1XXXX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）題目：汽車玻璃升降器外殼落料拉深模具設(shè)計專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 設(shè)計時間 審 閱 XXXX 學(xué)校機械工程系2目 錄摘 要 4引 言 6第一章、沖裁件的工藝性分析 91.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 101.1.1.沖裁件的形狀 .10第二章、制件沖壓工藝方案的確定 112.1.沖壓工序的組合 112.2.沖壓順序的安排 12第三章、制件排樣圖的設(shè)計及材料利用率的計算 123.1.展開尺寸的計算 123.2.制件排樣圖的設(shè)計 143.2.1.搭邊與料寬 .143.3.材料利用率的計算 16第四章、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 164.1.拉深模 164.2.沖孔翻孔模壓力的計算 184.3.壓力中心的計算 194.4.壓力機的選用 19第五章、凸、凹模刃口尺寸計算 205.1.落料尺寸的計算 205.2.拉伸模 215.3.翻孔模尺寸計算方法 23第六章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計 246.1.模具類型 246.2.操作與定位方式 246.3.卸料與出件方式 246.4.模架類型及精度 256.5.落料拉伸模結(jié)構(gòu)形式 256.6.沖孔翻孔模具結(jié)構(gòu) 27第七章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 287.1.拉深凸模的設(shè)計 287.2.落料凹模的設(shè)計 297.3.凸凹模固定板的設(shè)計 317.4.翻邊凸凹模的設(shè)計 327.5.翻邊凹模的設(shè)計 327.6.沖孔凸模的設(shè)計 337.7.選擇堅固件及定位零件 337.8.設(shè)計和選用卸料與出件零件 337.9.選擇模架及其它模具零件 347.10.壓力機的校核 347.10.1.公稱壓力 .347.10.2.工作臺面的尺寸 .343第八章、沖壓模具零件加工工藝的編制 358.1.凹模加工工藝過程 358.2.凸模加工工藝過程 358.3.卸料板加工工藝過程 368.4.凸模固定板加工工藝過程 368.5.凹模加工工藝過程 378.6.沖孔沖頭加工工藝過程 378.7.卸料板加工工藝過程 388.8.凸凹模固定板加工工藝過程 388.9.翻孔凸凹模加工工藝過程 39第九章、模具的總裝配 40設(shè)計小結(jié) 41參考文獻 424摘 要沖壓加工作為一個行業(yè)，在國民經(jīng)濟的加工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計，沖壓件在各個行業(yè)中均占相當(dāng)大的比重，尤其在汽車、電機、儀表、軍工、家用電器等方面所占的比重更大。沖壓加工的應(yīng)用范圍極廣，從精細的電子元件、儀表指針到重型汽車的覆蓋件和大梁、高壓容器封頭以及航天器的蒙皮、機身等均需沖壓加工。沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性較好，一般情況下，可以直接滿足裝配和使用要求。此外，在沖壓過程中由于材料經(jīng)過塑性變形，金屬內(nèi)部組織得到改善，機械強度有所提高，所以，沖壓件具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點。沖壓加工是一種套高生產(chǎn)率的加工方法，如汽車等大型零件每分鐘可生產(chǎn)幾件，而小零件的高速沖壓則每分鐘可生產(chǎn)千件以上。由于沖壓加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷狀態(tài)下加工，因此輕易實現(xiàn)機械化和自動化，比較適宜配置機械人而實現(xiàn)無人化生產(chǎn)。特別是適用于定型產(chǎn)品的中大批生產(chǎn)。 “沖壓要發(fā)展，模具是關(guān)鍵” ，提高模具的效率需從沖模設(shè)計和制造開始。當(dāng)然，沖壓加工與其他加工方法一樣，也有其自身的局限性，例如，沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具價格偏高。因此，對小批量、多品種生產(chǎn)時采用昂貴的沖模，經(jīng)濟上不合算，目前為了解決這方面的問題，正在努力發(fā)展某些簡易沖模，如聚氨脂橡膠沖模、低合金沖模以及采用通用組合沖模、鋼皮模等，同時也在進行沖壓加工中心等新型設(shè)備與工藝的研究。本次畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容是：汽車玻璃升降器外殼沖壓工藝及模具設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計的目的不僅是對大學(xué)所學(xué)知識的一個鞏固和總結(jié)，而且是大學(xué)期間重要的實踐環(huán)節(jié)，它能綜合培養(yǎng)查資料的能力、畫圖能力、獨立分析能力、向老師、同學(xué)學(xué)習(xí)的能力。畢業(yè)設(shè)計作為對所學(xué)專業(yè)知識的一次綜合檢測，為以后參加工作也將奠定堅實基礎(chǔ)。