落料拉伸沖孔復(fù)合模具設(shè)計

1、題目: 落料拉伸沖孔復(fù)合膜設(shè)計分院： 機(jī)械與電子學(xué)院 姓名： 沈星星 學(xué)號： 20093729 專業(yè)： 模具設(shè)計與制造 指導(dǎo)老師： 焦錫巖 畢業(yè)論文答辯時間： 2012-6-14 前 言隨著工業(yè)發(fā)展，沖壓模具的應(yīng)用越來越廣泛。同時由于產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，除了要保證模具設(shè)計質(zhì)量以外，對模具設(shè)計效率的要求也越來越高。為了促進(jìn)我國沖壓模具技術(shù)的發(fā)展，從計算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)加工技術(shù)及裝備、其它新技術(shù)與沖壓模具等方面分析了我國沖壓模具的技術(shù)現(xiàn)狀。結(jié)果表明：經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的沖壓模具總量位居世界第三位，加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。 本文首先分析了復(fù)合模具的工藝結(jié)構(gòu)，介紹了復(fù)合模具的設(shè)計，重

2、點(diǎn)介紹了模具的結(jié)構(gòu)、凹凸模的設(shè)計、沖裁力的計算以及沖壓機(jī)的選型。其次詳細(xì)闡述了落料拉深沖孔復(fù)合模的工藝設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計過程、對拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各種標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行設(shè)計計算和選擇，基本上確定了落料拉深沖孔復(fù)合模的整體結(jié)構(gòu)框架。本文設(shè)計的復(fù)合模具適用于加工幾何尺寸較大、形狀復(fù)雜、精度要求較高的沖壓類零件，通過理論分析和大量的工程實(shí)踐探索，在模具上采用了一些特殊機(jī)構(gòu)，可使操作簡單，提高生產(chǎn)效率,對提高企業(yè)的市場競爭力有著現(xiàn)實(shí)的意義。通過了復(fù)合模具的設(shè)計，可以將傳統(tǒng)的分模加工合二為一，使落料、拉深、沖孔一次成形，避免了分模加工中定位誤差的生產(chǎn)，從而保證了質(zhì)量，降低了成

3、本，提高了生產(chǎn)效率。目 錄前 言目 錄第1章 緒 論11.1沖壓模具簡介21.1.1 沖壓成形與沖壓模具的概念21.1.2 沖壓模具的分類21.2 本課題主要研究的內(nèi)容及意義3第2章 復(fù)合模具總體方案的分析與確定52.1 工藝方案分析52.1.1 工件的分析52.1.2 落料拉深工藝分析52.2工藝方案的確定6第3章 主要的工藝參數(shù)計算73.1 毛坯尺寸的計算73.2 排樣73.3 工序壓力計算83.4 沖壓設(shè)備的選擇9第4章 主要工作部分尺寸計算114.1 落料刃口尺寸計算114.2 沖孔刃口尺寸計算114.3 復(fù)合模具主要零件的設(shè)計12第5章 落料拉深沖孔復(fù)合模裝配185.1 沖壓模具裝配

4、的技術(shù)要求185.2 落料拉深沖孔復(fù)合模裝配的特點(diǎn)195.3復(fù)合模具的總體設(shè)計195.4復(fù)合模具總裝配19總結(jié)與展望24參考文獻(xiàn)25致 謝26- 2-第1章 緒 論在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備。它是以其特定的形狀通過一定方式將原材料加工成為零件。采用模具成形方法生產(chǎn)零件，具有優(yōu)質(zhì)、高效、省料、低成本等優(yōu)點(diǎn)，因此在國民經(jīng)濟(jì)各個部門，尤其是在機(jī)械制造、汽車、家用電器、儀器儀表、石油化工、輕工產(chǎn)品等工業(yè)部門得到了極其廣泛的應(yīng)用1。據(jù)統(tǒng)計，利用模具制造的零件，在汽車、飛機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占70%；在電視機(jī)、錄音機(jī)、計算機(jī)等電子產(chǎn)品中占80%以上；在手表、洗衣機(jī)、電

