自動變速箱飛輪沖壓模具的設計

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CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 題目 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 二級學院 直屬學部 專業(yè) 班級 學生姓名 學號 指導教師姓名 職稱 評閱教師姓名 職稱 2014 年 11 月 常州工學院畢業(yè)設計 摘 要 沖壓成型是金屬成型的一種重要方法 它主要適用于材質較軟的金屬成型 可以 一次成型形狀復雜的精密制件 本課題就自動變速箱飛輪沖壓模具設計 闡述冷沖模 具的設計過程 本設計對指定工件進行的模具設計 利用 Auto CAD 軟件對制件進行設計繪圖 明 確了設計思路 確定了沖壓成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核 如此設計出的結構可確保模具工作運用可靠 保證了與其他部件的配合 并繪制了模 具的裝配圖和零件圖 本課題通過對工件的沖壓模具設計 鞏固和深化了所學知識 取得了比較滿意的 效果 達到了預期的設計意圖 關鍵詞 沖壓成型 冷沖模具 工藝過程 自動變速箱飛輪 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 目 錄 前 言 1 1 緒論 2 1 1 我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 2 1 2 我國沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢 2 2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結構類型 4 2 1 產品零件圖 4 2 2 工件工藝分析 4 2 3 工藝方案及模具結構類型 5 3 落料模 方案一 6 3 1 落料模簡圖 6 3 2 落料件工藝分析 6 3 3 排樣設計 6 3 4 確定條料利用率 7 3 5 裁板方式 8 3 6 計算沖裁力 8 4 落料模零 部件結構設計 10 4 1 凸模結構設計 10 4 2 凹模結構設計 10 5 拉深 鐓粗模設計計算 12 5 1 拉深 鐓粗模 12 5 2 半成品零件圖 13 5 3 工件工藝分析 13 5 4 排樣設計 13 5 5 確定條料利用率 14 5 6 裁板方式 15 5 7 計算沖壓力 15 5 8 計算壓力中心 16 6 落料拉深復合模零 部件結構設計 方案二 17 6 1 半成品零件圖 17 6 2 工件工藝分析 17 6 3 模具自制零件的材料及熱處理要求 17 6 4 排樣設計 17 常州工學院畢業(yè)設計 6 5 確定條料利用率 19 6 6 裁板方式 19 6 7 計算沖裁力 19 6 8 計算壓力中心 20 6 9 凸 凹模結構設計 20 6 9 1 凸模 20 6 9 2 凹模 21 6 9 3 凸凹模工作尺寸計算 23 6 10 定位形式與結構設計 24 6 10 1 設計原則 24 6 10 2 定位零件機構與應用 25 6 11 卸料結構設計 26 6 12 復合模導向 安裝和有關零 部件 26 6 12 1 導向 26 6 12 2 結構件與安裝 26 6 13 緊固件選用 27 7 壓力機的選用與校核 29 8 鐓粗模設計計算 30 8 1 鐓粗力的計算及壓力機的選擇 30 8 1 1 鐓粗力的計算 30 8 1 2 鐓粗用壓力機的額定壓力的確定 30 8 2 鐓粗件的分析 30 8 3 鐓粗模工作部分尺寸的確定 30 8 4 鐓粗模零件總體尺寸的確定 31 8 4 1 凸 凹模尺寸 31 8 4 2 上 下模座尺寸 31 8 4 3 緊固件選用 31 8 4 4 模具自制零件的材料及熱處理要求 31 9 模具裝配 32 總 結 33 致 謝 34 參考文獻 35 常州工學院畢業(yè)設計 1 前 言 模具在汽車 拖拉機 飛機 家用電器 工程機械 動力機械 冶金 機床 兵 器 儀器儀表 輕工 日用五金等制造業(yè)中 起著極為重要的作用 模具是實現(xiàn)上述 行業(yè)的鈑金件 鍛件 粉末冶金件 鑄件 壓鑄件 注塑件 橡膠件 玻璃件和陶瓷 件等生產的重要工藝裝備 采用模具生產毛坯或成品零件 是材料成形的重要方式之 一 與切削加工相比 具有材料利用率高 能耗低 產品性能好 生產效率高和成本 低等顯著特點 大學三年所學對于知識的海洋來說也許還不夠說滄海一粟 但是對于具體的個人 來說卻是會算有很大收獲的 此次畢業(yè)設計不僅是對自己所學的一次全面總結 而且 是對我們所具備的綜合能力的一次考查 更是我們將理論與實踐相結合的實際運用前 的一次實際應用 此次設計所依據的工件是在工廠實際進行生產的 在參觀了工廠已采用的生產方 式和生產設備 并在老師認真 耐心的指導下進行了此次設計 在對模具的經濟性 模具的壽命 生產周期及生產成本等因素進行了全面仔細的分析下 我分析了兩個設 計方案 落料 拉深復合模與鐓粗單工序模 落料單工序模與拉深鐓粗復合模 為了高 質量的完成此次設計我用了大量的時間和精力查閱了很多資料 包括 模具設計手冊 冷沖模設計 模具設計大典 和 模具圖冊 等 相信對我以后在實際工作中的 應用會有很大益處 因我個人經驗和水平有限 設計之中難免會存在不合理之處 請各位老師多多批 評指正 這次設計是在寧愛林老師的精心指導和嚴格要求下完成的 老師的嚴謹求實的治 學態(tài)度 待人以誠的寬廣胸懷以及淵博的知識為我們樹立了榜樣 在此向老師致以最 誠摯的謝意 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 2 1 緒論 1 1 我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 改革開放以來 隨著國民經濟的高速發(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)加大了用于技術進步的投資力度 將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的 重要動力 一些國內模具企業(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 用于沖壓模的設計中 