well as mold design, process, assemble, process described. Keywords： Drawingdie； Moldstructure；Technological process；Shaping ABSTRACT III 目 錄 摘 要 .......................................................I ABSTRACT...................................................II 前 言 .....................................................IV 1 沖壓件工藝性分析 ..........................................1 2 工藝參數(shù)的確定 ............................................2 2．1 毛坯直徑的計(jì)算 .......................................2 2.2 排樣及材料利用率的計(jì)算 ................................3 2.3 主要工作部分尺寸計(jì)算 ..................................4 2.4 沖裁工藝及沖裁模具的設(shè)計(jì) ..............................6 2.5 各部分工藝力的分析 ...................................10 3 計(jì)算壓力中心 .............................................12 4 沖壓設(shè)備的選擇 ...........................................13 5 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .......................................14 5.1 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)件的形式 .....................14 6 模具工作過(guò)程 .............................................21 6.1 落料拉深復(fù)合模 .......................................21 6.2 沖孔模 ...............................................21 7 主要組件的裝配 ...........................................22 結(jié) 論 .....................................................23 參考文獻(xiàn) ...................................................24 致 謝 .....................................................25 前言 IV 前 言 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使 其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱(chēng)沖壓或沖壓件）的一種壓力加 工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成 所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要 方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。 沖壓所使用的模具稱(chēng)為沖壓模具，簡(jiǎn)稱(chēng)沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬） 批量加工成所需沖件的專(zhuān)用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模， 批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓 工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才 能得出沖壓件。 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面 都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。 (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是 因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可 達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可 能得到一個(gè)沖件。 （2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件 的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模 一樣”的特征。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表， 大到汽車(chē)縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛 度均較高。 （4）沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備， 因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專(zhuān)用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套 模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所 以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而 獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓地在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工 業(yè)部門(mén)越來(lái)越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車(chē)、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電 子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門(mén)中，沖壓件所占的比重都 相當(dāng)?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過(guò)去用鍛造=鑄造和切削加工方法 制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說(shuō)，如 果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門(mén)要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生 產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 1 - 1 沖壓件工藝性分析 如圖 1-1 所示：工件為有凸緣圓筒形零件，且在凸緣上均勻分布 4 個(gè)相同的 孔。故可得知此工件為：落料拉深沖孔所得，其加工工藝過(guò)程為：落料－拉深－ 沖孔,各尺寸關(guān)系如圖所示 圖 1-1 零件圖 材料：08 鋼 厚度：t=1mm 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 2 - 2 工藝參數(shù)的確定 2．1 毛坯直徑的計(jì)算 2-1 零件圖 根據(jù)凸緣的相對(duì)直徑 d/df比值同有凸緣筒形件可分為：窄凸緣筒形件（d/d f =1.1～1.4）和寬凸緣筒形件（d/d f>1.4） 。顯然此工件 d/ df =50/21=2.38>1.4 為 寬凸緣筒形件。下面著重對(duì)寬凸緣件的拉深進(jìn)行分析，主要介紹其與直壁筒形件 的不同點(diǎn)。 當(dāng) rp=rd=r 時(shí)（圖 2-1）,寬凸緣件毛坯直徑的計(jì)算公式為： rdhdf4.3D2??? （1） 根據(jù)拉深系數(shù)的定義寬凸緣件總拉深系數(shù)仍可表示為： drhdmf 4.3/)/(12?? （2） 毛坯尺寸的計(jì)算仍按等面積原理進(jìn)行，參考無(wú)凸緣筒形件毛坯的計(jì)算方法 計(jì)算，毛坯直徑的計(jì)算公式見(jiàn)式（1） ，其中 df要考慮修邊余量 ，其值可從《沖? 壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 4.22 中查得 1.6mm 即 df=50+1.6=51.6mm?? 則 D= =54.95mm5.3214.7216.5???? 判斷工件是否一次拉成，這只須比較工件實(shí)際所需的總拉深系數(shù)和 h/d 與凸 緣件第一次拉深系數(shù)和極限拉深系數(shù)的相對(duì)高度即可。 ＞ ，當(dāng) h/d≤h 1/d1總m1 時(shí)可以一次拉成，工序計(jì)算到此結(jié)束，否則應(yīng)進(jìn)行多次拉深。 0.38 ， ?總 。由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 4.2.6 查得此凸緣件的第一次3.0217?dh 拉深系數(shù) =0.37。由表 4.2.7 查得此凸緣件的第一次拉深最大相對(duì)高度m 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 3 - h1/d1=0.28～0.35 之間，可知 ＞ ，h/d≤h 1/d1可一次拉成。總m1 2.2 排樣及材料利用率的計(jì)算 排樣時(shí)工件之間，以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊的作用 是補(bǔ)償條料的定位誤差，保證沖出合格的工件。搭邊還可以保持條料有一定的剛 度，便于送料。 搭邊是廢料,從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過(guò)小的搭邊容易擠進(jìn)凹 模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來(lái) 說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的，下表列出了沖裁時(shí)常用的最小搭邊值。 考慮到操作方便及模具結(jié)構(gòu)，故采用單排排樣設(shè)計(jì)。由下表 2-1 查的搭邊值 , 5.1?a.1 表 2-1 沖裁金屬材料 手送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 自動(dòng)送料 料厚 a1a1a1a1 —1 1.5 1.5 2 1.5 3 2 ＞1—2 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 2 ＞2—3 2.5 2 3 2.5 4 3.5 條料寬度 b= +2×1.5=54.95+2×1.5=57.95mm0D 條料送進(jìn)步距 s= +1.5=54.95+1.5=56.45m 材料利用率計(jì)算： 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η 為： %1??BSA? 式中： A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的 小孔在內(nèi)） （mm） B—條料寬度（mm） S—步距（mm） 則 ????