下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985單位代碼學 號分 類 號密 級畢 業(yè) 設 計 說 明 書水壺殼體成型工藝與模具設計院 （ 系 ） 名 稱 工 學 院 機 械 系專 業(yè) 名 稱 材 料 成 型 及 控 制 工 程學 生 姓 名指 導 教 師年 5 月 10 日下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985水壺殼體成型工藝與模具設計摘 要本次設計了一套水壺殼體落料、拉深、脹形的模具。經(jīng)過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析，經(jīng)過工藝分析和對比，采用落料、拉深脹形，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設計的模具。得出將設計的模具類型后將模具的各工作零部件設計過程表達出來。在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展狀況，說明了沖壓模具的重要性與本次設計的意義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了水壺殼體工藝方案的確定。第二部分，對零件排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次設計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。本次設計闡述了沖壓倒裝復合模的結構設計及工作過程。本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。關鍵詞：水壺殼體、落料，沖孔，模具，模具間隙下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985The molding process and mold design of Kettle shellAbstractThe design of a set of blanking,punching mold of kettle shell . through access to information, the first parts to the process analysis, through process analysis and comparison, the use of blanking, punching process, through the blanking force, the top piece, and in terms of discharge power to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expressed in the design process.In the first part of the document mainly describes the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a process to identify programs. The second part of the nesting parts of the design plans to complete the calculation of the utilization of the material further edge blanking process of calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the choice of design-based mapping tool and provide a basis for forming mold, as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig.The design of the flip-stamping the structure of compound mold design and working process. Reliable performance of the mold, smooth running, improved product quality and production efficiency, reduce labor intensity and production costs.Key words: Kettle shell, Blanking, Punching, Mold, Mold gap下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985目 錄前言 11. 設計原始數(shù)據(jù) .32. 零件及沖壓工藝性分析 .42.1 結構與尺寸 .42.2 精度 .42.3 材料 .42.4 批量 .43. 確定沖裁工藝方案 53.1 拉伸方法及比較 .53.2 脹形方法的選擇 .53.3 工序組合方案及比較 .54. 主要工藝參數(shù)計算 .74.1 毛坯展開尺寸計算 74.2 確定排樣方案和計算材料利用率 .85. 各工序工藝、沖壓力及零部件的設計計算 .95.1 落料工藝、沖壓力及零部件的設計計算 .95.1.1 落料工藝計算 .95.1.2 落料沖壓力的計算 .95.1.3 落料模主要零部件設計計算 105.2 拉深工藝計算及零部件設計 135.2.1 拉深工藝計算 135.2.2 拉深工藝方案的確定 145.2.3 拉深力及工作部分尺寸、零部件設計計算 155.3 脹形模工藝計算及零部件設計 205.3.1 脹形工藝分析 20下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855.3.2 脹形模工藝計算 .205.3.3 脹形模零部件裝配設計 215.4 沖側孔模工藝設計 215.4.1 工藝方案及模具結構 216. 繪制模具總圖 237.繪制模具非標準件零件圖 .25結 束語 .30致謝 .32參考文獻 .33下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985前 言改革開放以來，隨著國民經(jīng)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。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(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國際通用軟件。