高度12mm 圓筒件落料拉深切邊正裝復(fù)合模設(shè)計(jì)-沖壓模具【沖壓模具設(shè)計(jì)稿】

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要隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展，逐漸由以前手動(dòng)方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設(shè)計(jì)的完成。冷沖模是其中的一種。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對所學(xué)知識的一次總檢驗(yàn)，是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識,設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、人員等實(shí)際情況，從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境的保護(hù)以及生產(chǎn)的安全性各個(gè)方面綜合考慮，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用安全可靠的工藝方案和模具，以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上的各項(xiàng)技術(shù)要求，盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。本文闡述了沖壓復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過程，通過工藝分析，采用落料拉深切邊工序，通過沖壓力、拉深力、頂件力、卸料力等計(jì)算，確定模具類型。該模具采用中間導(dǎo)柱圓形模架，左右兩邊的導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用同一型號。落料凹模采用整體結(jié)構(gòu)，廢料從凸凹模的開槽中卸出。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。目 錄摘 要2序 言4第一章、模具工藝分析及工藝方案的確定71.1.沖壓成形工藝分析71.1.1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料71.1.2.沖壓工藝性分析91.2.沖壓工藝方案的制定及模具結(jié)構(gòu)類型9第二章、模具主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算102.1.毛坯尺寸和主要參數(shù)的計(jì)算10第三章、設(shè)計(jì)前計(jì)算123.1.確定排樣裁板方式及材料利用率123.1.1.排樣方式123.1.2.搭邊與料寬123.1.3.裁板方法133.1.4.材料的利用率143.2.確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式143.3.工序壓力、壓力中心的計(jì)算和壓力機(jī)的選擇143.3.1.工序壓力的計(jì)算143.3.2.沖壓力計(jì)算143.4.計(jì)算模具壓力中心163.5.壓力機(jī)的選擇163.6.壓力機(jī)的校核173.6.1.閉合高度的校核173.6.2.工作臺面尺寸的校核183.6.3.滑塊行程的校核18第四章、模具主要工作部分尺寸計(jì)算194.1模具主要工作部分的設(shè)計(jì)194.1.1.落料拉伸模194.1.2.模架的選用214.2.計(jì)算模具主要工作部分的刃口尺寸224.2.1.刃口尺寸的計(jì)算原則224.2.2.刃口尺寸的計(jì)算及公差的確定234.3.沖裁間隙的調(diào)整24第五章、模具總裝25設(shè)計(jì)總結(jié)26參考文獻(xiàn)27序 言 模具是機(jī)械制造中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,它具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器等行業(yè)，更是汽車制造的四大工藝之一。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，受到國家和企業(yè)的高度重視，發(fā)達(dá)國家有“模具工業(yè)是進(jìn)入富裕社會的源動(dòng)力”的說法，由此可見其受重視的程度。在當(dāng)代，“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念已經(jīng)被越來越多的人接受。模具的技術(shù)水平在很大程度上取決于人才的整體水平，而模具技術(shù)水平的高低，又決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益以及新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計(jì)技術(shù)來說，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計(jì)算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)應(yīng)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟?fàn)幖ち?。模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。在現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程中，模具的地位及其重要性越來越被人們所重視，一個(gè)國家模具工業(yè)技術(shù)水平的高低，直接代表著這個(gè)國家工業(yè)設(shè)計(jì)制造水平的技術(shù)水平，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。