無凸緣圓筒形件落料——拉深復(fù)合模具設(shè)計(jì)

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1、無凸緣圓筒形件的落料拉深復(fù)合模具設(shè)計(jì)緒論畢業(yè)設(shè)計(jì)是為了模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目的就是為了運(yùn)用我們所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次模具設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨(dú)立工作的能力。沖壓模具設(shè)計(jì)通過收集資料、工藝分析、工藝計(jì)算、確定沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)、繪制模具總裝配圖、零件圖，最后完善和書寫設(shè)計(jì)說明書，終于完成整個(gè)的設(shè)計(jì)過程。目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距，主要原因是我國(guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距。導(dǎo)致我國(guó)模具

2、在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工作為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)重要的生產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來越高，更新?lián)Q代的速度越來越快，沖壓產(chǎn)品正朝著復(fù)雜化、多樣化、高性能、高質(zhì)量方向發(fā)展，模具也正朝著復(fù)雜化、高效率、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。一、沖壓成形理論及沖壓工藝加強(qiáng)沖壓變形基礎(chǔ)理論的研究，以提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，正確地確定沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀和尺寸，解決沖壓變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，進(jìn)一步提高沖壓件的質(zhì)量。研究和推廣采

3、用新工藝，如精沖工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝、超塑性成形工藝以及其他高效經(jīng)濟(jì)的成形工藝等，進(jìn)一步提高沖壓技術(shù)水平。二、模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合，形成先進(jìn)制造技術(shù)。模具先進(jìn)制造技術(shù)主要體現(xiàn)如下方面：1. 高速銑削加工普通銑削加工采用低的進(jìn)給速度和大的切削參數(shù)，而高速銑削加工則采用高的進(jìn)給速度和小的切削參數(shù)。高速銑削加工相對(duì)于普通銑削加工具有高效、高精度、高的表面質(zhì)量、可加工高硬材料等特點(diǎn)。由此可見，高速銑削加工是模具制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。2. 電火花銑削加工電火花銑削加

4、工是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展，這是一種替代傳統(tǒng)用成形電極加工模具型腔的新技術(shù)。像數(shù)控銑削加工一樣，電火花銑削加工采用高速旋轉(zhuǎn)的桿狀電極對(duì)工件進(jìn)行二維或三維輪廓加工，無需制造復(fù)雜、昂貴的成形電極。3. 慢走絲線切割技術(shù)目前，數(shù)控慢走絲線切割技術(shù)發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能相當(dāng)完善，自動(dòng)化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度。其加工工藝水平也令人稱道，最大切割速度已達(dá)到2300 /min, 加工精度可達(dá)到 1.5um，加工表面粗糙度 a 0.1 0.2um。4. 精密磨削以拋光技術(shù) 精密磨削以拋光加工由于精度高、表面質(zhì)量好、表面粗糙度值小等特點(diǎn)，在精密模具加工中廣泛應(yīng)用。目前，精密模具制造已開始使用數(shù)控成形磨床

5、、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。5. 數(shù)控測(cè)量 伴隨模具制造技術(shù)的進(jìn)步，模具加工過程的檢測(cè)手段也取得了很大進(jìn)展。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已在模具加工中使用，現(xiàn)代三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外，其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗震保護(hù)能力、嚴(yán)密的防塵措施以及簡(jiǎn)便的操作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。三、模具 CAD/CAM技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機(jī)結(jié)合，形成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAD/CAM）技術(shù)。CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)， 它以計(jì)算機(jī)軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助

6、計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具 CAD/CAM能顯著縮短模具設(shè)計(jì)及制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為人們的共識(shí)。1 工藝設(shè)計(jì)1.1 工藝分析該工件為無凸緣圓筒形工件，要求內(nèi)形尺寸，形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，對(duì)零件的厚度變化也沒有要求。圓筒形件的毛坯為圓形板料，可以通過落料獲得。工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可用落料獲得的圓形板料進(jìn)行拉深，拉深成為內(nèi)徑為0.78 的無凸緣圓筒，工件總高度尺寸29.5 可在最后72.7 0 、內(nèi)圓角為 2 進(jìn)行一道修邊工序達(dá)到要求。工件底部圓角半徑r=8 ，大于拉深凸模圓角半徑r 凸 =46 （見表 4-3 ，首次拉深凹模的圓角

