不銹鋼餐盤模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要本畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是落料、拉深、切邊模具設(shè)計(jì)，敘述了沖壓的概念、特點(diǎn)、基本工序及應(yīng)用，分析了沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向，說明了沖壓模具的重要性。本文先對沖壓件進(jìn)行工藝分析，確定工藝方案，以工序少，模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)周期短，經(jīng)濟(jì)效益高為原則，選取最佳工藝方案，采用落料、拉深復(fù)合模。確定了沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了工藝分析與相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，包括拉深次數(shù)，排樣，利用率，沖壓力，拉深力等；還進(jìn)行了壓力機(jī)的選擇及模具零件主要工作部分尺寸及公差的計(jì)算。最后，采用 CAXA 繪制了這一套模具的裝配總圖和全部非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。關(guān)鍵詞：不銹鋼餐盤；矩形毛坯；復(fù)合模； Dynaform 模擬I河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)ABSTR ACTThis graduation design is the subject of blanking, drawing, tr imming die design, thebasic process and application of stamping concepts, char acter istics, narrative,analyses thepres ent situation and development direction of stamping technology, illustrates theimpor tance of stamping mould. This paper firs t analysis of the technology of stamping parts,determine the process plan, with les s process, the die structur e is simple, short productioncycle, high economic benefit as the principle, and choose the optimum scheme, usingthecompound die blanking, drawing, punching. Des ign of the overall structure of the stampingdie, the calculation and design process analysis , including the number of drawing, layout,utilization rate, the pressure, the drawing for ce; also for selection and calculation of mainworking parts of die parts dimensions and toler ances for press. Finally, CAXA is used todraw the assembly drawing of this set of mold and nonstandard parts.Keywordss: stainless steel plate; rectangular; compound die; Dynaform simulationII河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘 要.IABSTRACT. II第一章 緒 論.11.1 沖壓模具現(xiàn)狀.11.2 DynaForm 和 Ls_Dyna 軟件簡介. 21.3 課題工作內(nèi)容.21.4 不銹鋼餐盒拉深工藝的特點(diǎn). 31.5 課題技術(shù)要求.3第二章 工藝性分析及工藝方案確定.52.1 工件的工藝性分析.52.2 工藝方案的分析與確定.6第三章 基于 DYNAFORM 的工藝仿真分析 . 9第四章 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì).134.1 排樣. 134.1.1 常用排樣方法.134.1.2 排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算. 154.2 工藝力的計(jì)算.154.3 沖壓設(shè)備選擇.174.4 壓力中心的確定.184.5 壓力機(jī)的校驗(yàn).184.6 模具主要零部件的設(shè)計(jì). 