端蓋復(fù)合模具

1、攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 端蓋復(fù)合模具設(shè)計(jì)與 三維動(dòng)態(tài)加工 二一五年五月攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要摘 要沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本論文對(duì)成形模具的分類、特點(diǎn)及發(fā)展方向作了簡略概述；論述了沖壓零件的形成原理、基本模具結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)過程及其設(shè)計(jì)原理；對(duì)典型的成形模模具進(jìn)行了

2、設(shè)計(jì)：成形翻邊模是一種高精度、高效率、長壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是零件加工方案的確定、零件的排樣圖的設(shè)計(jì)、計(jì)算其刃口尺寸及模具工作部分零件的選擇。沖壓模具的設(shè)計(jì)充分利用了機(jī)械壓力機(jī)的功用特點(diǎn)，在室溫的條件下對(duì)坯件進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)效率提高。本文介紹的成形模模具實(shí)例結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，使用方便可靠，對(duì)類似工件的大批量生產(chǎn)具有一定的參考作用。關(guān)鍵詞 沖壓；成形；翻邊；成形模具；模具結(jié)構(gòu)I攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACTABSTRACT Stamping die in the actual industrial production applications.

3、 In the traditional industrial production, workers in labor-intensive production, labor, and seriously affect the production efficiency. With today's technology development, industrial production has been increasing the use of mold caused by people's attention was a large number of applicati

4、ons to the industrial production. Stamping die of automatic feeding technology into actual production, burden of workers has an important significance . In this paper, the classification of the forming mold, characteristics and gave a brief overview of the direction of development; discussed the for

5、mation of the principle of stamping parts, the basic structure and mold design process and its principle of movement; flange forming die is a high precision and high efficiency, long-life mold, mold is an important technology-intensive.This article describes examples of the forming die mold structur

6、e is simple and practical, easy-to-use and reliable for mass production of similar parts with some reference value.Keywords:Stamping forming flanging formingdie diestructure攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論- 1 -1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀- 1 -1.2模具在加工業(yè)中的地位- 1 -1.3 模具的發(fā)展趨勢- 2 -1.4 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用- 3 -2 沖裁端蓋零件的

7、設(shè)計(jì)工藝性分析- 4 -3 沖裁零件模具的設(shè)計(jì)思路分析- 5 -3.1沖裁零件模具設(shè)計(jì)方案的分析- 5 -3.2沖裁工件3步的尺寸計(jì)算- 7 -3.2.1由內(nèi)、外緣翻邊成形工件到腰形孔工件的計(jì)算- 7 -3.2.1.1.外圓孔翻邊的計(jì)算- 7 -3.2.1.2內(nèi)圓孔翻邊的計(jì)算- 7 -3.2.1.3內(nèi)圓孔高度H1的計(jì)算- 8 -3.2.2由腰形孔工件到淺拉深工件的計(jì)算- 8 -4 落料、沖孔、淺拉深復(fù)合模具的設(shè)計(jì)- 9 -4.1 零件沖壓工藝分析- 9 -4.1.1工件的介紹- 9 -4.1.2 工件結(jié)構(gòu)形狀分析- 9 -4.1.3 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析- 9 -4.2 零件沖壓

8、工藝方案的確定- 10 - 4.2.1 沖壓方案- 10 - 4.2.2 各工藝方案特點(diǎn)分析- 10 - 4.2.3 工藝方案的確定- 11 -4.3 沖模結(jié)構(gòu)的確定- 11 - 4.3.1 模具的結(jié)構(gòu)形式- 11 -4.3.2 模具結(jié)構(gòu)的選擇- 11 -4.4 零件沖壓工藝計(jì)算- 11 -4.4.1零件毛坯尺寸計(jì)算- 11 -4.4.2排樣- 12 -4.4.3 拉深工序的拉深次數(shù)和拉深系數(shù)的確定- 12 -4.4.4沖裁力、拉深力的計(jì)算- 13 -4.4.5計(jì)算完成零件沖壓所需的力，并選擇壓力機(jī)- 14 -4.4.6 拉深間隙的計(jì)算- 14 -4.4.7 拉深凸、凹模圓角半徑的計(jì)算- 15

9、 -4.4.8 計(jì)算模具刃口尺寸- 15 -4.5模具主要零件的設(shè)計(jì)- 17 -4.5.1沖孔凸模- 17 -4.5.2上凸凹模- 18 -4.5.3落料凹模- 19 -4.5.4下凸凹模- 20 -4.5.5校核凸、凹模強(qiáng)度、剛度- 21 -4.6選用標(biāo)準(zhǔn)的模架- 22 - 4.6.1 模架的類型- 22 -4.6.2 模架的尺寸- 22 -4.7選用輔助結(jié)構(gòu)零件- 26 -4.7.1 導(dǎo)向零件的選用- 26 -4.7.2 模柄的選用- 26 -4.7.3 卸料板、墊板、固定板- 27 -4.7.4 推件、頂件裝置- 28 -4.7.5壓料裝置及卸料裝置中彈性元件橡膠的計(jì)算- 29 -4.7