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（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。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，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。沖模制造是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用壽命等項(xiàng)要求，綜合考慮各方面的特點(diǎn)，并充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的一切特長，正確選擇加工方法和裝配方法，選出最佳加工方案，制定出合理的沖模加工工藝規(guī)程的過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性的訓(xùn)練，也是一個(gè)重要的專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，它綜合性強(qiáng)，應(yīng)用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進(jìn)行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具已成為當(dāng)代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。為了更進(jìn)一步加強(qiáng)我們的設(shè)計(jì)能力，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)計(jì)也是我們專業(yè)在學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)的目的：一、 綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識，進(jìn)行一次沖壓模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而提高我們獨(dú)立工作能力。二、 鞏固復(fù)習(xí)三年以來所學(xué)的各門學(xué)科的知識，以致能融貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造整個(gè)工藝流程。三、 掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。由于本人設(shè)計(jì)水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，錯(cuò)誤難免，敬請老師批評、指導(dǎo)，不勝感激。第一章、模具工藝分析及工藝方案的確定1.1.沖壓成形工藝分析1.1.1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖壓，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖壓、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。 在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進(jìn)模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。沖壓件的工藝性是指沖壓件在沖壓加工中的難易程度。所謂沖壓工藝性好是指能用普通的沖壓方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖壓件。因此，沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖壓的工藝要求，對沖壓件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。沖壓工藝設(shè)計(jì)應(yīng)在研究設(shè)計(jì)任務(wù)，分析設(shè)計(jì)題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求的條件下，收集調(diào)查研究并掌握有關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的原始資料的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上進(jìn)行，做到有目的的設(shè)計(jì)，避免盲目性。工藝設(shè)計(jì)的原始資料主要包括如下內(nèi)容：圖1 產(chǎn)品圖 （1）沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求零件圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書中所示的零件圖。技術(shù)條件應(yīng)明確合理。由此可對拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實(shí)用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精度。 （2）生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)，該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 （3）生產(chǎn)組織形式生產(chǎn)類型不相同，零件和產(chǎn)品的組織形式，采用的技術(shù)措施和達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果會不同。 （4）工藝裝備大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件，標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬能量具，靠劃線和試切法達(dá)到精度要求。