畢業(yè)設(shè)計落料拉深復合模具設(shè)計.doc

*學校畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計題目：落料拉深復合模具的設(shè)計 系 部： 材 料 工 程 系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 班 級： * 學生姓名： * 學 號： * 指導教師： * 2013年4月25日 目 錄 1 緒 論11.1 沖壓與沖模11.2 冷沖壓模具的現(xiàn)狀與發(fā)展方向21.3 冷沖壓模具的分類31.3.1按沖壓工藝進行分類31.3.2按工序組合程度進行分類31.3.3按上下模的導向方式分類41.3.4按導料或定位形式分類41.4 沖壓技術(shù)發(fā)展方向42 落料拉深復合模52.1 制件的成形工藝62.1.1 沖壓件的工藝分析62.1.2 拉深件的工藝分析62.1.3工藝方案的確定72.2 落料件的工藝計算82.2.1 排樣計算92.2.2 搭邊值的計算102.2.3 材料利用率的計算102.2.4 落料時壓力中心的確定112.2.5 送料步距條料寬度和導料板間距離的計算122.3 拉深件的工藝計算122.3.1 確定修邊余量122.3.2 初算毛坯直徑132.3.3 確定能否一次拉深成形132.3.4 試制訂首次拉深系數(shù)m1132.3.5 重算毛坯直徑142.3.6 看h1/d1是否能夠滿足要求142.3.7 計算拉深次數(shù)和各次拉深直徑142.3.8 調(diào)整各次拉深系數(shù)152.3.9 確定各工序圓角半徑152.3.10計算以后各次拉深高度152.3.11畫工序圖162.4 確定工藝力及壓力機172.4.1 落料力計算172.4.2 拉深力計算172.4.3 壓邊力的計算182.4.4 推件力、卸料力和頂件力的計算192.4.5 壓力機的預選192.5 模具工作部分尺寸的計算212.5.1 落料模工作部分尺寸計算212.5.1.1 落料凸凹模刃口尺寸和尺寸精度的計算212.5.1.2凸凹模長度計算及強度、剛度的校核222.5.1.3 落料模的落料間隙232.5.1.4 落料凹模的外形尺寸確認242.5.2 拉深模工作部分尺寸計算252.5.2.1 拉深凸、凹模刃口尺寸和公差的計算252.5.2.2 拉深模的拉深間隙262.5.2.3 確定凸模的通氣孔262.6 其他零部件的設(shè)計與選用262.6.1.模架的設(shè)計與選用262.6.2.導向零件和凹凸模固定板的選用282.6.3.定位裝置的選用282.6.4卸料裝置的選用292.6.5推件和頂件裝置的選擇302.6.6彈性元件的計算302.6.7 模柄的選擇312.7 模具總裝圖323總 結(jié)33致 謝34參考文獻35 1 緒 論1.1 沖壓與沖模 日常生活中人們使用的很多用具是用沖壓方法制造的，例如不銹鋼飯缸，它就是用一塊圓形金屬板料在壓床上利用模具對圓形板料加壓而沖出來的?？梢钥闯觯錄_壓是一種在常溫（冷態(tài)）下利用沖模在壓床上對各種金屬（或非金屬）板料施加壓力使其分離或者變形而得到一定形狀零件的金屬壓力加工方法。 冷沖壓是一種先進的金屬加工方法。在冷沖壓加工中，冷沖模就是沖壓加工中所用的工藝裝備。沒有先進的冷沖壓技術(shù)，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。 沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件；既能夠制造一般尺寸公差等級和形狀的零件，又能制造精密（公差在微米級）和復雜形狀的零件，占全世界鋼產(chǎn)60%-70%的板材管材及其它形材，其中大部分經(jīng)過沖壓制成成品。沖壓在汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。 沖壓件的重量輕、厚度薄、剛度好。它的尺寸公差是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)機械切削即可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學性能優(yōu)于原始坯料，表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件。 大批量的中、小型零件沖壓生產(chǎn)一般是采用復合?；蚨喙の坏倪B續(xù)模。以現(xiàn)代高速多工位壓力機為中心，配置帶料開卷、矯正、成品收集、輸送以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成生產(chǎn)率極高的全自動沖壓生產(chǎn)線。采用新型模具材料和各種表面處理技術(shù)，改進模具結(jié)構(gòu)，可得到高精度、高壽命的沖壓模具，從而提高沖壓件的質(zhì)量和降低沖壓件的制造成本。 