%105.945.742????dD?? =62% 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 4 - 圖 2-2 排樣圖 2.3 主要工作部分尺寸計(jì)算 2.3.1 拉深凸模和凹模的間隙 拉深模間隙是指單面間隙，間隙的大小對(duì)拉深力，拉深件的質(zhì)量，拉深模的 壽命都有影響，若 c 值大小，凸緣區(qū)變厚的材料通過(guò)間隙時(shí)，校正和變形的阻力 增加，與模具表面間的摩擦，磨損嚴(yán)重，使拉深力增加，需件變薄嚴(yán)重，甚至拉 破，模具壽命降低。間隙小時(shí)得到的零件側(cè)壁平直而光滑，質(zhì)量較好，精度較高。 間隙過(guò)大時(shí)，對(duì)毛坯的校直和擠壓作用減小，拉深力降低，模具的壽命提高， 但零件的質(zhì)量變差，沖出的零件側(cè)壁不直。 因此拉深模的間隙值也應(yīng)合適，確定 c 時(shí)要考慮壓邊狀況，拉深次數(shù)和工件 精度高。其原則是：即要考慮材料本身的公差，又要考慮板料的增厚現(xiàn)象，間隙 一般都比毛坯厚度略大一些。不用壓邊圈時(shí)，考慮到起皺的可能性取間隙值為： C=（1～1.1）tmax 有壓邊圈時(shí)，間隙數(shù)值也可按表 4.6.3 取值（《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 ） ，此 工件的拉深間隙可取 C=1.1t=1.1mm 2.3.2 拉深凸模，凹模的尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺寸及公差決定，因此除最后一道 拉深模的尺寸公差需要考慮外，首次及中間各道次的模具尺寸公差和拉深半成品 的尺寸公差沒(méi)有必要做嚴(yán)格限制。這是模具的尺寸只取等于毛坯的過(guò)渡尺寸即可。 此工件內(nèi)形尺寸公差有要求，故以凸模為基準(zhǔn)，先定凸模尺寸考慮到凸?；静?磨損，以及工件的回彈情況，凸模開(kāi)始尺寸不要取得過(guò)大。 凸模尺寸： 0p-p).4Δ+d(D ?? （3） 凹模尺寸為： d0d)2.4+(D ???c （4） 凸、凹模的制造公差 和 可根據(jù)工件的公差來(lái)選定。工件公差為 TT13 級(jí)以上p?d 時(shí) 和 可按 TT6～8 級(jí)取，工件公差在 IT14 級(jí)以下時(shí)，則 和 可按 IT10p?d p?d 級(jí)?。?021.0.21-p 8).4+(2D???? 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 5 - d0d)2c+.4Δ(D???021.0.218???? 2.3.3 凹模圓角半徑 拉深時(shí)，材料在經(jīng)過(guò)凹模圓角時(shí)不僅因?yàn)榘l(fā)生彎曲變形需要克服彎曲阻力， 還要克服因相對(duì)流動(dòng)引起的磨檫阻力，所以 大小對(duì)拉伸工件的影響非常大。主dr 要有以下影響： （1）拉伸力的大?。唬?）拉伸件的質(zhì)量；（3）拉伸模的壽命。 小時(shí)材料dr 對(duì)凹模的壓力增加，磨檫力增大，磨損加劇，使磨具的壽命降低。所以 的值即 不能太大，也不能太小。在生產(chǎn)上一般應(yīng)盡量避免采用過(guò)小圓角半徑，在保證工 件質(zhì)量的前提下盡量取大值，以滿(mǎn)足模具壽命要求。通?？砂唇?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： = （5）drtD）（ ?8.0 式中 D 為毛坯直徑或上道工序拉深件直徑；d 為本道拉深后的直徑 應(yīng)大于dr 或等于 2t，若其值小于 2t，一般很難拉出，只能靠拉深后整形得到所需零件，故 可取 =2.5mm。dr 2.3.4 凸模圓角半徑 凸模圓角半徑對(duì)拉深工序的影響沒(méi)有凹模圓角半徑大，但其值也必須合格， 一般首次拉深時(shí)凸模圓角半徑為： =（0.7～1.0） prdr （6） 這里取 =1.0=2.5mmpr 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 6 - 圖 2-3 凸模 2.4 沖裁工藝及沖裁模具的設(shè)計(jì) 2.4.1 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度。模具的合理間隙也要靠 模具刃口尺寸制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖 裁模的主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐可發(fā)現(xiàn)：由于凸凹模之間存在間隙，使落下的 料或伸出的孔卻帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺 寸等于凸模尺寸；在測(cè)量于使用中，落料件以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔件以小端尺 寸為基準(zhǔn)。 由于加工模具的方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差 的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可分為以下兩種情況：凹模與凸模分開(kāi)加工， 凸模和凹模配合加工，從此工件的結(jié)構(gòu)上分析，選擇凸模與凹模分開(kāi)加工的制造 方法：采用這種方法，凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸，要分別標(biāo)注凸模和凹 模的刃口尺寸及制造公差（凸模 δp、凹模 δd） ，適用于圓形或簡(jiǎn)單形狀的制件。 為了保證初始間隙值小于最大合理間隙 Zmax,必須滿(mǎn)足下列條件： （7）minaxZdp???? 或取： （8） )(4.0i? （9）minaxd? 也就是說(shuō)，新制造模具應(yīng)該是 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 7 - ，否則制造的模具部隙已超過(guò)允許變動(dòng)范圍 ～ ,影響maxZidp??? miaZax 模具的使作壽命。 下面對(duì)落料和沖孔兩種情況分別進(jìn)行討論。 （1）落料 高工件的尺寸為 ，根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定0??D 凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于制件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸模尺 寸以保證最小合理間隙值 。minz 名部分分配位置如圖（a）所示。其計(jì)算公式如下 （9）ddD??????0)( （10）0minmaxi)(ppZ?? 代入數(shù)據(jù)得： d025. 025.64)4679(????mZDdp 02..min1.)( ??? 由《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 3-5 得：材料厚度為 1mm 時(shí), Zmax=0.14,Zmin=0.10,表 3-3 查得凸模偏差為 ，凹模偏差為 。. 5. 表 3-3 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸模、凹模的制造公差 基本尺寸 凸模公差 凹模公差 ≤18 0.020 0.020 ＞18—30 0.020 0.025 ＞30—80 0.020 0.030 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 8 - 表 3-5 落料、沖孔模使用間隙 校核 ；由此可知，只有縮小 、 ，提高04.1.049.?????pd? p?d 制造精度，才保證間隙在合理范圍內(nèi)，此時(shí)可取 、mp016.4.0??? ，放得： ， 。md2.0.6??? mDd24.065?Dp.5? （2）沖孔 設(shè)沖孔尺寸為 ，根據(jù)以上原則，沖孔時(shí)以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)，首先確定凸??0d 模刃口尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，再增大凹模尺 寸，凸模制造偏差為負(fù)偏差，凹模取正偏差，名部分分配位置如圖 b）所示，其 計(jì)算公式如下： （11）0)(ppd????? （12）ddZZ????0minmin0min )( X 為磨損系數(shù)，由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》得 X=0.75； ：凸模刃口尺寸dp ：凹模刃口尺寸 ：制造公差? 在同一工步制件上沖出兩個(gè)以上孔時(shí)，凹模型孔中心距 Ld 按下式確定：p125.0).(Lmind??? 代入數(shù)據(jù) 7.5)1.075(dp02.2.????? m7.02.d?? 校核 滿(mǎn) 足 間 隙 條 件 ）(9.4.2.dp ??? 孔距尺寸： （13）??15.)Lmind = 037.6 材料厚度 t Zmin Zmax 1.0 0.100 0.140 1.2 0.126 0.180 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 9 - 2.4.2 凹模洞的類(lèi)形 常用凹模洞口的類(lèi)形如圖 2-4 所示： 圖 2-4 凹模洞口形狀 其中圖 a、b、c 為直筒式刃的凹模，其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨 后工作部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復(fù)雜的精密制件。但因 廢料（或制件的聚集而增大了推件力和凹模的脹裂力，給凸、凹模的強(qiáng)度都帶來(lái) 了不利的影響。一般復(fù)合模上出件的沖裁模用圖 a、c 型，下出件的沖裁模用圖 b 或圖 a 型，圖 d、e 型是錐筒式刃口，在凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口 強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大（如 α＝300 時(shí)，刃磨 0.1mm 時(shí)，其尺寸 增大 0.0017mm，模錐角 α，后角 β 和洞高度 h，均隨制件材料厚度增加而增大， 一般取 α＝15～30，β＝20～30， h=4-10mm，綜上所述及其對(duì)工件孔分析，選 擇 B 型凹模洞口，取 h=6mm，β＝20。 2.4.3 凹模的外形尺寸 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng) 度，剛度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 10 - 外形尺寸來(lái)確定的如圖 2-5 所示 凹模的高度為: H=Kb (≥15) （14） 凹模壁厚度為 c=(1.5～2)H (≥30～40mm) 式中 b 為沖裁件的最大外形尺寸；K 為系數(shù),系數(shù)可以《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》中 查得代入數(shù)據(jù)可得沖孔凹模： 落料凹模 ：H=0.35×54.75=20mm c=40mm 式中： h — 凹模高度（mm） （ 15mm）? k — 系數(shù) d — 最大直徑（mm） c — 凹模厚度（mm）,（ 30 ~ 40mm） 圖 2-5 落料凹模外形 2.5 各部分工藝力的分析 2.5.1 沖孔力 F 沖 = K tLτ （15） 式中 τ 為材料的抗剪強(qiáng)度，L 為沖裁周邊總長(zhǎng)（mm）,t 為材料厚度，K 為 1.3，材料抗剪強(qiáng)度 τ（Mpa）強(qiáng)度可以《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 1.4.1 查得 τ=260MPa～360MPa。 