車軸蓋沖壓工藝及模具畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目目 錄錄 摘 要1 ABSTRACT1 引 言2 第一章 零件的工藝分析和毛坯尺寸計(jì)算3 1.1 零件的分析以及模具選擇方案3 1.2 模具類型的選擇3 第二章 設(shè)備的選擇6 2.1 落料所需要的力的計(jì)算6 2.2 拉深所需要的力的計(jì)算6 2.3 沖孔所需要的力的計(jì)算7 2.4 翻邊所需要的力的計(jì)算7 2.5 選擇壓力機(jī)7 第三章 模架的確定和裝配草圖的設(shè)計(jì)9 第四章 落料工序排樣圖的設(shè)計(jì)12 4.1 排樣圖的設(shè)計(jì)12 4.2 材料利用率的計(jì)算12 第五章 工作零件的設(shè)計(jì)及加工13 5.1 工作尺寸的計(jì)算13 5.1.1 落料工序的計(jì)算13 5.1.2 拉深工序的計(jì)算14 5.1.3 沖孔工

2、序的計(jì)算15 5.1.4 翻邊工序的計(jì)算15 5.2 復(fù)合模的設(shè)計(jì)及加工16 5.2.1 落料凹模的設(shè)計(jì)及加工16 5.2.2 落料拉深凸凹模的設(shè)計(jì)及加工17 5.2.3 拉深翻邊凸凹模的設(shè)計(jì)及加工18 5.2.4 沖孔凸模的設(shè)計(jì)及加工19 5.2.5 翻邊沖孔凸凹模的設(shè)計(jì)及加工20 第六章 輔助結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)及選用22 6.1 卸料裝置22 6.2 壓料裝置23 6.3 頂出裝置24 6.4 導(dǎo)向裝置26 6.5 定位裝置27 6.6 螺釘及銷釘27 6.7 模柄的選擇27 6.8 固定板和墊板27 6.9 上模座與下模座30 第七章 模具材料的選擇及熱處理31 第八章 裝配圖的繪制及工作過(guò)

3、程和模具結(jié)構(gòu)的分析32 8.1 裝配圖的繪制32 8.2 模具結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程33 8.3 模具結(jié)構(gòu)的分析33 第九章 壓力機(jī)的校核35 參考文獻(xiàn)36 致 謝37 附 錄 車軸蓋沖壓復(fù)合模的設(shè)計(jì)車軸蓋沖壓復(fù)合模的設(shè)計(jì) 摘要：摘要：本文設(shè)計(jì)了一副車軸蓋復(fù)合模具，分析了零件的成型工藝，介紹了模具的主要工作 零件的設(shè)計(jì)和加工，模具材料的選擇，同時(shí)還分析了模具的工作過(guò)程。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：復(fù)合模；模具結(jié)構(gòu)；工藝分析 Design of compound die for automotive shaft cup Abstract: An design of a composite die for auto

4、motive shaft cup was designed in this paper. The forming technology for the automotive shaft cup was analyzed . The structure of the die, the design of the main parts of the die and the materials of die were introduced. At the same times the working progress of the die was analyzed. Key words:compou

5、nd die; die structure; technological analysi 引引 言言 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。研究推廣能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種沖壓新工藝，是沖壓技術(shù) 的發(fā)展方向之一。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力， 使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓 力加工方法。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素。 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較小而公差要求較小時(shí)， 若用分散的單一工序來(lái)沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求的。這時(shí)在工藝上多采 用

6、工序集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成， 稱為組合工序。根據(jù)工序的組合方法不同，又可將其分為復(fù)合、級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí) 進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成 兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 級(jí)進(jìn)沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的 不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合-級(jí)進(jìn)沖壓在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。 雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工 業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。 未來(lái)的十年，中國(guó)模

7、具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括； 提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平； 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)； 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用； 進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備； 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。 第一章第一章 零件的工藝分析和毛坯尺寸計(jì)算零件的工藝分析和毛坯尺寸計(jì)算 1.11.1 零件的分析以及模具選擇方案零件的分析以及模

8、具選擇方案 零件圖 1 為車軸蓋零件，料厚為 1.2mm，材料為 10 鋼。 圖 1 車軸蓋零件 根據(jù)圖 1 可以知道，零件為拉深翻邊圓筒件。根據(jù) GB/T15055-2007f 沖壓 件未注公差尺寸極限偏差可查得， 0 0.60 60 拉深件外形尺寸為 ，翻邊尺寸為。要生產(chǎn)此零件，需要在模具上進(jìn)行四 0 0.50 20 高度尺寸為 0.50 0 25 個(gè)工序，分別是落料，拉深，沖孔，翻邊。這四個(gè)工序可以在一副模具上完成， 也可以在兩、三或者四副模具上完成，其需要在幾副上完成主要根據(jù)零件的外 型和翻邊的次數(shù)以及拉深的次數(shù)來(lái)確定。 1.21.2 模具類型的選擇模具類型的選擇 根據(jù)上面分析，生產(chǎn)該