194.6.1 刃口的計(jì)算.194.6.2 拉深模設(shè)計(jì).224.7 模具零件.244.7.1 工作零件.244.7.2 定位零件.264.7.3 卸料、導(dǎo)料零件. 27河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4.7.4 導(dǎo)向零件.284.7.5 固定零件.294.7.6 推件裝置.314.8 模具的閉合高度.324.9 模具工作分析.33第五章 結(jié) 論.34謝 辭.35參考文獻(xiàn).36河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 緒 論1.1 沖壓模具現(xiàn)狀沖壓是靠壓力和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其它方法難以制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進(jìn)模，可在一臺壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷、校平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。應(yīng)用范圍很廣泛，在全世界生產(chǎn)的鋼材中，有大約 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品，比如，汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工制造的。儀器儀表、家用電器、沖壓的應(yīng)用范圍很廣泛，在全世界生產(chǎn)的鋼材中，有大約 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品，比如，汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工制造的。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(dá) 50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到 12m，壽命2 億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到 Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善，高精度、高效益加工設(shè)備的使1河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多 。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD 處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊接技術(shù)也得到了應(yīng)用。1.2 DynaForm 和 Ls_Dyna 軟件簡介DynaFor m 是以 LS-DYNA 為結(jié)算器，專門針對板料成型的有限元前處理和后處理軟件。擁有強(qiáng)大的前處理功能，如劃分網(wǎng)格功能、定義拉延筋、壓邊力、成形速度以及材料參數(shù)等。后處理分析功能，能對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行精確分析，預(yù)測各種成形過程中可能出現(xiàn)的問題，如 FLD 成形極限圖、厚度云圖、坯料流動、變薄量云圖、應(yīng)力云圖、主/次應(yīng)變以及成形過程的任意位置坯料形狀等。DynaForm 和 Ls_Dyna 相結(jié)合，可以方便的進(jìn)行板料成型過程模擬。LS-DYNA 程序 960 版是功能齊全的幾何非線性（大位移、大轉(zhuǎn)動和大應(yīng)變） 、材料非線性（140 多種材料動態(tài)模型）和接觸非線性（50 多種）程序。它以 Lagrange 算法為主，兼有 ALE 和 Euler 算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結(jié)構(gòu)分析為主，兼有熱分析、流體-結(jié)構(gòu)耦合功能；以非線性動力分析為主，兼有靜力分析功能（如動力分析前的預(yù)應(yīng)力計(jì)算和薄板沖壓成型后的回彈計(jì)算） ；軍用和民用相結(jié)合的通用結(jié)構(gòu)分析非線性有限元程序。LS-DYNA 是通用的有限元分析程序，能夠模擬真實(shí)世界的各種復(fù)雜問題，特別適合求解各種二維、三維非線性結(jié)構(gòu)的高速碰撞、爆炸和金屬成型等非線性動力沖擊問題，同時(shí)可以求解傳熱、流體及流固耦合問題，在當(dāng)今最富有挑戰(zhàn)性的工程應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛認(rèn)可為最佳的分析軟件包。