沖壓生產(chǎn)的工藝和設(shè)備正在不斷發(fā)展，除傳統(tǒng)的使用壓力機和鋼制模具制造沖壓件外，液壓成形以及旋壓成形、超塑成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形等各種特種沖壓成形工藝亦迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個新的高度。特種沖壓成形工藝尤其適合多品種的中小批量甚至是數(shù)十件零件的生產(chǎn)。對于普通沖壓工藝，可采用簡易模具、低熔點合金模具、成組模具和沖壓柔性制造系統(tǒng)等，組織多品種的中小批量零件的沖壓加工?？傊?，沖壓具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡單、便于實現(xiàn)機械化與自動化等一系列優(yōu)點。采用沖壓與焊接、膠接等復合工藝，使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更為方便，可以用較簡單的工藝制造出更復雜的結(jié)構(gòu)件。 1. 2 冷沖壓模具的現(xiàn)狀與發(fā)展方向 由于冷沖壓具有表面質(zhì)量好、重量輕、成本低的優(yōu)點，它還是一種經(jīng)濟的加工方法，這是其他加工方法不能與之競爭的。因而冷沖壓工藝在機械制造業(yè)中得到廣泛應用，它在現(xiàn)代汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表以及飛機、導彈、槍彈、炮彈和各種民用輕工業(yè)中已成為主要的工藝之一。目前，大量產(chǎn)品均可以通過鋼板沖壓直接生產(chǎn)，有些機械設(shè)備往往以沖壓件所占的比例作為評價結(jié)構(gòu)是否先進的指標之一。 工業(yè)發(fā)達國家對冷沖壓生產(chǎn)工藝的發(fā)展是很重視的，很多國家（包括英、美、法、日等）的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè)，作為冷沖壓原材料的鋼帶和鋼板占全部品種的67%。通過冷沖壓技術(shù)加工產(chǎn)品已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。 隨著科學技術(shù)的不斷進步，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)日益復雜與多樣化，產(chǎn)品性能和質(zhì)量也在不斷提高，因而對冷沖壓技術(shù)提出了更高的要求。為了使冷沖壓技術(shù)能適應各工業(yè)部門的需要，冷沖壓技術(shù)自身也在不斷革新和發(fā)展。冷沖壓技術(shù)的發(fā)展思路就是盡可能地完善和擴充冷沖壓工藝的優(yōu)點，克服其缺點。在冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過程中，應注意以下幾方面。 （1）冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過程中應正確地確定工藝參數(shù)及沖模工作部分的形狀與尺寸，提高沖壓件的質(zhì)量、縮短新產(chǎn)品試制周期，應在加強沖壓成形理論研究的基礎(chǔ)上，使沖壓成形理論達到能對生產(chǎn)實際起指導作用，逐步建立起一套密切結(jié)合生產(chǎn)實際的先進的工藝分析計算方法。國外已開始采用彈塑性有限元法對汽車覆蓋零件的成形過程進行應力應變分析和計算機模擬，以預測某一工藝方案對零件成形的可能性和可能出現(xiàn)的問題。 （2）加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，克服模具設(shè)計周期長的缺點。應大力開展模具計算機輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究。在我國，目前要特別注意加強多工位級進模CAD/CAM技術(shù)的研究。 （3）滿足大量生產(chǎn)需要以及減輕勞動強度。應加強冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化研究，使一般中、小件能在高速壓力機上采用多工位級進模生產(chǎn)，達到生產(chǎn)高度自動化，進一步提高沖壓的生產(chǎn)率。 （4）擴大冷沖壓生產(chǎn)的運用范圍。使冷沖壓既適合大量生產(chǎn)，也適合小批量生產(chǎn)；既能生產(chǎn)一般精度的產(chǎn)品，也能生產(chǎn)精密零件。應注意開發(fā)如精密沖裁（特別是厚料精沖）、高能成形、軟模成形、施壓和超塑性加工等新成形工藝，還要推廣簡易模（軟模和低熔點合金模）、通用組合模、數(shù)控沖床等設(shè)備的運用。 