畢業(yè)設計（論文）-碗形件落料拉伸沖孔復合模具設計

1、XXXX學院說明書題目：碗形件落料拉伸沖孔復合模具設計 系 部 現(xiàn)代制造工程系 專 業(yè) 名 稱 模具設計與制造 班 級 模具11302 姓 名 學 號 指 導 教 師 2015年9月20日碗形件落料拉伸沖孔復合模具設計摘 要本設計對碗形件落料拉伸沖孔復合模具的工藝進行分析，主要是對該零件的特殊復合?？傮w設計結(jié)構(gòu)和排樣方案進行分析。實踐證明：該模具結(jié)構(gòu)、性能、產(chǎn)品質(zhì)量都能保證，對類似零件的復合模具有著一定的參考價值。該零件采用復合模便于大批量生產(chǎn)，該零件尺寸本身比較小，精度不算高，可以提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量，但復合模工序安排較為重要，設計時應該充分考慮各工序的順序，提高工作效率，提高模具壽命和降低

2、模具成本。該模具的主要工序有落料拉伸和沖孔。該模具分別說明了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計算，模板及零件設計等問題。關鍵詞：碗形件;落料;拉深;沖孔;復合模設計。全套圖紙加扣 3346389411或3012250582目錄1 緒論12 設計任務書和產(chǎn)品圖43 工件的工藝性分析53.1 沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性53.2 沖壓工序的確定53.3排樣形式及材料利用率63.3.1排樣形式的確定63.3.2材料利用率的計算63.4 拉深次數(shù)的確定73.5 確定是否使用壓邊圈73.6沖壓工藝的計算73.6.1計算沖裁力73.6.2 計算壓邊力73.6.3 計算拉深力83.6.4 計算推件力83.6.5總壓

3、力的計算83.7壓力中心的計算84 主要工作部分尺寸設計94.1 落料凸、凹模尺寸計算94.1.1刃口尺寸計算的基本原則94.1.2落料刃口尺寸計算94.2 拉深凸、凹模尺寸計算104.2.1拉深工序尺寸的計算104.2.2凸、凹模工作部分尺寸的設計計算105 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇和設計125.1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇125.1.1總體結(jié)構(gòu)125.1.2卸料裝置125.1.3導向裝置125.2壓力機的選擇135.3 彈性元件的設計145.4 模具工作零件和非標準零件的設計155.4.1落料凸凹模設計155.4.2拉深凸模設計165.4.3模具非標準零件175.4.4模具標準零件的選擇176 落料沖

4、孔復合模具主要工藝參數(shù)的計算196.1壓力計算196.1.1沖裁力的計算196.1.2卸料力的計算196.1.3推件力的計算196.1.4頂件力的計算196.2總沖壓力的計算196.3壓力中心的計算196.4壓力機的選用207 主要工作部分尺寸設計217.1刃口尺寸計算的基本原則217.2沖孔落料刃口尺寸計算217.2.1沖孔凹凸模的確定217.2.2落料凹凸模的確定228 沖壓模具的結(jié)構(gòu)設計238.1模具草圖構(gòu)思238.2模具類型的選擇248.3沖孔凸模的設計248.3.1凸模結(jié)構(gòu)型式248.3.2沖孔凸模的設計248.3.3 沖孔凸模長度及強度校核258.4定位、卸料零件的設計269 模架

5、的選擇與固定零件的設計279.1模架的選擇279.2固定零件的設計279.3 螺釘、銷釘?shù)倪x用27結(jié) 論28致 謝29參考文獻30301 緒論沖壓成型是機械制造中先進的加工方法之一，它是利用材料的塑性變形能力改變其幾何形狀與尺寸，從而達到?jīng)_壓成型的目的。但是，由于沖壓成型所用板料毛坯的幾何形狀的特點，以及所用設備與模具的特殊性，使沖壓成型具有塑性加工普遍的特點與一般規(guī)律外，還有一些與一般規(guī)律不一樣的特點和規(guī)律。它是建立在塑性變形的基礎上，利用壓力機通過模具對板料加壓，使其產(chǎn)生塑性變形或者分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。沖壓成型與其它加工方法相比較，無論在技術方面還是經(jīng)濟方面，都有許多