1.1.2.沖壓工藝性分析（1）材料：選取圓筒形件為用于容器類零件，所選材料為純鉬，屈服極限是385MPa，抗拉強(qiáng)度1400MPa，抗剪強(qiáng)度200-300MPa，具有很好的可沖壓性，其具有良好的沖壓性能。（2）結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件內(nèi)，外形要盡量避免尖銳清角。該工件為無凸緣形拉伸件，拉深高度不大。預(yù)計(jì)一次拉伸能夠?qū)崿F(xiàn)，不過具體拉伸系數(shù)需要經(jīng)過計(jì)算得出結(jié)果。1.2.沖壓工藝方案的制定及模具結(jié)構(gòu)類型確定工序數(shù)量的基本原則是：在保證工件加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和經(jīng)效益的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能地減少。 該零件精度要求較高，故采用復(fù)合模。該零件加工需先落料，然后拉深，然后切邊等3道工序，現(xiàn)考慮實(shí)際模具設(shè)計(jì)數(shù)量太多，建議采用復(fù)合模，沖壓工序中，落料拉伸切邊復(fù)合模，所以，本次設(shè)計(jì)建議選用一副模復(fù)合模來設(shè)計(jì)。工序少，模具成本低，沖壓次數(shù)少，沖壓成本也降低，比較合理。第二章、模具主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算2.1.毛坯尺寸和主要參數(shù)的計(jì)算 零件圖如下圖所示, 該零件加工需先落料，然后拉深，該零件為典型的凸緣拉伸件，根據(jù)等面積原則采用解析法求毛坯直徑。拉伸件毛坯展開尺寸，通常按毛坯面積等于制件面積的原則確定。拉伸件的毛坯尺寸，很難預(yù)先精確地計(jì)算，這是因?yàn)槔旒诓吭诶爝^程中厚薄程序，隨毛坯退火與否、壓邊力的大小、凸凹模間隙以及變形程度等因素有關(guān)。因此難以保持拉伸件完全均勻一致的高度，通常需要修邊，將不平齊的部分切去。所以在計(jì)算毛坯之前，要在拉伸件上增加切邊余量。根據(jù)工件相對高度H/d=12/20.79=0.5772，查表的修邊余量為1.2，切邊余量通過切邊模切除，保證產(chǎn)品外圓直徑。所以拉深件切邊之前是帶凸緣的，計(jì)算展開尺寸時(shí)需要按帶凸緣件公式計(jì)算。計(jì)算產(chǎn)品展開尺寸 公式是DD=d1d13.44dr +4dH其中：D展開尺寸d1凸緣直徑，20.79+0.08+0.08+1.2+1.2=23.35mm， d拉伸直徑，20.79+0.08=20.87mm，r拉伸圓角，r0.2H拉伸高度，12 經(jīng)過實(shí)際計(jì)算DD=dd3.44dr +4dH =23.3523.35-3.4420.870.2+420.8712 =1532.6239D=39.1487此尺寸目前是待定，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)需調(diào)節(jié)，本次設(shè)計(jì)按39計(jì)算。展開圖紙如下圖所示：圖2 展開圖拉伸次數(shù)的確定判斷能否一次拉伸 H/d=12/20.79=0.5772 (t/D) 100=0.205 m=d/D=0.535根據(jù)以上數(shù)據(jù)查表得首次拉伸系數(shù)m1=0.51，由于m10.535（實(shí)際拉伸系數(shù)），故能一次拉伸成型，另外根據(jù)數(shù)據(jù)查表，首次拉伸的最大相對高度H1/d1=0.62-0.8，由于0.620.5772，也能說明能一次拉伸成型。第三章、設(shè)計(jì)前計(jì)算3.1.確定排樣裁板方式及材料利用率3.1.1.排樣方式?jīng)_壓件在配料上的布置方式稱為排樣。合理的確定產(chǎn)品的排樣方式、坯料形式及尺寸，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、材料利用率、沖壓效率和模具壽命，同時(shí)便于沖壓操作。 按照材料的利用情況，排樣方式分為三種： （1）有廢料排樣 產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料邊緣之間均有搭邊。 （2）少廢料排樣 僅在產(chǎn)品與產(chǎn)品（或產(chǎn)品與坯料邊緣）之間有搭邊 （3）無廢料排樣 產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料邊緣之間均無搭邊。 根據(jù)零件圖可以選取少廢料排樣。這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。 按照產(chǎn)品在坯料上的布置方式分類，排料方式可以分為直排、斜排、多排、對排、混排等。根據(jù)零件圖可以選取為直排排樣。3.1.2.搭邊與料寬搭邊是指排樣時(shí)產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料之間留下的余料。它可以補(bǔ)償坯料的定位誤差，保證模具具有足夠的強(qiáng)度，使條料具有足夠的剛度，以便送料。綜合考慮材料的力學(xué)性能和厚度，及零件的外形尺寸和排樣方式，初步選取搭邊值為工件間a1=1.0mm，工件側(cè)面a=1.2mm。圖3 零件排樣圖 條料寬度的選取原則：最小條料寬度要能夠保證沖裁件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要保證沖裁時(shí)在導(dǎo)料板之間順利送行并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距（簡稱為步距或進(jìn)距）其大小為條料上兩個(gè)對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點(diǎn)之間的距離。條料寬度 b=D+2a=39mm+21.2mm=41.4mm送料步距 s=D+a=39mm+1.0mm=40mm3.1.3.