LS-DYNA 能夠預(yù)測設(shè)計(jì)模型對真實(shí)世界的各種事件是如何作為響應(yīng)的，所以可以最大程度地縮短設(shè)計(jì)周期、減少重復(fù)實(shí)驗(yàn)的耗費(fèi)，與實(shí)驗(yàn)的無數(shù)次對比也證實(shí)了其計(jì)算的可靠性。1.3 課題工作內(nèi)容本課題的任務(wù)是根據(jù)不銹鋼餐盒的工藝圖樣及相關(guān)技術(shù)要求，進(jìn)行相應(yīng)的制件工藝成形工藝優(yōu)化和模具設(shè)計(jì)。進(jìn)行該項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求必須掌握金屬材料成型的基本原理，2河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)熟悉各種沖壓設(shè)備的性能規(guī)格及常用的沖壓方法，并具有機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的通用行設(shè)計(jì)知識。首先要進(jìn)行對沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)相關(guān)資料的查詢，收集，并結(jié)合此制件圖樣的結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)要求做詳細(xì)的分析，在此基礎(chǔ)上，擬訂制件成形工藝方案，這項(xiàng)工作內(nèi)容包括：進(jìn)行各工序制件工藝尺寸及工藝力的計(jì)算，對第一次拉深過程盡心模擬仿真優(yōu)化工藝方案，繪制相應(yīng)模具結(jié)構(gòu)草圖，選擇相關(guān)設(shè)備，并進(jìn)行相應(yīng)模具的設(shè)計(jì)。1.4 不銹鋼餐盒拉深工藝的特點(diǎn)拉深時(shí)板料徑向受拉力，切向上受壓應(yīng)力 ，不銹鋼餐盒成形工藝與模具設(shè)計(jì)一共采用了落料、拉深、切邊、卷圓等四道工序。不銹鋼餐盒有四個(gè)矩形拉深和以個(gè)圓形拉深及一個(gè)矩形和半圓的拉深，拉深的工藝比較的復(fù)雜，毛坯的計(jì)算也較復(fù)雜。做好不銹鋼餐盒整個(gè)模具設(shè)計(jì)過程，以后在做比它還復(fù)雜的汽車覆蓋件時(shí)，就可以較快的熟悉其工藝，不僅可以為以后的工作做準(zhǔn)備，還可以學(xué)習(xí)到更深的沖壓工藝，因?yàn)楦采w件薄板拉深沖壓工藝學(xué)是沖壓知識界較難掌握的課題之一。矩形件拉深時(shí)坯料計(jì)算形狀及尺寸較難確定，而且要保證毛坯拉深過程中矩形之間和矩形和圓形的材料不會被拉深過薄而破裂。壓邊力的計(jì)算和壓邊裝置的選擇，工件的形狀比較復(fù)雜，拉深工藝力的計(jì)算也不容易，還有工序之間的組合，既要保證可以較高效率的加工工件又要保證設(shè)計(jì)的模具不是很復(fù)雜。以及最后的卷圓，因?yàn)樵诰韴A之前還要切邊，如果是采用單工序則比較的簡單，而要將切邊復(fù)合則有一定的難度 ，要較核凸模和凹模的剛度和強(qiáng)度。1.5 課題技術(shù)要求1：工藝方案設(shè)計(jì)（1）沖壓工藝方案的確定。（2）各工序的主要技術(shù)參數(shù)的分析，比較和選擇。（3）各工序模具結(jié)構(gòu)的確定。2：編寫設(shè)計(jì)說明書（1）方案設(shè)計(jì)說明內(nèi)容包括：制件分析、方案分析、各工序模具工作原理和簡要結(jié)構(gòu)說明、結(jié)構(gòu)及技術(shù)性能比較等。（2）工藝參數(shù)計(jì)算說明3河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)各工序的工藝參數(shù)計(jì)算，設(shè)備選擇計(jì)算及設(shè)計(jì)說明等。（3）模具結(jié)構(gòu)應(yīng)合理，工藝方案應(yīng)符合實(shí)際生產(chǎn)情況。4河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第二章 工藝性分析及工藝方案確定圖 2.1 三維零件圖2.1 工件的工藝性分析不銹鋼餐盒是用來盛裝食物的器皿（見圖） ，擬采用沖壓方法生產(chǎn)，使用的材料為不銹鋼， ，材料厚度 1.5mm。要求工件表面無明顯劃傷痕跡，開口處平整，邊緣無毛刺。屬于中大批量生產(chǎn)。零件的結(jié)構(gòu)及尺寸大?。涸摴ぜ橐痪匦卫罴捎诰匦渭钸^程中材料的流動速度不一樣，側(cè)壁還可能受剪而破裂。由于該工件結(jié)構(gòu)簡單對稱，矩形角部圓角半徑為 5 和 20mm，拉深深度為 22mm，遠(yuǎn)小于拉深極限。