電池殼的沖壓模具設計 限位板

電池殼的沖壓模具設計 限位板,電池殼的沖壓模具設計,限位板,電池,沖壓,模具設計,限位 目 錄 摘要....................................................................1 Abstract..................................................................2 第1章 緒論............................................................3 1.1沖壓模具簡介........................................................3 1.2沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀及技術趨勢........................................4 第2章 沖壓件的工藝性分析及總體方案的設計..........................5 2.1沖裁件的工藝性分析..................................................6 2.2沖孔................................................................6 2.3沖裁精度............................................................6 2.4沖裁工藝方案的選擇與確定............................................7 第3章 主要設計計算...................................................8 3.1排樣方式的確定及其計算.............................................8 3.1.1確定合理的排樣方式............................................8 3.1.2確定條料寬度和步距............................................9 3.1.3計算利用率....................................................9 3.2沖壓力的計算...................................................... 10 3.2.1沖裁力.......................................................10 3.3壓力中心的確定與相關計算................................... .......11 3.4工作零件刃口尺寸的計算............................................14 3.4.1沖孔.........................................................15 3.4.2落料.........................................................17 第4章 電池殼的拉伸工藝及計算......................................18 4.1零件的工藝性分析..................................................18 4.2工藝方法的確定...................................................19 4.3零件工藝計算.....................................................19 4.3.1拉伸工藝計算...............................................19 4.3.2確定拉伸次數...............................................19 4.3.3確定各次拉伸半成品尺寸.....................................19 4.4排樣計算.........................................................21 4.5落料拉伸復合模工藝計算...........................................22 4.5.1落料凹凸模刃口尺寸計算.....................................22 4.5.2首次拉伸凸凹模尺寸計算.....................................23 4.5.3壓邊力和拉伸力計算.........................................24 4.6模具零部件結構的確定.............................................24 4.6.1落料、拉伸復合模零部件設計.................................24 4.6.2其他零部件設計.............................................25 4.7模具閉合高度校核.................................................25 第5章 沖床的選用與校核..............................................26 5.1沖床的選用.......................................................26 