6、獨特的優(yōu)點：在壓力機的簡單沖擊下，能獲得壁薄、重量輕、剛性好、形狀復雜的零件，這些零件用其他方法難以加工甚至無法加工； 所加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性；沖壓加工是無屑加工，材料利用率高；生產(chǎn)率高，生產(chǎn)過程容易實現(xiàn)機械自動化；操作簡單，便于組織生產(chǎn)；制造成本低廉。正是沖壓成型有上述優(yōu)點，所以其應用范圍十分廣泛，在電子工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)中，已成為不可缺少的主要加工方法之一，據(jù)概略統(tǒng)計，在電子產(chǎn)品中，沖壓件（包括板金件）的數(shù)量占零件總數(shù)的85%以上。此外，沖壓成型在汽車、拖拉機、電機、儀器儀表等機械工業(yè)和國防工業(yè)以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，也占據(jù)著十分重要的地位。沖模是沖壓生產(chǎn)的重要組成

7、部分，根據(jù)零件質(zhì)量要求的不同，模具結(jié)構(gòu)也不同，對于小批量生產(chǎn)，一般采取簡單模具，對于大批量生產(chǎn)，除了一般簡單模具之外，還有復合模、專用?！，F(xiàn)在，隨著計算機技術的迅速發(fā)展，計算機輔助設計和輔助制造（CAD/CAM）在沖壓行業(yè)已經(jīng)得到普遍應用。CAD/CAM的發(fā)展，幾乎推動了整個領域的設計革命，大大提高了產(chǎn)品開發(fā)速度，縮短了產(chǎn)品從開發(fā)到上市的周期，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，最終提升產(chǎn)品的市場競爭力。目前，沖壓工藝和沖壓設備不斷發(fā)展，特別是精密沖壓以及液壓成型、快速成型、超塑性成型等新工藝的應用將使沖壓技術大幅度提高。沖壓模具制造技術的發(fā)展趨勢：全面推廣CADCAMCAE 技術CAMCAE 技術的應用是模具

8、制造技術發(fā)展的動力。隨著電腦軟件的開發(fā)和應用，普及CADCAMCAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CADCAM 技術培訓和技術服務的力度，進一步擴大CAE技術的應用范圍。模具檢測設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達23 m，目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。模具加工設備向高速、一體化方向發(fā)展國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達40 000100 000rmin，快速進給速度可達到30 40rmin，加速度可達1g，這樣就大幅度提高了加工效率，并可獲得Ram

9、的加工表面粗糙度。另外，還可加工硬度達60HRC 的模塊，形成了對電火花成型加工的挑戰(zhàn)。高速切削加工與傳統(tǒng)切削加工相比還具有溫升低(加工工件只升高3 )、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，促進了模具加工技術的發(fā)展，特別是對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。一體化加工中心是目前正在發(fā)展的新技術在豐田模具制造廠，近年已投入使用了一個粗精加工一體化、高速、高精度、五面加工中心。它的優(yōu)點是集各種機床優(yōu)點之大成，除底面加工外，一次裝卡。粗、精、臥，高功率、高精度、高速等面面俱到，十八班武藝樣樣精通，加工效率很高。無疑這是一個十分理想的技術，它代表著數(shù)控加工技術的發(fā)展的方向。模具材料及

10、表面處理技術發(fā)展迅速模具工業(yè)要上水平，材料應用是關鍵。若選材和用材不當，將使模具過早失效，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到認同在成型工藝方面，主要有沖壓模具功能復合化，模具加工系統(tǒng)自動化等。另一方面，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和整體制造水平的提高。在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設計、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有：適應模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標準件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設