9、零件可用單工序模具生產(chǎn)業(yè)也可以用復(fù)合模生產(chǎn)， 具體用什么模具要從經(jīng)濟(jì)性和工藝性進(jìn)行選擇。 1 由于生產(chǎn)的是車軸蓋零件，所以應(yīng)該是大批量生產(chǎn)的，對(duì)于以上兩種模 具類型，復(fù)合模更適合一些。 2 復(fù)合模生產(chǎn)率較高，壓力機(jī)在一次行程內(nèi)可完成兩道以上工序，而單工 序模一次行程只能完成一道工序，所以生產(chǎn)效率較復(fù)合模要高一些。 3 復(fù)合模沖壓精度較單工序模要高。 4 復(fù)合模對(duì)原材料要求比單工序模要低一些。 5 復(fù)合模安裝，調(diào)整與操作簡(jiǎn)單，單工序模有導(dǎo)向時(shí)安裝與調(diào)整方便。 根據(jù)圖知，如要用復(fù)合模一次就把此零件成型，則四道工序要合理的進(jìn)行， 上一道工序的結(jié)果應(yīng)不影響下一道的工序。四道工序的先后順序應(yīng)該這樣安排：

10、 落料-拉深-沖孔-翻邊。這樣拉深不會(huì)影響翻邊預(yù)沖孔，翻邊才不 受影響，計(jì)算不受影響。 根據(jù)以上五點(diǎn)，初步選用復(fù)合模，具體用不用還要看能否一次拉深及其翻 邊。以下是計(jì)算能否一次成型以上兩個(gè)工序。 1 首先計(jì)算拉深毛坯的尺寸： 因?yàn)?H/ =20/58.8=0.34，故可一次拉深成 總 m m D 1 m 功。 4 翻邊預(yù)沖孔直徑的計(jì)算 d=D+0.86r+1.43t-2H=17.636 D-豎邊部分的中徑 H-翻邊的高度 r-翻邊的圓角半徑 t-板料的厚度 5 翻邊系數(shù)的計(jì)算 板料的相對(duì)厚度 d/t=17.636/1.2=14.7 查得模具最小翻邊系數(shù)為 0.55， 而：，所以可以一次翻邊成功

11、。619 . 7 72 . 0 r43 . 0 )1 (2/ max tmDH 極工件 H 通過(guò)以上分析可知拉深和翻邊均能一次成形，零件可以一次實(shí)現(xiàn)落料、拉深、 沖孔、翻邊 4 道工序。由于拉深為無(wú)凸緣、無(wú)壓邊圈拉深，先落料（落料尺寸 為拉深毛坯尺寸），再拉深（拉深到設(shè)計(jì)深度），最后沖孔和翻邊。需要指出 的是沖孔、翻邊 2 個(gè)工序必須放在拉深完成后進(jìn)行，否則，會(huì)影響所沖孔的大 小，并會(huì)出現(xiàn)翻邊后 R1.5mm 處開(kāi)裂，翻邊高低不平的現(xiàn)象。綜上可知，模具類 型選選用復(fù)合模具更為經(jīng)濟(jì)。 第二章第二章 設(shè)備的選擇設(shè)備的選擇 由于該零件的生產(chǎn)過(guò)程要經(jīng)過(guò)落料，拉深，沖孔，還有翻邊四道工序，且 是先落料，

12、再拉深，再?zèng)_孔，最后翻邊，其模具類型選擇復(fù)合模形式。所以在 選設(shè)備的時(shí)候要先計(jì)算哪個(gè)工序需要的力大些，其次還需考慮最大的力是否在 壓力機(jī)安全范圍內(nèi)等等，以下是壓力機(jī)選擇要考慮的基本因素： 1 沖壓設(shè)備的類型和工作形式是否使用于應(yīng)完成的的工序；是否適合安全 生產(chǎn)和環(huán)保的要求； 2 沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要； 3 沖壓設(shè)備的裝模高度，臺(tái)面尺寸，行程等是否適合完成工序所用的模具； 4 沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。 以下分別計(jì)算各個(gè)工序所需的力： 2.12.1 落料所需要的力的計(jì)算落料所需要的力的計(jì)算 1 沖裁力的計(jì)算 =Lt 0 F 其中 -沖裁力，單位為 N； 0

13、 F t-材料厚度，單位為 mm； -材料抗剪強(qiáng)度，單位為 MPa；對(duì) 10 鋼 取 296MPa； L-沖裁周長(zhǎng)，單位為 mm。 考慮到模具刃口的磨損，凸凹模間隙的波動(dòng)，材料機(jī)械性能的變化，材料 厚度的偏差等因素，實(shí)際所需沖裁力還必須增加 30%，即 F=1.3=1.3Lt 0 F 所以=98204.62N F=.02N 0 F 2 頂件力： 0 FKF 頂頂 卸料力： 0 FKF 頂頂 因?yàn)椴牧蠟?10 鋼，查得：，（取 0.05）06 . 0 頂 K05 . 0 04 . 0 頂 K 所以：，NFKF28.5982 0 頂頂 NFKF23.4910 0 頂頂 3 總沖裁力 =F+ +=1

14、384.69KN 總 F 頂 F 卸 F 2.22.2 拉深所需要的力的計(jì)算拉深所需要的力的計(jì)算 1 拉深力的計(jì)算 =1021.9KN 1 ktdP bp -工件直徑 p d -材料抗拉強(qiáng)度極限在(300-440)Mpa 之間，取最大值 440Mpa b -拉深系數(shù) 1 k t -材料厚度 2 壓邊力的計(jì)算 2 max 0.1kt/2.51Fk FKN 壓 18（k-1）D 式中：拉深比：k=D/d 最大拉伸力： （近似計(jì)算） maxb ktkF（-1） 3 拉深總工藝力 =P+ =1024.4KN 總 P N P 2.32.3 沖孔所需要的力的計(jì)算沖孔所需要的力的計(jì)算 沖裁力 =Lt 0 F