5.2沖床的校核.......................................................26 第6章 模具的總體結構設計...........................................27 6.1模具的類型選擇...................................................30 6.2模架的選擇.......................................................30 6.2.1模架的形式.................................................30 6.2.2導柱和導套.................................................30 6.2.3模柄的選擇.................................................30 6.3定位零件的選擇..................................................30第7章 工作零件的設計與計算.........................................31 7.1凸模.............................................................31 7.1.1凸模的結構形式..............................................31 7.1.2材料選取....................................................31 7.1.3凸模的固定形式..............................................31 7.2凹模.............................................................32 7.3凹凸模...........................................................32 第8章 模具的裝配與檢測..............................................34 8.1模具的裝配.......................................................34 8.2模具的檢測.......................................................34 8.3常見的試沖缺陷和調整方法.........................................34 致謝....................................................................36 參考文獻................................................................37 摘 要 本設計為電池殼的沖壓模具設計，根據設計零件的尺寸、材料、批量生產等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結構方案，然后通過工藝設計計算，確定排樣和搭邊，計算沖壓力和壓力中心，初選壓力機，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設計選用零、部件，對壓力機進行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進行編制。其中在結構設計中，主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設備、緊固件等進行了設計，對于部分零部件選用的是標準件，就沒深入設計，并且在結構設計的同時，對部分零部件進行了加工工藝分析，最終才完成這篇畢業(yè)設計。?? 關鍵詞：模具；沖裁件；凸模；凹模；凸凹模； Abstract The?design?for?a?plate?of?cold?stamping?die?design,?according?to?the?size?of?the?design?components,?materials,?mass?production,?etc.,?the?first?part?of?the?process?of?analysis?to?determine?the?blanking?process?planning?and?die?structure?of?the?program,?and?then?through?the?process?design?calculations,?determine?the?nesting?and?cutting?board,?calculate?the?pressure?and?pressure?washed?centers,?primary?presses,?computing?convex?and?concave?Die?Cutting?Edge?dimensions?and?tolerances,?the?final?design?selection?of?parts?and?components,?to?press?for?checking,?drawing?die?assembly?drawings,?as?well?as?Mold?processing?technology?of?the?main?parts?to?the?preparation?procedures.?In?which?the?structural?design,?primarily?to?the?punch?and?die,?punch?and?die,?positioning?parts,?unloading?and?out?of?pieces?of?equipment,?mold,?pressing?equipment,?fasteners,?etc.?has?been?designed,?for?the?selection?of?some?components?are?standard?parts?,?there?is?no?in-depth?design,?and?structural?design,?while?some?parts?for?the?processing?process?analysis?and?ultimately?to?complete?this?graduation?project. ?Key?words:?mold;?stamping?parts;?punch;?die;?punch?and?die;? 第1章 緒論 1.1沖壓模具簡介 在現(xiàn)在工業(yè)生產中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造，鍛造，沖壓，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生產行業(yè)中得到廣泛應用。由于采用模具能提高生產效率、節(jié)約材料、降低成本，并且可以保證一定的加工質量要求，所以，汽車，飛機、拖拉機電器、儀表、玩具和日常用品等產品的零部件很多都采用模具加工。隨著工業(yè)科學技術的?，工業(yè)產品的品種和數量不斷增加，產品的改性換代加快，對產品質量、外觀不斷提出新的要求，對模具質量的要求也越來越高。，如果模具設計及制造水平落后，產品質量低劣，制造周期長，必將影響產品的更新?lián)Q代，使產品失去競爭能力，阻礙生產和經濟的發(fā)展。因此，模具設計及制造技術在國民經濟中的地位是顯而易見的。? 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需的零件的一種壓力加工方法。冷沖壓在工業(yè)生產中應用十分廣泛，其加工效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)自動化；沖壓時模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，一般不破壞沖壓件的表面質量，而且壽命比較長，所以沖壓件質量穩(wěn)定，互換性好具有“一模一樣”的特征；可以加工出尺寸范圍比較大、形狀復雜的零件，如小到鐘表的秒針，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料冷變形硬化效應，沖壓件強度和剛度均較高；沖壓沒有切屑廢料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的熱設備，也是一種省料的加工方法；沖壓件陳本較低；但是沖壓一般使用的模具具有專用型，有時一個復雜的零件需要數套模具才能加工成型，且模具精度較高，技術要求高，是技術密集型產業(yè)，所以只有在沖壓件生產批量較大杜鋒情況下才能充分的體現(xiàn)從而獲得較好的經濟效益。 1.2沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀及技術趨勢 改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用Pro/E、PDX、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。 第2章 沖壓件的工藝性分析及總體方案的設計 下圖2-1所示為沖裁零件的限位板 材料：A3(A3為優(yōu)質碳素結構鋼，具有較好的沖裁成形性能) 厚度：3mm 生產批量：大批量 未標注公差：按IT14級確定 44 圖2-1 限位板 ? ? 2.1沖裁件的工藝性分析? 沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性。沖裁件的工藝性是否合理，對沖裁件的質量、模具壽命和生產率有很大影響，在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產品質量穩(wěn)定等要求。 2.2沖孔 如圖2-1所示，限位板寬b=44mm，厚t=3mm，零件沖孔d=30mm，滿足設計要求d＞2t，且沖裁件外形由直線和圓弧組成，結構簡單，無尖角，對沖裁加工較為有利，且圓角半徑r＞0.5t，有利于延長模具壽命。根據表2-1，已知材料A3屈服點大小為235Mpa，選d≥t為最小孔，滿足設計要求。 表2-1 自由凸模沖孔的最小尺寸(mm) 材料 圓孔 方形孔 矩形孔 長圓孔 鋼>700Mpa 鋼=400-700Mpa 鋼<400Mpa 銅 黃銅 d≥1.5t d≥1.3t d≥t d≥0.9t d≥1.2t d≥t d≥0.8t d≥0.7t d≥1.35t d≥1.2t d≥0.9t d≥0.8t d≥1.1t d≥0.9t d≥0.7t d≥0.6t 零件沖裁孔與邊緣的間距d=22-（30÷2）=7mm，d＞t滿足設計要求。 2.3沖裁精度 表2-2 沖裁斷面的表面粗糙度 表2-3 沖裁件斷面允許的毛刺高度 沖裁零件厚度 ～0.3 ＞0.3～0.5 ＞0.5～1.0 ＞1.0～1.5 ＞1.5～2.0 新模試沖時允許的毛刺高度 ≤0.015 ≤0.02 ≤0.03 ≤0.04 ≤0.05 生產時允許的毛刺高度 ≤0.05 ≤0.08 ≤0.10 ≤0.13 ≤0.15 通過查上表2-2,沖裁斷面的表面粗糙度表Ra=12.5；查表2-3沖裁件允許的毛刺高度：新建試模時≤0.05mm，生產時≤0.15mm。 零件上未標注尺寸公差,均按IT14精度等級加工。 2.4沖裁工藝方案的選擇與確定 零件為落料沖孔件，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。