工件上的其余圓角半徑也較大，有不銹鋼餐盒的使用要求可知工件局部變薄是允許的，只要表面質(zhì)量和強(qiáng)度足夠就可以。零件的精度要求：由于該工件圖上未標(biāo)注公差尺寸，可知其各部分尺寸皆屬于自由精度。為了使模具制造簡單，降低生產(chǎn)成本，在保證工件達(dá)到工作要求的情況下，5河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工件的制造公差等級可按 IT12 級進(jìn)行標(biāo)注。2.2 工藝方案的分析與確定盒形零件的拉深次數(shù)主要與它的相對高度 H/B。其相對高度計(jì)算值小于或等于許用數(shù)值時(shí)，可一次拉深成形，否則須采用多次拉深成形，其拉深次數(shù)可根據(jù)相對高度值在表 5.18p178 中查取。對于本制件，其相對高度H/B22/250=0.088 (2-1)由以上數(shù)據(jù)查表.18p178 可得該制件的拉深極限為 0.49 左右，所以可以一次拉深成形，本制件屬于淺盒形零件。（2）修邊余量因?yàn)槭且淮卫畛尚?，由沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)p188 表 5.21 可知當(dāng)拉深次數(shù)為 1 時(shí)，修邊余量H 為：H=（0.03-0.05）H=0.04 22=0.88mm (2-2)取 H=22mm（3）毛坯計(jì)算由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊p129 公式 4-15 可知l1H 0.57rp 31 0.660.57 5 34.51mm (2-3)r1= 2rh = 2522 =14.83mm (2-4)pr 2 r 2rH 0.86rp (r rp ) 20 2 10 22 0.86 10( 20 0.1610) (2-6)25.58l3 H 0.57rp 14.14 0.66 0.57 5 17.65 mm (2-7)r 3 r 2rH 0.86rp ( r rp ) 20 2 10 10 0.8610(20 0.16 10) (2-8)20.35所以毛坯長度為L1 l1r175.6 34.5114.83 75.6 124.94 (2-9)L 2 l1r190.6 34.5114.8390.6 139.94 (2-10)L3 l2 r 2 110 .6 37 .37 25 .58 110 .6 173 .54 (2-11)62l 2 H 0.57r 31 0.66 0.57 10 37.36 mm (2-5)222河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)L 4 l 2 r 2 165.6 37.37 25.58 165.6 228.54L5 l 3r 3 38 17.65 20.3538 76根據(jù)圖分析可得L 長 3L130 30 L53124.94 30 30 75510.7L 寬 L2 30 30 L3139.94 173.54 1040363.48可知毛坯的寬度為 510.7mm，長度為 363.48mm.(2-12)(2-13)(2-14)(2-15)圖 2.2 毛坯圖（4）方案論證：經(jīng)過分析計(jì)算，可以確定制作該不銹鋼餐盒需要的工序有落料，拉深，切邊， ，卷圓四道工序，由于加工順序及加工時(shí)使用單工序?；蛘邚?fù)合模，多工序模的不同，可以用下面幾種方案對該餐盒進(jìn)行加工：方案一：先落料，其次拉深，再切邊，最后卷圓，都采用單工序模；7河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)方案二：先落料拉深，再切邊，最后卷圓，落料 拉深用復(fù)合模，切邊，卷圓用單工序模進(jìn)行加工；方案三：先落料拉深切邊采用復(fù)合模，最后最終翻遍，用單工序模；方案四：先落料，其次拉深切邊，最后卷圓，拉深切邊用復(fù)合膜其他用單工序模；方案五：落料拉深切邊翻邊卷圓復(fù)合模。在以上五種沖壓方案中，第一種方案工序最多，效率低，操作不方便，零件的位置精度不易保證，但模具結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，不適于批量生產(chǎn)。第二種方案工序少，制件精度高。由于是在沖床的一次行程內(nèi)，完成落料沖壓工序。因而減少了工件生產(chǎn)過程中的累積定位誤差。使沖出的制件內(nèi)外形相對位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。而且生產(chǎn)效率高，適合于大批量生產(chǎn)。第三種方案可以一套模具三種工序成型，效率高，完成該餐盒只見僅需 3 道工序就行，但設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本高。