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步 東風汽車 公司模具廠 一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具 此外 許多研 究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā) 經過多年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術方面取得了顯著進步 在提高模具質量和縮短模具設計制造周期 等方面做出了貢獻 例如 吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS 軟件 華中理工大學模具技術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 精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低 CAD CAE CAM 技術的普及率不高 許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等 致使相 當一部分大型 精密 復雜和長壽命模具依賴進口 1 2 我國沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢 模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品 交貨期短 精度高 質量好 價格低 的 要求服務 達到這一要求急需發(fā)展如下幾項 1 全面推廣 CAD CAM CAE 技術 模具 CAD CAM CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向 隨著微機軟件的發(fā)展和進 步 普及 CAD CAM CAE 技術的條件已基本成熟 各企業(yè)將加大 CAD CAM 技術培訓 和技術服務的力度 進一步擴大 CAE 技術的應用范圍 計算機和網絡的發(fā)展正使 CAD CAM CAE 技術跨地區(qū) 跨企業(yè) 跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能 實現(xiàn)技 術資源的重新整合 使虛擬制造成為可能 2 高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工 大幅度提高了加工效率 并可獲得極高的表面 常州工學院畢業(yè)設計 3 光潔度 另外 還可加工高硬度模塊 還具有溫升低 熱變形小等優(yōu)點 高速銑削加 工技術的發(fā)展 對汽車 家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力 目前它已向 更高的敏捷化 智能化 集成化方向發(fā)展 3 模具掃描及數字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的 諸多功能 大大縮短了模具的在研制制造周期 有些快速掃描系統(tǒng) 可快速安裝在已 有的數控銑床及加工中心上 實現(xiàn)快速數據采集 自動生成各種不同數控系統(tǒng)的加工 程序 不同格式的 CAD 數據 用于模具制造業(yè)的 逆向工程 模具掃描系統(tǒng)已在汽車 摩托車 家電等行業(yè)得到成功應用 相信在 十五 期間將發(fā)揮更大的作用 4 電火花銑削加工 電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術 這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電 極加工型腔的新技術 它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工 像 數控銑一樣 因此不再需要制造復雜的成型電極 這顯然是電火花成形加工領域的重 大發(fā)展 國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用 預計這一技術將得到發(fā)展 5 提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高 估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已 達到 30 左右 國外發(fā)達國家一般為 80 左右 6 優(yōu)質材料及先進表面處理技術 選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要 模 具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié) 模具熱處理的發(fā)展 方向是采用真空熱處理 模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積 TiN TiC 等 等離子噴涂等技術 7 模具研磨拋光將自動化 智能化 模具表面的質量對模具使用壽命 制件外觀質量等方面均有較大的影響 研究自 動化 智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作 以提高模具表面質量是重要的發(fā) 展趨勢 8 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標 模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合 配有隨行 定位夾具或定位盤 有完整的機具 刀具數控庫 有完整的數控柔性同步系統(tǒng) 有質 量監(jiān)測控制系統(tǒng) 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 4 2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結構類型 2 1 產品零件圖 圖 2 1 產品零件圖 工件如圖所示 材料為 45 鋼 底部最大厚度為 10mm 側壁厚度為 11mm 圖中 所注尺寸精度均為 IT14 2 2 工件工藝分析 1 材料 該沖裁件的材料 45 鋼是普通碳素結構鋼 具有較好的可拉深性能 2 零件結構 該工件外形輪廓尺寸大 結構較簡單 形狀規(guī)則 并在轉角處有圓 角 機械強度要求高 