[教育教學(xué)精品論文]模具設(shè)計與制造專業(yè)冷沖模課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、模具設(shè)計與制造專業(yè)冷沖模課程設(shè)計指導(dǎo)書模具設(shè)計與制造教研室第一部分 課程設(shè)計基本要求與安排一、課程設(shè)計的目的模具課程設(shè)是在完成模具設(shè)計理論教學(xué)之后進(jìn)行的一次綜合訓(xùn)練，其目的在于加強(qiáng)學(xué)生對該課程所學(xué)內(nèi)容的綜合應(yīng)用能力，了解模具設(shè)計的過程與步驟，從而使學(xué)生分析問題、解決問題的能力得以提高。二、課程設(shè)計的內(nèi)容與要求 要求完成1個沖壓件工藝路線的制定及模具設(shè)計工作，主要內(nèi)容有：1. 分析下發(fā)沖壓件的工藝性，制定零件的加工工藝路線。2. 完成相關(guān)工藝計算，具體包括：模具工作零件刃口尺寸計算、零件壓力中心計算、零件排樣圖計算、沖壓力計算等相關(guān)工藝計算。3. 確定模具結(jié)構(gòu)，繪制模具裝配草圖。草圖要求按照正式

2、裝配圖1：1繪制，圖面上應(yīng)繪有主、俯視圖，零件圖、排樣圖以及標(biāo)題欄和明細(xì)表，在繪制工程中，完成模架、模柄、螺釘、銷釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件的選用工作。4. 繪制裝配正式圖紙。5. 繪制指定的模具零件圖，零件圖上應(yīng)標(biāo)明所有尺寸、公差以及技術(shù)條件。6. 編寫設(shè)計說明書。三、課程設(shè)計的組織與安排1視班級學(xué)生數(shù)量分為46組，每組一題。在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，組內(nèi)同學(xué)共同完成課題工藝方案的制定。2按照課程設(shè)計要求每人繪制模具的裝配圖及部分模具零件圖（具體有指導(dǎo)教師指定），所繪圖紙要符合相關(guān)的國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖面整潔清晰、布局合理。3課程設(shè)計要求在教室能進(jìn)行，以便于輔導(dǎo)教師的及時輔導(dǎo)。4. 課程設(shè)計的時間安排（1）時間安排：

3、課程設(shè)計于 年 月 日到 月 日進(jìn)行，為期2周。（2）時間分配表：序號設(shè)計任務(wù)時間（天）1下發(fā)實(shí)習(xí)題目，查閱相關(guān)資料，制定沖壓件的加工工藝路線12完成相關(guān)工藝計算23繪制總裝草圖24繪制正式裝配圖25繪制制定零件圖26整理、編寫設(shè)計說明書1四、 程設(shè)計成績的評定課程設(shè)計的最終成績根據(jù)平時表現(xiàn)、圖面質(zhì)量、說明書的準(zhǔn)確性以及答辯成績綜合評定。其中平時表現(xiàn)占40%，圖面質(zhì)量占40%，簡要答辯成績占20%。其具體評分細(xì)則如下：平時成績與圖面質(zhì)量評分表（共80分）序號設(shè)計內(nèi)容配分備注1繪制產(chǎn)品圖，對產(chǎn)品進(jìn)行工藝性分析，確定合理工藝方案5加工工藝不合理酌情扣35分2完成相關(guān)工藝計算刃口尺寸計算4教師根據(jù)學(xué)

4、生的計算情況逐條打分，沒有計算的不得分，計算錯誤的酌情扣分排樣計算4沖壓力計算4壓力中心計算43完成模具零部件的設(shè)計計算工作凸、凹模結(jié)構(gòu)形式的確定與計算4教師根據(jù)學(xué)生的計算與選用情況逐條打分，沒有計算或選用的不得分，計算與選用錯誤的酌情扣分定位零件的選用與計算4卸料（出件）裝置的選用與彈性元件的計算4標(biāo)準(zhǔn)件的選用44繪制模具總裝草圖10教師視學(xué)生的圖面質(zhì)量打分，草圖重點(diǎn)糾正學(xué)生的模具結(jié)構(gòu)錯誤，正式圖紙重點(diǎn)糾正學(xué)生的繪圖與設(shè)計細(xì)節(jié)錯誤5繪制正式裝配圖106繪制教師制定的模具零件圖15零件圖重點(diǎn)考察學(xué)生零件圖尺寸、公差以及粗糙度的標(biāo)注等知識點(diǎn)，教師可根據(jù)實(shí)際情況酌情打分7設(shè)計說明書8查看說明書計算