現(xiàn)取 τ=300MPa （16）dL?? F 沖 =1.3×1×3.14×5×300=6KN 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 11 - 2.5.2 落料力 =1.3 tLτ （17） 落F 即： =1.3×1×3.14×54.75×300=67KN 落F 影響卸料力、推料力和頂件力的因素很多，要精確的計(jì)算出很困難，在實(shí)際 生產(chǎn)采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 2.5.3 卸料力 F= （18）k落F F=0.02×67=1.34KN 2.5.4 推料力： （19）沖推 nk1? n 為梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t，h 為直刃口部分的高，t 為材 料的厚度，h 取 4～10mm , 現(xiàn)取 h=6mm =6×0.06×6=2.52KN 推F 表 3-6 卸料、推料、頂料系數(shù) n 為梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t，h 為直刃口部分的高，t 為材 料的厚度，h 取 4～10mm , 現(xiàn)取 h=6mm 2.5.5 拉深力 理論計(jì)算拉深力可以推導(dǎo)，但它使用不便，生產(chǎn)中常利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算拉深 力，第次拉深（一次拉深成形時(shí)） F1=πdtσbk （20） 式中 σb 為材料的抗拉強(qiáng)度，K 為系數(shù)，拉深系數(shù)為 0.38 查表 4-11《模具設(shè) 計(jì)基礎(chǔ)》得 K=1 代入數(shù)據(jù)可得 F1=3.14×21×1×390×1=25.7KN 所以拉深力 F=25.7/0.5=51.4 綜上所述：F 總=67+2.52+1.34+51.4=122KN 料厚/mm 卸K推 頂 鋁、鋁合金 0.03—0.08 0.03—0.07 純銅、黃銅 0.02—0.06 0.03—0.09 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 12 - 3 計(jì)算壓力中心 確定壓力中心的目的：沖裁模的壓力中心就是合力的作用點(diǎn)，為了保證壓力 機(jī)和模具正常平衡工作，模具的壓力中心必須通過(guò)模柄軸線(xiàn)而和壓力機(jī)的滑塊中 心重合，否則會(huì)產(chǎn)生偏心，形成偏心載荷。 此工件是形狀對(duì)稱(chēng)的工件，其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心，即：中心。 對(duì)于復(fù)雜零件或多凸模沖模的壓力中心可以用解析法或圖解法求解。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 13 - 4 沖壓設(shè)備的選擇 由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可按公稱(chēng)壓力 F 壓 (1．6～1．8)F 總? 選擇壓力機(jī)。模具設(shè)計(jì)手冊(cè)末附錄 B3 選取公稱(chēng)壓力為 250kN 的開(kāi)式壓力機(jī)。其與 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為: 公稱(chēng)壓力：250KN 滑塊行程：65mm 最大閉合高度：270mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：55mm 工作臺(tái)孔徑：5600mm×370mm 模柄孔尺寸：Φ30mm×78m 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 14 - 5 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.1 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)件的形式 5.1.1 定位零件的確定 定位零件的作用，是使條料或毛坯在精沖在確定正確的位置，從而保證沖出 合格的制件，根據(jù)毛壞和模具不同的特點(diǎn)，必須采用不同形式的定位裝置，沖模 中常見(jiàn)的定位零件有定位板、定位銷(xiāo)、擋料銷(xiāo)、導(dǎo)料銷(xiāo)，側(cè)壓板等。 對(duì)于帶有彈壓卸料板的沖模，若采用活動(dòng)擋料銷(xiāo)，在沖件時(shí)活動(dòng)擋料銷(xiāo)隨凹 模的下行而壓入孔內(nèi)，工作方便，但是要求彈壓卸料板較厚，對(duì)于彈壓卸料板較 薄的板料，如果采用固定擋料銷(xiāo)的形式，在凹模的相應(yīng)位置留出空間，同時(shí)滿(mǎn)足 沖件要求，而且經(jīng)濟(jì)性好，因此選用固定擋料銷(xiāo)，參照 GB2866.11—81 固定擋料 銷(xiāo) A 型, 材料:45 鋼, 基本尺寸:d4, 熱處理硬度:HRC43 ~ 48。 5.1.2 模架的選用 模具除簡(jiǎn)單沖模外，一般沖模多利用模架的結(jié)構(gòu)。模架的種類(lèi)很多，要根據(jù) 模具的精度要求，模具的類(lèi)別，模具的大小選擇合適的模架. 模架的選擇可從《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P132 頁(yè)選擇標(biāo)準(zhǔn)架。根據(jù)查閱的內(nèi)容及分 析，此復(fù)合模可選用后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo)、導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，有偏心裁荷時(shí)容易歪斜， 滑動(dòng)不夠平穩(wěn)，可從左右前三個(gè)方向關(guān)料操作比較方便。常用于一般要求的小型 工件的沖裁和拉深模。所選模架的結(jié)構(gòu)及尺寸關(guān)系如圖 5-1 所示： 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 15 - 圖 5-1 模架 上模座：L/mm× B/mm×h1/mm=250×160×45 下模座：L/mm×B/mm×h2/mm=250×160×50 Hmax=210 Hmin=170mm（閉合高度 170-210） 5.1.3 模柄 模柄有多種形式，要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用模柄的形式模柄的直徑根據(jù) 所選壓力機(jī)的模柄孔徑確定，模柄可根據(jù)《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》選擇，經(jīng)查閱各種模 柄的特點(diǎn)，選用壓入式模柄，這種模柄應(yīng)用比較廣泛壓入模柄的結(jié)構(gòu)和尺寸，可 參表 11-10 制造，表中 B 型模柄中間有孔可按裝打料桿，用壓力機(jī)的打料模桿進(jìn) 行打料，模柄的結(jié)構(gòu)及尺寸關(guān)系如圖 5-2 所示。