10、.6 定位連接裝置- 32 -4.8各零部件的配合要求- 32 -4.9 落料、沖孔、淺拉深復(fù)合模具裝配圖- 33 -5 沖腰形孔模具的設(shè)計(jì)- 35 -5.1零件工藝性分析- 35 -5.1.1材料分析- 35 -5.1.2結(jié)構(gòu)分析- 35 -5.1.3精度分析- 36 -5.2沖裁工藝方案確定- 36 -5.3零件工藝計(jì)算- 36 -5.3.1刃口尺寸計(jì)算- 36 -5.3.2沖壓力計(jì)算- 37 -5.3.3壓力中心計(jì)算- 37 -5.3.4沖壓設(shè)備的選用- 38 -5.4模具主要零件的設(shè)計(jì)- 38 -5.4.1凸模的設(shè)計(jì)- 38 -5.4.2凸模墊板的采用和厚度- 39 -5.4.3凹模的

11、設(shè)計(jì)- 39 -5.4.4凹模固定板- 41 -5.5模具模架的選擇- 41 -5.5.1模具選擇- 41 - 5.5.2 模架的尺寸- 41 -5.6選用輔助結(jié)構(gòu)零件- 42 -5.6.1 導(dǎo)向零件的選用- 42 -5.6.2 模柄的選用- 43 -5.6.3 墊板- 44 -5.6.4 頂件裝置- 44 -5.6.5壓料裝置及卸料裝置中彈性元件橡膠的計(jì)算- 45 -5.6.6 定位、連接裝置- 46 -5.7各零部件的配合要求- 47 -5.8沖腰形孔模具總裝配圖- 48 -6 內(nèi)、外緣翻邊模具的設(shè)計(jì)- 50 - 6.1 內(nèi)、外緣翻邊工件說明- 50 -6.2 內(nèi)、外緣翻邊工件工藝性分析-

12、 50 -6.2.1零件的說明- 50 -6.2.2工藝方案確定- 51 -6.3零件工藝計(jì)算- 51 -6.3.1計(jì)算翻邊系數(shù)- 51 -6.3.2極限翻邊高度- 51 -6.3.3計(jì)算翻邊力- 51 -6.3.5公稱壓力的校核- 52 -6.3.6閉合高度- 52 -6.3.7計(jì)算凸凹模工作尺寸及公差- 52 -6.4模具主要零件的計(jì)算- 53 -6.4.1內(nèi)圓孔翻邊凸模的計(jì)算- 53 -6.4.2外圓翻邊的計(jì)算- 54 -6.4.3彎曲凹模設(shè)計(jì)- 55 -6.4.4凸模設(shè)計(jì)- 56 -6.4.5下面凹模設(shè)計(jì)- 56 -6.5模具模架的選擇- 58 -6.6模具輔助零件的選擇- 59 -6

13、.6.1 導(dǎo)向零件的選用- 59 -6.6.2 模柄的選用- 59 -6.6.3 墊板、凸模固定板- 60 -6.6.4 頂件裝置- 61 -6.6.5卸料裝置中彈性元件彈簧的計(jì)算- 61 -6.6.6 定位、連接裝置- 62 -6.7各零部件的配合要求- 63 - 6.8內(nèi)、外邊緣翻邊模具總裝配圖- 63 -7 沖裁零件的沖壓工藝卡- 65 -參 考 文 獻(xiàn)- 67 -總 結(jié)- 68 -致 謝- 69 - 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論1 緒論1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技

14、術(shù)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。 近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率，截至2008年

15、模具產(chǎn)值已超過600億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2008年的5億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)。2003年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)450億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。1.2模具在加工業(yè)中的地位模具是利用其特

16、定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。- 74 -攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論對(duì)模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉?，F(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化

17、生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展1.3 模具的發(fā)展趨勢我國模具行業(yè)將向大型、精密、復(fù)雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)工業(yè)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，在很大程度上依賴于模具制造技術(shù)，特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。模具制造能力的強(qiáng)弱和模具制造水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一，直接影響著國民經(jīng)濟(jì)中許多部門的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的

