無凸緣圓筒形件的落料拉深復(fù)合模具設(shè)計

無凸緣圓筒形件的落料拉深復(fù)合模具設(shè)計緒論 畢業(yè)設(shè)計是為了模具設(shè)計與制造專業(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)實際知識，進(jìn)行一次模具設(shè)計的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨立工作的能力。沖壓模具設(shè)計通過收集資料、工藝分析、工藝計算、確定沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，各個零部件的設(shè)計、繪制模具總裝配圖、零件圖，最后完善和書寫設(shè)計說明書，終于完成整個的設(shè)計過程。目前，我國沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家尚有相當(dāng)大的差距。導(dǎo)致我國模具在壽命、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，由于市場競爭日益激烈，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、實用、方便的計算方法，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)的各種實際問題，進(jìn)一步提高沖壓件的質(zhì)量。研究和推廣采用新工藝，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)。計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(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。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300/min,加工精度可達(dá)到±1.5um，加工表面粗糙度0.10.2um。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，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、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。5.數(shù)控測量 伴隨模具制造技術(shù)的進(jìn)步，模具加工過程的檢測手段也取得了很大進(jìn)展。三坐標(biāo)測量機(jī)已在模具加工中使用，現(xiàn)代三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度地測量復(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便的操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。三、模具CAD/CAM技術(shù)計算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機(jī)結(jié)合，形成了計算機(jī)輔助設(shè)計有計算機(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)人員能借助計算機(jī)對產(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)計和優(yōu)化。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設(shè)計及制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為人們的共識。   1 工藝設(shè)計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，形狀簡單對稱，對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72.7、內(nèi)圓角為8的無凸緣圓筒，工件總高度尺寸29.5可在最后進(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=46（見表4-3，首次拉深凹模的圓角半徑r=6=6，而r=（0.61）r=46，rr，滿足首次拉深對圓角半徑的要求。尺寸72.7，按公差表查的為IT14級，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊?。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：拉深級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但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(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進(jìn)操作不方便。通過對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。2 模具的設(shè)計要點在設(shè)計模具時，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)計方法與步驟外，還需要考慮到如下特點：1）拉深圓筒形件時，應(yīng)考慮到料厚、材料、模具圓角半徑r 、r等情況，根據(jù)合理的拉深系數(shù)確定拉深工序。拉深工藝的計算要求有較高的準(zhǔn)確性，從而拉深凸模長度的確定必須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。拉深凸模長度比較長時，選用凸模材料必須考慮熱處理時的彎曲變形，同時需注意凸模在固定板上的定位，緊固的可靠性。3）設(shè)計落料拉深復(fù)合模時，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26。 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，此時應(yīng)采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。5）對于形狀復(fù)雜的零件，很難計算出準(zhǔn)確的毛坯形狀和尺寸。因此，在設(shè)計模具時，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作落料模，并在拉深模上定形的毛坯安裝定位裝置，同時要預(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)計計算3.1 毛坯尺寸計算按中性層計算尺寸，h=（29.50.5）=29，=（72.70.351）74。工件的相對高度29740.4。根據(jù)相對高度從表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算公式為：將=74，Hh=(292) 31,r(80.5) 8.5代入上式，即得毛坯的直徑為： 1163.2 判斷拉深次數(shù)工件總的拉深因數(shù)741160.64。毛坯的相對厚度11160.0086。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0.00860.045（1）0.0162，采用壓邊圈并加以合理的壓邊力對拉深有利，可以減小m。故需加壓邊圈。由相對厚度可以從表4-2中查得首次拉深的極限拉深因數(shù)0.54。