5、內(nèi)容是否完整正確，可酌情扣分課程設(shè)計的答辯主要設(shè)計的知識面包括沖壓工藝基本知識、模具設(shè)計的主要內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)件的選用、模具材料的選用以及模具制造的相關(guān)問題，通常每個學(xué)生的答辯時間不超過10分鐘，答辯總分20分，教師可根據(jù)學(xué)生回答問題的情況打分。其具體配分如下：序號內(nèi)容配分1沖壓工藝基本知識問答52模具動作原理、結(jié)構(gòu)組成與特點(diǎn)問答53模具材料的選用44標(biāo)準(zhǔn)件與公差等數(shù)據(jù)的現(xiàn)場查取35模具零件的制造知識問答3五、 參考文獻(xiàn)1. 冷沖壓技術(shù)2. 冷沖模設(shè)計指導(dǎo)3. 沖壓設(shè)計手冊4. 公差配合與測量技術(shù)5. 工程材料與熱加工基礎(chǔ) 第二部分 模具設(shè)計實(shí)例一、落料沖孔復(fù)合模設(shè)計實(shí)例（一）零件工藝性分析工件為圖

6、1所示的落料沖孔件，材料為q235鋼，材料厚度2mm，生產(chǎn)批量為大批量。工藝性分析內(nèi)容如下：圖1 工件圖1.材料分析q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的沖裁成形性能。2. 結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)簡單對稱，無尖角，對沖裁加工較為有利。零件中部有一異形孔，孔的最小尺寸為6mm，滿足沖裁最小孔徑的要求。另外，經(jīng)計算異形孔距零件外形之間的最小孔邊距為5.5mm，滿足沖裁件最小孔邊距的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。3. 精度分析：零件上有4個尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差要求都屬it13，所以普通沖裁可以達(dá)到零件的精度要求。對于未注公差尺寸按it14精度等級查補(bǔ)。由以上分析可知，該零件可以用

7、普通沖裁的加工方法制得。（二）沖裁工藝方案的確定零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料連續(xù)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，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(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較簡單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造、裝配較復(fù)合

8、模略復(fù)雜。所以，比較三個方案欲采用方案二生產(chǎn)?，F(xiàn)對復(fù)合模中凸凹模壁厚進(jìn)行校核，當(dāng)材料厚度為2mm時，可查得凸凹模最小壁厚為4.9mm，現(xiàn)零件上的最小孔邊距為5.5mm，所以可以采用復(fù)合模生產(chǎn)，即采用方案二。（三）零件工藝計算1.刃口尺寸計算根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計算采用分開制造法。（1）落料件尺寸的基本計算公式為尺寸，可查得凸、凹模最小間隙zmin=0.246mm，最大間隙zmax=0.360mm，凸模制造公差，凹模制造公差。將以上各值代入校驗(yàn)是否成立，經(jīng)校驗(yàn)，不等式成立，所以可按上式計算工作零件刃口尺寸。 即 （2）沖孔基本公式為尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。經(jīng)驗(yàn)算，滿足不等式

9、，因該尺寸為單邊磨損尺寸，所以計算時沖裁間隙減半，得 尺寸，查得其凸模制造公差，凹模制造公差。經(jīng)驗(yàn)算，滿足不等式，因該尺寸為單邊磨損尺寸，所以計算時沖裁間隙減半，得 （3）中心距：尺寸尺寸尺寸2.排樣計算分析零件形狀，應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖2所示兩種。比較方案a和方案b，方案b所裁條料寬度過窄，剪板時容易造成條料的變形和卷曲，所以應(yīng)采用方案a?，F(xiàn)選用4000mm1000 mm的鋼板，則需計算采用不同的裁剪方式時，每張板料能出的零件總個數(shù)。（1）裁成寬81.4mm、長1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為（2）裁成寬81.4mm、長4000mm的條料，則一張板材