按目前的鑄造技術生產的鑄件還不能滿足使用要求 3 尺寸精度 零件圖上所注尺寸公差無特殊要求 所以按 IT14 級選取 該零件為自動變速箱飛輪 材料為 45 鋼 飛輪底部的外圓要通過壓入方式和齒環(huán) 內表面裝配 飛輪的內表面和其他零件也有裝配關系 所以飛輪的 2 個圓角半徑要達 到 R5mm 和 R2 5mm 該零件結構尺寸較大 內 外徑分別為 273 3mm 和 251 3mm 底部最大厚度為 10mm 側壁厚度為 11mm 如果通過反擠壓成形 按照體積相等原理 毛坯尺寸取 273 mm 15 4mm 擠壓 件斷面收縮率為 2210584 7 3 Ad 式中 擠壓件內徑 mm1 毛坯直徑 mm0 查文獻 可知黑色金屬反擠壓時合適的變形程度為 25 A 75 圖 2 2 所示零 2 件的變形程度已超出許用范圍 金屬流動將會嚴重不均勻 由于位于凸模下方中心部 分的難變形金屬處于剛性狀態(tài) 成形力將會急劇上升 此時模具應力也將因超出許用 值而使模具損壞 擠壓件也達不到要求的高度 因此該零件不能采用擠壓工藝成形 圖 2 2 所示零件為簡單的回轉體 可以先拉深成形 然后再整形到圖紙要求的尺寸 常州工學院畢業(yè)設計 5 圖 2 2 自動變速箱飛輪 2 3 工藝方案及模具結構類型 該零件包括落料 拉深 鐓粗三個基本工序 可以采用以下三種方案 1 先落料 再拉深 最后鐓粗 采用單工序模生產 2 落料 拉深復合沖壓 再鐓粗 采用復合模與單工序模相結合生產 3 先落料 再拉深 鐓粗復合沖壓 采用單工序模與復合結構模結合生產 方案 模具結構簡單 制造周期短 加工成本低 但需要三道工序 三套模具才 能完成零件的加工 生產效率較低 難以滿足零件大批量生產的需求 由于零件結構 簡單 為提高生產效率 應采用復合沖裁或連續(xù)沖裁方式 宜采用方案二和方案三 以下就這兩套方案分別進行分析 并通過比較 得出最優(yōu)方案 進行詳細的設計計算 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 6 3 落料模 方案一 3 1 落料模簡圖 12345789106 1 下模座 2 凹模 3 導料板 4 固定檔料銷 5 導板 6 凸模固定板 7 墊板 8 上模座 9 模柄 10 凸模 圖 3 落料模簡圖 3 2 落料件工藝分析 1 材料 該沖裁件的材料 45 鋼是優(yōu)質碳素結構鋼 具有較好的可拉深性能 2 尺寸精度 零件圖上所注尺寸公差無特殊要求 屬自由尺寸 可按 IT14 級確 定工件尺寸的公差 查公差表可得各尺寸公差為 落料件外行尺寸 mm mm 1 4356 0 36 由于落料件尺寸教大 而且落料毛坯有較多缺陷 如毛刺 斷面不整齊 對拉深 鐓粗復合模的凸 凹模結構設計帶來諸多困難 如果采用方案二 可以解決這一問題 因為在落料拉深復合模中 落料拉深同時進行 從坯料到拉深毛坯的過程中外形尺寸 減少 這樣也可以使下道工序所使用的鐓粗模具結構尺寸相應減少 這樣既節(jié)省了材 料 提高了經濟效益 而且也可以使工作效率有很大提高 3 3 排樣設計 在沖壓零件中 節(jié)約材料和減少廢料具有非常重要的意義 特別是在大批量生產 中 較好的確定沖壓件的尺寸和合理排樣是降低成本的重要措施之一 沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣 排樣的合理與否影響到材料的經濟利用 還會影響到模具結構與壽命 生產率 工件公差等級 生產操作方便與安全等 排樣 方法按有無廢料可分為三種 無廢料排樣 少廢料排樣 有廢料排樣 無廢料排樣是指工件與工件之間 工件與條料之間均無廢料 少廢料排樣是指沿 工件的部分外形切斷或沖裁 而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側搭邊 無廢料排樣是 全部沿工件外形沖裁 在沖裁刃之間 工件與條料之間均無搭邊 1 根據以上述敘可見 采用少 無廢料排樣要求工件的相應無搭邊部分公差等級與 常州工學院畢業(yè)設計 7 板材一致或根本上無公差要求 鑒于圖 3 1 所示的工件尺寸及公差等級 采用少 無廢 料排樣均不能滿足要求 因此應采用有廢料排樣 經計算此工件采用對排排樣 可提 高材料利用率 但會使模具制造難度增大 模具制造成本增加 考慮到此零件材料為 45 鋼 材料成本相對偏低 故只考慮直排方案 設選取固定卸料板 有側壓板時 查 表 2 8 知 當 R 2t 時 材料厚度 1 5 0 t 12 兩工件間的搭邊 a 0 6t 工件邊緣搭邊 a 1 0 7tmm 選取厚度為 10 的鋼 板 根據變形前后體積不變原理 取毛坯直徑為 340mm 條料寬度按 式 2 26 計 2 算 即 3 1 001 2 BD 式中 B 條料公稱寬度 mm D 垂直于送料方向的工件尺寸 mm 側搭邊 mm 1a 條料寬度的公差 見 表 2 9 則 2 條料寬度 B 340 2 0 7 10 2 0 3560 02 步距為 362 mm 上式按 式 2 26 查 表 2 9 知 2 0 2 2 確定后排樣圖如圖 3 2 所示 圖 3 2 排樣圖 3 4 確定條料利用率 查板材標準 宜選取 1000mm 2000mm 10mm 的鋼板 t 工件的有效面積 99487 76mm0S 2 假如 條料長度為 1000mm 則條料上可沖壓工件數為 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 8 個 取 2 個1062 735n n 假如 條料長度為 2000mm 則條料上可沖壓工件數為 個 取 n 5 個1 6 顯然 兩種規(guī)格的利用率是相等的 即 59487 10 69 8203 3 5 裁板方式 裁板方式 根據板材規(guī)格 1000 2000 2 按直排法可裁條數為 條 長度為 1000mm 120 356 s 取 5 條 S 條 長度為 2000mm 2 1 取 10 條 兩種裁板方式得到的工件數分別為 2 5 10 件1nS 5 2 10 件2 2 板料利用率 019487 610 9 8 即選取把板料裁成長為 1000mm 寬為 356mm 的條料的裁板方式 3 6 計算沖裁力 由于此簡單模采用剛性卸料裝置和自然漏料方式 故按 式 2 17 總的沖壓力 4 為 3 2 P 總 推 卸 式中 總的沖壓力 總 落料時的沖裁力 推件力 推 常州工學院畢業(yè)設計 9 卸料力 P卸 查表 549Mpa K 1 3 經計算 1117 84mm L落 落料力 1 3 1117 84 