本次重點設(shè)計的是一副落料拉深復(fù)合模，一副沖孔翻孔復(fù)合模。這次設(shè)計是在老師認真、耐心的指導(dǎo)下進行的，是在對模具的經(jīng)濟性、模具的壽命、生產(chǎn)周期及生產(chǎn)成本等因素進行了全面的仔細的分析下而進行設(shè)計的。因我個人經(jīng)驗和水平有限，因此很難避免在設(shè)計的過程中存在不合理之處，望各位老師多多批評指正。本論文是在老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。老師那嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)5態(tài)度，淵博的知識為我們樹立了榜樣，在此向她表示衷心的感謝！在論文的設(shè)計和寫作過程中，得到同學(xué)的大力支持和協(xié)助，在此一并感謝！我相信：在老師的耐心指導(dǎo)和同學(xué)們的大力支持下，我一定能順利完成本次設(shè)計。關(guān)鍵詞：沖壓，沖壓加工，模具結(jié)構(gòu)，模具加工，加工中心，工藝，工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計資料，繪圖及編寫設(shè)計技術(shù)文件等。6引 言模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在 700 億至 850 億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 15%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2005 年國內(nèi)模具進口總值達到 700 多億，同時，有近 250 個億的出口），到 2007 年模具產(chǎn)值預(yù)計為 700 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000 多萬美元增長到 2006 年的 2 億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時約有 80%的模具需要更換。2005 年我國汽車產(chǎn)銷量均突破 550 萬輛，預(yù)計 2007 年產(chǎn)銷量各突破 700 萬輛，轎車產(chǎn)量將達到 300 萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的 20%之多。目前，中國 17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達 245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個國家現(xiàn)代化水平高低的一個重要標(biāo)志，就我國而言，經(jīng)過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當(dāng)初只能靠進口到現(xiàn)在部分進口已經(jīng)跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過進口來滿足生產(chǎn)需要。隨著各種加工工藝和多種設(shè)計軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計更為方便。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設(shè)計和制造也越來越趨近于國際化?，F(xiàn)在模具的計算機輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。大大提搞了模具設(shè)計和制造的效率。減短了生產(chǎn)周期。采用模具 CAD/CAM 技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計和制造人員的重復(fù)勞動，使設(shè)計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是 pro/E 和 UG 等軟件的應(yīng)用更進一步推動了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進于自動化。電火花和線切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度在國內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應(yīng)用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強了各個地區(qū)的合作。對整個模具的行業(yè)水平的提7高也起到了重要的作用。我國考古發(fā)現(xiàn)，早在 2000 多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953 年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于 1958 年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于 20 世紀(jì) 60 年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了 300 多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字，下同。 ）各類沖壓模具生產(chǎn)能力。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)” ；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS 軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海交通大學(xué)模具 CAD 國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進口。近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達50 多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達到81~2μm，壽命 2 億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到 Ra≦1.5μm 的精沖模，大尺寸（φ≧300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當(dāng)高的水平。9第一章、沖裁件的工藝性分析沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性,即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁工藝的要求。沖裁件的工藝性對沖裁工件的質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及沖壓設(shè)備的選用等都有很大的影響。一般情況下，對沖裁件工藝性影響最大是幾何形狀、尺寸、精度要求。良好的沖裁件工藝性能滿足材料省、工序少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、模具較易加工、操作方便且壽命較高等要求，從而顯著降低沖裁件的制造成本。材料分析沖裁材料為 08 鋼，查文獻：屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB699-88 摘錄） ，該鋼種是碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是 0.07%～0.14％，屬于低炭鋼，延伸率不小于 32％，塑性好，焊接性好，適合沖裁。厚度 1.5mm，年產(chǎn)量 10 萬件。抗剪強度 260-360MPa，抗拉強度，330-450MPa。1.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性1.1.1.沖裁件的形狀圖 1.零件及尺寸10此制件的形狀較簡單，且對稱，有圓角過渡，便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現(xiàn)象，同時也可以防止尖角部位刃口的過快磨損。11第二章、制件沖壓工藝方案的確定2.1.沖壓工序的組合該工件包括落料、拉深、切邊、沖孔等基本工序，可以采用以下三種工藝方案：方案一：先落料，拉深，切邊，沖孔，翻孔，沖小孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料拉深，沖底孔，翻孔，切邊沖孔，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：拉深 2 次，切邊級進沖壓；采用級進模生產(chǎn)。各方案之間的比較方案一、單工序模沖裁：模具結(jié)構(gòu)簡單，但成本高而生產(chǎn)效率低，不適合大批量生產(chǎn)；方案二、復(fù)合模沖裁：模具結(jié)構(gòu)簡單,適于生產(chǎn)精度要求較高的軟材料或薄板料沖壓件,適合該鋁產(chǎn)品。方案三、連續(xù)模沖裁：又稱級進沖裁,屬于多工序沖壓模,其主要優(yōu)點是生產(chǎn)效率高,容易實現(xiàn)生產(chǎn)機械化和自動化.結(jié)論：通過以上工藝比較，結(jié)合實際，宜采用方案二為佳。2.2.沖壓順序的安排該沖裁件包括落料和沖孔，拉深，翻孔四個基本工序,可采用的沖裁方案有單工序沖裁,復(fù)合沖裁和級進沖裁三種.零件屬于中批量生產(chǎn),因此采用單工序須要模具數(shù)量較多,生產(chǎn)率低,所用費用也高,不合理;若采用復(fù)合沖,可以得出沖件的精度和平直度較好,生產(chǎn)率較高,模具強度也能保證;用級進模沖裁時,生產(chǎn)率高,操作方便,但模具加工成本高，維修不方便，通過以上比較，選擇復(fù)合模的沖裁工藝方案。本次課題拉深次數(shù)的確定，至于具體幾次拉深，需要經(jīng)過拉深系數(shù)的計算，確定拉深工序，然后最終確定幾副模具完成整個產(chǎn)品。12第三章、制件排樣圖的設(shè)計及材料利用率的計算3.1.展開尺寸的計算由于產(chǎn)品在拉伸過程中，凸緣部分材料的小單元面積由扇形變?yōu)榫匦?，其過程可以想象為扇形毛坯被拉著通過一個契形槽，在切線方向被壓縮，在半徑方向被拉長。即在變形過程中，小單元在半徑方向受拉應(yīng)力的作用，在切向受壓應(yīng)力的作用。計算坯料前要確定翻邊前的工序件尺寸．翻邊前是否需拉成階梯零件？這要核算翻邊的變形程度， 16.5mm 處的高度尺寸為?H=13.5-8=5.5(mm)根據(jù)翻邊公式，翻邊的高度 h 為H= (1-K)+0.42r+0.72δ2D經(jīng)變形后K=1- (H-0.42r-0.72δ)=1- ×(5.5-0.43×1-0.72×1.5)m182=0.604即翻邊高度 H＝5.5mm，翻邊系數(shù) K=0.61，由此可得翻邊前孔徑，即d=D×K=18mm×0.604=10.87mm,d/ =10.87/1.5=7.25?