11、計與制造等。本次的設計是在學完基礎課和專業(yè)課，并且進行了生產(chǎn)實習和課程設計后的 基礎上進行的?？梢哉f是對即將畢業(yè)的我們所學專業(yè)知識及創(chuàng)新能力的一種綜合檢驗。本篇論文主要介紹外殼的沖壓工藝分析和模具設計，并詳細介紹了其中的一副模具：落料拉深沖孔復合模。2 設計任務書和產(chǎn)品圖 本設計零件為帶凸緣圓筒形外殼拉深、沖孔件，材料為Q235鋼，厚度為3mm。產(chǎn)品圖如圖2-1：圖2-1 產(chǎn)品圖未注圓角為1mm 未注精度為IT14級3 工件的工藝性分析工件的工藝性分析是指工件對沖壓工藝的適合性，即沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度要求及所用材料方面是否符合沖壓加工的工藝要求。該零件材料為Q235冷軋鋼

12、，料厚3。零件材料的機械性能如表3-1：表3-1 零件材料的機械性能材料名稱牌號材料狀態(tài)機 械 性 能碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235已退火/b /s /10×100E/103 3103803804701240321863.1 沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性（1）該沖壓件為帶凸緣圓筒形拉深件，在拉深底部沖孔。（2）外形無夾角，相連處都為圓角。（3）D凸d，hd都比較合適,拉深工藝性較好。3.2 沖壓工序的確定該工件加工的基本工序有落料，拉深，沖孔。完成該零件的成型，可能的工藝方案有以下幾種：方案一：落料與拉深復合模+落料與沖孔模復合模；方案二：落料模+拉深模+沖孔模；方案三：落料與沖孔復合模+拉深模。工藝方案

13、的分析：方案一工序相對集中，生產(chǎn)效率也較高；方案二工序較為分散，模具的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；方案三工序也較為集中，模具結(jié)構(gòu)也較為復雜，但是在沖孔后再拉深無法保障工件質(zhì)量，合理性較差。綜上所述，可選用方案一。查沖壓模設計應用實例表4-7，因制件為帶凸緣的簡單筒型件，故可將原工件分為幾個部分，利用表面積相等求出毛坯直徑。計算得D=169mm，d=15mm。工件的相對高度為=1.33,修邊余量為R=3。故實際凸緣直徑為=120+6=126故毛坯直徑為169mm，沖孔直徑為15mm。 3.3 排樣形式及材料利用率3.3.1 排樣形式的確定根據(jù)排樣原則，為了使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽命高以及保證工人操作方便安

14、全、減輕工人勞動強度，采用直排法。查沖壓工藝學表2-11查得搭邊值1=2.0,邊=1.8。排樣圖如圖3-2所示 圖3-1排樣圖3.3.2 材料利用率的計算材料利用率的計算公式： 工件的實際面積：A=448407.7mm所用材料面積：材料利用率3.4 拉深次數(shù)的確定本工件首先落料制成直徑D=154mm圓形板料為毛坯進行拉伸。工件總拉伸系數(shù)由相對厚度可以從沖壓模具設計實例表4-2查得首次拉伸極限拉伸因數(shù)m=0.47。因m，故可一次拉深成型。查表得：m1=0.31 m總<m1所以工件能一次拉深成形。3.5 確定是否使用壓邊圈采用壓邊圈是防止起皺的一個有效方法。是否需要壓邊，可采用下述公式進行計

15、算。 因0.045（1-）=0.031 而毛坯的相對厚度所以0.031 ，故需要用壓邊圈。 3.6 沖壓工藝的計算3.6.1 計算沖裁力已知工件材料為Q235鋼，料厚為3mm，=310，=380470 。取=400。落料力=3.14×169×1.3×3×350=724350N查實用沖壓工藝及模具設計手冊表2-15得：=0.02，卸料力=×=0.02×724350=14488N沖孔力F=1.3×3.14×15×3×350=64291.5N沖裁力= +F=803129N3.6.2 計算壓邊力 =/4