18、不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓工藝和沖模技術(shù)也在不斷地革新和發(fā)展。沖壓加工技術(shù)在今后的發(fā)展方向和動(dòng)向，主要有以下幾個(gè)方面：（1）工藝系統(tǒng)的現(xiàn)代化。沖壓技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)姻，對(duì)復(fù)雜曲面零件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬和有限元分析，達(dá)到預(yù)測某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性與成形過程中將會(huì)發(fā)生的問題，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改和選擇。這種設(shè)計(jì)方法是將傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)升華為優(yōu)化設(shè)計(jì)，縮短了模具的設(shè)計(jì)與制造周期，節(jié)省了昂貴的模具試模費(fèi)用等。（2）模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造與分析（CAD/CAM/CAE）的研究和應(yīng)用，將提高模具制造效率，提高模具的質(zhì)量，使模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)現(xiàn)CAD/CAM/CAE一體化。（3）沖壓生產(chǎn)的

19、自動(dòng)化。為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓生產(chǎn)已向自動(dòng)化、攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論無人化方向發(fā)展。現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了利用高速?zèng)_床和多工位級(jí)進(jìn)模實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)沖壓，其每分鐘可沖壓幾百乃至上千次。大型零件的生產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)了多機(jī)聯(lián)合生產(chǎn)線，從板料的送進(jìn)到?jīng)_壓加工、最后檢查可完全由計(jì)算機(jī)控制，極大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度并提高了生產(chǎn)效率。目前沖壓生產(chǎn)已逐步向無人化生產(chǎn)成形的柔性沖壓加工中心發(fā)展。（4）為適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)需求，大批量與多品種小批；量共存。發(fā)展適宜于小批量生產(chǎn)的各種簡易模具、經(jīng)濟(jì)模具和標(biāo)準(zhǔn)化且容易交換的模具系統(tǒng)。1.4 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的一個(gè)總結(jié)，也是對(duì)自我能

20、力的一次檢驗(yàn)。這次設(shè)計(jì)可以讓我更好的認(rèn)識(shí)機(jī)械這個(gè)行業(yè)的現(xiàn)狀，更好的把自己的知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來，把所學(xué)的知識(shí)到實(shí)踐中去應(yīng)用。  這是考驗(yàn)，是挑戰(zhàn)，通過這次設(shè)計(jì)相信我以后在現(xiàn)實(shí)生活工作中可以更好的運(yùn)用知識(shí)，發(fā)揮所長。畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和專業(yè)技能，分析解決一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)和加工制造等實(shí)際問題的能力，熟悉工程設(shè)計(jì)工作的一般程序、方法。也可以培養(yǎng)學(xué)生懂得工程技術(shù)工作中所必須的全局觀念和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，掌握、了解機(jī)械設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的來源及功用，設(shè)計(jì)中應(yīng)樹立理論聯(lián)系實(shí)際的、踏實(shí)正確的的設(shè)計(jì)思想，保持嚴(yán)格認(rèn)真的科學(xué)工作作風(fēng)。以及培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、綜合分析思考能力

21、，以及查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料和手冊(cè)、擬定設(shè)計(jì)方案、計(jì)算、繪圖和編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。  課程設(shè)計(jì)的題目是陽極焊片的模具設(shè)計(jì)。通過參觀、調(diào)研等實(shí)習(xí)手段，掌握設(shè)計(jì)的各種方案及適用要求、收集圖紙資料及技術(shù)文獻(xiàn)、分析計(jì)算、選擇方案、繪制零件、裝配圖、說明書，并能參加畢業(yè)答辯。也就是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到本科生及?？粕囵B(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將提高學(xué)生的思想、工作作風(fēng)及實(shí)際能力、提高我們畢業(yè)生全面素質(zhì).。 通過對(duì)模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對(duì)模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，

22、掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 沖裁端蓋零件的工藝分析 2 沖裁端蓋零件的設(shè)計(jì)工藝性分析 如圖1所示為導(dǎo)向板的零件圖。該沖件材料為Q235鋼，厚度為t=0.8mm，大批量生產(chǎn)，由圖1可知，該工件需要內(nèi)、外緣同時(shí)翻邊，且從變形程度來看，屬局部淺拉深的起伏件。因此，在起伏過程中能否一次成形，保證工件平整而且無裂紋是該工件模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 圖1 導(dǎo)向板零件簡圖攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 沖裁零件的設(shè)計(jì)思路 3 沖裁零件模具的設(shè)計(jì)思路分析3.1沖裁零件模具設(shè)計(jì)方案的分析由于該產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)