查表 6-5[1]，當(dāng)采用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時，[K](極限翻邊系數(shù))=0.50a 所示.13dF/d=50mm/23.8mm=2.10.查表 5-3，取修邊余量 ΔR=1.8mm,則實際凸緣直徑為=dF+2ΔR=50+3.6=53.6mm,取 =54mm．?Fd?Fd坯料直徑按圖b 計算，則D= 23244.rh??= 28.35.2438.5 mm???=59.1mm圖 沖孔翻邊前工序件形狀和尺寸拉伸次數(shù)的確定dF/d=54mm/23.8mm=2.261.4,屬寬凸緣筒形件×100= ×100=2.54,查表 5-13，D?m59.1得 h 1/d1=0.36～0.42而 h/d=8/23.8=0.336＜0.36,故一次可以拉深。3.2.制件排樣圖的設(shè)計排樣時需考慮如下原則：1） 提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變沖件的形14狀）2） 合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。3） 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。4） 保證沖件的質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。3.2.1.搭邊與料寬 排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭搭邊的作用是補償補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊值要合理確定，值過大，材料利用率低；值過小，搭邊的強度與剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。根據(jù)經(jīng)驗確定，根據(jù)所給材料厚度 δ=1.5mm，確定搭邊工作間 a1 為 1.5mm, a 為 2.0mm。具體可見排樣圖 2。送料步距和條料寬度的確定送料步距 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距。每次只沖一個零件的步距 S 的計算公式為15S=D+a1 S=59+1.5=60.5mm式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；a1——沖裁之間的搭邊值。條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導(dǎo)料板之間送進，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。當(dāng)用孔定距時，可按下式計算條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ =(59+2×2.0) -0.5 =63-0.5 mm式中 B——條料的寬度（mm）；Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a——側(cè)搭邊值；Δ——條料寬度的單向（負向）公差；剪切條料寬度偏差 Δ=0.5, 因此 B=63-0.5 。3.3.材料利用率的計算一個步距內(nèi)的材料利用率 η 為η=nF/Bs×100% η=1×3.14×29.5×29.5/63×61.5×100%=70.53%式中 F——一個步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；n——一個步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B——條料寬度（mm）；s——步距； 16第四章、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 4.1.拉深模拉深力計算拉伸力用理論計算很復(fù)雜，一般采用經(jīng)驗計算方法，經(jīng)驗公式建立的基點是，拉伸力的數(shù)值略小于拉伸件危險斷面的斷裂力；斷裂與拉伸力的比值用系數(shù) K 表示；K 值的大小取決于拉伸件的形狀及變形方式。其數(shù)值由實驗確定。拉伸力可按下式計算P=3.14Kd1tδ P=3.14×0.72×25.5×1.5×450=38914.02N=38.914KN式中 F——拉伸力（N）；d1——拉伸直徑（mm）；τ——材料抗拉強度（MPa）；330-450t——材料厚度；(mm)K——修正系數(shù)（查表可得），K=1.3；壓料力的計算，F(xiàn)=0.08P=38.914×0.08=3.11用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力 F 一般按下式計算：F=KLtτb =1.3×3.14×59×1.5×360=130052.52N=130.05KN式中 F-------沖裁力L-------沖裁周邊長度t-----材料厚度τb----材料抗剪強度（τb=260-360MPa）K-----系數(shù)（一般取 K=1.3）卸料力 Fx=KxF 17退件力 Ft=nKtF 式中 Kx、Kt、 -----卸料力、退件力、如表 2.3 所示n-----同時卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量式中 