16、×3=48200 N3.6.3 計算拉深力：根據(jù)公式：=Kdbt計算：拉深力 =0.6×3.14×90×400×3=203472 N3.6.4 計算推件力: =2×0.04×64300=2572 N3.6.5 總壓力的計算:= + =466697 N3.7 壓力中心的計算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。此工件為圓形對稱工件，所以其壓力中心就在工件的中心。4 主要工作部分尺寸設計4.1 落料凸、凹模尺寸計算4.1.1 刃口尺寸計算的基本原則落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖孔件的尺寸。因此設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在

17、凸模上，設計沖孔時，以凸模為基準間隙取在凹模上。考慮到?jīng)_裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模尺寸時，對基準件刃口尺寸在磨損后增大的其刃口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對基準件刃口尺寸在磨損后減小的其刃口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的工件。在確定模具刃口制造公差時，既要能保證工件的精度要求，又能保證有合理的間隙數(shù)值。一般模具制造精度比工件精度高34級。若零件沒有標注公差，怎可通過查表查出工件未注公差尺寸的極限偏差。4.1.2 落料刃口尺寸計算沖裁間隙的確定根據(jù)沖模工藝及模具設計手冊，查表3-8得沖裁該工件的刃口間隙：

18、Z0.36mm Z0.42mm x=0.5、分別為凹模和凸模的制造偏差，凸模偏差取負向（相當于基準軸的x公差帶位置），凹模偏差取正向（相當于基準孔的公差帶位置）。此工件為圓形，由于+Z-Z故可采用凸凹模配合加工的方法。沖孔刃口尺寸計算由沖壓模具設計凸凹模制造公差由表2-12查得=-0.02，=0.018由于+Z-Z，故采用凸凹模配合加工的方法。由表2-13得x=0.5，則 =（d+Z）=(17+0.36)= 該沖裁件為落料件，只要計算落料凹模尺寸及制造公差，凸模由凹模的實際尺寸按間隙要求配作。根據(jù)冷沖模設計：落料凹模尺寸：落料凸模尺寸4.2 拉深凸、凹模尺寸計算設計制件可一次拉伸或者多次拉伸的

19、末次拉深，應取與制件底部圓角相等數(shù)值，如果拉深零件圖上所標注的圓角半徑小于的合理值，拉深模的仍需取合理值。等拉伸后再用整形方法使圓角半徑達到圖樣要求。此工件需一次拉伸成形，所以值取與制件底部圓角相同的值，即=25mm.4.2.1 拉深工序尺寸的計算此工件需一次拉深成形，工序尺寸計算相對簡單，只對凸、凹模工作尺寸即圓角半徑進行計算，但多次拉深成形還需對每次拉深工序件的高度進行計算，對工序件高度計算的目的是為了確定各工序壓邊圈的高度。凹模的圓角半徑，一般來說，大的圓角半徑可以降低拉深系數(shù)，還可以提高拉深件的質(zhì)量，所以凹模圓角應盡可能取大一些。但過大，拉深時板料將過早的失去壓邊，有可能出現(xiàn)拉深后期起

20、皺。故凹模圓角半徑的合理值應當不小于4t(t為板料厚度)。拉伸時凹模圓角半徑取=10mm 凸模圓角半徑，對拉深變形的影響，不像那樣影響拉深的全過程。但過大或過小同樣對防止起皺和拉裂及降低極限拉伸系數(shù)不利。故的合理取值應不小于（2-3）t。只有變形程度較小時，才允許取=2t。4.2.2 凸、凹模工作部分尺寸的設計計算 由沖模設計應用實例中表2-7得:因此拉深間隙為Z=3.3mm因為d=24查沖模設計應用實例表2-12得 因為此工件要求內(nèi)形尺寸精度較高，設計凸、凹模時應以凸模設計為基準進行計算，考慮到凸模會越磨越小，其尺寸計算由沖模設計應用實例中式4-26和4-27得：拉深凸模尺寸拉深凹模尺寸5