15、 其中-沖裁力，單位為 N； 0 F t-材料厚度，單位為 mm； -材料抗剪強(qiáng)度，單位為 MPa；對(duì) 10 鋼 (半硬)取 296MPa； L-沖裁周長(zhǎng)，單位為 mm。 考慮到模具刃口的磨損，凸凹模間隙的波動(dòng)，材料機(jī)械性能的變化，材料厚 度的偏差等因素，實(shí)際所需沖裁力還必須增加 30%，即 F=1.3=1.3Lt 0 F 所以=19669.92N 0 F F =25570.90N 2.42.4 翻邊所需要的力的計(jì)算翻邊所需要的力的計(jì)算 翻邊力的計(jì)算 P=1.1 t (D-d)=7454.17N s t-材料的厚度 -材料的屈服強(qiáng)度 s D-翻邊后孔中徑 d-預(yù)沖孔直徑 2.52.5 選擇壓力

16、機(jī)選擇壓力機(jī) 根據(jù)以上幾個(gè)工序所計(jì)算的結(jié)果，落料的沖裁力最大，且該沖壓件選擇的 模具類型為復(fù)合模，這類模具在工作的時(shí)候是一道工序一道工序完成，在受力 的時(shí)候各個(gè)工序所受的力不和其他的工序重疊，就是說(shuō)在選設(shè)備的時(shí)候根據(jù)在 各個(gè)工序里的最大力來(lái)選，且所受的力在安全范圍內(nèi)。所以此副模具就是根據(jù) 落料工序的總工藝力來(lái)初選壓力機(jī)。 1 對(duì)于落料沖裁工序,壓力機(jī)的公稱力應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的 1.1- 1.3 倍 P(1.1-1.3) 總 F 其中 P-壓力機(jī)的公稱力 F-沖裁力的總沖壓力 P 1800.11KN 2 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備選擇的要求： 1) 壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證成型零件的取

17、出與毛坯的放入。 2) 壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，還需留有安裝固定的 余地，但是在過(guò)大的工作臺(tái)上安裝很小尺寸的沖模時(shí)，工作臺(tái)的受力條件也是 不理想的。所選的壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)與沖模的平面尺寸相適應(yīng)。 3) 模具的閉合高度：模具在閉合時(shí)，上模座的上表面到下模座的下表 0 H 面之間的距離。壓力機(jī)的閉合高度 H：滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端 面的距離。該距離一般是可以調(diào)整的，故一般的壓力機(jī)均由最大閉合高度 和最小閉合高度。 max H min H 4) 壓力機(jī)的噸位要與總的沖壓力相適應(yīng)。 根據(jù)所計(jì)算出的總沖壓力 F=1800.11kN。初步選擇公稱壓力為 2500kN 的

18、閉 式單點(diǎn)單動(dòng)壓力機(jī) J31-250。其基本參數(shù)如下表 1： 表表 1 1 J31-250J31-250 基本參數(shù)基本參數(shù) 公稱壓力2500kN 滑塊行程315mm 標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)20 次/min 最大閉合高度 490mm 閉合高度調(diào)節(jié)量200mm 工作臺(tái)尺寸（左右）1000mm 工作臺(tái)尺寸（前后）950mm 標(biāo)稱壓力行程10.4mm 導(dǎo)軌間距離900mm 滑快底面前后尺寸850mm 拉深墊壓緊力400KN 第三章第三章 模架的確定和裝配草圖的設(shè)計(jì)模架的確定和裝配草圖的設(shè)計(jì) 模架是標(biāo)準(zhǔn)件，各類模架的結(jié)構(gòu)和尺寸已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。模架由五部分 組成，上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和模柄，但標(biāo)準(zhǔn)模架不帶模

19、柄。導(dǎo)柱和導(dǎo) 套之間的導(dǎo)向?qū)δ＞咛峁?dǎo)向。 按照導(dǎo)柱和導(dǎo)套布置的位置和數(shù)量，模架分為四類。 后側(cè)導(dǎo)柱式：其開(kāi)敞性好，便于操作，導(dǎo)柱分布不對(duì)稱，受力不平衡，拔 模不方便，適于沖裁形狀比較簡(jiǎn)單、小型、間隙較大的零件時(shí)使用的模具。 對(duì)稱導(dǎo)柱式：僅限于前后操作，受力平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，拔模方便，兩 根直徑不同，防止誤裝配。 對(duì)角導(dǎo)柱式：條料可從前后、左右兩個(gè)方向送進(jìn)，操作教方便，導(dǎo)柱對(duì)稱 分布，受力平衡，拔模方便。多用于窄長(zhǎng)的級(jí)進(jìn)模 四導(dǎo)柱式：導(dǎo)向平穩(wěn)，精度高，用于高精度級(jí)進(jìn)模，重載荷沖模。 經(jīng)分析考慮，車軸蓋零件屬于形狀不復(fù)雜，小型，且所選用的模具類型為 復(fù)合模，各工序依次按一定順序進(jìn)行，所以要求要

20、方便操作，依次選用后側(cè)導(dǎo) 柱式模架。 模架的外形尺寸主要由凹模尺寸決定。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、且對(duì)于此副模具的 話，主要有落料的凹模來(lái)確定長(zhǎng)以及寬，模具的閉合高度則有設(shè)計(jì)的上模，下 模，以及模具的一些配件來(lái)決定，對(duì)于此復(fù)合模，應(yīng)該先考慮他的閉合高度， 其次才是它的寬度和長(zhǎng)度，所以要合理選擇模架，就有必要考慮它的工作零件 以及配件的合理高度，這樣才能合理的選擇模架。 根據(jù)上面提到的要用復(fù)合模，再根據(jù)零件圖考慮用復(fù)合模到底能不能實(shí)現(xiàn)， 這就要求看要設(shè)計(jì)的復(fù)合模能不能按照一定的排列在工作時(shí)能正確合理的生產(chǎn) 出所需要的零件，且根據(jù)先落料，再拉深，再?zèng)_孔，最后翻邊的順序，因此要 合理的設(shè)計(jì)復(fù)合模，由圖 1 分析