第四種方案與第二種方案類似，但與第二種方案相比，第二種方案能夠更好的保證制件沖壓時(shí)的加工精度，再進(jìn)行沖壓時(shí)無需再次定位。第五種方案采用一套模具四種工序，雖然能夠精確快速的完成制件的加工過程，但模具的設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，不利于大批量生產(chǎn)時(shí)模具的保養(yǎng)維修，而且模具生產(chǎn)成本高。根據(jù)以上分析，制作該不銹鋼餐盒使用第二種方案：首先落料拉深，用復(fù)合模，然后切邊，用單工序模，最后卷圓用單工序模，使用該方案不僅能提高不銹鋼餐盒的生產(chǎn)效率，而且也能相對的節(jié)約成本，適合于公司大批量高效生產(chǎn)。8河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 基于 DYNAFORM 的工藝仿 真分析不銹鋼餐盤可供餐廳、快餐店等使用外觀優(yōu)美，攜帶、洗滌方便，可重復(fù)使用不需丟棄，避免使用免洗餐具制造大量垃圾破壞環(huán)境，注重環(huán)保。材料為不銹鋼，厚度1.5mm，整體來看，具有材料較薄，外形尺寸不大，拉延深度小，成型不是困難，但有部分型面形狀變化大，有可能出現(xiàn)破裂.摘要：本文簡述了 CAE 技術(shù)在不銹鋼餐盤沖壓成形中的應(yīng)用，通過對拉延工序進(jìn)行沖壓成形模擬分析，提前預(yù)知成形缺陷，并采取有效措施，進(jìn)行工藝參數(shù)的調(diào)整與優(yōu)化。實(shí)踐證明，分析計(jì)算縮短了模具制造周期，減少了模具調(diào)試次數(shù) ，節(jié)約了生產(chǎn)成本。3產(chǎn)品分析過程 三維數(shù)據(jù)的導(dǎo)入利用 proe 等 CAD 設(shè)計(jì)軟件中對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行整理，確定相關(guān)材料、料厚及其偏置方向等相關(guān)參數(shù)，避免存在重疊面、尖角、漏洞等現(xiàn)象，包括沖壓方向、工藝補(bǔ)充面等，而后導(dǎo)入 Dynaform 分析軟件中，為了得到均勻規(guī)則的分析網(wǎng)格，提高分析精度 ，要進(jìn)一步檢查片體是否存在負(fù)角，并對局部尖角部位進(jìn)行型面光順，導(dǎo)入模型后凸模、凹模和壓邊圈的定位。因?yàn)椴捅P深 22mm，所以我們將凸模上移 24mm。點(diǎn)擊下拉菜單“Tools”“Position Tools”“Move Tool”彈出如圖 31 對話框，選擇PUNCH 和 Z Translation，在 Distance 設(shè)置里輸入 24， “Apply”“OK” 。完成后如圖 3.13.1 單元模型9河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)模擬分析結(jié)果研究 進(jìn)入后處理模塊。點(diǎn)擊下拉菜單 “eta/Post”“Yes”進(jìn)入后處理模塊界面，然后點(diǎn)擊下拉菜單“File”“open”選擇 d3plot 結(jié)果如圖 3.23.2 模型3.3 成形極限圖10河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3.4 厚度變化圖由圖中結(jié)果可看出，在邊緣厚度 1.0mm，起皺情況可以忽略。在底部有幾個(gè)角的厚度變成了 0.804mm，材料減薄量在 30%以內(nèi)，我們可以認(rèn)為沒有拉裂，因此，從坯料成型變薄情況來看，產(chǎn)品也可以成型。沖壓中的拉深成型是靠金屬流動來實(shí)現(xiàn)的，餐盤在成型過程中，是四個(gè)矩形、一個(gè)圓形和一個(gè)矩形和圓形的結(jié)合體是一次拉深成型的，這樣對金屬流動是不合理的。例如說三個(gè)一樣的矩形中間那個(gè)矩形，它在拉深過程中，需要周圍的金屬向里面流動，但是中間矩形的旁邊兩個(gè)矩形和里面大的矩形拉深過程中都需要周圍的金屬向里面流動，這可能導(dǎo)致兩個(gè)甚至三個(gè)拉深過程中離得較近的金屬在流動過程中可能導(dǎo)致嚴(yán)重減薄甚至拉裂。所以我認(rèn)為在設(shè)計(jì)拉深過程中不應(yīng)該一次成型，也不應(yīng)該一個(gè)一個(gè)成型，效率太低，還有在成型后面的拉深成型過程中，前面成型好的拉深矩形或圓形可能因?yàn)榻饘倭鲃佣鴮?dǎo)致變形，使餐盤報(bào)廢，所以生產(chǎn)過程中在第一次拉深以后的工序中，拉深好的地方 都得設(shè)計(jì)保持裝置，防止拉深好的地方發(fā)生變形?？偟膩碚f效率低，成本高。在成型過程中應(yīng)該分為三次成型因?yàn)閳A形拉深和放筷子的拉深地方拉深的比較淺，所以應(yīng)該最后拉深，一是因?yàn)槎荚谧钔鈧?cè)，二是比較淺金屬流動的比較少，對旁邊的影響相對較小。