此外，對沖壓板料性能的改進，模具新材料、模具新加工方法的開發(fā)也應進一步加強。1.3 冷沖壓模具的分類1.3.1按沖壓工藝進行分類 a.沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 b.彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。 d.成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 e.鉚合模 是借用外力使參與的零件按照一定的順序和方式連接或搭接在一起，進而形成一個整體。 1.3.2按工序組合程度進行分類 a.單工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 b.復合模 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。c.級進模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 d.傳遞模 綜合了單工序模和級進模的特點，利用機械手傳遞系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品的模內(nèi)快速傳遞，可以大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，減低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，節(jié)儉材料成本，并且質(zhì)量穩(wěn)定可靠。1.3.3按上下模的導向方式分類按上下模的導向方式，冷沖模分為無導向開式模具，有導向的導板模具和導柱模具等。 1.3.4按導料或定位形式分類 分為固定導料銷模具、活動導料銷模具、導正銷模具、側(cè)認定局模具等。 此外，可以依據(jù)對沖裁件尺寸、精度等質(zhì)量的不同，把模具分為精密沖裁模具和普通沖裁模具；依據(jù)模具體積的大小，把模具分為小型模具、中型模具和大型模具等。有時還可以根據(jù)壓力機類型、送料方式、出件方式等對模具進行分類。1.4 沖壓技術(shù)發(fā)展方向 （1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化； 工藝分析計算方法的現(xiàn)代化； 計算機數(shù)值模擬仿真分析CAE 計算機數(shù)值模擬仿真分析CAE 材料學院和上海交通大學合作建立模具C3P聯(lián)合實驗室，具有UG（ 材料學院和上海交通大學合作建立模具C3P聯(lián)合實驗室，具有UG（三維 C3P聯(lián)合實驗室 UG 設(shè)計），分析軟件：Dynaform（板料成形）,Deform（體積成） 設(shè)計），分析軟件：Dynaform（板料成形）,Deform（體積成）,Moldflow ），分析軟件 （塑料注射成型）等CAD和CAE軟件 塑料注射成型） CAD和CAE軟件 （2）模具制造、設(shè)計技術(shù)的現(xiàn)代化； （CAD/CAM/CAE） 模具制造、設(shè)計技術(shù)的現(xiàn)代化； CAD/CAM/CAE） 制作復雜零件為了節(jié)約時間周期：先采用快速原型成型， 制作復雜零件為了節(jié)約時間周期：先采用快速原型成型，不同的成形方 法所用的材料形態(tài)不一樣，有液體材料、薄片材料、粉末材料、絲狀材料。 法所用的材料形態(tài)不一樣，有液體材料、薄片材料、粉末材料、絲狀材料。 材料學院購買的西安交大的快速原形機，用的液態(tài)光敏樹脂材料， 材料學院購買的西安交大的快速原形機，用的液態(tài)光敏樹脂材料，此工 藝方法稱為光敏樹脂選擇性固化。激光掃描的地方固化，工作臺下降， 藝方法稱為光敏樹脂選擇性固化。激光掃描的地方固化，工作臺下降，又掃 一層，再固化。逆向工程，三維接觸式與非接觸式掃描，點云圖，處理數(shù)據(jù)， 一層，再固化。逆向工程，三維接觸式與非接觸式掃描，點云圖，處理數(shù)據(jù)， 再制造等等 再制造等等（3）冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化； 冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化； 主要指中小件的級進模以及汽車覆蓋件的自動化生產(chǎn)。 主要指中小件的級進模以及汽車覆蓋件的自動化生產(chǎn)。（4）發(fā)展新的成形工藝，簡易模具，通過組合模具，數(shù)控沖壓設(shè)備， 發(fā)展新的成形工藝，簡易模具，通過組合模具，數(shù)控沖壓設(shè)備， 沖壓柔性制造系統(tǒng)； 沖壓柔性制造系統(tǒng)； 例如：旋壓、超塑性成形、爆炸成形、沖壓單元組合模、 例如：旋壓、超塑性成形、爆炸成形、沖壓單元組合模、低熔點合金 模，在多工位機上可換工作部分，變換沖頭組合，多點成型等等。 