7、半徑r 凹 =6=6 ，而 r 凸 =（ 0.6 1） r 凹 =46 ， r r 凸 ，0.7IT14 級(jí)，滿足首次拉深對(duì)圓角半徑的要求。尺寸72.7 0 ，按公差表查的為 23滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃?jí)的要求。綜上所述，該工件的精度及結(jié)構(gòu)尺寸都能滿足沖壓工藝要求，工件的拉深工藝性較好。該工件在滿足沖壓工藝性要求的前提下，采用的沖壓基本工序是落料、拉深。1.2沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序，根據(jù)分析，沖壓該工件可以有以下三種方案：方案一：先落料，后拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料拉深復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：拉深級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但

8、需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)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(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進(jìn)操作不方便。通過對(duì)上述方案的分析比較，該件若能一次拉深，則其沖壓采用方案二為佳。12 模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在設(shè)計(jì)模具時(shí)，由于拉深工藝的特殊要求，除了應(yīng)考慮到與其他模具一樣的設(shè)計(jì)方法與步驟外，還需要考慮到如下特點(diǎn)：1）拉深圓筒形件時(shí)，應(yīng)考慮到料厚、材料、模具圓角半徑r凹、r 凸 等情況，根據(jù)合理的拉深系數(shù)確定拉深工序。拉深工藝的計(jì)算要求有較高的準(zhǔn)確性，從而拉深凸模長(zhǎng)度的確定必須

9、滿足工件拉深高度的要求，且在拉深凸模上必須有一定尺寸要求的通氣孔。2）要分析成形件的形狀，尺寸有沒有超過加工極限的部分。拉深凸模長(zhǎng)度比較長(zhǎng)時(shí)，選用凸模材料必須考慮熱處理時(shí)的彎曲變形，同時(shí)需注意凸模在固定板上的定位，緊固的可靠性。3）設(shè)計(jì)落料拉深復(fù)合模時(shí)，由于落料凹模的磨損比拉深凸模的磨損要來的快，所以落料凹模上應(yīng)預(yù)先加大磨損余量。普通落料凹模應(yīng)高出拉深凸模約 2 6 。4 ）因回彈、扭曲、局部變形等的缺陷所產(chǎn)生的彈性變形難于保證零件形狀的精度，此時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。5）對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，很難計(jì)算出準(zhǔn)確的毛坯形狀和尺寸。因此，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，往往先做拉深模，經(jīng)試壓確定合適的毛坯形狀和尺寸再制

10、作落料模，并在拉深模上定形的毛坯安裝定位裝置，同時(shí)要預(yù)先考慮到使后面工序定位穩(wěn)定的措施。3 主要工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 毛坯尺寸計(jì)算按中性層計(jì)算尺寸， h=（ 29.50.5）=29 ， =（ 72.7 0.35 1） 74。工件的相對(duì)高度29 74 0.4 。根據(jù)相對(duì)高度從表4-3 中查的修邊余量 2 。查得無凸緣圓筒形件拉深工件的毛坯尺寸計(jì)算公式為：d 2 4dH 1.72rd 0.56r 2將 =74 ，Hh =(29 2) 31 ,r (8 0.5) 8.5 代入上式，即得毛坯的直徑為：74247431 1.728.5740.568.52 116 3.2 判斷拉深次數(shù) 2 工件總的拉

11、深因數(shù) 總 74 116 0.64 。毛坯的相對(duì)厚度 1 116 0.0086 。用式（ 4-33 ）判斷拉深是否需要壓邊。 因 0.045（1）0.045 （10.64 ） 0.0162 ，而 0.0086 0.045 （ 1） 0.0162 ，采用壓邊圈并加以合理的壓邊力對(duì)拉深有利，可以減小 m。故需加壓邊圈。由相對(duì)厚度可以從表 4-2 中查得首次拉深的極限拉深因數(shù)1 0.54 。因 總 1 ，故工件只需一次拉深。3.3 排樣及相關(guān)計(jì)算采用有廢料直排的排樣方式，查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選7501000 的鋼材，每張鋼板可剪裁為 6 張條料（ 125mm 1000mm），每張條料可沖 8 個(gè)工件，故每

12、張鋼板的材料利用率為 67.6%。排樣的計(jì)算1 沖裁件面積的計(jì)算A D 2 4 3.14 1162 4 10562.96 22 條料寬度查得無側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度計(jì)算公式為：B D 2aC1查表的最小搭邊值 0.8 ， 1 1 ；條料與導(dǎo)料板間隙 m in 0.5 ； 1B 11620.8 0.5 118.1 3 步距 1 116 1117 14一個(gè)步進(jìn)距的材料利用率考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，一張板料上總的材料利用率總 為:總 nA100 1BS式中 ,A 10562.96 2 , 1, B 118.1 , 117 代入式中 :110562.9676總 117118.13.3.2沖壓