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產。 表2-4 方案的比較 模具種類 比較項目 單工序模 復合模 沖件精度 較低 高 生產效率 較低 較高 生產批量 適合大、中、小批量 適合大批量 模具復雜程度 較易 較復雜 模具成本 較低 較高 模具制作精度 較低 較高 模具制造周期 較快 較長 模具外形尺寸 較小 中等 沖壓設備能力 較小 中等 工作條件 一般 較好 分析各工序有： 方案一模具結構簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩道工序、兩副模具，成本高而生產效率低，零件精度較差，在生產批量較大的情況下不適用。方案二易實現(xiàn)自動化生產，且生產效率較高，適合大批量生產，故選擇方案二。 第3章 主要設計計算 3.1排樣方式的確定及其計算 3.1.1確定合理的排樣方式 排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產率的條件下，得到符合設計技術要求的工件。在沖壓生產過程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產重要的技術指標之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產中，沖壓件的年產量達數十萬件，甚至數百萬件，材料合理利用的經濟效益更為突出。 保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產率的條件下得到符合技術要求的零件，同時要考慮方便生產操作、沖模結構簡單、壽命長以及車間生產條件和原材料供應等情況，以選擇較為合理的排樣方案。 根據材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種： （一）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 （二）少廢料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質量和定位誤差的影響，其沖件質量稍差，同時邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結構簡單。 （三）無廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。 采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結構，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導向與定位所產生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時，由于模具單邊受力，不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質量。 綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料排樣。 排樣時，工件及工件與條料側邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質量和送料方便。搭邊太寬，浪費材料；搭邊太窄會引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時會被拉斷，有時還會拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。 搭邊值的大小與下列因素有關： ① 材料的力學性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 ② 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復雜的形狀時，搭邊要取得大值。 ③ 材料厚度。薄材料的搭邊值應取的大一些。 ④ 送料方式及擋料方式。用手工送料、有側壓板導向的搭邊值可以取小些。 根據材料的經濟應用原則，材料利用率η=F/Fo*100％，利用率越高越經濟。 搭邊值a和b的數值查表3-1 表3-1材料厚度 材料厚度t 圓形件或圓角r>2t 矩形件或邊長L<50 矩形件邊長L>50或r<2t 工件間 側面 工件間 側面 工件間 側面 0～0.25 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.25～0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 0.5～0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 0.8～1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 1.2～1.6 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 查表3-1得： 兩工件間按矩形取搭邊值b=1.8mm，側邊也按矩形取搭邊值a=2mm 3.1.2確定條料寬度和步距 沖裁零件排樣圖如圖3-1所示 步距A=（2R+B）×2=(2×22+1.8)=91.6mm （3-1） 條料寬度B=90+2*2=94mm （3-2） 圖3-1排樣圖 3.1.3計算利用率 實際利用面積F=[92·π+4×（4+18）×2-2π+44×53+0.5×π×222-152π]× 2=5619.20mm2 （3-3） 材料總面積Fo=91.6×94=8610.40mm2 （3-4） 材料利用率η=F/Fo×100%=65.3% （3-5） 3.2沖壓力的計算 3.2.1沖裁力 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進入材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設計模具的重要依據之一。 