10、能出的零件總個數(shù)為比較以上兩種裁剪方法，應(yīng)采用第1種裁剪方式，即裁為寬81.4mm、長1000mm的條料。其具體排樣圖如圖3所示。3.沖壓力計算可知沖裁力基本計算公式為此例中零件的周長為216mm，材料厚度2mm，q235鋼的抗剪強(qiáng)度取350mpa，則沖裁該零件所需沖裁力為模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所以所需卸料力和推件力為則零件所需得沖壓力為初選設(shè)備為開式壓力機(jī)j2335。4.壓力中心計算零件外形為對稱件，中間的異形孔雖然左右不對稱，但孔的尺寸很小，左右兩邊圓弧各自的壓力中心距零件中心線的距離差距很小，所以該零件的壓力中心可近似認(rèn)為就是零件外形中心線的交點(diǎn)。四、沖壓設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的

11、大小，選取開式雙柱可傾壓力機(jī)jh2335，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：350kn滑塊行程：80mm最大閉合高度：280 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：60 mm滑塊中心線到床身距離：205mm工作臺尺寸：380 mm610 mm工作臺孔尺寸：200 mm290 mm模柄孔尺寸：50 mm70 mm墊板厚度：60 mm五、模具零部件結(jié)構(gòu)的確定1.標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的計算公式得，凹模高度，凹模壁厚。所以，凹模的總長為（取160mm），凹模的寬度為 。模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為上模座160mm125m

12、m35mm，下模座160mm125mm40mm，導(dǎo)柱25mm150mm，導(dǎo)套25mm85mm33mm。2.卸料裝置中彈性元件的計算模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計算如下：（1）確定橡膠的自由高度 由以上兩個公式，取。（2）確定橡膠的橫截面積查得矩形橡膠在預(yù)壓量為10%15%時的單位壓力為0.6mpa，所以（3）確定橡膠的平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊的外形應(yīng)為矩形，中間開有矩形孔以避讓凸模。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為82 mm25mm，外形暫定一邊長為160mm，則另一邊長b為（4）校核橡膠的自由高度為滿足橡膠墊的高徑比要求，將橡膠墊分割成四塊裝入模具中，

13、其最大外形尺寸為80mm，所以橡膠墊的高徑比在0.51.5之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.8540 mm =34mm。3.其他零部件結(jié)構(gòu)凸模由凸模固定板固定，兩者采用過渡配合關(guān)系。模柄采用凸緣式模柄，根據(jù)設(shè)備上模柄孔尺寸，選用規(guī)格a50100的模柄。六、模具裝配圖 模具裝配圖如圖4所示。七、模具零件圖模具中上模座、下模座、墊板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、沖孔凸模、凸凹模、凹模、推件塊零件圖如圖514所示。圖4 裝配圖1-下模座 2、12、13、19-螺釘 3、11、18-銷釘 4-凸凹模固定板 5-凸凹模 6-橡膠 7-卸料版 8-導(dǎo)料銷 9-凹模 10-上模座

14、14-打桿 15-橫銷 16-推板 17-模柄 20-導(dǎo)柱 21-導(dǎo)套 22-墊板 23-凸模固定板 24-推桿 25-推件塊 26-凸模 27-卸料螺釘 28-擋料銷圖5 上模座零件圖圖7 推件塊零件圖圖6 下模座零件圖圖9 卸料板零件圖圖8 凸凹模固定板零件圖圖11 墊板零件圖圖10 凸模固定板零件圖圖13 凸模零件圖 圖14凸凹模零件圖圖12 凹模零件圖二、u形彎曲件模具設(shè)計（一）零件工藝性分析工件圖為圖15所示活接叉彎曲件，材料45鋼，料厚3mm。其工藝性分析內(nèi)容如下：1.材料分析 45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的彎曲成形性能。圖15 彎曲工件圖2.結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)簡單，左右對稱，對

15、彎曲成形較為有利。可查得此材料所允許的最小彎曲半徑，而零件彎曲半徑，故不會彎裂。另外，零件上的孔位于彎曲變形區(qū)之外，所以彎曲時孔不會變形，可以先沖孔后彎曲。計算零件相對彎曲半徑，卸載后彎曲件圓角半徑的變化可以不予考慮，而彎曲中心角發(fā)生了變化，采用校正彎曲來控制角度回彈。3.精度分析零件上只有1個尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求屬于it14，其余未注公差尺寸也均按it14選取，所以普通彎曲和沖裁即可滿足零件的精度要求。4.結(jié)論：由以上分析可知，該零件沖壓工藝性良好，可以沖裁和彎曲。（二）工藝方案的確定零件為u形彎曲件，該零件的生產(chǎn)包括落料、沖孔和彎曲三個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案