21、知，應(yīng)設(shè)計(jì)復(fù)合模為落料拉深凸凹模，翻邊沖 孔凸凹模，拉深翻邊凸凹模，再加落料凹模及沖孔凸模。 根據(jù)下圖 2 知道各工作零件的裝配關(guān)系，并且還可以知道工作行程，由此 來(lái)知道橡皮的收縮長(zhǎng)度，進(jìn)而合理的設(shè)計(jì)橡皮的高度，這樣所有的關(guān)系聯(lián)系在 一起，就可以合理的選擇模具的閉合高度。 首先分析一下該模具的基本工作過(guò)程： （1） 第一是落料，此工序的行程大于一個(gè)厚度，即 1.2mm。 （2） 再就是拉深，由圖 1 知道，需要行程大于 20mm。 （3） 第三就是沖孔，也需要一個(gè)厚度左右。 （4） 最后翻邊，據(jù)圖 1 知道應(yīng)大于 6mm,所以工作行程必須大于 28.4mm （5） 在此行程下的橡皮高度最小應(yīng)該

22、在 66mm 左右，因?yàn)橄鹌な湛s不大于 本身的 45%。 （6） 根據(jù)行程和橡皮及橡膠的位置還可以大概知道落料拉深凸凹的高度， 大于行程的高度+橡皮最小高度=94.4mm,而落料凹模則大于行程+10=38.4mm,在 加上其余的模板， （7） 閉合高度大于落料拉深凸凹模+落料凹模+上模定板+下模定板+下模固 定板+上下兩模板=94.4+38.4+10+20+20+上下兩模板（100 左右）=282.8mm。 根據(jù)以上可以選模架的尺寸，因?yàn)樗x的模架類型為后側(cè)導(dǎo)柱模架，通過(guò) 查表可以選擇模架為： 凹模周界 L B 280 x280 （mm） 閉合高度 最大 320mm 最小 275mm 上模座

23、280 x280 x55（mm） GB2855.9-81 下模座 280 x280 x70（mm） GB2855.10-81 導(dǎo)柱 40 x260（mm） GB2861.1-81 導(dǎo)套 40 x140 x53（mm） GB2861.6-81 校核模具高度看可不可行，因?yàn)橐陨瞎浪愕氖巧舷聝赡?100，而選中為 125，所以選的模具閉和高度應(yīng)大于 283+25=303，而 320 大于 303，所以此模架 可用，所以該模具的模架就用此。根據(jù)上面的計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)裝配圖，裝配草圖如 下圖圖 2。其中裝配草圖中零件分別為 1-下模座，2-翻邊沖孔凸凹模墊板， 3-翻邊沖孔凸凹模固定板，4-落料拉深凸凹模固

24、定板，5-落料拉深凸凹模， 6壓料橡膠，7卸料橡膠， 8-卸料板，9壓料環(huán)，10-落料凹模，11-拉 深翻邊凸凹模，12-上模墊板，13-沖孔凸模。 圖 2 裝配草圖 第四章第四章 落料工序排樣圖的設(shè)計(jì)落料工序排樣圖的設(shè)計(jì) 排樣是指沖裁件在料，條料或是帶料上的布置方式。排樣是否合理，對(duì)材 料利用率的大小有直接的影響。 4.14.1 排樣圖的設(shè)計(jì)排樣圖的設(shè)計(jì) 排樣分為有搭邊，少搭邊和無(wú)搭邊；安工件的外形特征又可分為直排，斜 排，直對(duì)排，斜對(duì)排，混合排，多行排及搭邊排等多種形式。 根據(jù)落料的零件，選用直排并且有搭邊的排樣，如下圖 3： 圖 3 落料排樣 根據(jù)所選的排樣圖查 a,b 值，查的 a1.

25、5,b2,再根據(jù)定位活動(dòng)銷釘?shù)脑谛读习?上的位置設(shè)計(jì)，選 a=6,b=5。 4.24.2 材料利用率的計(jì)算材料利用率的計(jì)算 按一個(gè)送進(jìn)步距的材料利用率計(jì)算： 2 144.025 100%100%66% 98.05 94.05 nA BS 式中 A-為沖裁件的面積； n-為一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量； B-條料的寬度； S-進(jìn)距。 第五章第五章 工作零件的設(shè)計(jì)及加工工作零件的設(shè)計(jì)及加工 5.15.1 工作尺寸的計(jì)算工作尺寸的計(jì)算 5.1.15.1.1 落料工序的計(jì)算落料工序的計(jì)算 沖裁件的尺寸精度主要決定于凸、凹模刃口尺寸及公差，模具的合理間隙 也是靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來(lái)保證。其計(jì)算方法是：