23、，不宜采用單一工序生產(chǎn)，而使用級(jí)進(jìn)模具太復(fù)雜，經(jīng)多方面的論證，決定采用三副模具來完成工件的加工。 第一副模具：落料、沖孔淺拉深復(fù)合模，加工后工件尺寸和形狀如圖2所示。第二副模具：腰形孔的沖裁模，加工后工件尺寸和形狀如圖3所示。第三副模具：內(nèi)、外緣翻邊成形模，加工后工件尺寸和形狀如圖4所示。圖2落料、沖孔、淺拉深工件圖攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 沖裁零件的設(shè)計(jì)思路 圖3腰形孔工件圖 圖4內(nèi)、外緣翻邊成形工件3.2沖裁工件3步的尺寸計(jì)算 3.2.1由內(nèi)、外緣翻邊成形工件到腰形孔工件的計(jì)算 由圖4分析可知：由內(nèi)、外緣翻邊成形工件到腰形孔工件圖的計(jì)算，主要是外緣的翻邊計(jì)算及內(nèi)孔的翻邊計(jì)算。 3

24、.2.1.1.外圓孔翻邊的計(jì)算 由冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書P256有，該工件的外邊緣屬于壓縮內(nèi)翻邊，且， 其中， k為翻邊系數(shù)，b為翻邊的變形長度，R為翻邊半徑，R=3.35mm，查表5-1取b=3.5.所以： 取L=5mm因?yàn)椋篖=5mm為外圓翻邊的長度。則在外圓翻邊之前，整個(gè)落料圓的直徑D直=2xL+34=44mm工件圖相關(guān)尺寸如圖6內(nèi)緣孔翻邊后工件圖所示3.2.1.2內(nèi)圓孔翻邊的計(jì)算 由分析可知，該工件的內(nèi)圓孔屬于內(nèi)圓孔翻邊圓的直徑d0，由冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書P251圓孔翻邊工藝計(jì)算，與預(yù)制孔的直徑計(jì)算公式為將D1=D+2r+t，及h=H-r-t 帶人整理得： 取d0=7.4mm.工件圖

25、相關(guān)尺寸如圖5、7內(nèi)緣孔翻邊后工件圖所示 圖5內(nèi)緣孔翻邊后工件圖 圖6外緣翻邊后工件圖圖7 內(nèi)、外圓孔翻邊前工件圖3.2.1.3內(nèi)圓孔高度H1的計(jì)算由冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書P251圓孔翻邊工藝計(jì)算中， 其中， k為翻邊系數(shù)，b為翻邊的變形長度，R為翻邊半徑，R=3.35mm，查表5-1取b=3.5.取HI=3.5mm圖8工件翻邊后高度 3.2.2由腰形孔工件到淺拉深工件的計(jì)算 因?yàn)闆_腰形孔工件只涉及到?jīng)_孔部分，不設(shè)計(jì)其他關(guān)于圓形件直徑的分析計(jì)算，故其尺寸在這里不需要計(jì)算。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 落料沖孔淺拉深復(fù)合模具設(shè)計(jì) 4 落料、沖孔、淺拉深復(fù)合模具的設(shè)計(jì)4.1 零件沖壓工藝分析

26、 4.1.1工件的介紹 材料：Q235A鋼，料厚：0.8mm，批量：大批量，零件圖：如圖9所示圖9落料、沖孔、淺拉深工件圖 4.1.2 工件結(jié)構(gòu)形狀分析 由圖4可知，該部分的零件為圓片落料、有凸緣的筒形件拉深、沖中間的圓孔，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱，孔壁與制件直壁之間的距離滿足LR+0.5t （查參考書1第75頁）的要求（L（26-6）÷210，R+0.5t2+0.5×13）。 4.1.3 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析 （1）尺寸精度 中間的小孔 ，為IT12；落料孔，查7第17頁表18，尺寸精度為IT13。 （2）沖裁件斷面質(zhì)量 板料厚度為0.8mm，查1第49頁表2.2，

27、生產(chǎn)時(shí)毛刺允許高度為0.15mm，本產(chǎn)品在斷面質(zhì)量和毛刺高度上沒有嚴(yán)格的要求，所以只要模具精度達(dá)到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量可以保證。 （3）產(chǎn)品材料分析對(duì)于沖裁件材料一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品所用的材料是Q235A鋼，為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中，經(jīng)熱處理后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產(chǎn)品對(duì)于厚度和表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品的表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。 4.2 零件沖壓工藝方案的確定 4.2.1 沖壓方案 完成此工件需要落料、拉深、沖孔、切邊四道工序。其加工方案分為

28、以下8種：（1）方案一：落料拉深沖孔切邊。（2）方案二：落料、拉深復(fù)合沖孔切邊。（3）方案三：落料、拉深復(fù)合沖孔切邊復(fù)合。 （4）方案四：落料、拉深、沖孔復(fù)合切邊。（5）方案五：落料、拉深、沖孔、切邊復(fù)合。（6）方案六：落料、拉深級(jí)進(jìn)沖孔切邊。（7）方案七：落料、拉深、沖孔級(jí)進(jìn)切邊。（8）方案八：落料、拉深、沖孔、切邊級(jí)進(jìn)。 4.2.2 各工藝方案特點(diǎn)分析方案一的單工序模，模具制造簡單，維修方便，但生產(chǎn)成本較低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)；方案五的四工序復(fù)合模，生產(chǎn)效率高，工件精度高，但模具制造復(fù)雜，調(diào)整和維修難度大；方案八的四工序級(jí)進(jìn)模，生產(chǎn)效率高，但模具制造復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，工件精度較