在多工位機上可換工作部分，變換沖頭組合，多點成型等等。 （5）改進板料性能，提高其成形能力和使用效果。 改進板料性能，提高其成形能力和使用效果。 高強度板、輕量化是發(fā)展方向。 高強度板、輕量化是發(fā)展方向。 板料模具發(fā)展 板料成形技術(shù)發(fā)展 板料成形行業(yè)發(fā)展 重慶市模具技術(shù) 2 落料拉深復合模 工件名稱：凸緣零件生產(chǎn)批量：85萬件/年材料：08F-ZF厚度：工件簡圖見圖2-1 圖2-1 凸緣零件2. 1 制件的成形工藝2.1.1 沖壓件的工藝分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是它的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。1. 沖裁件的形狀應能符合材料合理排樣，減少廢料。2. 沖裁各直線或曲線的連接處，宜有適當?shù)膱A角。3. 沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小，并應避免過長的懸臂與窄槽。4. 腰圓形沖裁件，如允許圓弧半徑，則R應大于料寬的一半，即能采用少廢料排樣；如限定圓弧半徑等于工件寬度之半，就不能采用少廢料排樣，否則會有臺肩產(chǎn)生。5. 沖孔時，由于受到凸模強度的限制，孔的尺寸不宜過小。6. 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離，受到模具強度的限制，不能太小。7. 在彎曲件或拉深件上沖孔時，其孔壁與工件之間的距離不能過小。 該零件材料厚度為t=2mm的08F-ZF，具有良好的沖壓性能，沖壓后零間的強度和剛度增加，有助于使產(chǎn)品保證足夠的強度和剛度。此產(chǎn)品只有落料和拉深兩道工序，形狀簡單對稱材料利用率較高。工件尺寸全部為自由公差，可看作IT11級，尺寸精度要求低，為了滿足高的材料利用率和當?shù)氐纳a(chǎn)成本，此沖裁滿足要求。2.1.2 拉深件的工藝分析拉深零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指拉深零件采用拉深成形工藝的難易程度。良好的工藝性是指坯料消耗少、工序少，模具結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、廢料少和操作簡單方便等。在設(shè)計拉深零件時，應根據(jù)材料拉深時的變形特點和規(guī)律，提出滿足工藝性的要求。1.對拉深材料的要求 拉深件的材料應具有良好的塑性、低的屈強比、大的板厚方向性系數(shù)和小的板平面方向性。2.對拉深零件形狀和尺寸的要求 (1)拉深件的高度盡可能小，以便能通過12次拉深工序成形。(2)拉深件的形狀盡可能簡單、對稱，以保證變形均勻。對于半敞開的非對稱件，可成雙拉深后再剖成兩件。(3)有凸緣的拉深件，最好滿足d凸d+12t，而求外輪廓與直壁斷面最好形狀相似，否則，拉深困難，切邊余量大。(4)為了使拉深件順利進行，凸緣圓角半徑r2t。當r0.5mm時，應增加整形工序。3對拉深零件精度的要求。(1)由于拉深件各個部位的料厚有較大的變化，所以對零件圖上的尺寸應明確標注是外壁還是內(nèi)壁。(2)由于拉深件有回彈，所以零件橫截面的尺寸公差，一般都在IT12級以下，如零件高于T12級，應增加整形工序。 (3)多次拉深的零件對外表面或凸緣的表面，允許有拉深過程中所產(chǎn)生的印痕和口部的回彈變形，但必須保證精度在公差允許范圍之內(nèi)。 2 .1. 3工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應在不同的工藝分析進行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術(shù)效果，選擇一個合理的沖壓工藝方案。 該工序包括落料和拉深兩個基本工序，沖壓工藝方案的確定，可依據(jù)表2.1確定。項目單工序模級進模復合模無導柱有導柱沖壓精度低較低較高，相當于IT10IT13高，相當于IT8IT11制件平整程度不平整一般不平整，有時要校平 因壓料較好， 制件平整 制件最大尺寸和材料厚度不受限制300mm以下厚度達6mm尺寸250mm厚度在0.16之間尺寸300mm厚度常在0.05m3mm沖模制造的難度程度及價格容易、價格低導柱、導套的裝配采用先進工藝后不難簡單形狀制件的級進模比復合模具制造難度低，價格亦較低形狀復雜的制件用復合模比級進模制造難度低，相對價格低生產(chǎn)率低較低可用自動送料出料裝置，效率較高工序組合后效率高使用高速沖床的可能性只能單沖不能連沖有自動送料裝置可以連沖，但速度不能太高使用于高速沖床高達400次/分以上由于有彈性緩沖器，不宜用高速，不宜連沖材料要求可用邊角料 條料要求不嚴格條料或卷料要求嚴格除用條料外，小件可用邊角料，但生產(chǎn)率低生產(chǎn)安全性不安全手在沖模過程區(qū)不安全比較安全手在沖模工作區(qū)不安全，要有安全裝置沖模安裝調(diào)整與操作調(diào)整麻煩操作不便安裝、調(diào)整較容易、操作方便安裝、調(diào)整較容易，操作簡單安裝、調(diào)整比級進模更容易，操作簡單表2.1 沖壓工藝方案 分析表2.1，采用單工序模具模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，工人勞動強度大，誤時誤工，故難以滿足中批量生產(chǎn)要求。