2 549 1000 kN KLt 落 1595 604 kN 卸料力 P卸 卸 查 表 2 6 0 05 則 4K卸 0 05 2735 559kN 136 778 kN 卸 推料力 推 nP推 式中 0 8 查 表 2 2 h 8mm 查 表 2 6 0 05 則 ht 5 5K推 0 8 0 05 2735 559kN 109 422 kN 推 計算總沖壓力 總 落 卸 推 1595 604 4272 753 136 778 109 422 1841 805 kN 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 10 4 落料模零 部件結構設計 4 1 凸模結構設計 為了保證凸模能夠正常工作 設計任何結構形式的凸模都必須滿足如下三個原則 1 精確定位 凸模安裝到固定板上以后 在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā) 生任何方向的移位 否則將造成沖裁間隙不均勻 降低模具壽命 嚴重時造成啃模 2 防止拔出 回程時 卸料力對凸模產生拉深作用 凸模的結構應能防止凸模 從固定板中拔出 3 防止轉動 1 凸模的結構形式 經綜合考慮 選用無固定臺階式凸模 其工作部分和固定部分為等斷面形式 故 非常適合凸模刃口用線切割或成形磨削成形 2 凸模長度 凸模長度 L 應根據模具的結構確定 據文獻 式 3 1 凸模長度 的計算公式 6 L凸 為 4 1 L凸 1H23 式中 固定板厚度 mm 1H 卸料板厚度 mm 2 倒料板厚度 mm 3 附加厚度 包括凸模的總修磨量 10 15mm 凸模進入凹模的 深度 0 5 1mm 及模具閉合狀態(tài)下凸模固定板與卸料板的安全距離 15 20mm 等 4 2 凹模結構設計 1 計算凹模外形尺寸 從凹模有效面積矩形 b 向四周擴大一個允許的凹模壁厚 C 值 即為凹模外形尺l 寸 L B 的尺寸 凸 凹模加工方法一般分為兩種 凸 凹模分開加工法和凸 凹模配合加工法 當凸 凹模分開加工時 模具具有互換性 便于模具成批制造 但是制模精度要求高 制造困難 相應地會增加加工成本 凸 凹模配合加工適合于較復雜的 非圓形的模 具 制造簡便 成本低廉 采用配做法制模時 配做件的最后精加工要等基準件完全加工完才進行 按配做 法制模的加工順序 落料時先加工凹模 配做凸模 沖孔時先加工凸模 配做凹模 在工件尺寸精度較低 特別是板料較薄時 基準件的公差值較大 而配做件允許的公 差值要小得多 這說明基準件加工較容易 而配做件加工較難 由于現(xiàn)在凹模基本上 都采用線切割方法加工 精度可達 0 01 0 02mm 而凸模因結構形式不同有多種加 工方法 在留出不小于 0 02mm 研磨量的情況下 凹模型孔一般都能采用線切割方法 一次加工出來 因此 對于常用的沖裁模 選擇凹模為配做件 加工比較方便 常州工學院畢業(yè)設計 11 對于落料 則需要將計算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口尺寸后 再進行標注 由先制凹模改為先制凸模 2 落料凸模刃口尺寸 落料凸模磨損后增大的尺寸 按 式 2 36 進行計算 7 即 4 2 pBdA 4 minZ0 4 axi 公差為 IT14 級時磨損補償系數 0 5 按板料厚度 10mm 查 表 2 3 知 1 0 6mm 則按上式計算落料凸模的刃口尺寸為 minZ 00 01 4 35 14 356 514 6 落料凸模磨損后減小的尺寸 按 式 2 37 進行計算 即 4 3 pAdBx minZ 40 minbi 則按上式計算落料凸模磨損后增大的刃口尺寸為 0 14 0 0 351 4356 514 69 3 凸 凹模間隙 查 表 2 3 知 0 6mm 0 050mm 則 5zmin 0 6 0 050 0 65mm 4 12 maxzin 此落料模中的凹模按照落料凸模的實際尺寸進行配做 雙邊最小間隙為 0 6mm 最大間隙不得超過 0 0 65mm 大批量生產 且工件精度要求不高時 按大間隙可提高模具壽命 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 12 5 拉深 鐓粗模設計計算 5 1 拉深 鐓粗模 123456789101234 圖 5 1 拉深 鐓粗復合模裝配圖 1 下模板 2 凹模 3 頂料板 4 工件 5 拉深凸模 6 復位板 7 上模板 8 墊板 9 打料桿 10 壓板 11 拉 桿 12 凸模固定板 13 鐓粗凸模 14 頂桿 模具安裝在雙動液壓機 如 Y28 400T 400T 上 上模板 7 與設備的外滑塊相連 內滑塊和壓板 10 相連 開始拉伸時 內滑塊靜止 外滑塊下行 拉伸凸模 5 拉伸板料 拉伸結束時 外滑塊不動 內滑塊開始下行 通過件 9 推動鐓粗凸模 13 下行 鐓粗拉 伸件側壁 成形 R2 5 和 R5 圓角 成形結束后 內滑塊上行 鐓粗凸模 l3 在復位板 6 的作用下復位 外滑塊上行 頂出油缸推動頂桿 14 使頂料板 3 把工件 4 從凹模 2 中頂出 如果坯件抱在凸模 5 上 可通過鐓粗凸模 13 把工件 4 從拉伸凸模 5 上卸下 所以件 9 10 13 具有雙重作用 即成形和卸料 此模具結構是在拉伸模中設計鐓粗 凸模 在拉伸結束后鐓粗成形 模具結構如圖 5 1 所示 常州工學院畢業(yè)設計 13 5 2 半成品零件圖 圖 5 2 半成品零件圖 5 3 工件工藝分析 1 材料 該沖裁件的材料 45 鋼是優(yōu)質碳素結構鋼 具有較好的可拉深性能 2 零件結構 該工件外形結構較簡單 形狀規(guī)則 并在轉角處有圓角 拉深后鐓 粗可達到圖紙要求 3 尺寸精度 零件圖上所注尺寸公差無特殊要求 屬自由尺寸 可按 IT14 級確 定工件尺寸的公差 查公差表可得各尺寸公差為 零件外形 mm mm mm 0 253R 0 25R 0 65273 0 65213 mm mm 0 361 5 4 排樣設計 在沖壓零件中 節(jié)約材料和減少廢料具有非常重要的意義 特別是在大批量生產 中 較好的確定沖壓件的尺寸和合理排樣是降低成本的重要措施之一 沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣 排樣的合理與否影響到材料的經濟利用 還會影響到模具結構與壽命 生產率 工件公差等級 生產操作方便與安全等 排樣 方法按有無廢料可分為三種 無廢料排樣 少廢料排樣 有廢料排樣 無廢料排樣是指工件與工件之間 