13、力的計(jì)算1 落料力的計(jì)算落料力是沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力 , 它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一 .查公式確定落料力的計(jì)算公式為:FKL 1b式中 , 系數(shù)，是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口的磨損，板料的力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取k1.3 。b 材料抗剪強(qiáng)度 ;查表 取 b 300Ma。 1L沖裁周邊長(zhǎng)度； LD3.14 421.27 1322.79 ，料厚 t 1 。所以，落料力為 :F 落料 1.3 364.24 1 300142053.6N2 壓邊力的計(jì)算由表 4-15 確定壓邊力的計(jì)算公式為:FY 2 (d 2 r 凹 ) 2 4

14、式中， r 凹 r 凸 8 ， 116 ， 74 ，由表 4-16 查得 2.7 MPa 。把各已知數(shù)據(jù)代入上式，壓邊力為：FY 3.14 116 2(7428) 2 2 2.7MPa11350N43用式拉深力的計(jì)算4-35 計(jì)算拉深力：Fdt b k拉深系數(shù) 0.64 ，可查表 4-18 得： 0.75 ，08 鋼的強(qiáng)度極限 b 440 MPa。將 0.75 ， 74 ， t 1 ， b440 MPa代入上式，即：F（ 0.75 3.14 741440） N76700N4 沖壓工藝總力F總 F落料 FY F 142053.6N11350N76700N 230103.6N3.4 模具工作部分尺

15、寸的計(jì)算拉深模的間隙拉深模的凸、凹模之間間隙對(duì)拉深力、零件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間隙小，拉深力大、模具磨損大，過小的間隙會(huì)使零件嚴(yán)重變薄甚至拉裂；但間隙小， 沖件回彈小，精度高。間隙過大，坯料容易起皺，沖件錐度大，精度差。因此，生產(chǎn)者中應(yīng)根據(jù)板料厚度及公差、拉深過程板料的增厚情況、拉深次數(shù)、零件的形狀及精度 要求等到，正確確定拉深模間隙。由表 4-12 查的拉深模的半邊間隙為：Z/2=1.1t=1.1mm 2則拉深模的間隙Z=21.1 mm =2.2mm拉深模的圓角半徑凹模的圓角半徑 r 凹 按表 4 13 選取 r 凹 8t 8mm，凹模的圓角半徑 r 凸 等于工件的內(nèi)圓角半徑，即r 凸

16、 = r 凹 r=8 mm凸、凹模工作部分的尺寸和公差1 落料凸、凹模工作部分的尺寸和公差根據(jù)設(shè)計(jì)原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 1由式確定落料凹模的尺寸： A （ max x） 0A 1查表 2.3.3得 max =0.18 mm， m in =0.12mm；查表 2.4.1得， A =0.035 mm，T =0.025 mm； 116 mm為 14 級(jí)，取 x=0.5 ； A （ 1160.5 0.87 ） 0 0.035 mm115.57 0 0.035 mm由式確定落料凸模的尺

17、寸： T （ A m in ） 0 T 1 T （ 11.57 0.100 ） 00.025 mm115.45 00. 025 mm校核：A+1T m ax min0.035 mm0.025 mm 0.18 mm 0.12 mm0.06 mm 0.06 mm （滿足間隙公差要求）2 拉深凸、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)。凸模尺寸的計(jì)算見式4-26 ： T （ min 0.4）0 2T將模具公差按 IT10 級(jí)選取，則 T 0.12 mm。把 m in 72.7 mm，0.7 mm， T 0.12 mm 代入上式，則凸模尺寸為： T（ 72.7 0.4 0.7

18、 ） 00.12 mm72.98 00. 12 mm間隙取在凹模上，則凹模的尺寸按式（4-27 ）計(jì)算，即： A （ m in 0.4）A 20把 m in 72.7 mm，0.7 mm，A 0.12 mm 代入上式，則凹模尺寸為： A （ 72.7 0.4 0.7 2.2 ） 0 0.12 mm 75.18 0 0.12 mm3.5 凸模通氣孔的設(shè)計(jì)當(dāng)拉深后的沖件從凸模上脫下來，由于受空氣的壓力而緊緊包在凸模上，致使不易脫下。對(duì)于材料厚度較薄的拉深件，甚至?xí)沽慵T。因此，通常需要在凸模上留有通氣孔，通氣孔的開口高度1 應(yīng)大于沖件的高度，一般取1 =（510）。 4 ，通氣孔的直徑不宜過小