h-----凹模內(nèi)的直刃壁高度t-----板料厚度 表 2.3 卸料力、推件力及頂件力系數(shù)沖裁材料 Kx Kt Kd純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07～0.1 0.06～0.075 0.1 0.140.1～0.5 0.045～0055 0.065 0.080.5～2.5 0.04～0.05 0.050 0.062.5～6.5 0.03～0.04 0.040 0.05鋼材料厚度m6.5 0.02～0.03 0.025 0.03查表 2.3 Kx=0.05 Kd=0.06總沖壓力 Fz 總沖壓力是各種沖壓工藝的總和，根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)計算，由于本模具采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模，則：Fz=F+ Fx+ Fd =38.914+130.052+0.05×130.052+0.06×130.052=183.272KN所以落料拉深模的總的沖壓力為 F 總=183.272KN4.2.沖孔翻孔模壓力的計算用普通平刃口模具沖裁時，其沖孔力 F 一般按下式計算：F=KLtτb 18=1.3×3.14×10.8×1.5×360=23806.224N=23.81KN式中 F-------沖裁力L-------沖裁周邊長度t-----材料厚度τb----材料抗剪強度（τb=260-360MPa）K-----系數(shù)（一般取 K=1.3）翻邊力一般不大，可按以下公式近似計算P=1.1×3.14（D-d）tσ其中P——翻孔力（N） ；D——翻孔后的孔徑（mm） ；d——翻孔預(yù)孔的孔徑（mm） ；t——材料厚度（mm） ；σ——材料屈服極限；(MPa)計算 P=1.1×3.14×（16.5-10.8）×1.5×450=13289.265N=13.29KN卸料力 F=0.06P=0.06×（13.29+23.81）=2.23綜上所述，總的翻邊力 F 總=F+F 卸=13.29+23.81+2.23=39.33KN4.3.壓力中心的計算采用解析法求壓力中心，該產(chǎn)品兩副模具中，尺寸都是沿 X 軸 Y 軸對稱所以力到 X 軸和到 Y 軸的力臂都是 0根據(jù)合力距定理：YG=（Y1F1+Y2F2+Y3F3）/（F1+F2+F3）XG=（X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+F2+F3）所以沖壓力到 X 軸的力臂；YG=0，到 Y 軸的力臂；XG=0，所以兩副模具的壓力中心為（0，0），194.4.壓力機的選用初步確定壓力機的型號：F 公稱≥F 總因此選擇壓力機的型號為：落料拉深模：JG23—63 開式壓力機 型號為 JG23—63 壓力機的基本參數(shù)如：（表一）公稱壓力/KN 630滑塊行程/mm 120墊板尺寸/mm厚度 100直徑 60滑塊行程次數(shù)/（次/min）80 模柄孔尺寸/mm深度 80最大封閉高度/mm 400封閉高度調(diào)節(jié)量 80滑塊底面積尺寸/mm滑塊中心線至床身距離/mm床身最大可傾角 30°立柱距離/mm 300前后 560工作臺尺寸/mm左右 81020第五章、凸、凹模刃口尺寸計算5.1.落料尺寸的計算設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴(yán)重。在實際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算：沖孔時 dp=(dmin+XΔ)- δp 落料時 Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp 孔心距 Lp=L±δp’ 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm） ；Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm） ；dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm） ；Δ——工件公差；Δp——凸模制造公差，通常取 δp=Δ/4；δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取 δp’=Δ/8；Lp——凸模中心距尺寸（mm） ；L——沖件中心距基本尺寸（mm） ；Zmin——最小沖壓間隙（mm） ；落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-XΔ)+ Δ21=59-0.5×0=59+0.02; 落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-2Z)+ Δ=59-2×0.05=58.9+0.02; 沖孔沖頭尺寸：Bj1=(Amin+XΔ)- Δ/4=10.8+0.5×0=3.2-0.02沖孔凹模尺寸：Bh1=(Aj1+2Z)- Δ/4=10.8+2×0.05=10.9-0.025.2.拉伸模凸凹模圓角半徑對拉伸工作影響很大。毛坯經(jīng)凹模圓角進入凹模時，受彎曲和摩擦作用，若凹模圓角半徑過小，因徑向拉力增大，易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂；若過大，則壓邊面積小，由于懸空增大，易起內(nèi)皺。因此，合理的選擇凹模圓角半徑很重要。具體數(shù)值查表可得。