5、冰箱等輕工產(chǎn)品中占85%以上。經(jīng)過幾十年的發(fā)展 ,我國的沖壓模具總量位居世界第三位 ,加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。以汽車覆蓋件為代表的大型、復(fù)雜、精密沖壓模2。用 CAD/CAM /CAE軟件進(jìn)行三維設(shè)計和模擬，靠高速、精密的加工設(shè)備生產(chǎn) ,用新型研磨或拋光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光，提高模具質(zhì)量。這些都代表了沖壓模具發(fā)展的趨勢3。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注射模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模

6、具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求。隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來越多；對產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是日趨精美。由于每副模具是特定產(chǎn)品零件生產(chǎn)用的專用工裝，因此

7、，模具設(shè)計是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸及其精度，表面質(zhì)量要求及成型工藝條件的變化而變化的。所以每副模具都必須進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺普通壓力機(jī)設(shè)計每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識。1.1沖壓模具簡介1.1.1 沖壓成形與沖壓模具的概念沖壓成形是指利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對模具里的板料施加壓力，使其生產(chǎn)分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。沖壓加工的對象一般為金屬板料、薄壁

8、管、薄型材等，板厚方向變形一般不側(cè)重考慮，因此也稱為板料沖壓，并且通常是在室溫狀態(tài)下進(jìn)行，所以也稱為冷沖壓8。沖壓模具是指在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，俗稱沖模在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具，高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。如圖1-1所示。 圖 1-1 沖壓零件的影響因素1.1.2 沖壓模具的分類1.根據(jù)工藝性質(zhì)分類（1）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。（2）彎曲模 使板料毛坯或其它坯料沿著直線產(chǎn)品彎曲變形，從而獲得一定角度和姓張的工件模具。（3）拉深模

9、是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。（4）成形模 是將毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形狀直接復(fù)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(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等9。2、根據(jù)工序合程度分類（1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。（2）復(fù)合模 只有一個工位，在壓力機(jī)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。（3）級進(jìn)模（也稱為連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機(jī)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。1.2 本課題主要研究的內(nèi)容及意義本課題的

10、研究對象是變壓器開關(guān)壓圈零件的落料拉深沖孔復(fù)合模具，做出工藝分析案，計算出工藝參數(shù)，設(shè)計模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個部分：1、對落料拉深沖孔復(fù)合模進(jìn)行工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計10。2、主要工作部分尺寸的計算。3、主要工藝參數(shù)的計算。4、模具的工作總體設(shè)計及裝配。5、設(shè)計出模具總裝配圖。隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，沖壓模具在各行業(yè)中有著較廣泛的應(yīng)用，其組成零件中標(biāo)準(zhǔn)件占有很大比重。而很多沖壓制件都是系列化產(chǎn)品，它們的模具節(jié)哦故相同或相似而尺寸不僅相同，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要反復(fù)查閱手冊以確定模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)外形與尺寸，重復(fù)設(shè)計的工作量很

11、大。由于產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，新產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期不斷縮短，設(shè)計環(huán)節(jié)在產(chǎn)品的整個生命周期中占據(jù)了越來越重要的地位。國外的模具制造企業(yè)，廣泛使用先進(jìn)的高精度、高速度、專業(yè)化加工裝備，如日本豐田汽車模具公司擁有構(gòu)造面加工數(shù)控銑床39臺套、型面加工高速五軸五面銑床15臺套、其它新型一體化專門加工設(shè)備6臺套。加工工藝方法包括等高線加工、最大長度順向走刀加工等，精加工走刀移行密度僅有0.3mm。同時，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)凹圓角清根、外凸圓角加工到位等，因而可以控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小型面誤差，實(shí)現(xiàn)模面的精細(xì)加工。日本、韓國、新加坡、德國、荷蘭、美國及我國臺灣、香港地區(qū)的獨(dú)資、合資企業(yè)很多，民營