19、，否則容易被潤(rùn)滑劑堵塞氣孔或因通氣量不夠而使氣孔不起作用。圓形凸模通氣孔尺寸由表 5-16 選用直徑為 6.5 。 4 通氣孔的開口高度 1 31 1041 圖通氣孔的結(jié)構(gòu)示意圖4 模具的總體設(shè)計(jì)4.1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。4.2 定位方式的選擇擋料裝置的作用是保證毛壞送進(jìn)時(shí)有準(zhǔn)確的定位，保證拉深件輪廓的完整。當(dāng)送進(jìn)材料與擋料裝置的定位面接觸時(shí)，即停止送進(jìn)。因?yàn)樵撃＞呤褂玫氖菞l料，所以導(dǎo)料采用導(dǎo)料板（本副模具固定卸料板與導(dǎo)料板一體） ，送進(jìn)步距控制采用擋料銷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。4.3 卸料、出件方式的選擇模具采用固定卸料，剛性打件，并

20、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。4.4 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)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。5 主要零部件設(shè)計(jì)5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)它是直接完成工作要求的一定變形或造成材料分離的零件。本設(shè)計(jì)由于工件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的結(jié)構(gòu)如圖所示。為了實(shí)現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面比落料凹模端面低。拉深凸模，其長(zhǎng)度 L 可按下式計(jì)算： 固 凹 低 2065 382式中： 固 凸模固定板的厚度，取 固 20 ； 凹 落料凹模的厚度，取凹 65 ；低 裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端

21、面的高度，根據(jù)板料厚度大小，決定 低 3 。材料： T10A熱處理： 56 60HRC圖拉深凸模沉孔 ?19深15深20配作材料： GrWMn 熱處理：工作部分局部淬火，硬度60 64HRC配作材料： GrWMn熱處理： 5864HRC圖凸、凹模凸、凹模因?yàn)樾涂纵^多， 為了防止淬火變形， 除了采用工作部分局部淬火 （硬度 5862HRC）外，材料也用淬火變形小的 CrWMn 模具鋼。5.2 定位零件的設(shè)計(jì)它是用以確定加工材料和毛坯正確位置的零件。 8 擋料銷的設(shè)計(jì)直徑 12 ， 6 ，高度 2 的型固定擋料銷擋料銷 1262 2866.1181壓邊圈的設(shè)計(jì)為防止毛坯凸緣在拉深過程中起皺，通常使

22、用的拉深模應(yīng)帶有壓邊裝置。該設(shè)計(jì)計(jì)算得到 0.0086 0.045 （ 1） 0.0162 ，必須采用壓邊裝置。壓邊裝置的類型壓邊裝置一般采用壓邊圈壓邊圈結(jié)構(gòu)形式 壓邊圈的形式根據(jù)拉深次數(shù)， 凹模結(jié)構(gòu)形式， 材料厚度的不同而不同，首次拉深一般采用平面壓邊裝置。壓邊圈尺寸及技術(shù)要求壓邊圈主要是壓邊防皺，與凸模的間隙不能大。根據(jù)材料厚度不同，般壓邊圈與凸模的單邊間隙在0.2 0.5 范圍內(nèi)。工件料厚1 ，間隙取小值0.2。壓邊圈的外形尺寸與內(nèi)形輪廓尺寸之間的關(guān)系可采用H10c10 間隙配合。壓邊圈的工作表面不允許開螺孔，應(yīng)具有足夠的剛度。在工作過程中能平穩(wěn)的移動(dòng)。壓邊圈與毛坯接觸的一面，要保證毛坯

23、順利流入筒壁。除進(jìn)行車、銑之外，還要在熱處理后進(jìn)行磨削加工。應(yīng)保證粗糙度達(dá)到Ra 0.8um。其余工作表面達(dá)到 Ra 06.3 3.2um 即可。首次拉深壓邊圈的內(nèi)孔DY ，比凸模直徑 T 大千分之一，即DY =1.001 T將 T =72.98代入上式中，可得：DY =1.001 72.98=73.05 壓邊圈的厚度H壓 取 20 。得到壓邊圈的結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖壓邊圈的結(jié)構(gòu)形式5.3 卸料、推料及壓料零件的設(shè)計(jì)它用于夾持毛坯或在沖壓完成后進(jìn)行推料及卸料的零件。在某些情況下，也能起到限位、校整和幫助提高沖件精度的作用。導(dǎo)料板（固定卸料板）的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 160 ，寬度 40 ，厚度 16 導(dǎo)料板