29、低；其余方案的特點(diǎn)介于上面已分析的三個(gè)方案之間。4.2.3 工藝方案的確定 結(jié)合本零件的設(shè)計(jì)要求，決定采用方案四，其生產(chǎn)效率高，制件精度高，模具制造和調(diào)整維修比較麻煩。在本設(shè)計(jì)中，將設(shè)計(jì)落料、拉深、沖孔復(fù)合模。4.3 沖模結(jié)構(gòu)的確定 4.3.1 模具的結(jié)構(gòu)形式 復(fù)合模可分為正裝式和倒裝式兩種形式。（1）正裝式的特點(diǎn)：工件和沖孔廢料都將落在凹模表面，必須清除后才能進(jìn)行下一次沖裁，造成操作不方便、不安全，但沖出的工件表面比較平直。（2）倒裝式的特點(diǎn)：沖孔廢料由沖孔凸模落入凹模洞口中，積聚到一定的數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大。 4.3.2 模具結(jié)構(gòu)

30、的選擇經(jīng)分析，若工件表面平直度較差，影響零件的使用，而工件和沖孔廢料在有氣源車間可以方便地清除。綜合比較兩種方式，決定采用正裝式復(fù)合模。4.4 零件沖壓工藝計(jì)算4.4.1零件毛坯尺寸計(jì)算（1）確定修邊余量制件要有拉深工序，且屬于有凸緣的筒形淺拉深件，小凸緣直徑為d小=24mm，大凸緣直徑為d大=27mm料厚0.8mm，查1第143頁表4.14，選取修邊余量為3.0mm，故修邊前凸緣直徑為dt24+3.0×230mm。確定坯料直徑（參考1第143頁） D45.6mm，取D46mm。4.4.2排樣 （1）單排（如圖10）圖10排樣圖 a. 搭邊查6第67頁表320，選取a13 mm,a4

31、 mm。b. 送料步距和條料寬度送料步距A48.6 mm，條料寬度B53.6 mm。c. 板料利用率查1第29頁表1.13,選用600mmX400mmX0.8mm的板料。采用橫裁可裁條料數(shù)為n1400÷53.67（條），余0.46mm，每條板料可沖制件數(shù)n2（6003）÷48.612（件），則每張板料可沖制件為n12×784（件）。板料利用率為 84×3.14×24.3×24.3/（600×400）×100%64.894.4.3 拉深工序的拉深次數(shù)和拉深系數(shù)的確定（1）判斷能否一次拉出參考1第142、143頁，按h

32、/d3.5/240.145，dt/d=66/241.76，t/D0.8/441.8，查表可得h1/d10.57，h1/d1>h/d，故制件能一次拉出。（2）拉深系數(shù)的確定由坯料直徑D45.6和筒形件的中線尺寸d24，可得拉深系數(shù)為md/D0.53。4.4.4沖裁力、拉深力的計(jì)算 （1）落料工序 P235.5×2.5×400235.5 kN； 235.5×0.0255.89 kN； 235.5×0.0614.13 kN； 235.5+5.89+4.13255.5 kN。式中： P沖裁力，N； L沖裁件受剪切周邊長度，； t沖裁件的料厚； 材料抗拉強(qiáng)度

33、，查1第27頁表1.10，取值為400 MPa； 卸料力，N； 頂件力,N； 卸料力系數(shù)，查1第52頁表2.3，取值為0.025； 頂件力系數(shù)，查1第52頁表2.3，取值為0.06； 沖裁工序所需力之和。 （2）拉深工序 （752-352）/4×2.57.9 kN； kN； kN。 式中： 壓邊力，N； 在壓邊圈下坯料的投影面積，mm2； 單位壓邊力，查表取值為2.5 MPa； 拉深工序所需力之和。 （3）沖孔工序 59.66×0.8×40059.66 kN； 59.66×0.052.98 kN； 59.66×0.063.58 kN； 59.6

34、6+2.98+3.5866.22 kN。 式中： 推件力，N； 推件力系數(shù)，查表取值為0.05； 沖孔工序所需力之和。4.4.5計(jì)算完成零件沖壓所需的力，并選擇壓力機(jī) 255.5+126.4+66.22448.36 kN查2第389頁表13.10，初選公稱壓力為600 kN的JH21系列開式固定臺(tái)壓力機(jī)（型號(hào)為JH21-60）。其最大裝模高度為300mm，裝模高度調(diào)節(jié)量為70mm，工作臺(tái)孔尺寸為150mm，主電機(jī)功率為5.5 kW。4.4.6 拉深間隙的計(jì)算拉深間隙指單邊間隙，即。拉深工序采用壓邊裝置，并且可一次成形，查1第137頁表4.11，可得拉深間隙為Z1.05t1.05×1.