12、模具企業(yè)很不少；蘇州蘭佩鑄造、遠(yuǎn)輕模具等企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)及輪轂等部件壓鑄模和鑄模，昆山中大模架等企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)各種大型模架、模具導(dǎo)向件、模具彈簧等標(biāo)準(zhǔn)件11。國內(nèi)的許多模具企業(yè)通過引進(jìn)先進(jìn)的加工裝備，硬件上與國際水平的差距正在快速縮?。荷虾５钠嚹＞咂髽I(yè)，近年來通過大量購置先進(jìn)的五軸高速加工機(jī)床、大型龍門加工中心和五軸聯(lián)動數(shù)控高速銑床、數(shù)控車或復(fù)合加工機(jī)床、先進(jìn)的大型測量和調(diào)試設(shè)備及多軸數(shù)控激光切割機(jī)等。一汽模具公司已經(jīng)擁有五軸高速數(shù)控銑床等大型高速加工設(shè)備；東風(fēng)汽車模具公司擁有高速的數(shù)控銑床。目前，資產(chǎn)過億，擁有龍門加工中心10臺以上的大型汽車模具企業(yè)已經(jīng)達(dá)到10多家。外國人都驚呼：怎么

13、兩年之間中國大陸的汽車模具規(guī)模、數(shù)量和制造能力會有如此大的變化。我國沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平，總體上比國際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上；生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝，加工裝備等方面。沖壓模具加工工藝和裝備對提高加工效率、確保模具精度、縮短交貨周期有重要影響12。過去的中國沖壓模具行業(yè)，車、刨、銑、磨等傳統(tǒng)普通機(jī)床和電火花線切割機(jī)床，曾經(jīng)在絕大數(shù)沖壓模具企業(yè)使用。采用加工沖壓模具時，通常需要對模具零件反復(fù)裝夾和定位，因而加工生產(chǎn)效率低。模具產(chǎn)品質(zhì)量差。模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重

14、要工藝裝備、具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與汽車，機(jī)械、航天、航空、輕共、電子、電器、儀表等行業(yè)。2005年中國模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到610億元，增長率保持在25%的高水平，行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%，僅次于日本、美國而位列世界第三。目前我國大部分模具企業(yè)采用的仍然是傳統(tǒng)的設(shè)計方法，特別四中小型模具企業(yè)，設(shè)計人員進(jìn)行著大量的重復(fù)性勞動，在通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計過程中，不得不多次重復(fù)查閱設(shè)計手冊，造成模具設(shè)計周期長、效率低、耗資大的現(xiàn)狀，這也就影響了企業(yè)的市場競爭力13。本課題變壓器開關(guān)壓圈，沖壓該零件時，普遍采用落料、拉深、沖孔三道工序，生產(chǎn)效率低

15、，成本也高，為此，設(shè)計了沖壓該零件的落料、拉深、沖孔復(fù)合模，是原三道工序合三為一，大大提高了生產(chǎn)效率14。第2章 復(fù)合模具總體方案的分析與確定本課題的研究對象是變壓器開關(guān)壓圈，材料為08F，料厚為2.5mm，是形狀規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體零件大批量生產(chǎn)。變壓器開關(guān)壓圈如圖2-1所示。2.1 工藝方案分析2.1.1 工件的分析工件圖:如圖所示生產(chǎn)批量:大批量材料:08鋼料厚:1.5mm工件如圖2-1所示(a)工件簡圖 (b)工件實(shí)圖圖2-1 工件的簡圖和實(shí)體圖圖2-1所示為變壓器開關(guān)壓圈，材料為08F，料厚為1.5mm，是形狀規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體零件，大批量生產(chǎn)。2.1.2 落料拉深工藝分析由圖2-1可見，該工件的