其次是比較大的矩形，最大的是在三個(gè)較小的矩形，綜合考慮應(yīng)該是先成型中間的小矩形和大矩形，然后在成型兩個(gè)小矩形，最后成型兩個(gè)淺拉深。因?yàn)榈谝淮纬尚托【匦魏痛缶匦魏?，第二次成型兩個(gè)小矩形，還有拉深硬化影響中間小矩形受力比較好，大矩形受影響比較小，第二次成型小矩形，是因?yàn)榈谌纬尚蛢蓚€(gè)淺拉深過程中金屬流動表較少，兩個(gè)淺拉深在最外側(cè)，金屬流動比較好，里面已經(jīng)在第一、11河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)二工序過程中受到拉伸，所以產(chǎn)生拉伸硬化金屬不易流動，外面的受到影響少，最外側(cè)幾乎不受影響，所以，金屬優(yōu)先從外側(cè)流動，所以成型較好。12河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第四章 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)4.1 排樣4.1.1 常用排樣方法表 4-1 搭邊 a 和 a1 數(shù)值材料厚度0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.012圓件 及圓 角 r 2t的工件工件間 a1 沿邊 a1.8 2.01.2 1.51.0 1.20.8 1.01.0 1.21.2 1.51.5 1.81.8 2.22.2 2.52.5 2.83.0 3.50.6t 0.7t矩形工件邊長L 50mm工件間 a1 沿邊 a2.2 2.51.8 2.01.5 1.81.2 1.51.5 1.81.8 2.02.0 2.22.2 2.52.5 2.82.5 3.23.5 4.00.7t 0.8t矩形工件邊長 L50mm或 r2t 的工件工件間 a1 沿邊 a2.8 3.02.2 2.51.8 2.01.5 1.81.8 2.02.0 2.22.2 2.52.5 2.82.8 3.23.2 3.54.0 4.50.8t 0.9t（1）沖裁件是一矩形工件，材料為不銹鋼，厚度 t=1.5mm，由沖壓工藝及模具1=2.8mm，如圖所示。13設(shè)計(jì)手冊P36 表 2-12 可知工件間搭邊 a=（1.82.8）=2.5mm,側(cè)搭邊 =（2.2 3.2）河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)送料進(jìn)距條料寬度S=510.7+2.5=513.2B(D 2a ) (363.48 22.8 1.0) 01.0 370.08 01.0圖 4.1 排樣(4-1)(4-2)A=B+b=370.08+0.5=370.58（2）按沖裁工藝方法和材料的合理利用，條料排樣方法可分為三種：(4-3)123有廢料排樣：沿廢料全部外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊，沖件尺寸完全有沖模保證，沖件精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。少廢料排樣：沿沖件部分外緣沖切，只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。應(yīng)受剪裁條料質(zhì)量和送料定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，邊緣毛刺被帶入凹模會增大模具刃口磨損，影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。無廢料排樣：沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無搭邊，沖件質(zhì)量和模具壽命會更差一些，但材料利用率最高。為了保證落料后工件的精度，選用有廢料排樣。（3）條料在板料上的裁剪方式分為縱裁、橫裁和混合裁三種方法，由于沖件形狀、尺寸及排樣方式的不同，用板料裁剪條料形成的余料（廢料）損失也不同，會影響總的材料利用率?；旌喜迷诓僮鲿r(shí)易發(fā)生差錯(cuò)，會嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)中不宜采用。三種裁板方法如圖 4.2 所示：140 0A河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)A AB B(a)縱裁412 排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算（b）橫裁圖 4.2 板料的裁剪 方式（c）混合裁因?yàn)槭艿铰淞霞叽绲挠绊?尺寸比較的大)，所以不得不選用橫裁。