裁板方法 板材規(guī)格選用0.08mm1250mm3000mm 設(shè)每張鋼板裁板條數(shù)為n，為了操作方便采取橫裁： n=3000/41.4=72條，余19.2mm 每條裁板上的工件數(shù)為n，得： n=（B-a）%S =（1250-1.0）/40=31個(gè)，余9mm 每張鋼板上的工件總數(shù) n=7231=2232個(gè) B鋼板寬度1250mm3.1.4.材料的利用率材料的利用率是指產(chǎn)品的實(shí)際面積與所用坯料面積的百分比，即： K=F/ F100% =(n)/(4LB)100% =(22323.1439）/(430001250)100% =71.066% K 材料利用率 ； F 產(chǎn)品的實(shí)際面積（mm2）； F 坯料面積（mm2）； L 鋼板長度 3000mm；3.2.確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式?jīng)_壓工藝性分析之后擬定沖壓工藝方案時(shí)選擇復(fù)合模，因?yàn)榱慵膸缀涡螤詈唵螌ΨQ，所以復(fù)合模結(jié)構(gòu)相對簡單，操作方便，能夠直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠方便，模具類型為少廢料落料拉深切邊復(fù)合模。3.3.工序壓力、壓力中心的計(jì)算和壓力機(jī)的選擇3.3.1.工序壓力的計(jì)算已知工件的材料為純鉬，其力學(xué)性能如下：=200300Mpa, =1400Mpa, =385Mpa。（查4表1-1）3.3.2.沖壓力計(jì)算在沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)，沖壓力是指落料力、卸料力、拉深力、壓邊力、切邊力、推件力和頂件力的總稱。它是沖壓時(shí)選擇壓力機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)校核強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。對于落料拉伸模（1）落料力的計(jì)算 KLt =1.3Dt =1.33.14390.08300N =3820.752N 3.82KN 落料力（KN)； K 安全系數(shù)，一般可取K=1.3； L 沖裁輪廓周長（mm）； T 料厚（mm）； 材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）； （2）卸料力的計(jì)算 = =0.043.82KN 0.153KN 卸料力（N）； 卸料力系數(shù)（查1表3-11）； F 沖裁力（N)； （3）拉深力的計(jì)算 = =3.1420.950.0814001N =7367.7N 7.37KN 拉深力（N)； 首次拉深修正系數(shù)（查1表5-10）； 材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）； （4）壓邊力的計(jì)算 圓筒形件第一次拉深時(shí)壓邊力 =p =39-（20.95+21）2.5N =1951.3N 1.95KN 首次拉深凹模圓角半徑； P 單位壓邊力（查1表5-9）； 第一次拉深時(shí)的壓邊力（N)；（5）切邊力的計(jì)算 KLt =1.3Dt =1.33.1420.950.08300N =2052.43N 2.05KN 切邊力（KN)； K 安全系數(shù)，一般可取K=1.3； L 沖裁輪廓周長（mm）； T 料厚（mm）； 材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）；所以落料拉伸沖孔?？倹_壓力為F=3.82+0.153+7.37+1.95+2.05=15.343KN。3.4.計(jì)算模具壓力中心沖壓力合理的作用點(diǎn)稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)該通過壓力機(jī)滑塊的中心線。對于有曲柄的沖模來說，虛實(shí)壓力中心通過曲柄的中心線。以便于沖模平穩(wěn)工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。由于該工件的毛坯和各工序工件均為軸對稱圖形，而且只有一個(gè)工位，因此壓力機(jī)的中心必定與制件的幾何中心重合，所以模具的壓力中心就在圓心部位，無需再次計(jì)算。3.5.壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。計(jì)算總沖壓力原則上只計(jì)算同時(shí)發(fā)生的力。拉深力出現(xiàn)在落料力之后，因此最大沖壓力出現(xiàn)在沖裁階段，模具采用彈性卸料裝置和上出料方式。落料拉伸沖孔模=+=15.343KN對于淺拉伸，落料，沖孔、切邊等施力行程較小的沖壓工序，可以直接選用公稱壓力大于所需沖壓力總和的壓力機(jī)，對于深拉深、深彎曲等施力行程較大的沖壓工序，應(yīng)按所需工藝力小于或等于壓力機(jī)公稱壓力50%60%的條件選取壓力機(jī)。從滿足沖壓力要求看，可以初選160KN規(guī)格的壓力機(jī) JC2316 （查2表3-1），其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 160KN 滑塊行程： 120mm 最大封閉高度： 220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 45mm 工作臺尺寸： 300mm450mm 工作臺墊板尺寸： 40mm210mm 模柄孔尺寸： 40mm60 mm 墊板厚度： 40mm 最大傾斜角： 30 電動(dòng)機(jī)功率： 1.5KW3.6.壓力機(jī)的校核3.6.1.閉合高度的校核所選壓力機(jī)的最大閉合高度為220mm，閉合高度調(diào)節(jié)量為45mm，墊板高度為40mm，所以： 220mm-45mm=175mm本次設(shè)計(jì)模具，落料拉伸沖孔模見CAD圖紙，閉合高度為H=177.58mm， 5mm=215mm 185mm如果模具高度滿足H5，即能滿足要求，本次設(shè)計(jì)的模具，閉合高度不能滿足要求，需要增加等高鐵。3.6.2.