復合模需一副模具，生產(chǎn)率較高，盡管模具結(jié)構(gòu)較單工序模復雜，但由于零件的幾何零件形狀簡單對稱，模具制造并不困難。雖然級進模也需一副模具，且生產(chǎn)率較高，但模具結(jié)構(gòu)復雜，送進料不方便，加之工件尺寸偏大。通過分析上述三種模具的比較，采用落料拉深復合模最佳。2. 2 落料件的工藝計算 在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約和減少廢料具有重要的意義。在模具設(shè)計中，排樣設(shè)計是一項極為重要的、技術(shù)性很強的設(shè)計工作，排樣的合理與否直接影響到材料的利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率與成本以及模具壽命等。 沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩種：一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為設(shè)計廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾產(chǎn)生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料。提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣，使工藝廢料盡量小。另外在滿足工件使用要求的前提下，適當?shù)馗淖児ぜ慕Y(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。2. 2. 1 排樣計算沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方式，稱為沖裁件的排樣，簡稱排樣。合理的排樣是在保證制件質(zhì)量、有利于簡化模具結(jié)構(gòu)的前提下，以最少的材料消耗，沖出最多的合格工件。 常用的排樣方法有三種： (1)廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高。 (2)少廢料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁，只有局部搭邊的存在。 (3)無廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。 少、無廢料排樣的缺點是工件質(zhì)量差，模具壽命不高。但這兩種排樣可以節(jié)省材料，還具有簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點，并且工件須具有一定的形狀，才能采用少、無廢料排樣。上述三類排樣方法，按工件的外形特征主要分為直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多行排等形式。在設(shè)計落料拉深復合模首先應考慮零件的排樣方式，盡量采用少廢料或無廢料的排樣方法，可以簡化沖裁模的結(jié)構(gòu)減小沖裁力，但是在材料的實際沖壓生產(chǎn)中由于零件的形狀尺寸僅精度的要求，批量大小和原材料的供應等方面的不同，不只能有一種固定的排樣方案。但是應盡量保證最高的材料利用率、最高的勞動生產(chǎn)率、生產(chǎn)操作方便、模具的結(jié)構(gòu)簡單和壽命圖2-2 排樣圖長等反面的特點，采用如下圖2-2的排樣方法。 圖2-2 排樣圖2. 2. 2 搭邊值的計算排樣時，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費材料；搭邊太窄會引起搭邊斷裂或翹曲，可能出現(xiàn)“啃刀”現(xiàn)象或沖裁時被拉斷，有時還會拉入模具間隙中，損壞模具刃口，從而影響模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： (1)材料的力學性能硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。(2)工件的形狀與尺寸尺寸大或帶有突尖的復雜形狀時，搭邊要取得大些。(3)材料厚度薄材料的搭邊應取得大些。(4)送料方式及擋料方式用手工送料、有側(cè)壓板導向的搭邊值可以取小些。