沖裁件毛坯面積 F=185629.236 mm（1）20 個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率LB式中 B條料寬度；L條料進(jìn)距；n一個(gè)進(jìn)距內(nèi)工件個(gè)數(shù)；A沖裁件面積其中 L= 20L+19 a +2a=10268.08mm(4-4)(4-5)42 工藝力的計(jì)算nFBh 100% 20510.7363.4810268.08 370.08 100% 97.7% (4-6)度 由實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊P6 表 1-6 黑色金屬的機(jī)械性能查得不銹鋼的抗剪強(qiáng)b。b取 600MPa（1） 沖裁力 P ltP沖裁力；材料抗剪強(qiáng)度 MPa；(4-7)15BnF100%451 511 MPa ，抗拉強(qiáng)度 569 628MPa ，抗剪強(qiáng)度 ，抗拉強(qiáng)度河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)L材料輪廓長度；t材料厚度；其中 L 2202 (350250) 1165. 6mm；P lt 1165.61.5460 804264N ；而實(shí)際沖裁力應(yīng)按下式計(jì)算：沖（2） 卸料力表 42 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)(4-8)(4-9)(4-10)料厚 t/mm K 卸 K 推 K 頂鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0600.0900.0400.0700.0250.0600.020.0500.0150.0400.10.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0300.0800.0200.0600.030.070.030.09F推K 卸 F 沖K卸 卸料力系數(shù)由沖壓技術(shù)手冊P30 表 2-8 查得 K 卸 =045N (4-11)F推K 卸 F沖0.45 1045543.2 470494總的沖裁力 F 沖總（3）拉深力 F沖 F推1045543.2470494.441516037.6N (4-12)由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊P151 表 4-54 查得P LtbK式中 L盒形件的周長；r盒形件的角部(4-13)N16河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)t材料厚度 mm；b 材料的抗拉強(qiáng)度 Mpa；K4 拉深系數(shù)；查表 4-58 知 K4 =0.5L 3( 8092) 2 2(115 170) 2 (180 40) 40802436.8mmP 0.5 2436 .8 1.5 600 109650 N（4）壓邊力(4-14)(4-15)壓邊圈的作用是為了防止拉深過程中工件的邊壁或凸緣起皺，使毛坯（或半成品）被拉入凹模圓角以前保持穩(wěn)定狀態(tài)。壓邊圈的壓力必須適當(dāng)，如果過大，就要增加拉深力，因而會使工件拉裂，而壓邊圈壓力過低就會使工件的邊壁或凸緣起皺。壓邊圈的面積：A L 長L 寬- L B 185374 - 87500 97874mm (4-16)壓邊圈的壓力必須適當(dāng)，如果過大就要增加拉深力，因而容易使工件拉裂；壓邊圈的壓力過小，容易使工件的邊壁或凸緣起皺。壓邊力的計(jì)算公式： F P A (4-17)P 由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊P150 表 4-52 可取 43MpaQ P A 978743.0 293622N (4-18)總的拉深力 F 拉總 Q P 293622 1096560 1390182N (4-19)43 沖壓設(shè)備選擇（1）落料拉深復(fù)合壓力機(jī)的選擇不是單純的有一個(gè)因素來確定的。一是力，壓力機(jī)的公稱壓力不得小于落料拉深復(fù)合工作過程中任一瞬時(shí)的力，落料拉深復(fù)合工作過程中有兩個(gè)力的峰值，分別出現(xiàn)在落料的瞬間和剛開始拉深時(shí)。已知 F 沖總 F 沖 F 推 1516037.6 N、 F 拉總 Q P 1390182N ，所以壓力機(jī)的公稱壓力因該大于兩者中的最大值 1516037.6 N。P=(1.61.8) F 沖總 1.7 1516037.6 2425660.2 N (4-20)二是壓力機(jī)的行程，因?yàn)槭抢?，壓力機(jī)的行程應(yīng)是拉深件深度的兩倍以上，所172河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)以壓力機(jī)的行程達(dá)與 60 mm。三是要考慮壓力機(jī)的工作臺尺寸的大小，要保證模具裝的下，有足夠的空間方便工人操作。（2）查實(shí)用沖壓技術(shù)手冊P400 表 10-6，選開式壓力機(jī)。