工件與條料之間均無廢料 少廢料排樣是指沿 工件的部分外形切斷或沖裁 而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側搭邊 無廢料排樣是 全部沿工件外形沖裁 在沖裁刃之間 工件與條料之間均無搭邊 1 根據以上述敘可見 采用少 無廢料排樣要求工件的相應無搭邊部分公差等級與 板材一致或根本上無公差要求 鑒于圖 3 1 所示的工件尺寸及公差等級 采用少 無廢 料排樣均不能滿足要求 因此應采用有廢料排樣 經計算此工件采用對排排樣 可提 高材料利用率 但會使模具制造難度增大 模具制造成本增加 考慮到此零件材料為 45 鋼 材料成本相對偏低 故只考慮直排方案 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 14 設選取固定卸料板 有側壓板時 查文獻 表 2 8 知 當 R 2t 時 材料厚度 7 5 0 t 12 兩工件間的搭邊 a 0 6t 工件邊緣搭邊 a 1 0 7tmm 選取厚度為 10 的鋼 板 根據變形前后體積不變原理 取毛坯直徑為 340mm 條料寬度按文獻 中式 1 2 26 計算 即 5 1 001 2 BD 式中 B 條料公稱寬度 mm D 垂直于送料方向的工件尺寸 mm 側搭邊 mm 1a 條料寬度的公差 見文獻 表 2 9 則 8 條料寬度 B 340 2 0 7 10 2 0 02 356 02 步距為 362 mm 上式按文獻 式 2 26 查文獻 表 2 9 知 2 0 7 7 確定后排樣圖如圖 3 3 所示 圖 5 3 排樣圖 5 5 確定條料利用率 查板材標準 宜選取 1000mm 2000mm 10mm 的鋼板 工件的有效面積 99487 76mm0S 2 假如 條料長度為 1000mm 則條料上可沖壓工件數為 個 取 2 個16 735n n 假如 條料長度為 2000mm 則條料上可沖壓工件數為 常州工學院畢業(yè)設計 15 個 取 n 5 個12065 3n 顯然 兩種規(guī)格的利用率是相等的 即 9487 10 69 8205 5 6 裁板方式 裁板方式 根據板材規(guī)格 1000 2000 2 按直排法可裁條數為 條 長度為 1000mm 120 356 s 取 5 條 S 條 長度為 2000mm 2 1 取 10 條 兩種裁板方式得到的工件數分別為 2 5 10 件1nS 5 2 10 件2 2 板料利用率 019487 610 9 8 即選取把板料裁成長為 1000mm 寬為 356mm 的條料的裁板方式 5 7 計算沖壓力 由于此復合模采用剛性卸料裝置和自然漏料方式 故按文獻 式 2 17 總的沖 9 壓力為 P 總 拉 卸 推 5 2 式中 總的沖壓力 總 拉深時的沖壓力 P拉 卸料力 卸 推件力 推 查表 549Mpa K 1 3 經計算 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 16 1117 84mm 794 42mmL落 拉 拉深力 0 72 3 14 275 5 10 686 1000 kN bKdtP 拉 3272 753 kN 卸料力 卸 卸 查文獻 表 2 6 0 05 則 2卸 0 05 2735 559kN 136 778 kN 卸 推料力 P推 Kn推 式中 0 8 查 表 2 2 h 8mm 查 表 2 6 0 05 則 ht 7 2 1K推 0 8 0 05 2735 559kN 109 422 kN 推 計算總沖壓力 P 總 落 拉 卸 推 1595 604 4272 753 136 778 109 422 3519 352 kN 5 8 計算壓力中心 由于此落料件為圓形鋼板 壓力中心可取其幾何中心 由計算知 此拉深 鐓粗模具結構所須沖壓力大 從而模具的使用壽命降低 而且 此拉深 鐓粗模具結構可能產生的工藝問題有 工件在凸模圓角處變薄拉裂和鐓粗時在 該處折疊 圖紙要求凸模圓角要盡可能小 這樣就有可能出現(xiàn)毛坯在凸模圓角處變薄 拉裂 這是一個厚板拉伸 不存在發(fā)蘭處起皺問題 從而鐓粗時可能在圓角處產生 折疊缺陷 在給定的最小凸模圓角 r12mm 情況下 板料在圓角處有一定的變薄 此處的應變也較大 局部變形不均勻 而且有拉裂的趨勢 總結以上分析的結論 決定選用方案二 即先采用落料拉深復合模 然后經過鐓 粗單工序模具進行鐓粗整形 以下就方案二作詳細的設計計算 常州工學院畢業(yè)設計 17 6 落料拉深復合模零 部件結構設計 方案二 6 1 半成品零件圖 圖 6 1 半成品零件圖 6 2 工件工藝分析 1 材料 該沖裁件的材料 45 鋼是優(yōu)質碳素結構鋼 具有較好的可拉深性能 2 零件結構 該工件外形結構較簡單 形狀規(guī)則 并在轉角處有圓角 拉深后鐓 粗可達到圖紙要求 3 尺寸精度 零件圖上所注尺寸公差無特殊要求 屬自由尺寸 可按 IT14 級確 定工件尺寸的公差 查公差表可得各尺寸公差為 零件外形 mm mm mm 0 253R 0 25R 0 65273 0 65213 mm mm 0 361 6 3 模具自制零件的材料及熱處理要求 上 下模座 HT200 模 柄 Q235A 43 48HRC 凸模固定板 Q2353A 43 48HRC 凹 模 CrWMn 58 60HRC 凸 模 CrWMn 58 60HRC 導 料 板 45 鋼 調質 28 32HRC 固定擋料銷 45 鋼 43 48HRC 導 板 45 鋼 43 48HRC 6 4 排樣設計 在沖壓零件中 節(jié)約材料和減少廢料具有非常重要的意義 特別是在大批量生產 中 較好的確定沖壓件的尺寸和合理排樣是降低成本的重要措施之一 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 18 沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣 排樣的合理與否影響到材料的經濟利用 還會影響到模具結構與壽命 生產率 工件公差等級 生產操作方便與安全等 排樣 方法按有無廢料可分為三種 無廢料排樣 少廢料排樣 有廢料排樣 無廢料排樣是指工件與工件之間 工件與條料之間均無廢料 少廢料排樣是指沿 工件的部分外形切斷或沖裁 而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側搭邊 無廢料排樣是 全部沿工件外形沖裁 在沖裁刃之間 工件與條料之間均無搭邊 1 根據以上述敘可見 采用少 無廢料排樣要求工件的相應無搭邊部分公差等級與 