24、 160 40 16 7648.5材料： 45熱處理：調(diào)質(zhì) 28 32頂桿的設(shè)計(jì)直徑 16 ，長(zhǎng)度 125 的頂桿頂桿 16 125 2867.3 81材料： 45 69988熱處理硬度： 4348為了將工件順利的頂出凸模，需設(shè)計(jì) 3 4 根頂桿，至少 2 根。該副模具設(shè)計(jì) 4 根，以保證工件順利頂出。打桿的設(shè)計(jì)直徑 10 ，長(zhǎng)度 160 的型打桿打桿 10160 2967.1 81材料： 45 69988熱處理硬度： 4348推件塊的設(shè)計(jì)圖推件塊的結(jié)構(gòu)示意圖5.4導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)它是作為上模在工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向，保證模具上、下部分正確的相對(duì)位置的零件。為防止裝模時(shí)，上模誤轉(zhuǎn) 180裝配，將模架中

25、兩對(duì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細(xì)不等；導(dǎo)柱 分別為35210， 40 210； 6導(dǎo)套 分別為35 11543， 40 11543。 65.5 固定零件的設(shè)計(jì)模柄的設(shè)計(jì)選用直徑 d=30 ，高度 H=88，材料為 Q235的 B 型壓入式模柄。模柄 B30 88 GB2862-81上模墊板的設(shè)計(jì)配作圖上模墊板的結(jié)構(gòu)示意圖下模墊板的設(shè)計(jì)直徑 200 ，厚度 10 ，材料為 45 鋼的圓形板墊板 200 10 7643.6下固定板的設(shè)計(jì)直徑 200 ，厚度 20 ，材料為 45 鋼的圓形固定板墊板 200 20 7643.55.6 緊固及其他零件的設(shè)計(jì)內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)用于固定凸、 凹模和上模墊板在模架

26、上保持其固定的位置， 選取數(shù)量為 4 個(gè)螺釘規(guī)格公稱長(zhǎng)度= 52 ，性能等級(jí)為8.8 級(jí)。螺釘 70.1 1252用于固定導(dǎo)料板（固定卸料板） ，選用數(shù)量為 4 個(gè)。螺釘 70.1 8 255.6.1.3用于固定凹模、凸模固定板、凸模墊板于下模座，初選用數(shù)量為4 個(gè)。螺釘 70.1 121305.6.2圓柱銷的設(shè)計(jì)用于凹模、凸模固定板、凸模墊板、下模座準(zhǔn)確定位，圓柱銷孔裝配時(shí)配作。初選用數(shù)量為 2 個(gè)。公稱直徑 10 ，公差為 6，公稱長(zhǎng)度 = 95 ，材料為鋼銷 119.1 10 1095用于上模座，上模墊板，凸、凹模準(zhǔn)確定位，圓柱銷孔裝配時(shí)配作。初選數(shù)量為 2 個(gè)。銷 119.1 1010

27、705.7 模架的及其它零部件的選用模架的設(shè)計(jì)模具采用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，可承受較大的沖壓力。凹模周界： D0 =250 閉合高度： 240280 上模座的尺寸： 25025045 下模座的尺寸： 25025055 6 6模架的技術(shù)要求組成模架的各零件的材料、尺寸、精度、表面粗糙度和熱處理等均需要符合零件的標(biāo)準(zhǔn)要求和技術(shù)要求的規(guī)定。裝入模架的每對(duì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配前需經(jīng)選擇配合，其配合要求應(yīng)符合配合 H7h6, 配合后的間隙為 0.007 0.022 的規(guī)定 .5.7.2.3裝配后的模架 , 其導(dǎo)柱固定端的端面應(yīng)低于下模座底面0.5 1 .5.7.2.4裝配后的模架 , 其上模應(yīng)沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平

28、穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象 .5.7.2.5模架的各零件工作表面不允許有影響使用的劃痕、凹痕、浮銹、毛刺、飛邊和微小砂眼、縮孔等缺陷。在保證使用質(zhì)量的情況下，允許用新工藝方法固定導(dǎo)套。模柄的裝配應(yīng)符合如下規(guī)定：1 壓入式模柄的公差配合為 H7 m6。2 除浮動(dòng)式模柄外，其他模柄裝入上模座后，模柄的軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度公差，在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于 0.05 。其它零部件的選用上模座厚度取45 ，即 H上模 =45 上模墊板厚度取20 ，即 H墊 =20 固定卸料板厚度取20 ，即 H卸 =16 下固定板厚度取20 ，即 H下固定 =20 下模墊板厚度取10 ，即 H下墊板 =10 下模座厚度取55 ，即