工作臺面尺寸的校核所選壓力機(jī)工作臺尺寸為 ：前后300mm，左右450mm ，模具外形尺寸為D=140mm，選擇18#后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，模具底座外形尺寸為：前后205mm，左右250mm，根據(jù)工作臺面尺寸一般應(yīng)大于模具底座尺寸5070mm，其工作臺孔徑尺寸為D=210mm，大于廢料尺寸，可以漏料，所以工作臺尺寸滿足要求。3.6.3.滑塊行程的校核滑塊行程應(yīng)保證能夠方便地放入毛坯和取出零件，對于拉深工序，滑塊行程應(yīng)大于零件高度的2倍，零件高度2=12mm2=24mm，所選壓力機(jī)的滑塊行程為50mm，所以滑塊行程滿足要求。第四章、模具主要工作部分尺寸計(jì)算4.1模具主要工作部分的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用落料拉深沖孔復(fù)合模，4.1.1.落料拉伸模首先要考慮凹凸模的壁厚是否過薄，本次設(shè)計(jì)凹凸模的最小壁厚查表（查1表3-16）為21.5mm，滿足最小壁厚a1.2t=0.096mm的要求，能夠保證強(qiáng)度，所以采用復(fù)合模。（1）落料凹模高度的確定落料凹模高度為H=KS （8mm） =（0.5639）mm=21.84mmS垂直于送料方向的凹模刃壁件最大距離（mm）；K凹模厚度系數(shù)，考慮板料厚度的影響得凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x=2S=43.68mm 送料方向的凹模長度 L=（39+243.68)mm=126.36mm根據(jù) GB2858.481，并考慮總體布局，選擇圓形凹模板，尺寸為D =140mm，刃口高度選擇35mm，材料采用Cr12MoV，工作部分熱處理硬度為6064HRC，結(jié)構(gòu)圖如下：圖4 落料凹模 送料方向的凹模刃壁間最大距離（mm)； 送料方向的凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x（mm)； （2）依據(jù)凹模尺寸，查國標(biāo)GB2858.681，選擇圓形墊板尺寸為DH=140mm8mm，材料為45鋼， 熱處理硬度4348HRC。（3）卸料裝置的設(shè)計(jì)卸料裝置采用彈性卸料裝置，以方便卸料，由于卸件力較小。卸料板內(nèi)孔每側(cè)與凸模保持間隙距離0.15mm，卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚和導(dǎo)料板厚度取15mm，選擇圓形導(dǎo)料板，其尺寸為DH=140mm15mm，導(dǎo)料板采用45鋼制造，淬火硬度為4348HRC。結(jié)構(gòu)簡圖如下：圖5 卸料板 （4）固定板設(shè)計(jì)凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快換式固定三種固定方式，這里選用固定板固定，固定板與凸模為過渡配合（H7/n6），根據(jù)GB2858.581及凹模尺寸選取凸模固定板尺寸DH=140mm18mm。同理，選擇凹凸模固定板尺寸為DH=140mm18mm。（5）為了防止拉深時(shí)起皺，需用壓邊圈，壓邊圈與凸模的單面間隙選為0.2mm，與凹模的單邊間隙取0.2mm，壓邊圈采用Cr12MoV鋼制造，熱處理硬度為5558HRC，高度選為25mm。（6）凸凹模設(shè)計(jì)結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計(jì)成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，材料采用Cr12MoV，工作部分熱處理淬硬6064HRC，其高度為： L= =42mm+18mm =60mm 彈簧安裝高度； 凹凸模工作高度；結(jié)構(gòu)圖如下：圖7 凹凸模（7）模柄的設(shè)計(jì) 模柄選擇壓入式模柄，材料選用Q235，熱處理硬度4348HRC，依據(jù)模具設(shè)計(jì)尺寸，參考GB2862.190，選用B型。4.1.2.模架的選用模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，從生產(chǎn)量、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品規(guī)格和操作方便等方面考慮，選擇18#后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，查GB/T 2851.690，所選模架具體參數(shù)如下：凹模周界：120mm閉合高度(參考)最?。?59mm閉合高度(參考)最大：190mm上模座 數(shù)量1 規(guī)格：250mm205mm30mm下模座 數(shù)量1 規(guī)格：250mm205mm35mm導(dǎo)柱 數(shù)量2 規(guī)格：25mm180mm 導(dǎo)套 數(shù)量2 規(guī)格：25mm140mm38mm 導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)從標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中的參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于1015mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為12mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間、導(dǎo)柱與下模座之間采用過渡配合H7/m6。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）5662HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)2832HRC。4.2.計(jì)算模具主要工作部分的刃口尺寸4.2.1.刃口尺寸的計(jì)算原則 （1）刃口尺寸應(yīng)保證能沖出合格工件由于落料件的實(shí)際尺寸基本與凹模刃口尺寸一致，設(shè)計(jì)落料模，切邊模時(shí)應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn)。