因，故工件只需一次拉深。3.3 排樣及相關(guān)計算采用有廢料直排的排樣方式，查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選750×1000的鋼材，每張鋼板可剪裁為6張條料（125mm×1000mm），每張條料可沖8個工件，故每張鋼板的材料利用率為67.6%。3.3.1 排樣的計算1沖裁件面積的計算A×43.14×116410562.962條料寬度查得無側(cè)壓裝置時條料的寬度計算公式為：BD2aC查表2.5.2的最小搭邊值0.8，1；條料與導(dǎo)料板間隙0.5；B1162×0.80.5118.13步距11611174一個步進(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為:式中,A10562.96,1, B118.1, 117代入式中:763.3.2 沖壓力的計算1落料力的計算落料力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力,它是選用壓力機(jī)和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一.查公式2.6.1,確定落料力的計算公式為:FKL式中,系數(shù)，是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口的磨損，板料的力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取k1.3。材料抗剪強(qiáng)度; 查表1.3.6,取300Ma。L沖裁周邊長度；LD3.14×421.271322.79，料厚t1。所以，落料力為:F1.3×364.24×1×300142053.6N2壓邊力的計算由表4-15確定壓邊力的計算公式為:F(d2 r)4式中，r r8，116，74，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：F×2.7MPa11350N3拉深力的計算用式4-35計算拉深力：Fdtb k拉深系數(shù)0.64，可查表4-18得：0.75，08鋼的強(qiáng)度極限b440 MPa。將0.75，74，t1，b440 MPa代入上式，即：F（0.75×3.14×74×1×440）N76700N4沖壓工藝總力FFFF 142053.6N11350N76700N230103.6N3.4 模具工作部分尺寸的計算3.4.1 拉深模的間隙拉深模的凸、凹模之間間隙對拉深力、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則拉深模的間隙Z=2×1.1 mm =2.2mm3.4.2 拉深模的圓角半徑凹模的圓角半徑r按表413選取r8t8mm，凹模的圓角半徑r等于工件的內(nèi)圓角半徑，即r= r r=8 mm3.4.3 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)計原則，落料時以凹模為設(shè)計基準(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。由式2.4.1確定落料凹模的尺寸：（x）查表2.3.3得=0.18 mm，=0.12 mm；查表2.4.1得，=0.035 mm，=0.025 mm；116 mm為14級，取x=0.5；（1160.5×0.87） mm115.57 mm由式2.4.2確定落料凸模的尺寸： （） （11.570.100） mm115.45 mm校核：+ 0.035 mm0.025 mm0.18 mm0.12 mm 0.06 mm0.06 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)計基準(zhǔn)。凸模尺寸的計算見式4-26：（0.4）將模具公差按IT10級選取，則0.12 mm。把72.7 mm，0.7 mm，0.12 mm代入上式，則凸模尺寸為：（72.70.4×0.7） mm72.98 mm間隙取在凹模上，則凹模的尺寸按式（4-27）計算，即：（0.4）把72.7 mm，0.7 mm，0.12 mm代入上式，則凹模尺寸為：（72.70.4×0.72.2）mm75.18mm3.5 凸模通氣孔的設(shè)計當(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，通氣孔的開口高度應(yīng)大于沖件的高度，一般取=（510）。，通氣孔的直徑不宜過小，否則容易被潤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。通氣孔的開口高度311041圖 3.5.1 通氣孔的結(jié)構(gòu)示意圖4 模具的總體設(shè)計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，即停止送進(jìn)。因為該模具使用的是條料，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，并利用裝在壓力機(jī)工作臺下的標(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5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計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)計由于工件形狀簡單對稱，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，其長度L可按下式計算：2065382式中： 凸模固定板的厚度，取20； 落料凹模的厚度，取65； 裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板料厚度大小，決定3。 材料：T10A 熱處理：5660HRC圖5.1.1 拉深凸模材料：GrWMn 熱處理：工作部分局部淬火，硬度6064HRC材料：GrWMn 熱處理：5864HRC圖 5.1.3 凸、凹模凸、凹模因為型孔較多，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)計它是用以確定加工材料和毛坯正確位置的零件。5.2.1 擋料銷的設(shè)計 直徑12，6，高度2的型固定擋料銷擋料銷 12×6×2 2866.11815.2.2 壓邊圈的設(shè)計為防止毛坯凸緣在拉深過程中起皺，通常使用的拉深模應(yīng)帶有壓邊裝置。該設(shè)計計算得到0.00860.045（1）0.0162，必須采用壓邊裝置。5.2.2.1 壓邊裝置的類型 壓邊裝置一般采用壓邊圈5.2.2.2 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。5.2.2.3 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0.20.5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。壓邊圈與毛坯接觸的一面，要保證毛坯順利流入筒壁。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R0.8um。其余工作表面達(dá)到R06.33.2um即可。首次拉深壓邊圈的內(nèi)孔D，比凸模直徑大千分之一，即 D=1.001將=72.98代入上式中，可得： D=1.001×72.98=73.05壓邊圈的厚度H取20。得到壓邊圈的結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖5.2.2.1 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。