16、加工涉及到落料、拉伸、沖孔三種工序內(nèi)容。根據(jù)變形特點(diǎn)，對于帶孔的拉深件，尤其是20孔到直壁的距離較近，一般應(yīng)先拉深后沖孔。(1)落料拉深工藝分析此工件為無凸緣圓筒形，工件,要求內(nèi)形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加工。- 8 -工件底部圓角半徑r=2.5mm，大于拉深凸模圓角半徑r凸=46mm,滿足拉深對圓角半徑的要求。尺寸60mm，按公差表查得為IT14級，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊蟆＃?）沖孔工藝分析對于所沖孔20mm，按表2-1查得，一般沖孔模對該種材料以沖壓的最小孔徑為dt，t=1.5mm，因而20孔符合工藝要求。2.2工藝方案的確定根據(jù)制件

17、的工藝性分析，其基本工序有落料、拉深和切邊?，F(xiàn)擬定以下幾種工藝方案：方案一：先落料，后拉深，沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料拉深沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：落料、拉深級進(jìn)沖壓，沖孔，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案分析：方案一模具結(jié)構(gòu)較為簡單，但需要三副模具和兩道工序，成本高，生產(chǎn)效率低，難以滿足大量生產(chǎn)的生產(chǎn)要求。方案二只需要一副模具，減少了工序數(shù)量，工件的精度及生產(chǎn)效率都比較高，但模具制造時有一定的困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)的制件精度不如復(fù)合模生產(chǎn)精度高，模具本身制造也有一定的難度，生產(chǎn)效率不如復(fù)合模高，并且生產(chǎn)過程中需要克服工件的精確定位問題。通過對上述三種方案的綜合比較，并且

18、考慮模具的制造精度及制件的精度，該沖壓工藝方案選用方案二較優(yōu)。本工件首先需要落料，制成直徑D=76mm的圓片，然后D=76mm的原板料為毛坯進(jìn)行拉深，拉深成為內(nèi)徑為60mm、內(nèi)圓角r為2.5mm的無凸緣圓筒，最后按h=7.75mm進(jìn)行修邊。根據(jù)以上工藝分析，為了提高生產(chǎn)效率，該零件的加工采用落料、拉深和沖孔復(fù)合、一次成型的方式15。- 10 -第3章 主要的工藝參數(shù)計算3.1 毛坯尺寸的計算計算毛坯直徑D 如圖2-1工件圖所示。h=（8-0.75）mm=7.75mm，d=（60+0.75+0.75）mm=61.5mm，取62mm。工件的相對高度h/d=7.75mm/62mm=0.13。根據(jù)相對

19、高度從表4-1中查得修邊余量h=1mm。 表3-1 無凸緣圓筒行拉深件的修邊余量 （mm） 工件高度h 工件的相對高度h/d 0.5-0.80.8-1.61.6-2.52.5-41010-2020-5050-100100-150150-200200-2502501.01.22345671.21.62.53.856.37.58.51.523.356.5891022.5468101112無凸緣圓筒形拉深工件的毛坯尺寸計算公式為： D=(d2 +4dH-1.72rd-0.56r2 )1/2 （3-1） 將d=62mm，H=h+ h=7.75mm+1mm=8.75mm，r=（2.5+0.75）mm=3

20、.25mm代入上式，即得毛坯的直徑為： D=622+4628.75-1.723.2562-0.563.2521/2=76mm （3-2）3.2 排樣排樣：沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。在排樣時應(yīng)考慮如下原則。沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。同一零件可以采用不同的排樣形式，排樣方式不同，材料利用率不同。大批量生產(chǎn)時，在沖裁件的成本中，材料費(fèi)用一般占60%以上，因此，材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個重要問題，特別對貴重的有色金屬。同時排樣要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料狀況等16。要提高

21、材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的措施有：設(shè)計合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），或利用廢料作小零件。對一定形狀的沖件，結(jié)構(gòu)廢料是不可避免的，但充分利用結(jié)構(gòu)廢料是可能的。當(dāng)兩個不同沖件的材料和厚度相同時，較小尺寸的沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來。例如，電機(jī)轉(zhuǎn)子硅鋼片，就是利用定子硅剛片的廢料沖出的17。（1） 提高材料利用率。（2） 使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強(qiáng)度。條料在沖裁過程中翻動要少，在材料利用率相同或相近時，應(yīng)盡可能選條料寬、進(jìn)距小的排樣方法。這樣還可以板料裁切次數(shù)，節(jié)省裁備料時間。（3） 使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽

22、命長。（4） 保證沖件的質(zhì)量。（5） 對于彎曲件的落料，在排樣時還要考慮板料的纖維方向。該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)單，故采用單排排樣設(shè)計。搭邊值為a1=1.0，a=1.2，采用單擋料銷擋料。則： 條料寬為 b=76mm+2a=78.4mm 條料的進(jìn)距為 h=76mm+ a1 =77mm圖3-1 排樣圖3.3 工序壓力計算（1）落料力計算 按式（3-3）- 8 - F落=1.3L t （3-3） 式中F落落料力（）工件外輪廓周長，D238mm；t 材料厚度，t=0.8mm； 材料的抗剪強(qiáng)度（MPa），由書末附錄A1查得=310MPa。落料力則為： F落=1.3238mm0

23、.8mm310MPa76.73 kN （3-4）（2）卸料力 按公式 F卸=K卸 F落 （3-5）式中 K卸 卸料力因數(shù)，其值K卸=0.03卸料力則為： F卸=0.0376.73kN2.30 kN （3-6） （3）沖孔力計算 按式（3-7） F沖=1.3Lt （3-7）式中 L 工件內(nèi)輪廓周長（mm）。L=3.1420=62.80mm沖孔力則為： F沖=1.362.80mm0.8mm310MPa20.25 kN （3-8）（4） 拉深力計算 由于零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形近似計算。按公式： F拉=Kdtb （3-9） 式中 F拉 拉深力（N）； d 拉深件的直徑，d=62mm； t

24、 材料厚度；b 材料的強(qiáng)度極限（MPa），b=380MPa； K 修正因數(shù)。由表查得修正因數(shù) K=0.93； 拉深系數(shù)： m=d/D=62mm/76mm=0.82 （3-10） 拉深力則為： F拉=0.933.14620.838055.04 kN （3-11）3.4 沖壓設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備選用是沖壓工藝設(shè)計過程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。模具的設(shè)計要與沖壓設(shè)備的類型和主要規(guī)格相匹配，否則不能工作。正確選擇沖壓設(shè)備，關(guān)系到設(shè)備的安全使用、沖壓工藝的順利實(shí)施及沖壓件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命等一系列問題。沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械18。常見冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)（以Jxx表示其型號）和液壓機(jī)（以Yxx表示其型號）。主

25、要根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸大小和精度要求來選擇。對于中小型沖裁件、彎曲件或拉伸件等，主要選用開式機(jī)機(jī)械壓力機(jī)。開式壓力機(jī)雖然剛度不高，在較大沖壓力的作用下床身的變形會改變沖模間隙分布，降低模具壽命和沖壓件表面質(zhì)量，但是由于它提供了極為方便的操作條件和易于安裝機(jī)械化附屬裝置的特或工作點(diǎn)，所以目前仍是中小型沖壓件生產(chǎn)的主要設(shè)備。另外，在中小型沖壓件生產(chǎn)中，若采用導(dǎo)板?；蚬ぷ鲿r要求導(dǎo)柱導(dǎo)套不脫離的模具，應(yīng)選用行程較小的偏心軸壓力機(jī)。對于大中型沖壓件，多選用閉式機(jī)械壓力機(jī)，包括一般用途的通用壓力機(jī)和專用的精密壓力機(jī)、雙動或三動拉伸壓力機(jī)等。其中薄板沖裁或精密沖裁時，選用精度和

26、剛度較高的精密壓力機(jī)；大型復(fù)雜拉深件生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動或三動拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便19。在小批量生產(chǎn)中，多采用液壓機(jī)或摩擦壓力機(jī)。液壓機(jī)沒有固定的行程，不會因?yàn)榘辶虾穸茸兓d，而且在需要很大的施力行程加工時，與機(jī)械壓力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，特別適合大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。但液壓機(jī)的速度低，生產(chǎn)效率不高，而沖壓件的尺寸精度有時受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定。摩擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，不易發(fā)生超載破壞等特點(diǎn)，在小批量生產(chǎn)中常用來彎曲件，尤其適用校平、整形、壓印等成形工序。但摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)小，生產(chǎn)效率低，而操作也不太方便。在大批量生產(chǎn)或形狀復(fù)雜件的大量生產(chǎn)