29、 H下模 =55 由于此落料拉深模為非標(biāo)準(zhǔn)形式，需計(jì)算模具閉合高度。其中各模板的尺寸需取國(guó)標(biāo)。所以模具的閉合高度：H閉 H上模 + H 墊 + H凸，凹模 + H凹模 + H 下固定 + H下墊板 + H下模 + H入=（4520 6765 201055 34）=248 式中： H凸，凹模 凸、凹，模的高度， H凸，凹模 67 ；H凹模 凹模的厚度， H凹模65 ；H入 凹模與下模座的配合長(zhǎng)度，H入 34 ?？梢娔＞叩拈]合高度小于所選開式雙柱固定壓力機(jī)JA21-35的最大裝模高度280 ，可以使用。6 沖壓設(shè)備的選定設(shè)備工作行程需要考慮工件成形和方便起件，因此，工作行程 2.5 工件 2.5

30、31.5 78 。根據(jù)沖壓工藝總力計(jì)算結(jié)果F總 230103.6N 并結(jié)合工作行程，初選開式雙柱固定壓力機(jī) JA21-35。 2其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力 KN350滑塊行程 mm130行程次數(shù) ( 次 min)50最大閉合高度 mm280閉合高度調(diào)節(jié)量 mm60滑塊中心線至床身距離 mm205立柱距離 mm428工作臺(tái)尺寸（前后左右） mm380610工作臺(tái)孔尺寸（前后左右） mm200290墊板尺寸（厚度直徑） mm60 22.5模柄孔尺寸 （直徑深度） mm50 70滑塊底面尺寸（前后左右） mm2102707 模具總裝圖由以上設(shè)計(jì)，可以得到模具總裝圖。為了實(shí)現(xiàn)先落料，后拉深，應(yīng)保證模

31、具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模端面低 3 。模具的工作過程：將條料送入剛性卸料板下的長(zhǎng)條形槽中，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，并與頂件塊一起壓住條料，先落料，后拉深；當(dāng)拉深結(jié)束后，上模回程，落料后的條料由剛性卸料板從凸凹模上卸下，拉深成形的工件由壓力機(jī)上的活動(dòng)橫梁通過推件塊從凸凹模中剛性打下，用手將工件取走后，將條料往前送進(jìn)一個(gè)步距，進(jìn)行下一個(gè)工件的生產(chǎn)。123456789101112131415181716圖 7.1 模具的裝配圖1上模座2螺栓3模柄4打桿5止轉(zhuǎn)銷6上模墊板7定位銷8導(dǎo)柱9導(dǎo)套10凸凹模11推件塊12導(dǎo)料板13螺釘14壓

32、邊圈15落料凹模16 下模墊板17 頂桿18 凸模19 螺釘8 工作零件的加工工藝本副模具工作零件都是旋轉(zhuǎn)體，形狀比較簡(jiǎn)單，加工主要采用車削。8.1 凸模8 1 1 毛坯的選定根據(jù)凸模的工作要求，凸模材質(zhì)應(yīng)具有高硬度、高耐磨性，由于工件的尺寸比較大，需要有高淬透性、熱處理變形小的材料，毛坯選用 T10A，熱處理后的硬度為 5660HRC。8 1 2 確定基準(zhǔn)凸模的工作部分對(duì)裝合部分的同軸度誤差，不得超過工作部分公差的一半，凸模的端面應(yīng)與中心線垂直，凸模中心線和機(jī)床主軸中心重合，使被加工外圓和孔，端面相對(duì)于中心線而獲得正確位置，則選中心線為定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。8 1 3 擬定加工路線下料鍛造熱處

33、理 車削熱處理 磨端面車削熱處理磨削 鉗工精修 檢驗(yàn)8 1 4 機(jī)械加工工藝過程由于回彈等因素在設(shè)計(jì)時(shí)難以準(zhǔn)確考慮，導(dǎo)致凸模尺寸的計(jì)算值與實(shí)際要求值往往存在誤差。因此凸模工作部分的形狀和尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)合理，要留有試模后的修模余地。凸模機(jī)械加工工藝過程卡見附錄8.2 凹模8 2 1 毛坯的選定根據(jù)凹模的工作要求，凹模材質(zhì)應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、高淬透性、熱處理變形小，毛坯選用 CrWMn，熱處理后的硬度為 5862HRC。8 2 2確定基準(zhǔn)凹模中心線和機(jī)床主軸中心重合，使被加工外圓和孔，端面相對(duì)于中心線而獲得正確位置，則選中心線為定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。8 2 3 擬定加工路線下料鍛造熱處理車削熱處理磨