26、（1）因?yàn)闆_出的孔，落下的料都有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模刃口 尺寸，而沖孔的小端尺寸等于凸模刃口尺寸。 （2）在測(cè)量與使用中，沖孔能測(cè)量到小端尺寸，落料件能測(cè)量大端尺寸。 （3）從產(chǎn)品的使用性能看，孔必須控制最小端尺寸，落料的外形尺寸要控制 最大端尺寸。 （4）凸、凹模的設(shè)計(jì)原則 沖孔時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)算以凸模為準(zhǔn)，間隙放大在凹模刃口上。 落料時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)算以凹模為準(zhǔn)，間隙縮小在凸模刃口上。 （5）考慮磨損（名義尺寸） 沖孔時(shí)，凹模越磨越小，凸模設(shè)計(jì)應(yīng)取制件尺寸公差范圍內(nèi)移大尺寸 落料時(shí)，凹模越磨越大，凹模設(shè)計(jì)應(yīng)取制件尺寸公差范圍內(nèi)移小尺寸 （6）凸、凹模刃口的制造公差：制件上未注公差，非圓形件

27、按級(jí)精度，14IT 模具比其高 23 精度即級(jí)或級(jí)，圓形件按級(jí)精度12IT11IT6IT7IT 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算與加工方法有關(guān)，有分開(kāi)加工和配合加工，分開(kāi) 加工是指凸模和凹模分別按各自圖樣上標(biāo)注的尺寸及公差進(jìn)行加工，沖裁間隙 由凸、凹模刃口尺寸及公差保證。其可以凸、凹模具有互換性，便于成批制造， 但受沖裁間隙的限制，要求凸、凹模的制造公差較小，主要適用于簡(jiǎn)單規(guī)則形 狀（圓形、方形或矩形）的沖件。配合加工是指先按圖樣設(shè)計(jì)制造其中一件 （沖孔先做好凸模，落料先做好凹模） ，再以此件做為基準(zhǔn)件，以基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn) 來(lái)加工另一件，使它們之間保持一定的間隙，圖紙上只要在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸 和公差；另一件

28、只需要標(biāo)注基本尺寸（名義尺寸） ，并在技術(shù)要求中注明此件與 那件（基準(zhǔn)件圖號(hào)）配合加工，保證雙面間隙，此時(shí)，和不受限制， min Z d 和 p 取.=這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙很小，而且還可放大基準(zhǔn)件的4/ 制造公差，使制做容易，故目前一般工廠都采用此種方法。在此模具中，用分 開(kāi)加工較為經(jīng)濟(jì)。 根據(jù)上面的計(jì)算，拉深毛坯所要的沖裁的尺寸及形狀如下圖 4： 圖 4 拉深毛坯 由表查得： =0.072 =0.096 則：-=0.090-0.063=0.024 min Z max Z max Z nin Z 又：=0.6(-)=0.0144 =0.4(-)=0.0096 d max Z nin

29、 Z p max Z nin Z x=0.5 =0.40 所以： 0.0144 00 ()87.85 d d DDx 00 min0.0096 ()87.778 p pd DDZ 其中：-模具的最大(最小)間隙 maxmin ()ZZ -落料凹模（凸模）尺寸() dp DD -凹模（凸模）的制造公差() dp -磨損量x 5.1.25.1.2 拉深工序的計(jì)算拉深工序的計(jì)算 （1）凹模圓角半徑 d r 與毛坯厚度、零件的形狀尺寸和拉深方法有關(guān)，可查設(shè)計(jì)資料確定，當(dāng) d r 無(wú)法蘭拉深且料厚在 1.5-1.0 時(shí)： =（5-8）t=6-9.6 取=6 d r d r （2）凸模的圓角半徑 p r

30、原則上，=，但是由于本制件由一次拉深而成，所以等于零件的圓角 p r d r p r 半徑，即：=2 p r （3）凹、凸模的間隙 C 決定間隙 C 時(shí)，不僅要考慮材質(zhì)和料厚，還要考慮工件的尺寸精度和表面 質(zhì)量要求。用壓邊圈時(shí)，C=kt，查表得 k=1.2，所以 C=1.44mm。 （4）凹、凸模的工作尺寸 由于零件是外形尺寸有要求，故拉深以凹模為基準(zhǔn)，按合理間隙確定凸模 尺寸。 查得： 所以： 0.05 d 0.03 p 凹模尺寸： 0.050.05 000 (0.75 )(600.75 0.60)59.55 d d DD 凹模尺寸： 000 0.030.03 (0.752 )(600.75

31、 0.602 1.44)56.67 p p dDC 其中：-凹模（凸模）工作部分尺寸() dp D d - 凹模（凸模）的制造公差() dp -磨損量x C-拉深時(shí)凹、凸模的單面間隙 D-拉深件的外形尺寸 5.1.35.1.3 沖孔工序的計(jì)算沖孔工序的計(jì)算 在第一章已計(jì)算沖孔的孔徑，根據(jù)本章的落料工序的敘述可以計(jì)算出沖孔 的凹、凸的刃口尺寸。 由表查得： =0.072 =0.096 則：-=0.090-0.063=0.024 min Z max Z max Z nin Z 又：=0.6(-)=0.0144 =0.4(-)=0.0096 d max Z nin Z p max Z nin Z x

32、=0.5 =0.30 所以： 00 0.0096 ()17.786 p p ddx 0.0144 min00 ()17.858 d dp ddZ 其中：-模具的最大(最小)間隙 maxmin ()ZZ -沖孔凹模（凸模）尺寸() dp dd -凹模（凸模）的制造公差() dp -磨損量x 5.1.5.1.4 4 翻邊工序的計(jì)算翻邊工序的計(jì)算 （1）第一章計(jì)算了該零件可以一次翻邊完成，且在根據(jù)圖 1 知翻邊凸模的直徑： D=25 （2）凸模的圓角半徑 R=4.335 R 取 4(dt)/2D 其中：D-翻邊孔直徑 d-預(yù)沖孔直徑 t-材料厚度 （3） 翻孔間隙: 單邊間隙： Z/2=（0.75-