5.3.1 導(dǎo)料板（固定卸料板）的設(shè)計長度 160，寬度40，厚度16導(dǎo)料板 160×40×16 7648.5材料：45 熱處理：調(diào)質(zhì) 28325.3.2 頂桿的設(shè)計直徑16，長度125的頂桿 頂桿 16×125 2867.381 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34根頂桿，至少2根。該副模具設(shè)計4根，以保證工件順利頂出。5.3.3 打桿的設(shè)計 直徑10，長度160的型打桿 打桿 10×160 2967.181 材料：45 69988 熱處理硬度：43485.3.4 推件塊的設(shè)計 圖5.3.4.1 推件塊的結(jié)構(gòu)示意圖5.4 導(dǎo)向零件的設(shè)計它是作為上模在工作時的運(yùn)動方向，保證模具上、下部分正確的相對位置的零件。為防止裝模時，上模誤轉(zhuǎn)180°裝配，將模架中兩對導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細(xì)不等；導(dǎo)柱 ×分別為35×210，40×210；導(dǎo)套 ××分別為35×115×43，40×115×43。5.5 固定零件的設(shè)計5.5.1 模柄的設(shè)計選用直徑d=30，高度H=88，材料為Q235的B型壓入式模柄。模柄 B30×88 GB2862-81 5.5.2 上模墊板的設(shè)計圖 5.2.2.1 上模墊板的結(jié)構(gòu)示意圖5.5.3 下模墊板的設(shè)計直徑 200，厚度10，材料為45鋼的圓形板墊板 200×10 7643.65.5.4 下固定板的設(shè)計直徑 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5.6.1 內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)脑O(shè)計5.6.1.1 用于固定凸、凹模和上模墊板在模架上保持其固定的位置，選取數(shù)量為4個螺釘規(guī)格 公稱長度 = 52，性能等級為8.8級。螺釘 70.1 12×525.6.1.2 用于固定導(dǎo)料板（固定卸料板），選用數(shù)量為4個。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。螺釘 70.1 12×1305.6.2 圓柱銷的設(shè)計5.6.2.1 用于凹模、凸模固定板、凸模墊板、下模座準(zhǔn)確定位，圓柱銷孔裝配時配作。初選用數(shù)量為2個。公稱直徑 10，公差為6，公稱長度= 95，材料為鋼銷 119.1 1010×955.6.2.2 用于上模座，上模墊板，凸、凹模準(zhǔn)確定位，圓柱銷孔裝配時配作。初選數(shù)量為2個。銷 119.1 1010×705.7 模架的及其它零部件的選用5.7.1 模架的設(shè)計模具采用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，可承受較大的沖壓力。凹模周界：D=250閉合高度：240280上模座的尺寸：250×250×45下模座的尺寸：250×250×555.7.2 模架的技術(shù)要求5.7.2.1 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。5.7.2.2 裝入模架的每對導(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0.0070.022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0.51.5.7.2.4 裝配后的模架,其上模應(yīng)沿導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)平穩(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。5.7.2.6 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。5.7.2.7 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H7m6。2除浮動式模柄外，其他模柄裝入上模座后，模柄的軸心線對上模座上平面的垂直度公差，在全長范圍內(nèi)不大于0.05。5.7.3 其它零部件的選用上模座厚度取45，即H=45上模墊板厚度取20，即H=20固定卸料板厚度取20，即H=16下固定板厚度取20，即H=20下模墊板厚度取10，即H=10下模座厚度取55，即H=55由于此落料拉深模為非標(biāo)準(zhǔn)形式，需計算模具閉合高度。其中各模板的尺寸需取國標(biāo)。所以模具的閉合高度：HH+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H=（4520676520105534）= 248式中：H 凸、凹，模的高度，H67； H 凹模的厚度，H 65； H 凹模與下模座的配合長度，H34。可見模具的閉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2.52.5×31.578。根據(jù)沖壓工藝總力計算結(jié)果F230103.6N并結(jié)合工作行程，初選開式雙柱固定壓力機(jī)JA21-35。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力KN 350 滑塊行程mm 130 行程次數(shù)(次min) 50最大閉合高度mm 280 閉合高度調(diào)節(jié)量mm 60 滑塊中心線至床身距離mm 205 立柱距離mm 428 工作臺尺寸（前后×左右）mm 380×610 工作臺孔尺寸（前后×左右）mm 200×290 墊板尺寸（厚度×直徑）mm 60×22.5 模柄孔尺寸 （直徑×深度）mm 50×70 滑塊底面尺寸（前后×左右）mm 210×2707 模具總裝圖由以上設(shè)計，可以得到模具總裝圖。為了實現(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3。模具的工作過程：將條料送入剛性卸料板下的長條形槽中，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?；爻?，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)一個步距，進(jìn)行下一個工件的生產(chǎn)。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 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，形狀比較簡單，加工主要采用車削。8.1 凸模811 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。812 確定基準(zhǔn)凸模的工作部分對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)計基準(zhǔn)。813 擬定加工路線下料 鍛造 熱處理 車削 熱處理 磨端面 車削 熱處理磨削 鉗工精修 檢驗814 機(jī)械加工工藝過程由于回彈等因素在設(shè)計時難以準(zhǔn)確考慮，導(dǎo)致凸模尺寸的計算值與實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821 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。