27、中，應(yīng)盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)20。 沖壓設(shè)備分類： 1.機(jī)械壓力機(jī)按驅(qū)動滑塊機(jī)構(gòu)的種類可分為曲柄式和摩擦式； 2.按滑塊個數(shù)可分為單動和雙動；3.按床身結(jié)構(gòu)形式可分為開式（C型床身）和閉式（型床身）；4.按自動化程度可分為普通壓力機(jī)和高速壓力機(jī)等。對于淺拉深可按式 F壓（1.61.8）F總，估算公稱壓力來選擇壓力機(jī)。選用公稱壓力為160 kN的方式壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：160 kN 滑塊行程：55 mm最大閉合高度：220 mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45 mm工作臺尺寸：300mm450mm模柄孔尺寸：40mm60mm- 10 -第4章 主要工作部分尺寸計算4.1 落料

28、刃口尺寸計算由公差表查得76為IT14級，取x=0.5mm。則：凹模 Dd =（Dmax-x）0+d =71.6 0+0.03 凸模 Dp =（Dd-2Cmin）0-P =71.430-0.0154.2 沖孔刃口尺寸計算沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙較小，其加工具有如下特點(diǎn)： （1）凸、凹模材質(zhì)一般是工具鋼或合金工具鋼，熱處理后的硬度為5862HRC，凹模比凸模稍硬一些； （2）凸、凹模精度主要根據(jù)沖裁件精度決定，一般尺寸精度在IT6IT9，工作表面粗糙度在Ra=1.60.4m； （3）凸、凹模工作端帶有鋒利刃口，刃口平直（斜刃除外），安裝固定部分要符合配合要

29、求； （4）凸、凹模裝配后應(yīng)保證均勻的最小合理間隙。 （5）凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。凹模型孔加工和直通式凸模加工常用線切割方法。由公差表查得20為IT12級，取x=0.75mm。則： 凸模 dp =（dmin+x）0-P =200-0.03凹模 dd =（dp +2Cmin）0+d =200+0.05 采用凸、凹模分開加工法時，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對于沖制薄材料（因Zmax與Zmin的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配作的加工方法。配作法就是先按設(shè)計尺寸

30、制出一個基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核 + 的條件，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計時，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注 ，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃口尺寸配制，保證最小雙面合- 16 -理間隙值Zmin”。4.3 復(fù)合模具主要零件的設(shè)計1、凸凹模的設(shè)計凸凹模是復(fù)合模具中同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。 圖4-1 凸凹模的實(shí)體圖2、凸模的設(shè)計圖4

31、-2 凸模實(shí)體圖3、落料凹模的設(shè)計 (a)落料凹模簡圖 (b)落料凹模實(shí)體圖圖4-3 落料凹模的簡圖和實(shí)體圖4、模柄的選用模柄的作用是將模具的上模座固定在壓力機(jī)的滑塊上。該模具采用凸緣式模柄，按照國家標(biāo)準(zhǔn)選取，標(biāo)準(zhǔn)件號為B40X85 GB2862.3-1981，材料為Q235鋼，如圖4-4。圖4-4 模柄實(shí)體圖5、上模座的設(shè)計圖4-5 上模實(shí)體圖6、下底座的設(shè)計圖4-6 底座實(shí)體圖7、卸料板的設(shè)計- 18 -（a）卸料板簡圖 （b）卸料板實(shí)體圖圖4-7 卸料板的簡圖和實(shí)體圖8、中間固定板的設(shè)計該模具的固定板為圓形固定板，一般固定板取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相