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 16 - 圖 5-2 模柄 m30d65.19?? m32D05.9??D391?mh78? h2hba. 0.126d(H)? 5.1.4 卸料零件的確定 卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算： 1）根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定 6 根彈簧，每根彈簧分擔(dān)的卸料力為： F 卸/n=1.34KN/6=223N 2）根據(jù)預(yù)壓力 F 預(yù)（﹥178.33）和模具結(jié)構(gòu)尺寸，由模具設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄既表 2-6，初選出序號(hào) 34～38 的彈簧，其最大工作負(fù)荷 F1=330N﹥223N 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 17 - 彈簧負(fù)荷（F）與行程（s）曲線(xiàn) 表 2-6 圓鋼絲螺旋彈簧規(guī)格 序 號(hào) 彈簧外徑 D/mm 材料直徑 d/mm 節(jié)距 t/mm mH/0 自 由 高 度 F/1時(shí) 的 高 度受 負(fù) 荷 N/1最 大 工 作 負(fù) 荷 34 25 17.6 35 35 24.0 36 45 30.2 37 55 36.6 38 20 3 5.5 65 43.0 330 3）校驗(yàn)是否滿(mǎn)足 S1≥S 總，查書(shū)附錄既負(fù)荷—行程曲線(xiàn)上圖，并經(jīng)過(guò)計(jì)算可 得以下數(shù)據(jù)： 序號(hào) mH/0/1101HS??）（ 預(yù)預(yù) 3.178?FS修工預(yù)總 SS?? 34 25 17.6 7.4 4.0 12.5 35 35 24.0 11 5.8 14.3 36 45 30.2 14.8 7.4 15.9 37 55 36.6 18.4 9.5 18.0 38 65 43.0 22 11.6 20.1 由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，序號(hào) 37、38 的彈簧均滿(mǎn)足 S1≥S 總，但選序號(hào) 37 的彈簧 最合適了，因?yàn)閺椈商L(zhǎng)，會(huì)使模具高度增加，37 號(hào)彈簧的規(guī)格： 外徑：D=20mm 鋼絲直徑：d=3.0mm 自由高度：H0=55mm 裝配高度：H2=H0-S 預(yù)=55-9.5=45.5mm. 5.1.5 卸料板 卸料板的主要作用是將沖壓的料從凸?；蛲埂寄Ｉ贤葡聛?lái)，此外在進(jìn)模比 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 18 - 較復(fù)雜的模具中，卸料板還具有保護(hù)小凸模作用，常用的卸料板結(jié)構(gòu)形式及適用 范圍見(jiàn)表 11-24 和第八章級(jí)進(jìn)模表 8-10《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》卸料板的尺寸可根 據(jù)《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》表 11-25 查得，本模具選用彈壓式卸料板。卸料板的結(jié) 構(gòu)如圖 5-3 所示： 圖 5-3 卸料板 ho=14mm B=140mm C=(0.1～0.2)t=0.2mm 5.1.6 導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱 導(dǎo)套） 導(dǎo)向裝置指得是模架上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套。模具在開(kāi)模，閉模過(guò)程中，導(dǎo)柱和導(dǎo) 套起導(dǎo)向的作用，使得凸凹模正確的閉合，故此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套需要有嚴(yán)格的配合 精度及尺寸要求，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇可以《沖壓手冊(cè)》中選取， （取 H7/h6 配合） 如圖 5-4（a）導(dǎo)柱的具體尺寸為： 導(dǎo)柱：d/mm×L/mm=Φ32×190 導(dǎo)套：d/mm×L/mm×H/mm=Φ32×105×43 導(dǎo)套的具體尺寸為圖 5-4（b) 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 19 - 圖 5-4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 025.3?D .034)6(?rmL1 h?25 油槽數(shù)為 2 ； 。3b1a 5.1.7 固定零件（固定板、墊板） （1）墊板的作用是承受凸模和凹模的壓力，防止過(guò)大的沖壓，在上下模座上 壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板厚度根據(jù)壓力機(jī)的大小選擇，一般取 5- 12mm，外形與固定板相同，材料 45 鋼，熱處理后硬度為 43-48HRC，本模具結(jié)構(gòu) 采用的為矩形墊板：L×B×H=140×100×6 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 20 - 如圖 5-5 所示： 墊板在模具中的受力情況 圖 5-5 墊板 （2）固定板 固定板的作用起固定凸、凹模，防止其在沖壓過(guò)程中松動(dòng)，造 成模具的損壞，固定板的形狀要根據(jù)凸、凹模而定，而外形尺寸與墊板相似。