板材一致或根本上無公差要求 鑒于圖 3 1 所示的工件尺寸及公差等級 采用少 無廢 料排樣均不能滿足要求 因此應采用有廢料排樣 經計算此工件采用對排排樣 可提 高材料利用率 但會使模具制造難度增大 模具制造成本增加 考慮到此零件材料為 45 鋼 材料成本相對偏低 故只考慮直排方案 設選取固定卸料板 有側壓板時 查文獻 1 表 2 8 知 當 R 2t 時 材料厚度 5 0 t 12 兩工件間的搭邊 a 0 6t 工件邊緣搭邊 a 1 0 7tmm 選取厚度為 10 的鋼 板 根據變形前后體積不變原理 取毛坯直徑為 340mm 條料寬度按文獻 中式 1 2 26 計算 即 6 1 001 2 BD 式中 B 條料公稱寬度 mm D 垂直于送料方向的工件尺寸 mm 側搭邊 mm 1a 條料寬度的公差 見文獻 1 表 2 9 則 條料寬度 B 340 2 0 7 10 2 0 02 356 02 步距為 362 mm 上式按文獻 式 2 26 查文獻 表 2 9 知 2 0 1 1 確定后排樣圖如圖 6 2 所示 圖 6 2 排樣圖 常州工學院畢業(yè)設計 19 6 5 確定條料利用率 查板材標準 宜選取 1000mm 2000mm 10mm 的鋼板 工件的有效面積 99487 76mm0S 2 假如 條料長度為 1000mm 則條料上可沖壓工件數為 個 取 2 個16 735n n 假如 條料長度為 2000mm 則條料上可沖壓工件數為 個 取 n 5 個120 6 顯然 兩種規(guī)格的利用率是相等的 即 59487 10 69 8203 6 6 裁板方式 裁板方式 根據板材規(guī)格 1000 2000 2 按直排法可裁條數為 條 長度為 1000mm 120 356 s 取 5 條 S 條 長度為 2000mm 2 1 取 10 條 兩種裁板方式得到的工件數分別為 2 5 10 件1nS 5 2 10 件2 2 板料利用率 019487 610 9 8 即選取把板料裁成長為 1000mm 寬為 356mm 的條料的裁板方式 6 7 計算沖裁力 由于此復合模采用剛性卸料裝置和自然漏料方式 故按文獻 式 2 17 總的沖 9 壓力為 1 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 20 PP 總 落 拉 卸 推 6 2 式中 總的沖壓力 總 落料時的沖裁力 P落 拉深時的沖壓力 拉 卸料力 卸 推件力 推 查表 549Mpa K 1 3 經計算 1117 84mm 794 42mmL落 拉 落料力 1 3 1117 84 2 549 1000 kN KLtP 落 1595 604 kN 拉深力 0 72 3 14 275 5 10 686 1000 kN bdt 拉 3272 753 kN 卸料力 卸 KP卸 查文獻 表 2 6 0 05 則 1卸 0 05 2735 559kN 136 778 kN 卸 推料力 推 KnP推 式中 0 8 查 表 2 2 h 8mm 查 表 2 6 0 05 則 ht 7 2 12K推 0 8 0 05 2735 559kN 109 422 kN 推 計算總沖壓力 總 落 拉 卸 推 1595 604 4272 753 136 778 109 422 5114 558 kN 6 8 計算壓力中心 由于此落料件為圓形鋼板 壓力中心可取其幾何中心 常州工學院畢業(yè)設計 21 6 9 凸 凹模結構設計 6 9 1 凸模 為了保證凸模能夠正常工作 設計任何結構形式的凸模都必須滿足如下三個原則 1 精確定位 凸模安裝到固定板上以后 在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā) 生任何方向的移位 否則將造成沖裁間隙不均勻 降低模具壽命 嚴重時造成啃模 2 防止拔出 回程時 卸料力對凸模產生拉深作用 凸模的結構應能防止凸模 從固定板中拔出 3 防止轉動 1 凸模的結構形式 經綜合考慮 選用固定臺階式凸模 故非常適合凸模刃口用線切割或成形磨削成 形 2 固定方式 凸模正確固定應該是既要保證凸模工作可靠和良好的穩(wěn)定性 還要使凸模在更換 或修理時拆裝方便 由于凸模尺寸大 固定方式采用螺釘與凸臺結合的方式 如圖 6 3 圖 6 3 凸模固定 3 凸模長度 凸模長度 L 應根據模具的結構確定 據文獻 式 3 1 凸模長度 的計算公式 12 L凸 為 6 2 凸 1H23 式中 固定板厚度 mm 卸料板厚度 mm 2 導料板厚度 mm 3 附加厚度 包括凸模的總修磨量 10 15mm 凸模進入凹模的深 度 0 5 1mm 及模具閉合狀態(tài)下凸模固定板與卸料板的安全距離 15 20mm 等 則 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 22 L凸 1H23 108 30 15 20 173mm 6 9 2 凹模 1 類型 據文獻 由于拉深成形凹模 刃口強度較高 刃口修磨后工作部分尺寸不變 1 制造方便 但是在刃口孔內易于聚集廢料或工件 增大了凹模的脹裂力 推件力和孔 壁的磨損 磨損后刃口形成倒錐形狀 可能使拉深成的工件從孔口反跳到凹模表面上 造成操作困難 如圖 6 2 所示 圖 6 4 凹模結構 2 凹模結構尺寸的確定 1 據 式 3 11 和 3 12 10 凹模厚度 H Kb 須 15mm 6 3 凹模壁厚 C 1 5 2 H 須 30 40mm 6 4 式中 b 沖裁件最大外形尺寸 b 356mm K 系數 查 表 3 3 取 K 0 28 則 9 H Kb 0 28 356 99 68mm 取 30mm C 2H 200mm 6 5 max0D 凹凹 6 6 0inmaxinZDZ 凸凸 凹 式中 分別為落料凹模和凸模的基本尺寸 凸 凹 沖裁件的公差 常州工學院畢業(yè)設計 23 x 磨損系數 工件公差為 IT14 以下時 取 x 0 5 0 50 5max0356 38D 凹凹 in 0 50 35814Z 凸 凹 2 確定凸凹模有效面積 如圖 6 3 所示 從型孔邊界畫一矩形 b 初定為凹模有效面積l 圖 6 5 凹模有效面積 凹模有效面積矩形的對稱中心應與壓力中心重合 以便使模柄的中心線通過壓力 中心 但壓力中心對于矩形的寬度 b 處于對稱位置 而對于長度 并不處于對稱位置 l 壓力中心到矩形左邊的距離小于到右邊的距離 因此應將矩形的長度 增大為 使壓l 力中心對于 處于對稱位置 即以壓力中心到矩形左邊的距離為實際凹模有效面積矩l 