用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算： F=KLtτb 材料抗剪強度： τ= 抗拉強度·（0.6~0.8） =235·0.7 =164Mpa （3-6） 沖裁周邊長度L=沖孔邊緣L1+落料邊緣L2 沖孔邊緣L1=30π=94.2mm （3-7） 落料邊緣L2=π×22+2×（53-18-4）+π×4+π×18+2×（22+4）=252.16mm（3-8） 材料厚度t=3mm （3-9） 沖孔力F1=L1τt=94.2×164×3=46346N （3-10） 落料力F2=L2τt=252.16×164×3=124063N （3-11） 沖裁力F=F1+F2=170408N （3-12） K為系數，一般取1.3 ∴F=1.3×170408=221531N （3-13） 沖裁時，工件或廢料從凸模上卸下來的力叫卸料力，從凹模內將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出的力叫頂件力。通常多以經驗公式計算：? 卸料力F卸=K卸F? 推件力F推=nK推F 頂件力F頂=K頂F 式中 K卸、K推、K頂 如表3-2所示 表3-2沖裁力 沖裁材料 K卸 K推 K頂 純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09 鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07 鋼 材料厚度 ～0.1 0.06～0.075 0.1 0.14 >0.1～0.5 0.045～0055 0.065 0.08 >0.5～2.5 0.04～0.05 0.050 0.06 >2.5～6.5 0.03～0.04 0.040 0.05 >6.5 0.02～0.03 0.025 0.03 查表得： K卸=0.035 K推=0.04 K頂=0.05 ∴F卸=0.035×170408=5964.2N （3-14） F推=0.04×170408=6816.3N （3-15） F頂=0.05×170408=10224.5N （3-16） 總沖壓力：F0 =F +F推+F卸=221531+5964.2+6816.3=234311.5N （3-17） 3.3壓力中心的確定與相關計算?? 在設計模具時，要求模具模柄中心（一般情況也是凹模幾何中心）與壓力中心重合。對要求不高或沖裁力較小或間隙較大的模具，壓力中心也不允許超出模柄投影面積范圍。? （a）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （b）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 （c）形狀復雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。 計算壓力中心，應先畫出凹模型口圖，如圖3.2所示，在圖中將xOy坐標系建立在如圖所示的位置上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1～L10基本線，每條線都要計算出線總長度、力的作用點到x軸的距離及到y(tǒng)軸的距離。 L1、L3、L4、L５、L８、L9是圓弧，其力在x方向的作用點可從有關手冊中查出，位于距圓心2R/兀處；L3、L6、L７、L10是直線，力的作用點位于直線中間；L2由1個￠30mm的圓組成，力的作用點位于￠30mm的圓心. 圖3-2壓力中心 根據下表3-3，代入壓力中心計算公式求得該模具的壓力中心點的坐標 X0= ( L1x1+L2x2+…+L10x10)/(L1+L2+…+L10)=0mm （3-18） Y0=(L1y1+L2y2+…+L10y10)/(L1+L2+…+L10)=26.04mm （3-19） 表3-3:壓力中心數據表 壓力中心數據表 基本要素長度L/mm 各基本要素壓力中心的坐標值 X Y L1=69.115 0 53.34 L2=94.2478 0 44 L3= 31.1548 22 28.42 L4= 6.901 23.71 10.17 L5= 29.6645 31.82 0 L6=28 14 -9 L7=28 -14 -9 L8=29.6645 -32.82 0 L9=6.901 -23.71 10.17 L10=31.1548 -22 28.42 合計354.8034 0 26.04 3.4工作零件刃口尺寸的計算 在沖裁件尺寸的測量和使用中，都是以光亮面的尺寸為基準的。落料件的光亮面是因凹模刃口擠切材料產生的，而孔的光亮面是凸模刃口擠切材料產生的，故計算刃口尺寸時，應按沖孔和落料兩種情況分別進行。 已知材料為A3，厚度3mm，沖裁件精度IT14，公差表如表3-4所示: 表3-4 IT12-IT14級公差標準 基本尺寸 IT12(mm) IT13(mm) IT14(mm) ＜3mm 0.1 0.14 0.25 3-6mm 0.12 0.18 0.3 6-10mm 0.15 0.22 0.36 10-18mm 0.18 0.27 0.43 18-30mm 0.21 0.33 0.52 30-50mm 0.25 0.39 0.62 50-80mm 0.3 0.46 0.74 80-120mm 0.35 0.54 0.87 120-180mm 0.4 0.63 1 180-250mm 0.46 0.72 1.15 250-315mm 0.52 0.81 1.3 315-400mm 0.57 0.89 1.4 400-500mm 0.63 0.97 1.55 按照IT14級査取沖裁件中未標注的尺寸公差：? 