拉伸的凸凹模之間的間隙對拉伸力、制件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間隙過大，容易起皺，制件有錐度，精度差；間隙過小，增加摩擦，導(dǎo)致之間邊薄嚴(yán)重，甚至拉裂。因此，正確地確定凸模和凹模之間的間隙是很重要的。拉伸模間隙是單面間隙，即凹模和凸模直徑之差的一半。本次設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)為有壓邊圈的，卸料板和凹模芯起到上下壓料的作用，在選擇間隙時可以直接查表，拉伸一次成型，所以查表可知間隙為(1-1.2t)，t 為材料厚度。本設(shè)計中選 1.1t。.凸、凹模工作部分尺寸的確定，主要考慮模具的磨損和拉伸件的回彈。1）、制件標(biāo)注外形尺寸凹模尺寸為L d=（Lmax –0.75Δ）凸模尺寸為L p=（Ld–0.75Δ–Z）22（2）、制件標(biāo)注內(nèi)尺寸凸模尺寸為L p=（Lmin +0.5Δ）凹模尺寸為L d=（Lp+0.5Δ+Z）其中 L—拉伸件的外形或內(nèi)尺寸Δ—拉伸件的尺寸偏差L d—拉伸凹模的基本尺寸L p—拉伸凸模的基本尺寸Z—凸凹模雙面間隙具體計算如下，制件標(biāo)注內(nèi)尺寸，按此公式計算凸模尺寸為L p=（Lmin +0.5Δ）=22.37凹模尺寸為L d=（Lp+0.5Δ+Z）=25.6拉深臺階高度保證一致，8-8.1凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度應(yīng)達到 0.8；圓角處的表面粗造度一般要求 0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求 0.8-1.6。 5.3.翻孔模尺寸計算方法利用模具把板料上的孔緣或者是外緣翻成豎邊的沖壓加工方法叫做翻孔和翻邊，這是沖壓加工常用的加工方法。使用比較廣泛。本次設(shè)計為內(nèi)孔翻邊設(shè)計，也叫翻孔，主要的變形是坯料受切向和徑向拉伸，越接近預(yù)孔邊緣變形越大。因此，圓孔翻邊的失敗往往是邊緣拉裂，拉裂與否取決于拉伸變形的大小，圓孔拉伸的變形程度用翻孔前預(yù)孔直徑 d與翻孔后的平均直徑 D 的比值 K 表示。K=d /DK 為翻邊系數(shù)，顯然，K 值越小，變形程度越大，圓孔翻邊時孔邊瀕臨破23壞的翻邊系數(shù)，稱為最小翻邊系數(shù)。 （也叫極限翻邊系數(shù)）最小翻邊系數(shù)的大小，主要取決于材料的塑性，預(yù)孔的表面質(zhì)量和硬化程度，材料的相對厚度、凸模工作部分的形狀等因素。本次設(shè)計的材料是 08 鋼，厚度為 1.5，屬于軟鋼，查表得極限翻邊系數(shù)為 0.60-0.63，而實際計算 K=10.8/16.5=0.6545，由于 0.6545＞0.63，所以能一次翻孔。在設(shè)計模具時，可以采用拉深的外形做定位。翻邊部分，制件標(biāo)注內(nèi)尺寸，設(shè)計模具時，以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，間隙放在凹模上，計算如下：凸模尺寸為L p=（Lmin +0.5Δ）=16.56凹模尺寸為L d=（Lp+Z）=19.724第六章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計6.1.模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用復(fù)合沖壓沖裁模，工序為落料拉深，沖孔翻孔。6.2.操作與定位方式零件中批量生產(chǎn),安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達到批量生產(chǎn),且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸較小，厚度較小，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，定位銷導(dǎo)正。6.3.卸料與出件方式考慮零件尺寸較小，厚度較薄，采用彈壓卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件采用打料的方法從凹模中脫出，廢料直接從凸凹模洞口推下的下出件方式。6.4.模架類型及精度由于零件材料較厚，尺寸較小，沖裁間隙較大，采用復(fù)合模加工，可以選擇后側(cè)兩導(dǎo)柱的標(biāo)準(zhǔn)模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用Ⅰ級模架精度。6.5.落料拉伸模結(jié)構(gòu)形式為方便操作，提高生產(chǎn)效率，可以采用正裝結(jié)構(gòu)，下模采用彈簧頂料裝置，上模采用彈簧卸料結(jié)構(gòu)，如圖：25圖 5-1 落料拉深復(fù)合?？傃b圖1.下模板；2.內(nèi)六角螺釘；3.圓柱銷；4.下墊板；5.彈簧；6.拉深凸模固定板；7.拉深凸模；8.頂料板；9.落料凹模；10.定位銷；11.卸料板；12.凸凹模；13.凸凹模固定板；14.上墊板；15.上模板；16.內(nèi)六角螺釘板；17.圓柱銷；18.退料板；19.模柄；20.打料桿；21.防轉(zhuǎn)銷；22.卸料螺釘；23.彈簧技術(shù)要求：1、上模采用打料裝置，下模采用彈簧卸料裝置，頂出產(chǎn)品；262、安裝模具之前檢查模具零件是否符合圖紙;3、根據(jù)凹模周屆直徑160和模具閉合高度，選用18#后側(cè)導(dǎo)柱模架；螺釘，銷釘均選用標(biāo)準(zhǔn)件4、嚴(yán)格按照模具結(jié)構(gòu)安裝模具，保證模具間隙均勻；5、選用 JG23-63 沖床調(diào)試模具；6.6.