21、模具結(jié)構(gòu)形式的選擇和設計模具實際要根據(jù)上述確定的工藝方案，零件的形狀特點，精度要求，模具制造條件以及安全生產(chǎn)等選定其沖模的類型幾結(jié)構(gòu)形式。下面就分析最主要的工序-落料拉深復合模的設計。 5.1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇5.1.1 總體結(jié)構(gòu)本套模具采用落料拉深沖孔復合模。對于此種復合模，落料一般采用正裝，拉深采用倒裝。模座下的彈頂器兼起壓邊和頂件的作用，另設有剛性卸料板和推件塊，落料的廢料由彈性卸料板從凸凹模上推出，而制件由壓邊圈頂出。該結(jié)構(gòu)具有操作方便，出件暢通，生產(chǎn)率高等優(yōu)點，但彈性卸料裝置使模具結(jié)構(gòu)復雜化且體積較龐大。因此，要選擇工作臺面尺寸較大的壓力機。5.1.2 卸料裝置卸料裝置分為剛性卸料

22、和彈性卸料裝置。落料卸料采用彈性卸料裝置是因為剛性卸料裝置盡管可以縮小模具的閉合高度，模具的尺寸，但會使拉深件開模后留在剛性卸料板內(nèi)，不易出件，操作比便，從而影響生產(chǎn)率，且噪音較大。拉深卸料采用推件塊推出。剛性卸料裝置一般適用于拉深深度較大，材料厚度較厚的制件，彈性卸料裝置常用于復合沖裁模。本套模具中用橡膠提供彈力。5.1.3 導向裝置綜上所述，該零件的落料拉深復合模采用導柱導套導向，分別裝在上下模座上。結(jié)構(gòu)草圖如圖4-1所示，此模具用從右向左的方式送料。其工作過程為：壓力機滑塊下行，上下模合模，落料后在拉深凸模、凸凹模和壓邊圈的作用下進行拉深。合模結(jié)束后，滑塊回程，在彈性卸料板的作用下卸下廢

23、料，制件在壓邊圈的作用下頂出或打桿碰到壓力機的橫銷推動推件塊，使推件塊向下運動，將制件推出。圖5-1模具總裝圖5.2 壓力機的選擇根據(jù)所需要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇設備的類型。對于中小型的沖裁件彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應采用開式機械壓力機。據(jù)中國模具設計大典，為安全起見，防止設備的超載，壓力機要有足夠的備用壓力，可按總沖壓力的（1.61.8）倍的原則選取壓力機所需壓力。經(jīng)計算，沖裁此工件的壓力機公稱壓力為1600KN。由上面設計可知，凸、凹模的閉合高度是250左右，再加上10mm的墊板，取標準的上下模座，厚度分別為55、60mm，所以整套模具的

24、閉合高度在365左右。因此，本模具選擇的壓力機根據(jù)沖壓模具設計師手冊表15-1選取公稱壓力為1600KN的開式固定臺壓力機，該壓力機與模具設計的有關系參數(shù)為：型號：JH23-160公稱壓力/KN：1600滑塊行程/mm：60滑塊行程次數(shù)/次.mm：60最大閉合高度/mm：500封閉高度調(diào)節(jié)量/mm：110滑塊中心線到機身的距離/mm：320立柱距離/mm：420工作臺尺寸：前后/mm：600 左右/mm：900工作臺孔尺寸，前后/mm：230左右/mm：420直徑/mm：300模柄孔尺寸：直徑/mm：60深度/mm：70 床身最大可傾角，30度設計中應使模具閉合高度滿足： 105 即250mm

25、380mm本設計裝模高度為325mm，故滿足設計要求。5.3 彈性元件的設計為了得到較平整的零件，次模具采用彈壓式卸料裝置，使條料在落料，沖孔同時始終處于穩(wěn)定狀態(tài)之下，從而改善毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切應力作用下起皺的可能。上卸料裝置采用橡膠作為彈性元件 按式1-4計算橡膠的自由高度（3.54）-工作行程與模具修模量和調(diào)整量（46）mm之和=30-10+1.5+6=27.5mm所以 =（3.54） =96.25110mm取 =110mm由式1-5計算橡膠的裝配高度為：=（0.850.9） =（0.850.9）110=93.5100mm取 =100mm橡膠的斷面面積在模具裝配時按空間大小確定。5