32、同、但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合。固定板的材料采用45鋼21。（a）中間固定板簡圖 (b)中間固定板實(shí)體圖圖4-8 中間固定板的簡圖和實(shí)體圖9、橡膠的設(shè)計圖4-9 橡膠實(shí)體圖沖壓模具的組成零件可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩大類。如圖4-10所示。圖4-10 沖壓模組成零件1.工藝零件工藝零件是指直接與完成沖壓工藝過程并和配料直接發(fā)生作用的零件。工藝零件進(jìn)一步又可分為：（1）工作零件：是指實(shí)現(xiàn)沖壓變形，使材料正確分離或塑性變形，保證沖壓件形狀的零件，包括凸模、凹模、凹凸模等。（2）定位零件：是指保證條料或毛坯在模具中的正確位置的零件，包括導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、側(cè)壓

33、板、導(dǎo)正銷、側(cè)刃、擋料銷等。（3）壓料零件：是指在拉深工序中防止工件起皺的零件，包括壓料板、壓料圈等。（4）卸料零件：是指將沖裁后由于彈性恢復(fù)而卡在凹模孔內(nèi)或在凸模上的- 16 -工件或廢料脫卸下來的零件。卸料零件包括卸料板、彈簧、橡皮等。出件零件包括推件塊、推桿、頂件塊、頂桿等22。2.結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)零件是指不直接參與完成沖壓工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只對模具完成工藝過程起保證作用或?qū)δ＞叩墓δ芷鹜晟谱饔玫牧慵?。結(jié)構(gòu)零件進(jìn)一步又可分為：（1）導(dǎo)向零件：是保證上模對下模正確位置和運(yùn)動的零件，一般由導(dǎo)套和導(dǎo)柱組成。（2）固定零件：是承裝模具零件或?qū)⒛＞甙惭b固定到壓力機(jī)上的零件，如上模座、下

34、模座、凸凹模固定板、模柄等。（3）緊固及其它零件。如螺釘、定位銷等。第5章 落料拉深沖孔復(fù)合模裝配模具裝配是整個模具制造過程的最后階段，模具裝配圖或驗(yàn)收技術(shù)條件是裝配的依據(jù)，構(gòu)成模具的所有復(fù)合技術(shù)要求的零件，包括標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及成型零件等是模具裝配的基礎(chǔ)。但是有了合格的零件，還必須制定合理的裝配工藝，才能裝配符合設(shè)計要求的模具23。在裝配過程中，即要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度。對于具有相對運(yùn)動的零部件，還必須保證它們之間的運(yùn)動精度。模具裝配的高低及質(zhì)量好壞，直接影響零件能否正常生產(chǎn)以及零件的尺寸、形狀精度和成本。所以說，模具的裝配是模具制造過程中重要環(huán)節(jié)。沖壓模具裝配完

35、成后，各模具零件組成模具的上模部分和下模部分。沖壓模具工作時，下模部分安裝在壓力機(jī)的工作臺上，是模具的固定部分；上模部分通過模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上，是模具的活動部分24。5.1 沖壓模具裝配的技術(shù)要求 （1）模具各組成零件的材料、尺寸精度、幾何形狀精度、表面粗糙度和熱處理工藝以及相對位置精度等都要復(fù)合圖樣要求，零件的工作表面不允許有裂紋和機(jī)械傷痕等缺陷。（2）模具裝配后，所有模具的活動部位都應(yīng)該保證位置準(zhǔn)確、配合間隙適當(dāng)、動作可靠、運(yùn)動平穩(wěn)。固定的零件應(yīng)牢固可靠，在使用過程中不得出現(xiàn)松動和脫落。（3）凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計要求，沿整個刃口輪廓間隙應(yīng)均勻一致。（4）模柄裝入上模座后，其軸