沖孔翻孔模具結(jié)構(gòu)圖 5-1 沖孔翻孔復(fù)合?？傃b圖271.下模板；2.內(nèi)六角螺釘；3.下墊板；4.沖孔凸模；5.翻孔凹模；6.凸凹模；7.卸料板；8.彈簧；9.凸凹模固定板；10.上墊板；11.上模板；12.卸料螺釘；13.模柄；14.打料桿；15.內(nèi)六角螺釘；16.圓柱銷；17.內(nèi)六角螺釘；18.圓柱銷技術(shù)要求：1、上模采用打料裝置，下模采用彈簧卸料裝置，頂出產(chǎn)品；2、安裝模具之前檢查模具零件是否符合圖紙;3、根據(jù)凹模周屆直徑120和模具閉合高度，選用14#后側(cè)導(dǎo)柱模架；螺釘，銷釘均選用標(biāo)準(zhǔn)件4、嚴(yán)格按照模具結(jié)構(gòu)安裝模具，保證模具間隙均勻；5、選用 JG23-63 沖床調(diào)試模具；28第七章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計7.1.拉深凸模的設(shè)計拉伸凸模與下模板采用固定板螺釘和銷釘固定。材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖）7.2.落料凹模的設(shè)計落料凹模與下模板固定，材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖）29上凹模采用圓形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘,圓柱銷與下模座固定的固定方式.考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量根據(jù)表 3-28,凹模刃口采用直筒形刃口壁結(jié)構(gòu),刃口高度根據(jù)前面“4.2”計算沖裁力時所取 h=3mm,漏料部分刃口輪廓適當(dāng)擴大，可以擴大 0.5～1mm,取 1mm,(為便于加工,落料凹模漏料孔可設(shè)計成近似于刃口輪廓的簡化形狀,如圖所示),凹模輪廓尺寸計算如下:模輪廓尺寸的確定，凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸 LXB(長 X 寬)或者直徑及厚度尺寸 H.從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚 C.對于簡單對稱形狀刃口凹模,由于壓力中心即對稱中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴大一個凹模壁厚來確定。凹模周界 由《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》得出凹模周界的計算公式厚度 H=Kb（≥15mm）式中：b——沖裁件的最大外形尺寸，b=59K——系數(shù)，查表得 K=0.58則 H=0.58×59=34.22mm凹模壁厚 c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=34.22~51.33mmD=160mm由《模具設(shè)計指導(dǎo)》表 5-43 圓形凹模標(biāo)準(zhǔn)可查到較為靠近的凹模周界尺寸為 φ160mm確定其他零件的尺寸參數(shù)30由《模具設(shè)計指導(dǎo)》表 5-4，方便的確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。其零件參數(shù)如下表所示：配用模架閉合高度 H 孔距尺寸凹模周界 凸模長度 最小 最大 S S1S2S3φ160 63零件名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號凹模墊板 凸模 凹模 卸料板 上墊板φ160×10 φ45×63 φ160×40 φ160×18 φ160×8螺釘 圓柱銷 卸料螺釘 樹脂 螺釘 圓柱銷 圓柱銷M8×60 φ8×50 M8×60 M10×90 φ10×90 φ10×60選擇標(biāo)準(zhǔn)模架由凹模周界尺寸及模架閉合高度在 160~190mm 之間，查《模具設(shè)計指導(dǎo)》表 5-7 選用模架：18#后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架 GB/T2851.1—1990，上模座厚度 30，下模座厚度 25，導(dǎo)柱 25×160，42×140。7.3.凸凹模固定板的設(shè)計固定板與上下模板固定，螺釘和銷釘固定。材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖）凸模刃口部分為異形,又在它里面開孔,裝配導(dǎo)正銷,為便于凸模和固定板的加工,可通這設(shè)計成鉚接方式與固定板固定.沖孔凸模采用階梯結(jié)構(gòu),設(shè)計成鉚接方式.凸模的尺寸根據(jù)導(dǎo)料板尺寸、卸料板尺寸和安裝固定要求尺寸 h，取h15~20，因為這里的凹模刃口尺寸為 4 mm,在范圍之內(nèi)取 18mm 所以凸模的尺寸為 L=18+15+15+2=50mm.凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計與制造選用 Cr12MoV.考慮沖孔凸模的直徑很大，故無需對該零件強度和鋼度校核具體零件圖如后面所附零件圖為準(zhǔn)，