形長度的一半 則修正后的凹模有效面積矩形的長度 與寬度 b 分別為 l 356 2 189 547mml B 356 2 174 532mm 3 計算凹模外形尺寸 從凹模有效面積矩形 b 向四周擴大一個允許的凹模壁厚 C 值 即 60mm 即為l 凹模外形尺寸 L B 的尺寸 則 凹模長度 L L 547 2 100 747mm 凹模寬度 B B 532 2 100 732mm 凹模尺寸 L B h 747 732 153mm 經綜合考慮 將上述尺寸圓整為 747 747 153mm 6 9 3 凸凹模工作尺寸計算 凸 凹模加工方法一般分為兩種 凸 凹模分開加工法和凸 凹模配合加工法 當凸 凹模分開加工時 模具具有互換性 便于模具成批制造 但是制模精度要求高 制造困難 相應地會增加加工成本 凸 凹模配合加工適合于較復雜的 非圓形的模 具 制造簡便 成本低廉 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 24 采用配做法制模時 配做件的最后精加工要等基準件完全加工完才進行 按配做 法制模的加工順序 落料時先加工凹模 配做凸模 拉深時先加工凸模 配做凹模 在工件尺寸精度較低 特別是板料較薄時 基準件的公差值較大 而配做件允許的公 差值要小得多 這說明基準件加工較容易 而配做件加工較難 由于現(xiàn)在凹?；旧?都采用線切割方法加工 精度可達 0 01 0 02mm 而凸模因結構形式不同有多種加工 方法 在留出不小于 0 02mm 研磨量的情況下 凹模型孔一般都能采用線切割方法一 次加工出來 因此 對于常用的沖裁模 選擇凹模為配做件 加工比較方便 3 選擇凹模為配做件 對于拉深 按前述方法計算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和 凹模工作圖上進行標注 而對于落料 則需要將計算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口 尺寸后 再進行標注 由先制凹模改為先制凸模 1 落料凸模刃口尺寸 落料凸模磨損后增大的尺寸 按文獻 式 2 36 進行計算 1 即 6 7 pBdA 4 minZ0 4 axi 公差為 IT14 級時磨損補償系數 0 5 按板料厚度 2mm 查 表 2 3 知 x 14 0 120mm 則按上式計算落料凸模的刃口尺寸為 minZ 00 01 4 35 14 356 514 6 落料凸模磨損后減小的尺寸 按 式 2 37 進行計算 即 6 8 pAdBx minZ 40 minbi 則按上式計算落料凸模磨損后增大的刃口尺寸為 0 14 0 0 351 4356 514 69 2 拉深模間隙 查文獻 表 6 15 知 7 Z 10mm 6 9 1 t 大批量生產 且工件精度要求不高時 按大間隙可提高模具壽命 6 10 定位形式與結構設計 6 10 1 設計原則 1 定位支承點和支承面 定位至少有三個支承點 通常采用支承面 兩個導 向點 有時可采用導向面 及一個定程點 有時可采用定程面 定位的支承點及導向 點之間應有足夠的距離 以保證坯料及條料的定位精度和穩(wěn)定 常州工學院畢業(yè)設計 25 2 定位的方向與位置選擇 定位的方向與位置應使操作方便 送料方向從右至 左或從前至后較為合適 前者導向點最好設計在后側 后者導向點設計在左側較為合 適 在校平及整形時 最好先采用以外形初定位 再以導正銷定位的方法 3 處理好粗定位與精定位的關系 多工位級進模等在多工序聯(lián)合沖壓時 往往 設有初始定位 粗定位 和最終定位 精定位 所構成的復合型定位機構 上 下工 序的定位形式應力求一致 粗定位要服從精定位 以防止相互矛盾 4 某些非對稱外形的制件定位 其定位方向應固定 以免沖反而影響制件的質 量 5 多工序沖壓各工序沖壓基準 沖壓件的全部工序應保證定位基準統(tǒng)一的原則 否則容易增大定位誤差 多道工序分別沖壓時 上 下工序的定位形式應力求一致 6 應保證定位的可靠和沖壓的安全 定位機構必須遠離產生細小廢料或切屑的 地方 否則這些廢料和切屑的混入 常會影響定位工作和定位尺寸精度 同時還要注 意定位機構不應被廢料堵塞或卡住 以保證沖壓的安全和可靠性 2 6 10 2 定位零件機構與應用 1 固定擋料銷 如圖 6 3 按文獻 表 22 5 58 選用 32mm 高度為 40mm 的圓頭形式的固定擋料 7 銷 其作用是給予條料在送料時以確定的送進距離 圖 6 6 固定擋料銷 2 導料板 條料靠著導料板一側導向送進 以免送偏 此復合模中 從前右向左送料 如圖 6 4 此處選用分離式導料板 為使條料順利通過 導料板間的距離應等于條料的最大 寬度加上一間隙值 一般大于 0 5mm 查文獻 表 3 8 選導料板的高度 H 8mm 1 模具導料板之間的距離按文獻 式 2 27 計算 即 1 A B b 6 7 0 式中 B 條料公稱寬度 mm b 條料與導料板間的間隙 見文獻 7 表 2 9 0 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 26 A 356 b 1 2 357 2mm0 圖 6 7 導料板 6 11 卸料結構設計 卸料結構是用于將條料 廢料從凸模上卸下的裝置 見圖 6 5 固定卸料板結構簡 單 卸料力大 在此復合模中卸料板兼作凸凹模的導向板 卸料板孔應按凸凹模配做 卸 料 板 圖 6 8 固定式導板模 6 12 復合模導向 安裝和有關零 部件 6 12 1 導向 導向零件是指上 下模的導向裝置零件 在大批量生產中為了便于裝模 或在精 度要求較高的情況下 模具都采用導向裝置 以保證精確的定位 提高沖件質量及模 具壽命 常用的導向裝置有導板和導柱導套 此復合模中采用導柱導套導向 6 12 2 結構件與安裝 1 上 下模座 模座分為上模座和下模座 整個模具的各個零件都直接或間接地固定在上 下模 座上 因此它是整個模具的基礎 上模座通過模柄安裝在沖床滑塊上 下模座用壓板 和螺栓固定在工作臺上 矩形模座外形不帶導柱 套 的模座的外形尺寸 其矩形長度尺寸為MZL 2 L 40 100 MZL 6 9 常州工學院畢業(yè)設計 27 式中 矩形模座尺寸 mm MZL L 矩形凹模尺寸 mm 750 80 830mmZ 矩形模座的寬度 B 應稍大于凹模寬度 而此模具中凹模寬度已足夠大 所以取 B 240mm 模座的厚度尺寸確定如下 1 4 1 6 mzHdH 6 10 式中 模座厚度 mm mzH 凹模厚度 mm 則 d 1 4 1 6 