因此，落料模，切邊模應(yīng)先決定凹模的尺寸，間隙取在凸模上，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔模的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。間隙取在凹模上，用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 （2)刃口磨損一些仍能沖出合格件考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大，設(shè)計(jì)模具時(shí)其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，設(shè)計(jì)模具時(shí)其刃口基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。 （3）設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)取最小合理沖裁間隙 隨著凸模與凹模磨損量的不斷增大，沖裁間隙也會不斷增大。所以模具設(shè)計(jì)時(shí)沖裁間隙應(yīng)取其允許的最小值。 （4）考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高23級。采用分別制造法制造凹凸模。4.2.2.刃口尺寸的計(jì)算及公差的確定（1）落料刃口尺寸的計(jì)算： =（39.1-0.50.2）mm =39mm =（39-0.01）mm =38.99mm 、分別為落料凹、凸模刃口尺寸； D落料件外徑的最大極限尺寸； 沖裁件制造公差； X磨損系數(shù)，其值在0.51之間，與沖裁件精度等級有關(guān)； 最小初始雙面間隙； 、分別為凹、凸模的制造公差，取=0.6（） =0.4()； （2） 拉深部分凹凸模尺寸的計(jì)算： =（20.89-0.50.2）mm =20.79mm （20.79+0.081.2+0.081.2)mm =20.89mm 其中，拉深模的圓角半徑=0.2mm，=0.2mm； 、 分別為拉伸凹、凸模尺寸； 拉深件制造公差； Z凹凸模間隙，Z=(22.2）t，取Z=2.1t； X磨損系數(shù)，其值在0.51之間，與沖裁件的精度等級有關(guān)； 、別為拉深凹、凸模的圓角半徑； 查8表3-2得，落料凹模制造公差等級選擇IT8級，凸模制造公差等級選擇IT7級。4.3.沖裁間隙的調(diào)整對于沖裁模，即便模具零件的加工精度已經(jīng)得到保證，但是在裝配時(shí)，如不能保護(hù)沖裁間隙仍然會影響制件的質(zhì)量和模具的使用壽命。第五章、模具總裝 （1）把組裝上了凸模的固定板放在下模座上，按中心線打正固定板的位置，用平行夾頭夾緊，通過螺釘孔在下模座上鉆出錐窩，拆去凸模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻絲，重新將凸模固定板置于下模座上并找正，用螺釘緊固，鉆孔，打入銷釘定位。 （2）配鉆卸料螺釘孔時(shí)，將卸料板套在已裝入固定板的凹凸模上，在固定板與卸料板之間墊上適當(dāng)高度的等高墊鐵，并用平行夾頭將其夾緊，按卸料板上螺孔位置在模座上鉆錐窩，然后拆開，按錐窩鉆孔。 （3）在凹凸模固定板的彈簧孔中裝入卸料彈簧，將卸料板套入凹凸模；用（1）中同樣的方法配鉆墊板和上模座上的螺釘孔，推桿孔，然后依次將墊片和卸料板、凹凸模、凹凸模固定板的組合部件裝入上模座，用緊固螺釘固定，打入銷釘定位。 （4）在落料凹模上裝入擋料銷，將推件塊裝入落料凹模，并將推桿裝入固定板上的推桿孔，用緊固螺釘將落料凹模與凸模固定板固定，鉆孔，打入銷釘定位。設(shè)計(jì)總結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我熟悉了沖壓模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，了解了在做沖壓模具之前首先要對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，模具的結(jié)構(gòu)形態(tài)以及產(chǎn)品的工藝性進(jìn)行合理的分析，才能設(shè)計(jì)出更合適模具，節(jié)約成本的同時(shí)還能保證加工零件的精度要求。其次，考慮好產(chǎn)品的批量以及精度要求以及材料的造價(jià)；最后完成產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)、模具的裝配圖、零件圖。掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己各方面知識都有所提高。與此同時(shí)，也思考了以后的工作心態(tài)和生活態(tài)度。我們即將離開校園、投入到工作中，不知的困難和自己的奮斗目標(biāo)總是在激勵(lì)自己不放棄，勇敢向前，通過設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問題、也給自己敲響了警鐘、事物每天都會有變化、一成不變只會讓歷史的車輪碾得粉碎。為了未來的精彩、加油加油、不屈不撓才會有突破、畢業(yè)了、也是一個(gè)新的開始、奮斗的日子開始了、每天都會很精彩、加油！ 參考文獻(xiàn)1、 陳劍鶴 吳云飛模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社200932、 朱江峰 閆志波沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)華中科技大學(xué)出版社201263、 虞建中模具制造工藝人民郵電出版社200844、 楊櫂 陳國香機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué)清華大學(xué)出版社200655、 翁其金 徐新成沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社2004.7，2011年6月第1版6、 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