822 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)計基準(zhǔn)。823 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824 機(jī)械加工工藝過程由于回彈等因素在設(shè)計時難以準(zhǔn)確考慮，導(dǎo)致凸、凹模尺寸的計算值與實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831 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。832 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)計基準(zhǔn)。833 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834 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9.1.1 模柄的裝配 因為這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H7m6，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。9.1.2 凸模的安裝 凸模與下模座的配合要求是H7k6。裝配時，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）把凹模放在凸模固定板上，找正與下模座對中的螺釘銷釘過孔，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 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9.3.1是沖裁模試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生的原因及調(diào)整的方法。表9.3.1沖裁模試沖時的缺陷和調(diào)整沖模試沖時的缺陷產(chǎn)生原因調(diào)整方法送料不暢通或調(diào)料被卡死1、 兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有斜度2、 凸模與卸料板之間的間隙過大，使搭邊翻扭根據(jù)情況銼修或重裝導(dǎo)料板減小凸模與卸料板之間的間隙刃口相交1、 導(dǎo)套與導(dǎo)柱配合間隙過大使導(dǎo)向不準(zhǔn)2、 導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件的安裝不準(zhǔn)重裝凸?；?qū)е鼡Q導(dǎo)套與導(dǎo)柱卸料不正常1、 橡膠的彈力不足2、 凹模有倒錐度造成工件堵塞更換橡膠修整凹模沖裁件質(zhì)量不好1、 有毛刺2、 沖件不平1、 刃口不鋒利或淬火硬度過低2、 配合間隙過大或過小合理調(diào)整凸模和凹模的間隙及修工作不份尺寸1、凹模有倒錐度2、頂料桿和工件接觸面過小修整凹模更換頂料桿9.4 模具的調(diào)試9.4.1模具調(diào)試的目的模具試沖、調(diào)整簡稱調(diào)試，調(diào)試的目的在于：1、鑒定模具的質(zhì)量。驗證該模具生產(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)計中的某些尺寸。5、通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，積累經(jīng)驗，有助于進(jìn)一步提高模具設(shè)計和制造水平。由此可見，模具調(diào)試過程十分重要，是必不可少的。但調(diào)試的市價和試沖次數(shù)應(yīng)盡可能少，這就要求模具設(shè)計與制造質(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。9.4.2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：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)計小結(jié)近年來，由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計已成為一個行業(yè)越來越引起人們的重視。畢業(yè)設(shè)計是為了模具設(shè)計與制造專業(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)實際知識，進(jìn)行一次模具設(shè)計的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨立工作的能力。其次鞏固與擴(kuò)充沖壓模具設(shè)計與制造等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟。最后也掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 沖壓模具設(shè)計通過收集資料、工藝分析、工藝計算、確定沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，各個零部件的設(shè)計、繪制模具總裝配圖、零件圖，最后完善和書寫設(shè)計說明書，終于完成整個的設(shè)計過程。設(shè)計過程中不僅僅是對所學(xué)課本理論知識的總結(jié)，相對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)計中間也或多或少出現(xiàn)了不少的錯誤，畢竟老師上課講的都是理論的東西，在實際設(shè)計中還有許多模糊不懂的地方。正因為如此，在設(shè)計中的收獲還是挺大的，使我更深刻、更系統(tǒng)的對沖壓模具的認(rèn)識和學(xué)習(xí)，這對以后的畢業(yè)設(shè)計和將來參加工作做了鋪墊，可謂是為將來的實際工作打了個先鋒。致謝本人在畢業(yè)設(shè)計的學(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)致以誠摯的謝意。本人才疏學(xué)淺、缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中一定有不少錯誤和不當(dāng)之處。懇請廣大的老師、同學(xué)不吝賜教，誠摯希望得到大家的批評指正。參考文獻(xiàn)1劉建超、張寶忠主編沖壓模具設(shè)計與制造高等教育出版社，20042模具實用技術(shù)叢書編委會編著沖模設(shè)計應(yīng)用實例機(jī)械工業(yè)出版社，19993方昆凡主編公差與配合技術(shù)手冊北京出版社，19984鄭家賢主編沖壓工藝與模具設(shè)計實用技術(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)用手冊機(jī)械工業(yè)出版社，19946全國模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會編中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19987馮丙堯、韓泰榮主編模具設(shè)計與制造簡明手冊上海科學(xué)技術(shù)出版社，8王孝培主編沖壓手冊機(jī)械工業(yè)出版社20009肖祥芷、王孝培主編.中國模具設(shè)計大典.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)上海報刊發(fā)行局2006共 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