35、461.54 mm，取Z1.5 mm。4.4.7 拉深凸、凹模圓角半徑的計(jì)算（1）凹模圓角半徑的計(jì)算一般來說，大的可以降低極限拉深系數(shù)，而且可以提高拉深件的質(zhì)量，所以盡可能大些但太大會(huì)削弱壓邊圈的作用，所以由下式確定： 1.253取1.25。式中： D坯料直徑，mm； 凹模直徑，由于拉深件外徑為40 mm,此處取值為40 mm。（2）凸模圓角半徑的計(jì)算 對(duì)拉深件的變形影響，不像那樣顯著，但過大或過小同樣對(duì)防止起皺和拉裂及降低極限拉深系數(shù)不利。的取值應(yīng)比略小，可按下式進(jìn)行計(jì)算： 0.8×1.251（mm） 對(duì)于制件可一次拉深成形的拉深模，、應(yīng)取與零件圖上標(biāo)注的制件圓角半徑相等的數(shù)值，但

36、如果零件圖上所標(biāo)注的圓角半徑小于、的合理值，則、仍需取合理值，待拉深后再用整形的方法使圓角半徑達(dá)到圖樣要求。4.4.8 計(jì)算模具刃口尺寸 （1）落料模刃口尺寸查表可得 0.36 mm,=0.50 mm -0.50-0.360.14 mm +0.03 mm，-0.02 mm由此可得 故能滿足分別加工的要求。查表可得磨損系數(shù)X0.5，落料件基本尺寸為D=44 mm，取精度為IT13，則其公差，上偏差和下偏差分別為0.23mm和-0.23mm。由此可得 (mm) (mm)（2）拉深模工作部分尺寸計(jì)算對(duì)于制件一次拉深成形的拉深模，其凸模和凹模的尺寸公差應(yīng)按制件的要求確定。此工件要求的是外形尺寸，設(shè)計(jì)凸

37、、凹模時(shí)，應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。由此可得 式中： D拉深件的基本尺寸，mm； 拉深件的尺寸公差，從零件圖可知其值為0.05mm。（3）沖中間圓孔孔模刃口尺寸計(jì)算 查由冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書p31表3-1可得 0.36 mm,=0.50 mm -0.50-0.360.14 mm +0.025 mm,-0.02 mm 由此可得 。故能滿足分別加工的要求。查1第60頁表2.6，可得磨損系數(shù)X0.5，孔的基本尺寸為7.4mm，取精度為IT13，則公差為，上偏差和下偏差分別取值為+0.17 mm和-0.17 mm。由此可得（mm），（mm）。4.5模具主要零件的設(shè)計(jì) 4.5.1沖孔凸模凸模即為沖孔

38、凸模，根據(jù)零件的材料，選擇 Cr12MoV為其制造的材料，淬火的硬度為 5862HRC，其長度應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定。從模具結(jié)構(gòu)可以看出，其長度可由凸模固定板厚度、上凸凹模長度確定?？捎邢率竭M(jìn)行計(jì)算 式中： 凸模固定板厚度，取為35mm； 上凸凹模長度，mm； Y附加長度，由拉深件深度、料厚和凸模進(jìn)入下凸凹模的深度確定。凸模進(jìn)入下凸凹模的深度取為1.5mm，則Y14-1.5-1.511mm。由此可得凸模的長度為為增加凸模的強(qiáng)度，可設(shè)計(jì)成階梯式圓柱頭縮桿圓沖孔凸模，直徑為，此段的長度為38 mm；第二段直徑為16 mm，長度為4mm；第三段圓弧其拉深用，有拉深的內(nèi)孔翻邊分析，去圓弧半徑為13，第四

39、與下孔配合。段為與凹模配合，實(shí)現(xiàn)沖孔功能，直徑取為7.395 mm，長度為33 mm。圖11沖孔凸模工件圖4.5.2上凸凹模上凸凹模的結(jié)構(gòu)是落料凸模和拉深凹模，根據(jù)零件的材料，選擇 Cr12MoV為其制造的材料，淬火的硬度為 5862HRC，其長度應(yīng)根據(jù)落料塊的要求計(jì)算，壁厚根據(jù)落料凸模和刃口尺寸和拉深凹模直徑計(jì)算。 此處落料凸模采用有固定卸料塊的凸模，長度可按下公式計(jì)算： 式中： L上凸凹模的長度，mm； H1上凸模卸料板版的厚度，mm； H2在橡膠里面的厚度，mm。 Y附加長度，包括凸模刃口的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定版與卸料板的安全距離。外圓直徑尺寸有前面的落凸模刃口尺寸可得D