34、端面鉗工劃線 加工孔 車削 熱處理 磨削 鉗工精修 檢驗(yàn)8 2 4 機(jī)械加工工藝過程由于回彈等因素在設(shè)計(jì)時(shí)難以準(zhǔn)確考慮，導(dǎo)致凸、凹模尺寸的計(jì)算值與實(shí)際要求值往往存在誤差。因此凸、凹模工作部分的形狀和尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)合理，要留有試模后的修模余地。凹模機(jī)械加工工藝過程卡見附錄8.3凸、凹模8 3 1毛坯的選定根據(jù)凸、凹模的工作要求，凸、凹模材質(zhì)應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、高淬透性、熱處理變形小，毛坯選用 CrWMn，工作部分要求局部淬火，熱處理后的硬度為6064HRC。8 3 2確定基準(zhǔn)凸、凹模中心線和機(jī)床主軸中心重合，使被加工外圓和孔，端面相對(duì)于中心線而獲得正確位置，則選中心線為定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。8 3

35、 3 擬定加工路線下料鍛造熱處理車削熱處理磨端面鉗工劃線 加工孔 車削 熱處理 磨削 鉗工精修 檢驗(yàn)8 3 4機(jī)械加工工藝過程凸、凹模機(jī)械加工工藝過程卡見附錄。9 模具的裝配9.1 主要組件的裝配模柄的裝配因?yàn)檫@副模具的模柄是從上模座的下面向上壓入的，所以在安裝凸模固定板和墊板之前，應(yīng)先把模柄安裝好。模柄與上模座的配合是 H7 m6，先在壓力機(jī)上將模柄壓入， 再加工定位銷孔與螺釘孔，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。凸模的安裝凸模與下模座的配合要求是 H7k6。裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將凸模壓入固定板內(nèi)，檢查凸模與下模座的垂直度，然后將下模座與凸

36、模的安裝部位一齊磨平。9.2 總裝配模具的主要組件裝配完畢后開始進(jìn)行總裝配。為了使凸模和凹模易于對(duì)中，總裝配必須考慮上、下模的裝配次序，否則，可能出現(xiàn)無法裝配的情況。本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)高出拉深凸模工作端面 3mm，頂件塊上端面應(yīng)高出落料凹模刃口面 0.5 mm，以實(shí)現(xiàn)落料前先壓料，落料后再拉深本模具的落料凹模是裝在下模的，為了便于操作，先裝下模。其裝配過程如下：（1）把下模墊板放在下模座上，然后把裝有凸模的下固定板放在下模墊板上，找正其位置后，先在下模座上投窩，加工螺紋孔，然后加工銷釘孔。（2）在凸模上安裝壓邊圈。（3）把凹

37、模放在凸模固定板上，找正與下模座對(duì)中的螺釘銷釘過孔，然后投窩，加工螺釘銷釘孔，裝入螺釘銷釘，擰緊螺釘。（4）把固定卸料板放在落料凹模上，找正其位置后，加工螺紋孔，然后裝入螺釘并擰緊。（5）把凸凹模插入固定卸料板內(nèi)，固定卸料板與凸凹模之間墊上適當(dāng)高度的平行墊鐵，再把安裝好模柄的上模座放在凸凹模上，將上模座與凸凹模夾緊，并在上模座投緊固螺釘孔和銷釘過孔窩，拆開后鉆孔。然后放入上模墊板，擰上緊固螺釘。（6）調(diào)整凸、凹模的間隙，用手錘輕輕敲擊上模墊板的側(cè)面，使凸凹模的位置改變，以得到均勻的間隙。（7）調(diào)好間隙后加工銷釘孔，裝入銷釘。（8）安裝其他零件。（9）試沖與調(diào)整。（10）打標(biāo)記交付生產(chǎn)使用9.3

38、沖裁試沖的缺陷與調(diào)整模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。沖出的工件按沖壓零件產(chǎn)品圖或試樣進(jìn)行檢查驗(yàn)收。在檢查過程中，如發(fā)現(xiàn)各種缺陷，則要仔細(xì)分析，找出原因，并對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，然后在試沖，知道模具正常工作并得到合格的沖件為止。表是沖裁模試沖時(shí)常見的缺陷、產(chǎn)生的原因及調(diào)整的方法。表 9.3.1 沖裁模試沖時(shí)的缺陷和調(diào)整沖模試沖時(shí)的缺陷產(chǎn)生原因調(diào)整方法1、 兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有斜度根據(jù)情況銼修或重裝導(dǎo)料板送料不暢通或調(diào)料被2、 凸模與卸料板之間的間隙過大，使搭卡死邊翻扭減小凸模與卸料板之間的間隙1、 導(dǎo)套與導(dǎo)柱配合間隙過大使導(dǎo)向不準(zhǔn)重裝凸?；?qū)е锌谙嘟?、 導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件的