該設(shè)備的各種參數(shù)如下：表 4-3 開式壓力機(jī)工作臺孔尺寸/mm44 壓力中心的確定沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為模具的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線相重合，否則在沖壓時(shí)會使沖模與壓力機(jī)滑塊歪斜，引起凸凹模間隙不均和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至還會引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損，影響壓力機(jī)精度。所以設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心相重合。根據(jù) CAXA 可得 X=-6.844mm；Y=-2.683mm。4.5 壓力機(jī)的校驗(yàn)1）實(shí)際上力的校驗(yàn)和滑塊行程的校驗(yàn)在選壓力機(jī)得時(shí)候已經(jīng)考慮了。2）根據(jù)初步模具設(shè)計(jì)的高度為 270mm，因此，為了能配合壓力機(jī)的尺寸，此處選擇工作臺板 130 mm。因此，允許的最大裝模高度18公稱力（KN） 2500發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊離下極點(diǎn)距離(mm) 13滑塊行程 200標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)（不小于） （次/min） 30閉合高度調(diào)節(jié)量/mm 150滑塊中心到機(jī)身距離（喉深）/mm 425工作臺尺寸/mm 左右 800前后 650左右 350前后 460直徑 400立柱間距（不小于）/mm 650工作臺板厚度/mm 150河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)H MAX =450-130=320mm, H MIN =450-130-160=160mm (4-21)由于公式 H MIN +5mm H H MAX -10mm，所以模具的高度應(yīng)該在 165mm310mm 之間。由于一般取較大的值，所以此處的模具高度 H=270mm 是符合壓力機(jī)的要求的。4.6 模具主要零部件的設(shè)計(jì)4.6.1 刃口的計(jì)算（1）落料凸凹模刃口尺寸計(jì)算原則:落料時(shí),落料件的外徑尺寸等于凹模的內(nèi)徑尺寸；沖孔時(shí),沖孔件的內(nèi)徑等于凸模的外徑尺寸。所以落料時(shí)應(yīng)以凹模為設(shè)計(jì)尺寸，然后按間隙值確定凸模尺寸；沖孔模應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，然后按間隙值確定尺寸。凸、凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小,凹模刃口尺寸磨損使落料尺寸增大,故設(shè)計(jì)落料模時(shí),制造模具時(shí)凹模刃口尺寸應(yīng)趨向于工件的最小極限尺寸，設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，其刃口基本尺寸應(yīng)趨向于工件的最大極限尺寸。凸、凹模之間應(yīng)保證合理的間隙值。由于間隙在模具磨損后增大，所以在設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)均取最小合理間隙 Zmin 。一般沖模精度較工件精度高 23 級。若零件沒有標(biāo)準(zhǔn)公差,則對于非圓件按 GB 非配合尺寸的 IT12 級處理，圓形件一般按 IT10 級處理。（2）加工方法的確定表 44 沖裁模初始用間隙 2c(mm)材料厚度08、10、35、09Mn、Q2352Cmin 2Cmax16Mn2Cmin 2Cmax40、502Cmin 2Cmax65Mn2Cmin 2Cmax小于0.50.50.60.70.80.91.01.20.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.132極小間隙0.060 0.0400.072 0.0480.092 0.0640.104 0.0720.126 0.0900.140 0.1000.180 0.1320.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.12619河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1.51.752.02.12.52.753.0.3.54.04.55.56.00.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2000.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6