40、=43.64mm內(nèi)圓直徑尺寸有前面的拉深刃口尺寸可得D=23.96mm兩者之間的高度h0=T1-t-yT1為計(jì)算出來工件的高度為3.5mm，t為工件的厚度為0.8mm，y為拉深時(shí)的間隙取0.2mmh0=T1-t-y=3.5-0.8-0.2=2.5mm 圖12上凸凹模4.5.3落料凹模（1）凹模壁厚查6第630頁表145，由落料件的直徑為44，上偏差為0.03，下偏差為0，料厚為t0.8mm，可取凹模壁厚為40。（2）凹模厚度查6第631頁圖1415，凹模厚度h可根據(jù)沖裁力選取。由沖裁力為255.5kN，可得凹模厚度為h20mm。c. 刃壁高度查6第630頁刃壁高度的計(jì)算方法，垂直于凹模平面的刃

41、壁，其高度可按下列規(guī)則計(jì)算：沖件料厚t3 mm，3 mm；沖件料厚t>3 mm,=t。由零件料厚為t0.8 mm,可得刃壁高度3 mm。圖13落料凹模4.5.4下凸凹模下凸凹模的結(jié)構(gòu)是淺拉深凸模和沖孔凹模，根據(jù)零件的材料，選擇 Cr12MoV為其制造的材料，淬火的硬度為 5862HRC，其長度根據(jù)落料凹模的高度20mm確定，兩者之間有0.5-1mm的間隙， 取其高度為19.5mm外圓直徑尺寸有前面的落凸模刃口尺寸可得D=27mm凸圓直徑尺寸有前面的拉深刃口尺寸可得D=23.96mm中間的圓孔為沖中間的落料凹模有前面的落凸模刃口尺寸可得D=7.4mm考慮工件的厚度t=0.8mm，取其直徑D

42、孔=9mm 圖14下凸凹模4.5.5校核凸、凹模強(qiáng)度、剛度（1）凸模的強(qiáng)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(yīng)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P59.66 kN59660 N，F(xiàn)min273.8 mm2。由此可得P/Fmin59660÷273.8217.9 MPa<，所以符合要求。凸模剛度的校核公式為/式中： 凸模最大自由長度，mm； E凸模材料彈性系數(shù)，MPa,取E2.1×105MPa； Jmin凸模最小斷面慣性矩，mm4,圓

43、形斷面Jmin； 支承系數(shù)，取值為2； n安全系數(shù)，鋼取n23。代入公式可得131.4 mm。實(shí)際凸模長度L379.5，即L3<,所以凸模剛度符合要求。同理，可得凹模，凸凹模強(qiáng)度、剛度也符合要求。4.6選用標(biāo)準(zhǔn)的模架 4.6.1 模架的類型模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上，為縮短模架制造周期，降低成本，我國已制定出模架標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)模架導(dǎo)向用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套間的配合性質(zhì)，模架分為滑動(dòng)導(dǎo)向模架和滾動(dòng)導(dǎo)向模架兩大類。每類模架中，由于導(dǎo)柱安裝位置和數(shù)量的不同，由有多種模架類型，如：后側(cè)導(dǎo)柱式、中間導(dǎo)柱式、對(duì)角導(dǎo)柱式和四角導(dǎo)柱式。選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)，要根據(jù)工件的受力變形特

44、點(diǎn)、坯料定位和出件方式、板料送進(jìn)方向、導(dǎo)柱受力狀態(tài)和操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。在此選用滑動(dòng)導(dǎo)向型的1級(jí)精度后側(cè)導(dǎo)柱式模架。4.6.2 模架的尺寸選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度及寬度上都應(yīng)比凹模大3040mm，模版厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。選擇模架時(shí)，還要考慮模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系，例如模架與壓力機(jī)工作臺(tái)孔的關(guān)系，模座的寬度應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)的孔徑每邊約大4050mm。 在本設(shè)計(jì)中，凹模采用圓形的結(jié)構(gòu)，其工作部分基本尺寸為mm，壁厚為40mm，所以其外徑基本尺寸為155 mm，厚度為h28 mm。模具的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度與最小裝模高度之間，其關(guān)系

45、為： 10H5由上面壓力機(jī)的選擇可知道=300 mm，= 70=230 mm。所以H應(yīng)介于225mm310mm之間。查2第416419頁表15.2，選用的模架為、上模座、下模座分別為： 模架： 140×140×（130165） GB/T2851.3 上模座：120×100×40 GB/T2855.5 下模座：120×100×50 GB/T2855.6由此可知其最大裝模高度為130mm，最小裝模高度為165mm，符合H的要求。下模座周界尺寸為140×140，而凹模的外徑為155mm，所以周界尺寸符合要求。下模座厚度為50mm，