16、一：先落料，后沖孔，再彎曲。采用三套單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，再彎曲。采用復(fù)合模和單工序彎曲模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，再彎曲。采用連續(xù)模和單工序彎曲模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，生產(chǎn)效率較低。方案二需兩副模具，且用復(fù)合模生產(chǎn)的沖壓件形位精度和尺寸精度易保證，生產(chǎn)效率較高。但由于該零件的孔邊距為4.75mm，小于凸凹模允許的最小壁厚6.7mm，故不宜采用復(fù)合沖壓工序。方案三也需兩副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故其模具制造、安裝較復(fù)合模略復(fù)雜。通過對上述三種方案的綜合分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)

17、采用方案三為佳。（三）零件工藝計算1.彎曲工藝計算（1）毛坯尺寸計算圖16 坯料展開圖對于有圓角半徑的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，按中性層展開的原理，坯料總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和，可查得中性層位移系數(shù)，所以坯料展開長度為由于零件寬度尺寸為18mm，故毛坯尺寸應(yīng)為64mm18mm。彎曲件平面展開圖見圖16，兩孔中心距為46mm。（2）彎曲力計算彎曲力是設(shè)計彎曲模和選擇壓力機(jī)的重要依據(jù)。該零件是校正彎曲，校正彎曲時的彎曲力和頂件力為 對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故一般可以忽略，即 生產(chǎn)中為安全，取，根據(jù)壓彎力大小，初選設(shè)備為jh2325。2.沖孔落料連續(xù)模工藝計算（

18、1）刃口尺寸計算由圖3-2可知，該零件屬于一般沖孔、落料件。根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，沖裁模的凸、凹模采用分開加工方法制造。尺寸18mm、r9mm由落料獲得，28.5mm和460.31mm由沖孔同時獲得。查得凸、凹模最小間隙，最大間隙，所以。按照模具制造精度高于沖裁件精度34級的原則，設(shè)凸、凹模按it8制造，落料尺寸，凸、凹模制造公差，磨損系數(shù)取0.75。沖孔尺寸，凸、凹模制造公差，磨損系數(shù)取0.5。根據(jù)沖裁凸、凹模刃口尺寸計算公式進(jìn)行如下計算： 落料尺寸，校核不等式，代入數(shù)據(jù)得。說明所取的與合適，考慮零件要求和模具制造情況，可適當(dāng)放大制造公差為： ， 。將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式得 故落料凸模和凹模

19、最終刃口尺寸為：，。落料r9mm，屬于半邊磨損尺寸。由于是圓弧曲線，應(yīng)該與落料尺寸18mm相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取為沖孔：校核，代入數(shù)據(jù)得：。說明所取的與合適，考慮零件要求和模具制造情況，可適當(dāng)放大制造公差為：， 。將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式得故沖孔凸模和凹模最終刃口尺寸為：，。孔心距460.31mm因?yàn)閮蓚€孔同時沖出，所以凹模型孔中心距為（2）排樣計算分析零件形狀應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有如圖17所示兩種。圖17 可能的排樣方式比較方案a和方案b，方案a是少廢料排樣，顯然材料利用率高，但因條料本身的剪板公差以及條料的定位誤差影響，工件精度不易保證，且模具壽命低，操作不

20、便，排樣不適合連續(xù)模，所以選擇方案b。同時，考慮凹模刃口強(qiáng)度，其中間還需留一空工位。現(xiàn)選用規(guī)格為3mm1000mm1500mm的鋼板，則需計算采用不同的裁剪方式時，每張板料能出的零件總個數(shù)。經(jīng)查得零件之間的搭邊值，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值，條料與導(dǎo)料板之間的間隙值，則條料寬度為步距 由于彎曲件裁板時應(yīng)考慮纖維方向，所以只能采用橫裁。即裁成寬71.5mm、長1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為 計算每個零件的面積，則材料利用率為。排樣圖如圖18所示。圖18 零件的排樣圖3.沖裁力計算此例中零件的落料周長為148.52mm，沖孔周長為26.69mm，材料厚度3mm，45鋼的抗剪強(qiáng)度取