計算原則： 1.設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上。設計沖孔模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。? 2.由于沖裁中凸凹模的磨損，設計落料模時，凹模公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較小尺寸；設計沖孔模時，凸模公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較大尺寸。 3.4.1沖孔 凸模制造偏差取負偏差，凹模取正偏差，其計算公式為： （3-20） （3-21） 其中δT為凸模下偏差，δA為凹模上偏差，x為磨損系數，為工件的公差值 沖裁件初始雙面間隙如表3-5所示： 表3-5 沖裁件初始雙面間隙表 材料厚度 08,10,35 16Mn 40,50 09Mn2,A3 t/mm Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 0.5 0.04 0.06 0.04 0.06 0.04 0.06 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.9 0.09 0.126 0.09 0.126 0.09 0.126 1 0.1 0.14 0.1 0.14 0.1 0.14 1.2 0.126 0.18 0.132 0.18 0.132 0.18 1.5 0.132 0.24 0.17 0.24 0.17 0.24 1.75 0.22 0.32 0.22 0.32 0.22 0.32 2 0.246 0.36 0.26 0.38 0.26 0.38 2.1 0.26 0.38 0.28 0.4 0.28 0.4 2.5 0.36 0.5 0.38 0.54 0.38 0.54 2.75 0.4 0.56 0.42 0.6 0.42 0.6 3 0.46 0.64 0.48 0.66 0.48 0.66 3.5 0.54 0.74 0.58 0.78 0.58 0.78 通過查沖裁件初始雙面間隙得： Zmax=0.64mm Zmin=0.46mm ∴Zmax-Zmin=0.18mm （3-22） 沖孔部分沖裁凸模，凹模的制作公差如表3-6所示： 表3-6 制作公差表 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ～18 18～30 18～30 0.020 0.020 0.025 0.030 120～180 180～160 0.030 0.040 0.045 80～120 0.025 0.035 160～360 1360～500 500～30 0.035 0.040 0.050 0.050 0.060 0.070 查表可得： δT=0.02mm δA=0.025mm 校核間隙：δT+δA=0.045mm＜Zmax-Zmin （3-23） 所以滿足+≤的條件，制造公差合適。 磨損系數如表3-7所示： 表3-7 磨損系數表 工件精度IT10以上 =1 工件精度IT11～IT13 =0.75 工件精度IT14 =0.5 因孔的公差等級為IT14級，所以磨損系數x=0.5 表3-8材料厚度 材料厚度t(㎜) 非 圓 形 圓 形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差Δ < 1 1~2 2~4 > 4 ≤0.16 ≤0.20 ≤0.24 ≤0.30 0.17~0.35 0.21~0.41 0.25~0.44 0.31~0.59 ≥0.36 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.60 <0.16 <0.20 <0.24 <0.30 ≥0.16 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 查表3-8可得： x=0.5，=0.24 ∴DT=（dmin+x）+δT =（30+0.5×0.24）+0.02 =30.12+0.02 （3-24） DA=（DT+Zmin）-δA =（30.12+0.46）-0.025 =30.58-0.025 （3-25） 3.4.2落料 落料時凸、凹模計算公式為： dA=(Dmax-x） （3-26） 其中 —工件極限尺寸() —工件公差() 查公差表將尺寸轉化為 查表3-6，取x=0.5 表3-9為以落料凹模設計為基準的刃口尺寸計算表 工序性質 凹模刃口尺寸磨損情況 基準件凹模的尺寸圖2.3.3 (b) 落料 磨損后增大的尺寸 Aj＝（Amax－x△)＋0.25△ 磨損后減小的尺寸 Bj＝（Bmin＋x△)－0.25△ 磨損后不變的尺寸 Cj=(Cmin＋0.5△)±0.125△ 則磨損后增大的尺寸： （3-27） A1=（44-0.5×0.52）+0.52×0.25=43.74+0.13 A2=（53-0.5×0.74）+0.74×0.25=52.63+0.19 A3=(18-0.5×0.43）+0.43×0.25=17.78+0.11 A4=（30-0.5×0.52）+0.52×0.25=29.74+0。13 磨損后不變的尺寸： (3-28) A5=（56+0.5×0.74）+0.74×0.25=56.37+0.19 A6=（4+0.5×0.3）+0.3×0.25=4.15+0.075 凸模的尺寸按上述凹模相關尺寸計算，保證雙面間隙Zmin～Zmax=0.46mm～0.64mm 第4章 電池殼的拉伸工藝及其計算 4.1零件工藝性分析 如圖4-1所示拉深零件，材料為08鋼，厚度為2mm。其工藝性分析內容如下： 圖4-1電池殼零件圖 08鋼為優(yōu)質碳素結構鋼，屬于深拉深級別鋼，具有良好的拉深成形性能。 