39、安裝不準(zhǔn)更換導(dǎo)套與導(dǎo)柱卸料不正常1、 橡膠的彈力不足更換橡膠2、 凹模有倒錐度造成工件堵塞修整凹模沖裁件質(zhì)量不好1、 刃口不鋒利或淬火硬度過低合理調(diào)整凸模和凹模的間隙及修工作1、 有毛刺2、 配合間隙過大或過小不份尺寸2、 沖件不平1、凹模有倒錐度修整凹模2、頂料桿和工件接觸面過小更換頂料桿9.4 模具的調(diào)試模具調(diào)試的目的模具試沖、調(diào)整簡(jiǎn)稱調(diào)試，調(diào)試的目的在于：1、鑒定模具的質(zhì)量。驗(yàn)證該模具生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求，確定該模具能否交付生產(chǎn)使用。2、幫助確定成形條件和工藝規(guī)程。3、幫助確定成形毛坯形狀、尺寸及用料標(biāo)準(zhǔn)。4、幫助確定工藝和模具設(shè)計(jì)中的某些尺寸。5、通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，積

40、累經(jīng)驗(yàn)，有助于進(jìn)一步提高模具設(shè)計(jì)和制造水平。由此可見，模具調(diào)試過程十分重要，是必不可少的。但調(diào)試的市價(jià)和試沖次數(shù)應(yīng)盡可能少，這就要求模具設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量過硬，最好一次調(diào)試成功。在調(diào)試過程中，合格沖壓件數(shù)的取樣一般應(yīng)在 201000 件之間。沖模的調(diào)試模具調(diào)試，因模具的類型不同、結(jié)構(gòu)不同，可能出現(xiàn)的問題也不同，調(diào)試的內(nèi)容也隨之變化。沖裁模的調(diào)試要點(diǎn)：1、模具閉合高度的調(diào)試。模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應(yīng)由的閉合高度和開啟高度。2、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)試。導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有良好的配合精度，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠。3、凸、凹模刃口的及間隙的調(diào)試。刃口鋒利，間隙均勻。4、定位裝置的調(diào)試。定位準(zhǔn)確、可靠。5、卸料

41、及出件裝置的調(diào)試。卸料及出件要暢通，不能出現(xiàn)卡住現(xiàn)象。設(shè)計(jì)小結(jié)近年來，由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)已成為一個(gè)行業(yè)越來越引起人們的重視。畢業(yè)設(shè)計(jì)是為了模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目的就是為了運(yùn)用我們所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次模具設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨(dú)立工作的能力。其次鞏固與擴(kuò)充沖壓模具設(shè)計(jì)與制造等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。最后也掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。沖壓模具設(shè)計(jì)通過收集資料、工藝分析、工藝計(jì)算、確定沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各個(gè)零部件

42、的設(shè)計(jì)、繪制模具總裝配圖、零件圖，最后完善和書寫設(shè)計(jì)說明書，終于完成整個(gè)的設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)過程中不僅僅是對(duì)所學(xué)課本理論知識(shí)的總結(jié)，相對(duì)的也鍛煉了我的耐心、認(rèn)真態(tài)度以及與同學(xué)和老師的合作精神?？墒窃谠O(shè)計(jì)中間也或多或少出現(xiàn)了不少的錯(cuò)誤，畢竟老師上課講的都是理論的東西，在實(shí)際設(shè)計(jì)中還有許多模糊不懂的地方。正因?yàn)槿绱?，在設(shè)計(jì)中的收獲還是挺大的，使我更深刻、更系統(tǒng)的對(duì)沖壓模具的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，這對(duì)以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來參加工作做了鋪墊，可謂是為將來的實(shí)際工作打了個(gè)先鋒。致謝本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)期間，得到指導(dǎo)老師材料工程系模具教研室原紅玲老師的悉心教誨。長(zhǎng)期以來曾多次得到原紅玲老師的熱忱指導(dǎo)和幫助。在此謹(jǐn)致以誠(chéng)摯

43、的謝意。本人才疏學(xué)淺、缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中一定有不少錯(cuò)誤和不當(dāng)之處。懇請(qǐng)廣大的老師、同學(xué)不吝賜教，誠(chéng)摯希望得到大家的批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)1劉建超、張寶忠主編沖壓模具設(shè)計(jì)與制造高等教育出版社，20042模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)編著沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例機(jī)械工業(yè)出版社，19993方昆凡主編公差與配合技術(shù)手冊(cè)北京出版社，19984鄭家賢主編沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社，20055許發(fā)樾主編模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社，19946全國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，19987 馮丙堯、韓泰榮主編模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，8 王孝培主編沖壓手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社 20009 肖祥芷、王孝培主編 . 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 . 江西科學(xué)技術(shù)出版社 .10 王上游、孫力生主編模具制造模具制造雜志社 200611 阮雪榆主編模具技術(shù)上海報(bào)刊發(fā)行局 2006