26、.4 模具工作零件和非標準零件的設計：5.4.1 落料凸凹模設計(1)、 凸凹模的結(jié)構(gòu)形式，主要根據(jù)沖裁件的形狀和尺寸而定。因為落料為169的圓形制件，因為材料為Q235，沖裁力又在裝配過程中刃口不被劃傷，保證精度，所以直接與上模座采用嵌入式結(jié)構(gòu)配合，二者采用過盈量較小的配合H7/r6。如圖5-2：圖5-2 凸凹模(2)、選取材料查沖壓手冊表8-36 選T10A,淬火 58-62 HRC(3)、凸凹模的校核在一般情況下，凸模的強度是足夠的，所以不用進行強度計算。但對于特別細長的凸?；虬辶匣虬辶虾穸容^大的情況下，應進行壓應力和彎曲應力的校核檢查其危險斷面的尺寸和自由強度是否滿足強度要求。因為該凸

27、凹模直徑為所以不需要校核。即凸凹模的設計合理。5.4.2 拉深凸模設計(1)凸模的結(jié)構(gòu)形式拉深凸模同凸凹模一樣直接與下模座采用嵌入式結(jié)構(gòu)配合，二者也采用過盈量較小的配合H7/r6,其配合部分外形尺寸。(2)選取材料查沖壓手冊表8-36 選,淬火 60-62 HRC。(3)凸凹模的校核因為該凸凹模直徑為凸模的強度是足夠的，所以不用進行強度校核。即凸凹模的設計合理。其草圖如圖5-3：圖5-3凸凹模5.4.3 模具非標準零件本設計中模具非標準零件除工作零件外，還有：墊板、卸料板、推件塊、頂桿、壓邊圈、打桿等。這些零件相對較簡單，容易設計，在此不做說明。5.4.4 模具標準零件的選擇本設計中模具主要零

28、件有：上模座、下模座、螺釘、銷釘、彈簧、導柱、導套等，其規(guī)格如下：上模座 315×50下模座 315×60螺釘上模座與模柄，凸凹模固定螺釘（共4個）GB/T70.1-2000內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M20×100下模座與凸模固定螺釘（共4個）GB/T70.1-2000內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M24×102卸料螺釘（共4個）M12×140 銷釘上模座與墊板，凸凹模定位銷釘（共2個）M12×120凹模與下模座定位銷釘（共2個）M24×130擋料銷A×8×10×3導柱（共2個） 導套（共2個） 導料銷的選用根據(jù)沖

29、模設計手冊，選用A20 JB/T7649.10-1994型導料銷，其材料為45鋼，熱處理硬度為4348HRC。卸料零件的設計該模具采用彈性卸料裝置，由橡膠、卸料螺釘和卸料板組成。按沖模設計手冊，選用4×22×130GB2089-1980型圓柱螺旋壓縮彈簧，2個彈簧可提供足夠的卸料力；選用M12×100 GB/T3098.3-2000型圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘；選用圓形卸料板，其設計如圖5-4所示：圖5-4卸料板頂件裝置的選用該模具采用上出件，頂件裝置是由橡皮墊、壓邊圈、頂桿組成。6 落料沖孔復合模具主要工藝參數(shù)的計算6.1 壓力計算 6.1.1 沖裁力的計算沖孔根據(jù)沖