零件為一無凸緣筒形件，結構簡單，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，零件具有良好的結構工藝性。 零件上尺寸均為未注公差尺寸，普通拉深即可達到零件的精度要求。 4.2工藝方法的確定 憑經驗知，該工件不能一次拉深到位，至少需經過兩次拉深。而完成該工件需經過落料、拉深工序。綜合實際情況，可有以下3種方案（如表格4-1所示）供選擇： 表4-1方案比較表 序號 工藝方案 結構特點 1 單工序模生產： 先落料，再進行第一次拉深、第二次拉深、第三次……最后切邊 模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產效率低，難以滿足零件大批量生產的需求。 2 復合模生產： 先落料、第一次拉深復合、繼而進行后續(xù)拉深，最后切邊 同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高生產效率，也難以提高壓力機等設備的使用效率；操作簡單、方便，適合中批量生產。 3 連續(xù)模生產： 落料后正、反拉深，最后切邊 正、反拉深模具結構比較復雜，要求工步精確，并需要采用雙動力壓力機，生產效率高，適合于大量而且具備雙動力機的情況。 根據本零件的設計要求以及各方案的特點，決定采用第2種方案比較合理。 4.3零件工藝計算 4.3.1.拉深工藝的計算 零件的材料厚度為2mm(>1mm)，所以所有的計算以中線為準。 ⑴修邊余量的確定 （4-1） 零件的相對高度，經查書《沖壓工藝及沖壓模設計》第五章表5-2知修邊余量，故修正后拉深件的總高應為 ⑵預算坯料直徑 （4-2） 由公式計算出 其中: 代入數值 算得 ⑶壓邊圈的選擇 零件的相對厚度，經查《沖壓工藝及模具設計技術問答》第131面知：壓邊圈為可用可不用的范圍，為了保證零件質量，減少拉深次數，決定采用壓邊圈。 4.3.2確定拉深次數 零件的總拉深系數 查《冷沖模設計》表6-8，取，， 由此可知：,故判斷一次拉不出。 故可根據公式求得取較大整數： （4-3） 4.3.3確定各次拉深半成品尺寸 ⑴調整各次拉深系數，使各次拉深后系數均大于《冷沖模具》表6-6查得的相應極限拉深系數。調整后，實際選取，，，。所以各次拉深的直徑確定為： （4-4） 各次半成品的高度計算：取各次的分別為： （4-5） 則由公式可計算出各次： 其中，。在將所有已知數據帶入可求得: （4-6） 下圖4-2所示為拉深工序圖 4-2 拉伸工序圖 4.4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，零件與條料側邊之間的搭邊值為1.8mm，若模具采用無側壓裝置的導料板結構，則條料上零件的步距為106.5mm， 條料的寬度應為 （4-7） 選用規(guī)格為2mm×1000mm×1500mm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為 裁成寬109.6mm，長1500mm的條料，則每張板料所出零件數為 經比較，應采用第二種裁法，零件的排樣圖如下圖4-2所示： 圖4-3排樣圖 4.5落料拉深復合模工藝計算 4.5.1 落料凸、凹模刃口尺寸計算 根據零件形狀特點，刃口尺寸計算采用分開制造法。落料尺寸為φ（沖壓模具設計實例查得），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≤校驗是否成立。經校驗，不等式不成立，故調整如下： 所以可按下式計算工作零件刃口尺寸 （4-8） 圖4-4凹、凸模尺寸圖 4.5.2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 （4-9） 4.5.3壓邊力和拉深力的計算 ⑴采用壓邊圈拉深圓筒形零件所需拉深力 首次拉深 以后各次拉深 查表知 并 故可以計算得出： （4-10） ⑵壓邊力計算 圓筒形件第一次拉深時壓邊力： 圓筒形件以后各次拉深時壓邊力： 查表得取 故可以計算出： 同樣的方法求得。 落料力： 由公式 其中取 08鋼的 求得 卸料力： 查《沖壓工藝及沖模設計》表3-11知： 故求得 即可求 （4-11） 4.6模具零部件結構的確定 4.6.1落料拉伸復合模零部件設計 標準模架的選用依據為凹模的外形尺寸，所以應首先計算凹模周界的大小。 根據凹模高度和壁厚的計算公式得： 凹模高度H=Kb=0.2×105=21mm 凹模壁厚C=（1.5～2）H=1.8×21=38mm ∴凹模的外徑為D=105+2×38=181mm （4-12） 以上計算僅為參考值，由于本套模具為落料拉伸復合模，所以凹模高度受拉伸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度，將其外徑增加到200mm。 模具采用后置導柱模架，根據以上計算結果，查得模架規(guī)模為：上模座290mm×300mm×45mm，下模座300mm×300mm×50mm，導柱32mm×190mm，導套32mm×105mm×43mm。 4.6.2其他零部件結構 拉伸凸模將直接由連接件固定在下模座上，凹凸模由凹凸模固定板固定，兩者采用過渡配合關系。模柄采用凸緣式模柄根據設備商模柄孔尺寸，選用規(guī)格為A50×100的模柄。 4.7模具閉合高度的校核 上模座高度50mm，凸凹模高度95mm， 模具閉合時，落料凸模板高度95mm，工件深度40mm，下模座高度65mm，模具閉合高度： （4-13） 在壓力機最大封閉高度285mm范圍內。 第5章 沖床的選用與校核 5.1沖床的選用 沖床噸位的大小的選擇，首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提。要求設備的名義壓力要大于所需的變形力，而且還要有一定的力量儲備，以防萬一。從提高設備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長設備的壽命的觀點出發(fā)