21、500mpa，沖裁力基本計算公式。則沖裁該零件所需落料力沖孔力 模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料和下出件方式，所以所需推件力為計算零件所需總沖壓力初選設(shè)備為jc2363。4.壓力中心計算圖19 壓力中心的計算零件為一對稱件，所以壓力中心就是沖裁輪廓圖形的幾何中心，但由于采用級進(jìn)模設(shè)計，因此需計算模具的壓力中心。排樣時零件前后對稱，所以只需計算壓力中心橫坐標(biāo)，如圖19所示建立坐標(biāo)系。設(shè)模具壓力中心橫坐標(biāo)為（計算時取代數(shù)值），則有 即 ，解得 所以模具壓力中心坐標(biāo)點(diǎn)為（-31.2 , 0）。（四）沖壓設(shè)備的選用1. 沖孔落料連續(xù)模設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的大小，選取開式雙柱可傾臺壓力機(jī)jc2363，其主要技術(shù)參數(shù)

22、如下：公稱壓力：630kn滑塊行程：120mm最大閉合高度：360 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：80 mm滑塊中心線到床身距離：260mm工作臺尺寸：480 mm710 mm工作臺孔尺寸：250mm模柄孔尺寸：50 mm80 mm墊板厚度：90 mm2.彎曲模設(shè)備的選用根據(jù)彎曲力的大小，選取開式雙柱可傾臺壓力機(jī)jh2325，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：250kn滑塊行程：75mm最大閉合高度：260 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：55mm滑塊中心線到床身距離：200mm工作臺尺寸：370 mm560mm工作臺孔尺寸：260mm模柄孔尺寸：40 mm60mm墊板厚度：50 mm（五）模具零部件結(jié)構(gòu)的確定1.沖孔

23、落料連續(xù)模零部件設(shè)計（1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計算公式得凹模高度 凹模壁厚 所以，凹模的總長，為了保證凹模結(jié)構(gòu)對稱并有足夠的強(qiáng)度，將其長度增大到163mm。凹模的寬度。模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計算結(jié)果，查得模架規(guī)格為：上模座200mm200mm45mm，下模座200mm200mm50mm，導(dǎo)柱32mm160mm，導(dǎo)套32mm105mm43mm。（2）其它零部件結(jié)構(gòu)凸模固定板與凸模采用過渡配合關(guān)系，厚度取凹模厚度的0.8倍，即20mm，平面尺寸與凹模外形尺寸相同。卸料板的厚度與卸料力大小、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，取

24、其值為14mm。導(dǎo)料板高度查表取12mm，擋料銷高度取4mm。圖20 凸模結(jié)構(gòu)圖模具是否需要采用墊板，以承壓面較小的凸模進(jìn)行計算，沖孔凸模承壓面的尺寸如圖20所示。則其承受的壓應(yīng)力為查得鑄鐵模板的為90140mpa，故 。因此需采用墊板，墊板厚度取8mm。模具采用壓入式模柄，根據(jù)設(shè)備的模柄孔尺寸，應(yīng)選用規(guī)格為a50105的模柄。2.彎曲模主要零部件設(shè)計根據(jù)工件的材料、形狀和精度要求等，彎曲模采用非標(biāo)準(zhǔn)模架。下模座的輪廓尺寸為255mm110mm。（1）工作部分結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計1）凸模圓角半徑在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當(dāng)零件的相對圓角半徑較小時，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即。2）凹

25、模圓角半徑凹模圓角半徑不應(yīng)過小，以免擦傷零件表面，影響沖模的壽命，凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時坯料會發(fā)生偏移。根據(jù)材料厚度取。3）凹模深度圖21 凹模結(jié)構(gòu)圖凹模深度過小，則坯料兩端未受壓部分太多，零件回彈大且不平直，影響其質(zhì)量；深度過大，則浪費(fèi)模具鋼材，且需壓力機(jī)有較大的工作行程。該零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的u形彎曲件，則凹模深度應(yīng)大于零件的高度，且高出值，如圖21所示。4）凸、凹模間隙根據(jù)u形件彎曲模凸、凹模單邊間隙的計算公式得 5）u形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。而凸、凹模的橫向尺寸及公差則應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、公差、回彈情