30、壓工藝學公式2-10得中心孔沖裁力落料沖裁力=1.3×3.14169×3×350=724350N總沖裁力6.1.2 卸料力的計算根據(jù)沖壓工藝學表2-10得KX=0.02根據(jù)沖壓工藝學公式2-15得卸料力F卸=KXF2=0.02×724350=14488N6.1.3 推件力的計算根據(jù)沖壓工藝學表2-10得=0.04根據(jù)沖壓工藝學公式2-13得=n(F1+F2)=2×0.04×788641.5=63091N 6.1.4 頂件力的計算根據(jù)沖壓工藝學表2-10得=0.05根據(jù)沖壓工藝學公式2-14得= F=0.05×788641.5

31、=39432 6.2 總沖壓力的計算初步設計采用彈性卸料裝置，則總沖壓力為：6.3 壓力中心的計算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。此工件為圓形旋轉(zhuǎn)對稱工件，所以其壓力中心就在工件的中心。6.4 壓力機的選用根據(jù)總壓力可以確定壓力機為機械式單動壓力機，工稱壓力位160噸。7 主要工作部分尺寸設計7.1 刃口尺寸計算的基本原則落料時，落料件的尺寸是由凹模決定的，因此應以落料凹模為設計基準。沖孔件的尺寸是由凹模決定的，因此應以沖孔凹模為設計基準。凸模和凹模應考慮磨損規(guī)律。凹模磨損后會增大落料件的尺寸，凹模磨損后會減小沖孔件的尺寸。為了提高模具壽命，在制造新模具時應把凹模尺寸做得趨向于落料件的最

32、小極限尺寸，把凸模尺寸做得趨向于沖孔件的最大極限尺寸。凸模和凹模之間應保證有合理間隙。對于落料件，凹模是設計基準，間隙應由減小凸模尺寸來取得；對于沖孔件，凸模是設計基準，間隙應由增大凹模尺寸來取得。由于間隙在模具磨損后會增大，所以在設計凸模和凹模時取初始間隙的最小值Z。凸模和凹模的制造公差應與沖裁件的尺寸精度相適應。而偏差應按接入體方向標注。尺寸計算要考慮模具制造特點。7.2 沖孔落料刃口尺寸計算7.2.1 沖孔凹凸模的確定根據(jù)沖模工藝及模具設計手冊，查表3-8得沖裁該工件的刃口間隙：Z0.36mm Z0.42mm、分別為凹模和凸模的制造偏差由沖壓工藝學中表2-7查取系數(shù)=0.4（Z- Z）

33、Z- Z）ZZ=0.420.36=0.06=0.02 可采用分開加工的方法。中心孔凹凸模的確定（15+0.5×0.43）15.215 （15.215+0.36）=15.575 7.2.2 落料凹凸模的確定8 沖壓模具的結(jié)構(gòu)設計8.1 模具草圖構(gòu)思沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝設備。沖壓件的沖壓質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，都與模具類型及其結(jié)構(gòu)設計有直接關系。沖壓生產(chǎn)對模具結(jié)構(gòu)的基本要求是：在保證沖出合格工件的前提下，不僅應于生產(chǎn)批量相適應，而且還要具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、安全，使用壽命長，易于制造、維修，成本低廉等特點。具體草圖如圖8-1所示圖8-1模具草圖該模具為導柱式?jīng)_孔模，導套1

34、7壓入上模座，導柱與導套之間為間隙配合，采用H6/f5。圖中的模具結(jié)構(gòu)采用兩個導柱與導套并布置在模具的后側(cè)，便于工人操作。導柱與導套的入口處均有較大圓角，因此當模具開啟時，即使導柱導套脫離，在閉合時仍能順利導入。這副模具采用了由卸料板、卸料彈簧、卸料螺釘墊圈組成的彈性卸料裝置和由安裝在下模部分的彈簧、墊圈與頂桿組成的由下向上的彈性頂件裝置。在沖壓過程中僅對沖裁件有良好的壓平作用，在沖裁完畢時還可以將工件順利頂出，減小了工人的操作難度。8.2 模具類型的選擇 由于該工件為單一沖孔件，但需要先落料再拉深，因此模具結(jié)構(gòu)形式采用凸凹模配合的結(jié)構(gòu)。8.3 沖孔凸模的設計8.3.1 凸模結(jié)構(gòu)型式普通沖裁凸