46、而凹模的厚度為28mm，也符合要求。工作臺(tái)孔尺寸為120mm，模座的寬度也比工作臺(tái)孔尺寸大，也符合要求。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，可知其閉合高對(duì)為 式中： 模具的閉合高度，mm； 上模座厚度，mm，由前可知50 mm； 上墊板厚度，mm，此處選5 mm； 凸模固定板厚度，mm，由前可知25 mm； 上凸凹模長度，mm，由前可知65 mm； 制件厚度，mm，此處2.5 mm； 下推板厚度，mm，由前可知21 mm； 下凸凹模固定板厚度，mm，由前可知25 mm； 下墊板厚度，mm，選取5 mm； 下模座厚度，mm，由前可知=65 mm。綜上可得 50+5+25+65+2.5+21+25+5+60263.5

47、 mm，所以介于225mm和310mm之間，符合設(shè)計(jì)要求。圖13上模座圖14下模座圖15模架4.7選用輔助結(jié)構(gòu)零件4.7.1 導(dǎo)向零件的選用導(dǎo)向裝置可提高模具精度、壽命以及工件的質(zhì)量，而且還能節(jié)省調(diào)試模具的時(shí)間，導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)的主意事項(xiàng)：（1）導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)在凸模工作前或壓料板接觸到工件前充分閉合，且此時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)柱上端距上模座上平面有1015 mm的間隙；（2）導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模板裝配后，應(yīng)保持導(dǎo)柱與下模座的下平面、導(dǎo)套上端與上模座的上平面均留23 mm的間隙；（3）對(duì)于形狀對(duì)稱的工件，為避免合模安裝時(shí)引起的方向錯(cuò)誤，兩側(cè)導(dǎo)柱直徑或位置應(yīng)有所不同；（4）當(dāng)沖模有較大的側(cè)向壓力時(shí)，模座上應(yīng)裝設(shè)止推

48、墊，避免導(dǎo)套、導(dǎo)柱承受側(cè)向壓力；（5）導(dǎo)套應(yīng)開排氣孔以排除空氣。根據(jù)所選擇的模架，選用導(dǎo)柱的規(guī)格為：35×230（GB/T 2861.1），選用導(dǎo)套的規(guī)格為35×125×48（GB/T 2861.6）。4.7.2 模柄的選用根據(jù)壓力機(jī)模柄孔的尺寸：直徑: 50 mm，深度: 60 mm，選擇凸緣式模柄，查2第437頁表15.20，可知其參數(shù)如下：d=50，極限偏差±0.05 mm，d1=132 mm,總高度L=91 mm，凸緣高L1=23 mm，模柄倒角高度L2=5 mm，打桿孔d2=15 mm，凸緣螺釘環(huán)繞直徑d3=91 mm，凸緣固定螺釘沉孔的直徑d

49、4=11 mm，沉孔臺(tái)階直徑d5=18 mm，臺(tái)階高度h=11 mm，材料為Q235。 圖16模柄4.7.3 卸料板、墊板、固定板固定卸料板的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時(shí)也可作壓料板用以防止材料變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證卸料板有足夠的剛度，其厚度H=（0.50.8）落料凹模的厚度。前面已對(duì)固定卸料板進(jìn)行選擇，其厚度為14 mm，尺寸為120x155 mm。 表1彈性卸料板的厚度H 單位：mm沖件料厚t卸料板厚度B8101214161012141618表2彈性卸料板與凸模之間的間隙 單位：mm板料厚度單面間隙0.050.100.15通過參考表1和表2得出彈性卸料板的厚度H=16mm,卸料板與凸模的單邊間隙是Z=0.1mm。所以設(shè)計(jì)如下彈性卸料板。圖17卸料板 圖18墊板 圖19固定板4.7.4 推件、頂件裝置 推件裝置打桿裝在上模內(nèi)，通過沖床滑塊內(nèi)的打料機(jī)構(gòu)完成推件的動(dòng)作。剛性推件裝置的典型結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮推力均衡分布和盡可能減少對(duì)模柄和模座強(qiáng)度的削弱的原則來設(shè)計(jì)。 頂件裝置的作用是將工件從凹模中定出，利用橡膠壓縮、反彈頂桿頂出工件。上模座的4個(gè)頂桿查2第463頁表15.44，選取的規(guī)格為：直徑d12 mm，長度L=80 mm，材料45鋼，頂桿12×80 JB/T7650.3。 圖20頂桿 圖21打桿圖22頂