140mmz 此復合模中上 下模座均取 195mm 2 墊板與凸模固定板 墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力 以降低模座所受的單位壓力 保 護模座以免被凸模端面壓陷而影響模具的正常工作 其外形尺寸與凹模周界尺寸一致 取其厚度為 10mm 用凸模固定板將凸模固定在模座上 其平面輪廓尺寸除應保證凸模安裝孔外 還 要考慮螺釘與銷釘孔的設置 固定板的外形與凹模輪廓尺寸基本上是一致的 一般取 其厚度等于凹模厚度的 60 80 此處取 120mm 固定板孔與凸模采用過渡配合 H7 m6 壓裝后端面要磨平 以保證沖模的垂直度 3 模柄 模柄是連接上模與壓力機的零件 此處選用壓入式模柄 它與上模座孔采用 H7 m6 過渡配合 并加螺釘固定 d 值按壓力機模座孔為 200 按文獻 表 22 5 24 選 4 模柄 A200 250 見圖 6 11 圖 6 11 模柄 A200 250 6 13 緊固件選用 按已確定的沖模形式及計算出的參數 從冷沖模標準中查出有關標準件 具體 5 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 28 如下 銷釘 2 32 120 GB119 86 2 32 150 GB119 86 1 4m6 22 GB T 119 1 2000 4 6 35 GB119 86 螺釘 4 M36 80 GB75 85 4 M36 100 GB70 85 1 M24 80 GB T 75 1985 常州工學院畢業(yè)設計 29 7 壓力機的選用與校核 所選用的壓力機公稱壓力應大于計算出來的總沖壓力 壓力機的最大裝模高度應 大于或等于 765mm 沖模閉合高度 5mm 工作臺板尺寸應能滿足沖模的正確安裝 按上述要求可選用雙動拉深壓力機 JB46 315 其主要技術參數為 公稱壓力 6300kN 滑塊行程 500mm 最大封閉高度 950mm 封閉高度調節(jié)量 500mm 模柄孔尺寸 50mm 70mm 工作臺尺寸 前后 左右 1600mm 3150mm 1 沖壓力的校核 總沖壓力 6114 558kN 公稱壓力 6300kN 2 做功校核 雙動拉深壓力機的選用與通用壓力機類似 一般雙動拉深壓力機僅做拉深用 故 可不進行做功效核 只要工藝力 位移曲線落在壓力機的安全操作區(qū)內即可 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 30 8 鐓粗模設計計算 8 1 鐓粗力的計算及壓力機的選擇 8 1 1 鐓粗力的計算 該零件為自動變速箱飛輪 材料為 45 鋼 飛輪底部的外圓要通過壓入方式和齒環(huán) 內表面裝配 飛輪的內表面和其他零件也有裝配關系 所以飛輪的 2 個圓角半徑要達 到 R5mm 和 R2 5mm 必須采用鐓粗工藝 局部鐓粗的變形力也無較確定的計算方法 可以采用與此類似工作狀態(tài)的閉式鐓 擠力計算公式 P 4 985 1 0 001 D 2s 式中 D 直徑 m 為變形終了時材料的屈服強度 MPas 45 鋼在常溫下的屈服點為 353Mpa 在 700 800 時大約為 Mpa 考慮加工硬化和成形過程的溫度變化 一般90 1 取 100Mpa 計算得到總變形力約為 300 噸 比一次成形時的擠壓力小 8 1 2 鐓粗用壓力機的額定壓力的確定 為了確保機械壓力機的安全 按經驗 可將計算的鐓粗力限制在壓力機額定壓力 的 75 80 并據此確定壓力機的額定壓力 按上述要求可選用雙動液壓機 Y28 400T 其主要技術參數為 公稱壓力 4000KN 滑塊行程 500 最大封閉高度 800 封閉高度調節(jié)量 400 工作臺尺寸 前后 左右 1500 2800mm 8 2 鐓粗件的分析 工件在凸模圓角處變薄拉裂和鐓粗時在該處折疊 圖紙要求凸模圓角要盡可能小 這樣就有可能出現(xiàn)毛坯在凸模圓角處變薄拉裂 這是一個厚板拉伸 不存在發(fā)蘭處起 皺問題 從而鐓粗時可能在圓角處產生折疊缺陷 在給定的最小凸模圓角 r12mm 情況下 板料在圓角處有一定的變薄 此處的應變也較大 但總體上變形 較為均勻 拉裂的趨勢很小 拉伸件的壁厚從上部到底部圓角處 由最大值過渡到最 小值 變形先從圓角處開始 較為均勻 鐓粗開始后 凸模圓角處金屬向外流動 坯 料和凸模分離 并最后形成較小的外圓角 但是并沒有產生折疊 因此凸模圓角 r 是 影響該工藝的關鍵參數 增大 r 可減輕圓角處的變薄程度從而降低折疊的趨勢 結果 顯示 該工藝可行 在生產時 可根據情況適當增加凸模圓角值 工件在內圓角處要 進行機械加工 所以輕微的折疊不會影響產品的質量 8 3 鐓粗模工作部分尺寸的確定 此鐓粗模主要是為了使工件的底部外圓角達到要求尺寸 模芯與工件內底面接觸 常州工學院畢業(yè)設計 31 是影響內圓角的主要因數 鐓粗凸模直接與工件的上表面接觸 無圓角要求 如圖 圖 8 1 鐓粗凸模 鐓粗件的彎曲圓角半徑大于最小彎曲半徑 凸模圓角半徑取工件半徑 R5 凹模圓角 半徑取理論最小值 2 5mm 8 4 鐓粗模零件總體尺寸的確定 8 4 1 凸 凹模尺寸 凹模半徑 取 364mm 凸模長度基本尺寸 141 2mm 凸模內徑 252mm 8 4 2 上 下模座尺寸 上模座 長 寬 高 1230mm 1250mm 141mm 模柄 203mm 270mm 此處將模柄與上模座做為整體 下模座 長 寬 高 1230mm 1250mm 175mm 8 4 3 緊固件選用 按已確定的鐓粗模形式及計算出的參數 從模具標準中查出有關標準件 具體如 下 5 銷釘 2 30 120 GB119 86 4 24 100 GB119 86 螺釘 2 20 80 GB65 76 4 M30 120 GB70 76 4 M24 100 GB2867 5 81 8 4 4 模具自制零件的材料及熱處理要求 上 下模座 45 鋼 調質 40 42HRC 凹 模 CrWMn 58 60HRC 凸 模 CrWMn 58 60HRC 自動變速箱飛輪沖壓模具設計 32 9 模具裝配 此處介紹連續(xù)模的裝配工藝 1 裝配前的準備 8 1 通讀模具圖樣 了解以下模具結構特點 1 工件排樣方法為直排法 2 送料定距采用初始擋料銷和固定擋料銷的形式 3 沖孔凸模和落料凸模均采用鉚接式固定方法 4 選用剛性卸料和壓入式模柄結構 5 沖孔 落料的廢料和工件均為下出料 根據以上特點 確定本模具裝配工藝要點是 由于其中有三個凸模之間的距離很 少 因此采用鉚接法固定 鉚接后應磨平 保證凸