搭邊值一般是由經(jīng)驗確定的。由參考文獻1表2.9可知 a=1.5mm a1=1.2mm2. 2. 3 材料利用率的計算 材料的經(jīng)濟利用，直接決定于沖壓件的沖壓方法，和排樣方法。在沖壓工藝設(shè)計中，評價材料經(jīng)濟利用程度的指標時材料利用率。材料利用率表示沖壓件在坯料上排樣的合理程度，也就是材料利用的經(jīng)濟程度。 排樣的目的在于節(jié)約原材料盡可能降低成本，利用率是衡量排樣經(jīng)濟性的指標，一般以一個進距內(nèi)的材料利用率來表示，也可以用一張板料的總利用率來表示。 式中， 沖裁件的面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）； 一個步距內(nèi)的沖件數(shù) 條料的寬度 進距 一張板料上的沖件數(shù) 板料長度 板料的寬度由上述公式可知：越大，材料廢料越少，材料的利用率就越高。沖 裁件的面積 步距： 一個步距材料的利用（n=1）： 每張鋼板的材料利用率： 2. 2. 4 落料時壓力中心的確定 模具的壓力中心就是沖壓力合力的壓力中心。模具的壓力中心必須使模柄軸線與壓力機滑塊的中心線相互重合，否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。根據(jù)制件外形分析，可以看出，沖壓時制件為簡單的圓形幾何圖形。則根據(jù)沖模壓力中心的確定原則：對稱沖裁件的壓力中心，位于沖裁件輪廓的幾何中心上。因此，落料時模具的壓力中心位于幾何中心上，即圓心上。 2. 2. 5 送料步距條料寬度和導料板間距離的計算 在排樣方式和搭邊值確定以后，送料步距、條料寬度和導料板間距離也就可以設(shè)計出來了。 1.送料步距A 送料步距：條料在模具上每次送進的距離，也可以叫做進距。送料步距的大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點間的距離。每次只沖一個零件的步距A的計算公式為 式中 D-平行于送料方向的沖裁件寬度 a-沖裁件之間的搭邊值 2.條料寬度和導料板間距離 條料是由板料裁剪下料而得，條料在無側(cè)壓裝置的導料板之間送料時，條料寬度和導料板間距離應按下式計算 條料寬度 導料板間距離 式中 B-條料的寬度（mm） D-沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸 a-側(cè)搭邊的最小值 -條料寬度的單向偏差 C-導料板與最寬條料之間的最小間隙其中，側(cè)搭邊的最小值a可參考參考文獻1表2.9查得， 條料寬度的單向偏差可參考參考文獻1表2.10，表2.11查得導料板與最寬條料之間的最小間隙C可參考參考文獻1表2.12 查得。2. 3 拉深件的工藝計算2. 3. 1 確定修邊余量 由于h=70mm，dt/d=90/40=2.25.查考參考文獻1表4.2得h=2.5mm， 故實際外徑為dt=90+2.5*2=95mm. 由于dt/d=95/40=2.3751.4 該工件屬于寬凸緣筒形件。2. 3. 2 初算毛坯直徑由于零件底部圓角半徑r與凸緣圓角半徑R相等，即r=R時，有凸緣筒形件的毛坯直徑 2. 3. 3 確定能否一次拉深成形 拉深件實際的總拉深系數(shù)m=d/D=40/139.77=0.286 凸緣相對直徑dt/d=95/40=2.375。 毛坯相對厚度(t/D)*100%=(2/139.77）*100%=1.43% 拉深件的實際拉深高度h/d=70/40=1.75 查考參考文獻1表4.9得該凸緣筒形件的首次極限拉深系數(shù)m1= 0.38 查考參考文獻1表4.10得該凸緣筒形件的首次極限拉深高度h1/d1=0.25-0.32 由于首次極限拉深系數(shù)m大于總的拉深系數(shù)m1，即m1= 0.38m=0.286 且拉深件的實際拉深高度h/d大于該凸緣筒形件的首次極限拉深高度h1/d1，即h/d=70/40=1.75h1/d1=0.25-0.32 則根據(jù)凸緣筒形件能否一次拉深成形的原則判斷,該制件需要經(jīng)過多次拉深才能達到所需尺寸.2. 3. 4 試制訂首次拉深系數(shù)m1 經(jīng)上面判斷該凸緣零件不能一次拉深成形,故需增大首次拉深系數(shù)m1的值。 按照經(jīng)驗取dt/d=1.1。查考參考文獻1表4.9得m1=0.53，而首次拉深系數(shù)m1=d1/D， 則首次拉深半成品直徑d1=m1*D=0.53*139.77=74.07mm2. 3. 5 重算毛坯直徑 根據(jù)計算工序尺寸的原則，重新計算毛坯直徑D。擬于第一次拉入凹模的材料比零件最后拉深部分實際所需的材料多出5%，則： 這樣毛坯直徑修正為D=142.08mm.根據(jù)公式求出第一次拉深高度 2. 3. 6 看h1/d1是否能夠滿足要求根據(jù)制定后的首次拉深系數(shù)m1，計算后的首次拉深半成品直徑d1及第一次拉深高度h1判斷其是否滿足首次極限拉深高度（h1/d1）max。