33、0.85）t=0.9-1.02 取 1.02 Z=2.04 5.25.2 復(fù)合模的設(shè)計(jì)及加工復(fù)合模的設(shè)計(jì)及加工 所設(shè)計(jì)的模具類型為復(fù)合模，所以在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，一個(gè)工作零件應(yīng)該 有不同的作用，就是在一個(gè)工序的凸模里含有另一個(gè)工序的凹模，根據(jù)第四章 的裝配草圖知道，共需設(shè)計(jì)五個(gè)工作模，分別是落料凹模，落料拉深凸凹模， 拉深翻邊凸凹模，沖孔凸模，翻邊沖孔凸凹模。 5.2.15.2.1 落料凹模的設(shè)計(jì)及加工落料凹模的設(shè)計(jì)及加工 1）落料凹模的設(shè)計(jì) （1）刃口形式：由于所設(shè)計(jì)的模具類型是復(fù)合模具，所以落料凹模孔口采 用直筒式孔口凹模。 （2）凹模高度：凹模高度可以根據(jù)沖裁力的大小按以下公式計(jì)算： H=

34、52 3 0.1F 其中：H-凹模高度，單位 mm F-沖裁力，單位 N （3）凹模類型和緊固方式：選用整體式凹模，采用螺釘緊固和銷釘定位的 方式，因?yàn)榘寄５母叨却笥?32，所以選 M12 的螺釘和相匹配的銷釘。 （4）凹模孔邊距的 C 的最小值根據(jù)零件的厚度和條料的寬度可以查到 C 。42 （4）螺孔到凹模外緣距離的最小尺寸：螺孔到外緣等距時(shí)，因?yàn)槟＞叽慊?硬化，距離為 1.25d 即 15；螺孔到外緣不等距時(shí)，到左（右）邊上的距離為 1.5d 即 18，到上（下）邊上的距離為 1.13d 即 16.95。 （5）螺孔到凹模孔、銷孔的距離的最小尺寸：當(dāng)模具材料淬火硬化時(shí)， =1.3d=15.

35、6。螺孔間距最小距離 80，最大距離 150。 min b 根據(jù)以上計(jì)算和選取的刃口尺寸可以得到落料凹模如圖 5 所示： 圖 5 落料凹模 2）強(qiáng)度的校核 由設(shè)計(jì)過(guò)程可以知道，所有尺寸都符合理論。且對(duì)于落料凹模，強(qiáng)度不用 校核，充分滿足要求。 3）模具的加工 模具的型孔為圓形，其工藝過(guò)程如下：下料鍛造退火刨或銑六個(gè)面 磨基準(zhǔn)面鉆、鏜工作型孔畫(huà)線鉆出所需的孔再攻所需的螺紋孔磨削底 面、頂面和型孔。 5.2.25.2.2 落料拉深凸凹模落料拉深凸凹模的的設(shè)計(jì)及加工設(shè)計(jì)及加工 1）模具的設(shè)計(jì) （1）由于是復(fù)合模設(shè)計(jì)，則必須考慮復(fù)合凸凹模的最小壁厚，由于此復(fù)合 模裝于下模，通過(guò)查表最小壁厚 m=3.2

36、,最小直徑 D=18。 （2）高度不小于 94.4。 （3）螺孔間距最小距離 80，最大距離 150。 （4）螺孔到凹?？?銷孔的距離的最小尺寸=1.3d=15.6。 min b （5）此復(fù)合模和固定板的配合選取過(guò)渡配合。76Hm 根據(jù)以上計(jì)算和選取的工作尺寸可以得到落料拉深凸凹模如圖 6： 圖 6 落料拉深凸凹模 2）抗彎強(qiáng)度的校核 L=94=147.47 所以穩(wěn)定 2 90 d F L -為凸模的長(zhǎng)度 -為凸模半徑 2 d -實(shí)際沖裁力 F 3）模具的加工 根據(jù)模具的形狀，此模具用電火花加工落料的凸模部分，用線切割加工拉 深凹模部分，型孔類和螺紋類用鉗工或是機(jī)加工。 5.2.5.2.3 3

37、 拉深翻邊凸凹拉深翻邊凸凹模的模的設(shè)計(jì)及加工設(shè)計(jì)及加工 1）模具設(shè)計(jì) 根據(jù)草裝配圖知道拉深翻邊凸凹裝于上模，最小壁厚為 1.5t 即 1.8。復(fù)合 模工作尺寸上在本章第一節(jié)已經(jīng)計(jì)算，根據(jù)裝配關(guān)系，設(shè)計(jì)如下圖 7： 圖 7 拉深翻邊凸凹模 2）模具的加工 此模具較簡(jiǎn)單，用車加工加工凸模即可，然后再用線切割加工凹模部分， 型孔用鉗工或機(jī)加工。 5.2.5.2.4 4 沖孔凸模的設(shè)計(jì)及加工沖孔凸模的設(shè)計(jì)及加工 1）模具的設(shè)計(jì) 根據(jù)裝配草圖的裝配關(guān)系，此沖孔凸模采用采用圓柱頭直桿圓凸模。 由本章第一節(jié)計(jì)算的工作尺寸和選取的其他尺寸可以設(shè)計(jì)出沖孔凸模，且 此模不需校正，如下圖 8： 圖 8 沖孔凸模 2