26、況以及模具磨損規(guī)律而定。因此，凸、凹模的橫向尺寸分別為 （2）彈頂裝置中彈性元件的計算由于該零件在成型過程中需壓料和頂件，所以模具采用彈性頂件裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計算如下1）確定橡膠墊的自由高度 認(rèn)為自由狀態(tài)時，頂件板與凹模平齊，所以 由上兩個公式取。2）確定橡膠墊的橫截面積查得圓筒形橡膠墊在預(yù)壓量為10%15%時的單位壓力為0.5mpa，所以 3）確定橡膠墊的平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊應(yīng)為圓筒形，中間開有圓孔以避讓螺桿。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為17mm，則其直徑d為4）校核橡膠墊的自由高度橡膠墊的高徑比在0.51.5之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的

27、裝模高度約為0.85140=120mm。（六）沖孔落料連續(xù)模裝配圖有了上述各步計算所得的數(shù)據(jù)及確定的工藝方案，便可以對模具進(jìn)行總體設(shè)計并畫出沖裁裝配圖如圖22所示。模具閉合高度h模=45+8+20+15+14+12+25+50=189mm。（七）彎曲模具裝配圖由上述各步計算所得的數(shù)據(jù)，對彎曲模具進(jìn)行總體設(shè)計并畫出裝配圖如圖23所示。模具閉合高度h模=40+20+4+103=167 mm。圖22 沖孔落料級進(jìn)模1-下模座 2、4、11-螺釘 3-導(dǎo)柱 5-擋料銷 6-導(dǎo)料板 7-導(dǎo)套 8、15、21-銷釘 9-導(dǎo)正銷 10-上模座 12-落料凸模 13-模柄 14-防轉(zhuǎn)銷 16-墊板 17-凸模

28、固定板 18-沖孔凸模 19-卸料板 20-凹模圖23 彎曲模裝配圖1、2-螺釘 3-彎曲凹模 4-頂板 5-銷釘 6-模柄 7-凸模 8-銷釘 9-定位板10-下模座 11-頂料螺釘 12-拉桿 13-托板 14-橡膠 15-螺母三、 無凸緣筒形件模具設(shè)計（一）零件工藝性分析工件為圖24所示拉深件，材料08鋼，材料厚度2mm，其工藝性分析內(nèi)容如下：1.材料分析08鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于深拉深級別鋼，具有良好的拉深成形性能。2. 結(jié)構(gòu)分析圖24 拉深工件圖零件為一無凸緣筒形件，結(jié)構(gòu)簡單，底部圓角半徑為r3，滿足筒形拉深件底部圓角半徑大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。3. 精

29、度分析零件上尺寸均為未注公差尺寸，普通拉深即可達(dá)到零件的精度要求。（二）工藝方案的確定零件的生產(chǎn)包括落料、拉深（需計算確定拉深次數(shù)）、切邊等工序，為了提高生產(chǎn)效率，可以考慮工序的復(fù)合，本例中采用落料與第一次拉深復(fù)合，經(jīng)多次拉深成形后，由機(jī)械加工方法切邊保證零件高度的生產(chǎn)工藝。（三）零件工藝計算1.拉深工藝計算零件的材料厚度為2mm，所以所有計算以中徑為準(zhǔn)。（1）確定零件修邊余量零件的相對高度，經(jīng)查得修邊余量，所以，修正后拉深件的總高應(yīng)為79+6=85mm。（2）確定坯料尺寸由無凸緣筒形拉深件坯料尺寸計算公式得（3）判斷是否采用壓邊圈零件的相對厚度，經(jīng)查壓邊圈為可用可不用的范圍，為了保證零件質(zhì)量

30、，減少拉深次數(shù)，決定采用壓邊圈。（4）確定拉深次數(shù)查得零件的各次極限拉深系數(shù)分別為 m1=0.5， m2=0.75， m3=0.78， m4=0.8。所以，每次拉深后筒形件的直徑分別為由上計算可知共需4次拉深。（5）確定各工序件直徑調(diào)整各次拉深系數(shù)分別為 ，則調(diào)整后每次拉深所得筒形件的直徑為第四次拉深時的實(shí)際拉深系數(shù)，其大于第三次實(shí)際拉深系數(shù)和第四次極限拉深系數(shù)，所以調(diào)整合理。第四次拉深后筒形件的直徑為。（6）確定各工序件高度根據(jù)拉深件圓角半徑計算公式，取各次拉深筒形件圓角半徑分別為，所以每次拉深后筒形件的高度為第四次拉深后筒形件高度應(yīng)等于零件要求尺寸，即。拉深工序件圖如圖25所示。圖25 拉