由以上計算h1/d1=45.96/74.07=0.62.而dt/d=95/74.07=1.28。 (t/D)*100%=(2/142.08）*100%=1.40%。查考參考文獻1表4.10得（h1/d1）=0.56-0.72 因為h1/d1=0.62=F總/80%=2.63*105/80%=328.75KN拉深時：F公稱=1.31.4（F拉+F壓） =1.31.4（1.44*105+2.32*104）=217233（KN） 根據(jù)參考資料5表1-6，可預選選擇公稱壓力為350KN的JC23-35開式可傾 壓力機，其參數(shù)如下： 滑塊行程：80mm 行程次數(shù)：50次/mm 最大封閉高度：280mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：60mm 滑塊中心線到床身距離：205mm 工作臺尺寸：左右：610mm 前后：300mm 工作臺板厚度：60mm2. 5 模具工作部分尺寸的計算該零件由落料、拉深兩工序加工而成，考慮到薄板成形，為使沖壓精度較高，減少模具數(shù)量，設(shè)計成落料拉深復合模。復合?？捎姓b和倒裝結(jié)構(gòu)，綜合考慮以下情況： (1)沒有沖孔工序，廢料不會出現(xiàn)在模具工作區(qū)域，采用正裝操作也方便。(2)提高凹凸模強度。(3）對于薄沖件能達到平整要求。采用正裝結(jié)構(gòu)。采用剛性卸料裝置。拉深完成后，工件卡在凹凸模內(nèi)，應使用推件裝置將其推出。2. 5. 1 落料模工作部分尺寸計算凸模和凹模的刃口尺寸和模具間隙，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也要靠凸凹模人口尺寸及公差來保證。因此正確確定凸凹模刃口尺寸和模具間隙，是沖裁模設(shè)計的一項重要工作。2.5.1.1 落料凸凹模刃口尺寸和尺寸精度的計算 一般來說,刃口尺寸計算應遵循的原則: （1）設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得； （2）根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诠ぜ淖钚O限尺寸,這樣，凸、凹在磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。 （3）不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。 （4）工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應按“入體”原則標注為單向公差，所謂“入體”原則是指標注工件尺寸公差時應向材料實體方向單向標注。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。 由于沖模加工方法不同，刃口尺寸計算方法也不同，因此，模具的制造常用以下兩種方法來保證合理間隙：一、配作法，二、分別制造法。 查參考資料1表2.4得：Zmin=0.24、Zmax=0.36 查參考資料1表2.5得：p=0.04、q=0.03 根據(jù)制造法選用原則，由于Zmax-Zmin=0.12p+q=0.07 則根據(jù)以上計算，我們選用分別制造法計算，分別制造法制造出的凸凹模，具有互換性，便于成批制造，零件未注明公差，可按IT14級查公差表的工件的尺寸及公差， 由公差表查的工件個尺寸的公差等級然后確定x，查參考資料1表2.6得所有尺寸的磨損系數(shù)均選擇x=0.75。 工件的公差查參考資料1表2.6得=0.2 則落料凹模的基本尺寸： 對應的凸?；境叽纾?式中， 凸模的尺寸； 凹模的尺寸； 工件的公差； X-磨損系數(shù); 凸凹模的制造公差.2.5.1.2凸凹模長度計算及強度、剛度的校核 1.長度計算一般來說，凸模長度的確定主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、修模、操作安全、裝配等因素的需要。采用固定卸料版和導料板時，凸模長度按下式計算 L=h1+h2+h3+h=(20+18+10+20)mm=68mm式中 h1-凸模固定板厚度（mm） h2-卸料板厚度（mm） h-導料板厚度（mm） h-附加長度，主要考慮凸模進入凹模的深度（0.5-1mm）及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離（15mm-20mm）等因素。 2.凸模強度、剛度校核 （1）凸模的強度校核公式為P/Fmin式中： P沖孔沖裁力N； Fmin凸模最小斷面面積； 凸模材料的許用壓應力MPa。此處材料選用Cr12，查表可得（10001600），MPa，取1200 MPa。由前可知凸模的沖裁力P263 kN263000 N，F(xiàn)min111641.51 mm2。由此可得P/Fmin26300011641.5122.6 M