38、）抗彎強(qiáng)度的校核 L=43=44.7 所以穩(wěn)定 2 90 d F L -為凸模的長(zhǎng)度 -為凸模半徑 2 d -實(shí)際沖裁力 F 3）模具的加工 此模具比較簡(jiǎn)單，可以先車削加工，然后再用磨削。 5.2.5.2.5 5 翻邊沖孔凸凹模翻邊沖孔凸凹模的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)及加工及加工 1）模具的設(shè)計(jì) （1）此模裝于下模，所以通過(guò)查表最小壁厚 m=3.2,最小直徑 D=18，高度 大于 6。 （2）此復(fù)合模和固定板的配合選取過(guò)渡配合。76Hm （3）根據(jù)裝配關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)，由本章第一節(jié)計(jì)算的工作尺寸，再考慮其他零 件，此模具設(shè)計(jì)為如圖 9： 圖 9 翻邊沖孔凸凹模 2）模具的加工及強(qiáng)度的論述 此模具先在車床上車凸模部

39、分，在用電火花線切割加工凹模部分，最后用 磨削精加工凸凹模。 模具設(shè)計(jì)為直通式，因?yàn)楦叨鹊年P(guān)系，會(huì)彎曲，設(shè)計(jì)為此結(jié)構(gòu)，可以使模 具難以彎曲，在沖孔和翻邊的時(shí)候得到精確的零件。由于設(shè)計(jì)為臺(tái)階式，此模 具可以不用校核，以為沖孔和翻邊的是時(shí)候力不是很大，且增加了臺(tái)階，可以 說(shuō)高度減小了，則彎曲的傾向就減小了。 第六章第六章 輔助結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)及選用輔助結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)及選用 由裝配草圖可以看出，除了工作零件外，還有一些輔助的結(jié)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)， 這些零件為： 6.16.1 卸料裝置卸料裝置 卸料零件（卸料板，卸料螺釘，卸料橡膠） ，這些零件所起的作用是在落料 工序的時(shí)候起卸料的做用。 根據(jù)落料凹模的邊界尺

40、寸選擇的卸料板尺寸為 280280，再根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，選用兩個(gè)卸料螺釘，尺寸為 M10，再設(shè)計(jì) 3 個(gè) 擋料銷，所以卸料板選擇及螺孔、銷釘孔布局如圖 10，卸料橡膠如圖 11： 圖 10 卸料板 圖 11 卸料橡膠 6.26.2 壓料裝置壓料裝置 壓料裝置（壓料環(huán) ，壓料橡膠） ，所起的做用是拉深時(shí)壓料和翻邊時(shí)卸料。 壓料環(huán)和壓料橡膠的總高度要等于落料拉深的高度，徑向尺寸要小于拉深凹模 的尺寸，內(nèi)孔尺寸大于翻邊沖孔凸凹模尺寸，再考慮橡膠收縮長(zhǎng)度小于其 45%，所以設(shè)計(jì)壓料橡膠如下圖 12，壓料環(huán)如下圖 13： 圖 12 壓料橡膠 圖 13 壓料環(huán) 6.36.3 頂出裝置頂出裝置 頂出裝置（打桿

41、，頂桿，頂板，卸料環(huán)） ，它起的作用是把所加工的零件從 模具中頂出來(lái)。頂板與頂出桿設(shè)計(jì)和推桿有一定的關(guān)系，設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到他 們的相互影響，所設(shè)計(jì)頂桿如圖 14，打桿如圖 15，卸料環(huán)如圖 16，頂板如圖 17： 圖 14 頂桿 圖 15 打桿 圖 16 卸料環(huán) 圖 17 頂板 6.46.4 導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置 此裝置與模架連為一體，在選模架就選了，根據(jù)模架的選擇導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè) 計(jì)： 導(dǎo)套：A40H614053 GB2861.6-81 導(dǎo)柱：A40h5260 GB2861.1-81 圖 18 導(dǎo)套 圖 19 導(dǎo)柱 6.56.5 定位裝置定位裝置 此裝置設(shè)計(jì)見(jiàn)卸料板的設(shè)計(jì)。選用活動(dòng)擋料銷，是標(biāo)準(zhǔn)件，

42、國(guó)標(biāo)和尺寸見(jiàn) 裝配圖中的明細(xì)欄。 6.66.6 螺釘及銷釘螺釘及銷釘 銷釘及螺釘之類的選擇見(jiàn)裝配圖中的明細(xì)欄。 6.76.7 模柄的選擇模柄的選擇 選用凸緣模柄，設(shè)計(jì)如下： 模柄：A3075 GB2862.3-81A3 圖 20 凸緣木柄 6.86.8 固定板和墊板固定板和墊板 固定板有落料拉深凸凹模固定板和翻邊沖孔凸凹模固定板，設(shè)計(jì)固定板是 為了加工方便和節(jié)約材料，落料拉深凸凹模固定板設(shè)計(jì)如下圖 21；翻邊沖孔凸 凹模固定板設(shè)計(jì)如下圖 22；墊板有翻邊沖孔凸凹模墊板和上模墊板，設(shè)計(jì)墊板 是為了更好的傳遞和承受力，翻邊沖孔凸凹模墊板設(shè)計(jì)如下圖 23；上模墊板設(shè) 計(jì)如下圖 24： 圖 21 落料