36、心線對上模座上平面的垂直度誤差，在全長范圍內(nèi)不大于0.05mm。（5）上模座的上平面應(yīng)和下模座的底平面平行。導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直度于下模座的底平面和上模座的上平面。（6）裝配好的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度應(yīng)符合規(guī)定要求。（7）定位裝置要保證毛坯定位正確可靠。（8）卸料裝置和頂件裝置應(yīng)靈活，正確，出料孔暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)。（9）模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計要求25。- 22 -5.2 落料拉深沖孔復(fù)合模裝配的特點(diǎn)落料拉深復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上分為上模部分和下模部分，所以裝配過程的總的思路是：將模具零件分別

37、裝配成上模部分和下模部分，然后將上模部分和下模部分裝配成完整的模具。本模具的彈頂裝置屬于下模部分，包括橡膠、底板、聯(lián)接螺釘、螺母等零件，裝配時可以將這些零件先裝配成彈頂裝置，再作為一個整體裝入下模部分26。5.3復(fù)合模具的總體設(shè)計該件的模具結(jié)構(gòu)主要由上、下模座，落料凹模，凸凹模，上、下固定板，中間固定板，投料器，卸料板，墊板組成27。根據(jù)主要工作部分尺寸，結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸。即：上模座：200mm160mm45mm HT200下模座：250mm200mm45mm HT200導(dǎo) 柱：28mm170mm 20 鋼導(dǎo) 套：28mm110mm43mm 20 鋼 導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.81.2mm

38、，硬值為5862HRC。落料凹模、凸凹模材料均采用Cr12，熱處理硬度5862HRC。卸料板、墊板、固定板材料均采用45鋼。5.4復(fù)合模具總裝配通過以上的設(shè)計可以得到落料拉伸沖孔復(fù)合模具的總裝圖，如圖所示。模具的上模部分主要由上模座、落料拉伸凸凹模、卸料板、推件塊等組成。下模部分由下模座、落料凹模、拉深凸模、橡膠等組成28。圖5-1復(fù)合模具總裝配圖壓力機(jī)將力傳遞給頂桿13，頂桿13再通過打桿將力傳遞給凸凹模和沖孔凸模，當(dāng)凸凹模到達(dá)一定距離時，完成落料過程，當(dāng)凸凹模繼續(xù)向下運(yùn)動時，（打桿將力傳遞給壓塊17，將落料好的工件固定），同時完成拉伸和沖孔過程。卸料過程中，在工作過程中已將橡膠29壓縮變形

39、，當(dāng)工作完后橡膠29將力釋放出來帶動打桿26,22,21向上運(yùn)動，將工件向上頂出來。- 20 -圖5-2 二維復(fù)合模具總裝配圖- 26 -圖5-3 落料拉伸沖孔復(fù)合模具三維總裝配圖圖5-4 落料拉伸沖孔復(fù)合模具裝配體剖視圖圖5-5 落料拉伸沖孔復(fù)合模具裝配圖總結(jié)與展望全文總結(jié)主要研究對象是變壓器開關(guān)壓圈零件的落料拉深沖孔復(fù)合模具，做出工藝分析案，計算出工藝參數(shù)，設(shè)計復(fù)合模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力29。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個部分：1、完成了落料拉深沖孔復(fù)合模具的工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，對拉深凸模、落料凹模、落料拉伸凹凸模等主要成形零件以及各種標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行計算和選擇。2、主要工作部分尺寸的計算。3、主要工藝參數(shù)的計算。4、復(fù)合模具的工作總體設(shè)計及裝配。5、設(shè)計出模具總裝配圖，用SolidWorks軟件完成了復(fù)合模具的三維圖，取得了一定的效果。6、初步分析了研究了模具裝配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在SolidWorks環(huán)境下落料拉伸沖孔復(fù)合模具完整的裝配過程。未來展望本文雖用Solidworks軟件設(shè)計出復(fù)合模具并進(jìn)行了一定的研究和探索，并在企業(yè)的模具設(shè)計中得到了一定程度的應(yīng)用，但是鑒于時間限制和本人知識的局限，還存在許多實(shí)際工作需要完善。在本文所做的研究工作的基礎(chǔ)上，提出進(jìn)一步的研究設(shè)想如下30：(1) 目前，本論文只是完成了模具各組成零件