35、模的長度是根據(jù)沖裁模的結(jié)構(gòu)來確定的。凸模的長度公式：式中 凸模固定板厚度（mm）卸料板厚度（mm）導尺（導板）或坯料厚度（mm）凸模進入凹模的深度（mm）H附加長度（mm）。主要考慮凸模的總修模量（1015mm）及模具閉合狀態(tài)下，卸料板到凸模 固定板之間的安全距離（1525mm）等因素。 由沖模設計手冊上的標準要求，周圍沖孔凸模和中心沖孔凸模選用GB2863.2-81 B型圓柱圓凸模；為了保證沖裁質(zhì)量，中心沖孔凸模和周圍沖孔凸模做成比壓料板厚度小的形式，在沖孔凸模進行沖裁之前壓料板先給工件一個預緊力，這樣既保證了沖裁質(zhì)量又對凸模起到了導正作用。8.3.2 沖孔凸模的設計由于3個沖孔凸模同時工作

36、，周圍沖孔凸模的長度由凸模固定板厚度、橡膠墊厚度和壓料板的厚度之和。結(jié)構(gòu)如圖8-2所示。圖8-2中心孔凸模8.3.3 沖孔凸模長度及強度校核本套模具有周圍沖孔凸模和中心沖孔凸模兩種，在這里只校核小凸模，即周邊凸模的強度和剛度。沖孔凸模長度 L=42mm凸模強度-壓應力校核強度校核 F= =353.5MPa<=1200MPa所以凸模強度符合要求。凸模剛度校核凸模校核公式式中 -凸模最大自由長度P-凸?？倝毫-凸模材料彈性模量，一般取a -凸模最小斷面慣性矩，圓形斷面D-凸模最小斷面直徑 -支撐系數(shù)，無導板導向=2N-安全系數(shù)，鋼取n=23代入公式得= 1942mm實際L=42.5mm&l

37、t;所以凸模剛度符合要求。 8.4 定位、卸料零件的設計(1)卸料裝置的設計該模具采用彈性卸料裝置，由彈簧、壓邊圈、卸料螺釘和卸料板組成。按沖模設計手冊，選用12×80×120 GB2089-1980型圓柱螺旋壓縮彈簧，可提供足夠的卸料力；選用M8×65 GB/T7650.5-1994型帶圓頭卸料螺釘；為了將工件順利并精確地壓入凹模的圓槽，卸料板的上面設有圓形孔，其具體設計與第一部拉伸設計類似，在這里不作詳細介紹。 (2)頂件裝置的設計由于沖裁時工件與凹模的圓形槽配合較為緊密，為了將沖裁好的工件順利取出，該模具采用頂件裝置。該頂件裝置由彈簧、壓邊圈和頂桿組成。9

38、模架的選擇與固定零件的設計9.1 模架的選擇架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。整副模架是由上、下模座、模柄及導向裝置組成。模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機工作臺面上。上、下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置，以引導凸模的運動，保證沖裁過程中間隙均勻。凹模外形尺寸確定后，參照冷沖壓模具的國家標準選取后側(cè)導柱模架，其技術參數(shù)如下：上模座（GB/T 2855.5-90）：315mm50mm，材質(zhì)為HT200；下模座（GB/T 2855.6-90）：315mm60mm，材質(zhì)為HT200；導柱： 45×260 GB/T2861.1，材質(zhì)為20鋼；導套：45×140×63 GB/T2861.3，材質(zhì)為20鋼；9.2 固定零件的設計模具中的連接與固定零件，主要包括模柄、模板、凸模（或凹模）固定板、墊板、螺釘與銷釘?shù)?。這些連接與固定零件，大都已有國家標準，設計模具時可按標準選用。模柄的選用B60×125 JB/7646.1-1994 型壓入式模柄。墊板 232×50 JB/T7643.6-1994型圓形墊板。凹模墊板為了安裝頂件