31、深工序件圖2.落料拉深復(fù)合模工藝計算（1）落料凸、凹模刃口尺寸計算根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計算采用分開制造法。落料尺寸為，落料凹模刃口尺寸計算如下。查得該零件沖裁凸、凹模最小間隙，最大間隙，凸模制造公差，凹模制造公差。將以上各值代入校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn)，不等式成立，所以可按下式計算工作零件刃口尺寸。（2）首次拉深凸、凹模尺寸計算第一次拉深件后零件直徑為55.65mm，由公式確定拉深凸、凹模間隙值，查得，所以間隙，則首次拉深凹模。首次拉深凸模（3）排樣計算零件采用單直排排樣方式，查得零件間的搭邊值為1.5mm，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值為1.8mm，若模具采用無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，則條料上零

32、件的步距為106.5mm，條料的寬度應(yīng)為選用規(guī)格為2mm1000mm1500mm的板料，計算裁料方式如下。裁成寬109.6mm，長1000mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為裁成寬109.6mm，長1500mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為經(jīng)比較，應(yīng)采用第二種裁法，零件的排樣圖如圖26所示。（3）力的計算圖26 零件排樣圖模具為落料拉深復(fù)合模，動作順序是先落料后拉深，現(xiàn)分別計算落料力、拉深力和壓邊力。因?yàn)槔盍εc壓邊力的和小于落料力，即，所以，應(yīng)按照落料力的大小選用設(shè)備。初選設(shè)備為j2335。3.第二次拉深模工藝計算（1）拉深凸、凹模尺寸計算第二次拉深件后零件直徑為43.41 mm，拉深凸、凹模

33、間隙值仍為3mm，則拉深凸、凹模尺寸分別為（2）拉深力計算根據(jù)以上力的計算，初選設(shè)備位j2310。4.第三次拉深模工藝計算計算方法與第二次拉深模工藝計算相同，此處從略。5.第四次拉深模工藝計算（1）拉深凸、凹模尺寸計算因?yàn)榱慵?biāo)注外形尺寸（）mm，所以要先計算凹模，即拉深凸模（2）拉深力計算（四）沖壓設(shè)備的選用1.落料拉深復(fù)合模設(shè)備的選用根據(jù)以上計算，同時考慮拉深件的高度選取開式雙柱可傾壓力機(jī)jh2340，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：4000kn滑塊行程：80mm最大閉合高度：330 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：65 mm滑塊中心線到床身距離：250mm工作臺尺寸：460 mm700 mm工作臺孔尺

34、寸：250 mm360 mm模柄孔尺寸：50 mm70 mm墊板厚度：65mm2.第二次拉深模設(shè)備的選用考慮零件的高度，選取開式雙柱可傾壓力機(jī)jh2380，以保證拉深的順利操作，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：800kn滑塊行程：130mm最大閉合高度：380 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：90mm滑塊中心線到床身距離：290mm工作臺尺寸：540 mm800 mm模柄孔尺寸：60mm80 mm墊板厚度：100mm（五）模具零部件結(jié)構(gòu)的確定1.落料拉深復(fù)合模零部件設(shè)計（1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計算公式得凹模高度。凹模壁厚。所以，凹模的外徑為。以上計算僅為參考值，由于本套模具為落料拉深復(fù)合模，所以凹模高度受拉深件高度的影響必然會有所增加，其具體高度將在繪制裝配圖時確定。另外，為了保證凹模有足夠的強(qiáng)度，將其外徑增大到200mm。模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計算結(jié)果，查得模架規(guī)格為：上模座200mm200mm45mm，下模座200mm200mm50mm，導(dǎo)柱32mm190mm，導(dǎo)套32mm105mm43mm。（2）其它零部件結(jié)構(gòu)拉深凸模將直接由連接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹模固定板固定，兩者采用過渡配合關(guān)系。模柄采用凸緣式模柄，根據(jù)設(shè)備上模柄孔尺寸，選用規(guī)格為a50100的模柄。2.第二次拉深模零