43、拉深凸凹模固定板 圖 22 翻邊沖孔凸凹模固定板 圖 23 翻邊沖孔凸凹模墊板 圖 24 上模墊板 6.96.9 上模上模座座與下模與下模座座 根據(jù)模具的確定，上模座與下模座的設(shè)計(jì)如下圖 25 和圖 26： 圖 25 上模座 圖 26 下模座 第七章第七章 模具材料的選擇及熱處理模具材料的選擇及熱處理 沖模（主要是工作零件）的工作條件比較惡劣，一般要承受高壓、沖擊、 振動(dòng)、摩擦、彎扭等載荷，磨損、變形、疲勞、斷裂時(shí)有發(fā)生，而且工作溫度 有時(shí)很高，精度要求也比較高。 沖模材料種類很多，要做到合理選用模具材料，提出恰當(dāng)?shù)臒崽幚硪蟆?經(jīng)分析比較，下表 2 是零件的材料選用及熱處理要求： 表表 2

44、2 零件的材料選用及熱處理要求零件的材料選用及熱處理要求 零件名稱材料熱處理硬度 HRC 落料拉深凸凹模 T10A 淬硬 6062 上、下模座 HT200 模柄 Q235 淬火 4348 導(dǎo)套 20 滲碳深 0.81.2 淬火回火 5862 導(dǎo)柱 20 滲碳深 0.81.2 淬火回火 5862 翻邊沖孔凸凹模固定板 45 淬火 4348 卸料板 Q235 淬火 4348 壓料環(huán) T10A 淬硬 5458 落料凹模 T10A 淬硬 6064 墊板 45 淬火 4348 螺釘 45 頭部淬火回火 4348 銷釘 45 淬火 4348 沖孔凸模 T10A 淬火 5062 拉深翻邊凸凹模 T10A 淬

45、硬 6264 卸料環(huán) Q235 淬火 4348 落料拉深凸凹模固定板 45 淬火 4348 第八章第八章 裝配圖的繪制及工作過(guò)程和模具結(jié)構(gòu)的分析裝配圖的繪制及工作過(guò)程和模具結(jié)構(gòu)的分析 8.18.1 裝配圖的繪制裝配圖的繪制 圖 27 裝配圖 有以上幾章的設(shè)計(jì)可以繪出正確的裝配圖，裝配圖如圖 27 所示。其中圖示 中零件分別為：1-下模座，2-銷 1，3-連接螺釘 1，4-翻邊沖孔凸凹模墊板， 5-翻邊沖孔凸凹模固定板，6-落料拉深凸凹模固定板，7-卸料板，8-擋料 銷，9-落料凹模，10-上模墊板，11-上模座，12-連接螺釘 2，13-連接螺 釘 3，14-打桿，15-凸緣模柄，16-頂板，

46、17-沖孔凸模，18-頂桿，19- 銷 2，20-導(dǎo)套，21-卸料環(huán)，22-拉深翻邊凸凹模，23-導(dǎo)柱，24-落料拉 深凸凹模，25-壓料環(huán)，26-壓料橡膠，27-卸料橡膠，28-翻邊沖孔凸凹模， 29-卸料螺釘。 8.28.2 模具結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程模具結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程 模具結(jié)構(gòu)如圖 27，考慮到有落料以及沖孔兩個(gè)工序，上下模采用導(dǎo)柱導(dǎo)向， 模具一次完成四道工序，除了落料凹模和沖孔凸模外，其他的模塊應(yīng)具有多重 功能，即設(shè)計(jì)為落料凸模又是拉深凹模，拉深凸模又是翻邊凹模，翻邊凸模又 是沖孔凸模。還有就是要考慮進(jìn)料，卸料，漏料的方便。所以將沖孔凸模，落 料凹模，拉深翻邊凸凹模和卸料環(huán)，頂桿等放在上模。翻

47、邊沖孔凸凹模，落料 拉深凸凹模以及壓料環(huán)，卸料板，橡膠等放在下模。 工作的時(shí)候，把剪好的板料放在卸料板上。由設(shè)計(jì)好的活動(dòng)擋料銷進(jìn)行定 位，沖床滑塊下行，落料凹模下行與落料拉深凸凹模進(jìn)行落料，滑快繼續(xù)下行， 此時(shí)拉深翻邊凸凹模與落料拉深凸凹模進(jìn)行拉深，滑快繼續(xù)下行，沖孔凸模和 翻邊沖孔凸凹模進(jìn)行沖孔，滑塊繼續(xù)下行，翻邊沖孔凸凹模和拉深翻邊凸凹模 進(jìn)行翻邊，就這樣完成了落料，拉深，沖孔，以及翻邊四道工序。 拉深時(shí)由壓料橡膠通過(guò)壓料環(huán)進(jìn)行壓料，壓制成型后，下模有壓料橡膠和 壓料環(huán)進(jìn)行卸料；上模通過(guò)剛性頂件器卸料，滑塊上的打料橫梁通過(guò)打桿，頂 板，頂桿和卸料環(huán)將零件打出；落料廢料由卸料橡膠和卸料板從下模中推出； 沖孔廢料有翻邊沖孔凸凹模和下模座漏料孔中漏出。 8.38.3 模具結(jié)構(gòu)的分析模具結(jié)構(gòu)的分析 按照模具的工作順序，落料凹模應(yīng)高出拉深翻邊凸凹模（1-1.2）t，可實(shí) 現(xiàn)先落料后拉深。同樣，沖孔凸模應(yīng)高出拉深翻邊凸凹模（1-1.2）t，但這在 拉深前，沖孔凸模將材料中間頂起，不利拉深。根據(jù)沖裁凸模進(jìn)入材料（1/3- 1/2）t 即可切斷材料的原理，確定沖孔凸模比拉