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 21 - 6 模具工作過(guò)程 6.1 落料拉深復(fù)合模 本模具是一套倒裝的落料拉深沖孔的復(fù)合模。前后送料，擋料銷(xiāo) 19 限位，導(dǎo) 向銷(xiāo) 20 導(dǎo)正。上模下行凸凹模 11 與拉深凹模 18 接觸進(jìn)行拉深，工件成型后，上 模上行，打桿 1 推動(dòng)打板 12 把工件從凸凹模 11 中打出。落料廢料有彈簧 8 推動(dòng) 卸料板 10 推出。 6.2 沖孔模 本套模具是一套單工序沖孔模。模具工作過(guò)程為上模下行沖孔凸模與沖孔凹 模接觸開(kāi)始接觸，孔的廢料在沖裁力的作用下直接落下。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 22 - 7 主要組件的裝配 （1）模柄的裝配，因?yàn)樗灸＞叩哪１菑囊阅Ｗ蛳聣喝氲模栽诎惭b 凸模固定板和墊板之前，應(yīng)先把模柄裝好。 模柄與上模座的配合要求是 H7/m6.裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將模柄壓入，再加 工定位銷(xiāo)孔或螺紋孔。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。 （2）凸模的裝配，凸模與固定板的配合要求為 H7/m6.。裝配時(shí)，先在壓力 機(jī)上將凸模固定板內(nèi)，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一 起磨平，為了保持凸模刃口鋒利還應(yīng)將凸模的端面磨平。 （3）模架的技術(shù)要求及裝配 組成模架的各零件均應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)條件，其中特別重要的是每對(duì)導(dǎo)柱， 導(dǎo)套的配合間隙應(yīng)符合要求。 裝配成套的模架，多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度） 導(dǎo)柱軸心線(xiàn)對(duì)下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線(xiàn)對(duì)上模座下面垂直度）應(yīng)符 合相應(yīng)精度等級(jí)要求。 裝配后的模架，上模座沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)平穩(wěn)無(wú)阻滯現(xiàn)象，壓入上、下模座 的導(dǎo)柱導(dǎo)柱離其它裝表面應(yīng)有 1—2mm 距離，壓入并牢固。裝配成套的模架，各零 件的工作表不應(yīng)有碰傷，裂以及其它機(jī)械損傷模架的裝配主要指導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配， 目前大多數(shù)導(dǎo)柱，導(dǎo)套與模座之間采用間隙盈配合。 結(jié)論 - 23 - 結(jié) 論 通過(guò)對(duì)工件工藝性的分析、參數(shù)的計(jì)算以及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和組裝，使我對(duì) 整個(gè)模具的工作過(guò)程有了更加深刻的理解，在拉深過(guò)程中拉深間隙應(yīng)該為 1．1t 這樣可以提高模具的精度，使其設(shè)計(jì)更加的合理。另外還要去毛刺，因?yàn)樵谀＞?的設(shè)計(jì)過(guò)程中免不了有毛刺的產(chǎn)生這對(duì)模具的質(zhì)量有一定的影響，所以應(yīng)當(dāng)去除 毛刺保證質(zhì)量。 參考文獻(xiàn) - 24 - 參考文獻(xiàn) [1] 盧 險(xiǎn) 峰 .沖 壓 工 藝 模 具 學(xué) [J].北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,1999. 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[15] 何德譽(yù)．曲柄壓力機(jī)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981. 致謝 - 25 - 致 謝 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)是在代洪慶老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，同時(shí) 在撰寫(xiě)過(guò)程中也得到了其他老師和同學(xué)的熱心幫助。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，既 對(duì)所學(xué)過(guò)的知識(shí)有一個(gè)綜合的檢驗(yàn)，又學(xué)到了其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，對(duì)以后的工 作會(huì)有很大的幫助。 另外，也感謝其他老師給予我很大幫助和指導(dǎo)，讓我在實(shí)踐過(guò)程中充分掌握 了大量的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和更好的學(xué)習(xí)方法。通過(guò)本次設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)，端正了我嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)淖鍪聭B(tài)度，同時(shí)培養(yǎng)了我提高解決問(wèn)題的能力和做事情端正的態(tài)度。 最后對(duì)指導(dǎo)老師以及其他老師的精心指導(dǎo)和大力支持表示誠(chéng)摯的問(wèn)候和衷心 的感謝！