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。導柱式?jīng)_裁模的導向比導板模的準確可靠,并能保證沖裁間隙的均勻,沖裁的工件精度較高、模具使用壽命長，而且在沖床上安裝使用方便，因此導柱式?jīng)_裁模是應用最廣泛的一種沖模,適合大批量生產(chǎn)。尤其是在我國加入 WTO 之后，在全球化經(jīng)濟競爭的市場的環(huán)境下，為生產(chǎn)符合“交貨期短” 、 “精度高” 、 “質量好” 、 “價格低”等要求服務的模具產(chǎn)品，研究、開發(fā)、改進模具生產(chǎn)設備與模具設計方式更具有深遠的現(xiàn)實意義和緊迫性。畢業(yè)設計是在修完所有課程內(nèi)容之后，我們走上社會之前一次綜合性設計。本次設計課題是水壺殼體成型工藝與模具設計，是對以前所學課程的一個總結。在指導教師周密安排和精心指導下，這次畢業(yè)設計從確定設計課題、擬定設計方案、設計過程到畢業(yè)答辯都按照畢業(yè)設計工作計劃進行。 第一，充分調(diào)研，確定應用型畢業(yè)設計課題。選好畢業(yè)設計題目是實現(xiàn)畢業(yè)設計目標、保證畢業(yè)設計質量的前提，我們的畢業(yè)設計的課題取自企業(yè)生產(chǎn)實際。這個課題能較全面地應用學生所學專業(yè)知識或者將來工作所需的專業(yè)技術，達到綜合運用的目的，既能夠解決企業(yè)急需解決的生產(chǎn)技術問題，又能夠培養(yǎng)學生的職業(yè)崗位能力，難度不是很大，符合我們所學的專業(yè)理論知識水平和實際設計能力，工作量恰當，能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985但是該課題是真題真做，雖然難度不是很大，但要使設計圖紙能真接用于生產(chǎn)，去造出零件，裝配成機器，并能滿足使用要求，也是不容易的。第二，反復論證，確定產(chǎn)品設計方案。明確課題的性質、意義、設計內(nèi)容、設計要達到的技術經(jīng)濟指標和完成時間，并確定好正確合理的設計方案是完成設計任務的保證，指導教師、企業(yè)技術員讓我們參與設計方案的討論，使我們對課題設計方案心中有數(shù)。第三，虛心求教，仔細認真地進行畢業(yè)設計。我們學生雖然有基礎理論知識，但設計能力較差，為了使我們很快地進入工作狀態(tài)，指導教師耐心向我們介紹機械產(chǎn)品設計方法、一般步驟和設計過程中應注意的事項。在設計中能主動請教指導老師，培養(yǎng)綜合運用機械制圖、工程材料與熱處理、公差配合、計算機繪圖、機械制造工藝等專業(yè)知識的能力。培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和踏實的工作作風。明確必須有高度責任心、嚴肅認真的工作習慣，才能做好設計工作，減少工作失誤，避免給企業(yè)生產(chǎn)造成損失。充分發(fā)揮主觀能動性，積極思考，大膽創(chuàng)新。第四，完善設計，準備畢業(yè)設計答辯在此次設計中，主要用到所學的沖壓模設計，以及機械設計等方面的知識。著重說明了沖壓模的一般設計流程，即沖壓成型的工藝分析、壓力機的選擇及相關參數(shù)的校核、模具的結構設計、模具設計的相關計算、模具總體尺寸的確定與結構草圖的繪制、模具結構總裝圖和零件圖的繪制等。其中模具結構的設計既是重點又是難點，主要包括沖壓方式的選擇、間隙的確定、凸凹模的設計，以及固定板、模座、橡膠、彈簧、模座等零部件的選擇和設計。通過本次畢業(yè)設計，使我更加了解模具設計的含義，以及懂得如何查閱相關資料和怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，這為我以后從事模具職業(yè)打下了良好的基礎。由于實踐經(jīng)驗的缺乏，且水平有限，時間倉促。設計過程中難免有錯誤和欠妥之處，懇請各位老師和同學批評指正。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851 設計原始數(shù)據(jù)零件材料：1Cr13Mo，退火態(tài)；料厚 t=3mm；精度：IT12；大批量生產(chǎn)；沖壓件零件圖如圖 1 所示： φ 240φ 206φ20120301R458圖 1 零件圖下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852 零件及沖壓工藝性分析2.1 結構與尺寸該水壺殼體零件形狀簡單，結構基本對稱，一邊上端有 φ20mm 圓孔，壺體上端尺寸為 φ240mm，總高度為 301mm，距離上端 120mm 處傾斜至下端并與下端通過 R45mm 圓角過渡連接，拉伸深度較深，但整體尺寸適宜沖裁加工。2.2 精度該零件無尺寸精度要求，也無其他特殊尺寸要求，可采取 IT13—IT14 加工精度，利用普通沖裁方式可以達到零件圖樣要求。2.3 材料1Cr13Mo 淬 透 性 好 ， 它 具 有 較 高 的 硬 度 ， 韌 性 ， 較 好 的 耐 腐 性 ， 熱 強 性 和 冷 變形 性 能 ， 減 震 性 也 很 好 。 退 回 狀 態(tài) 下 的 抗 剪 強 度 為 320—380Mpa， 適 宜 沖 裁 加 工 。根據(jù)以上分析，該零件個工藝性較好，適合沖裁加工。2.4 批量該零件屬于大批量生產(chǎn)，在沖壓加工下操作簡便，勞動強度低，生產(chǎn)效率高，成本低，適合沖裁。結論：該零件的工藝性較好，可以沖裁加工。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853 確定沖裁工藝方案首先根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序有剪切（或落料） 、沖圓孔、拉深和脹形。其中彎曲和脹形決定了零件的總體形狀和尺寸，因此選擇合理的拉深和脹形方法很重要。3.1 拉深方法及比較第一種方法為一次拉深成形，其優(yōu)點是用一副模具成形，可以提高生產(chǎn)率，減少所需設備和操作人員。缺點是毛坯的整個面積幾乎都參與激烈的拉深變形，零件表面擦傷嚴重，零件形狀與尺寸都不精確，拉深處起皺嚴重，甚至會拉裂，這些缺陷將隨拉深深度的增加而愈加明顯。第二種方法為多次拉深成形，這種方法顯然比第一種方法拉深變形的激烈程度緩和的多，但增加了模具、設備和操作人員，且需計算拉伸系數(shù)，計算量較大。結合水壺殼體零件尺寸，該沖裁件高 301mm 且底部直徑較大，深度較大，一次拉深成形難度較大，不適宜一次拉深成形，所以采用多次拉深成形。3.2 脹形方法的選擇第一種方法采用剛性模具脹形，其優(yōu)點是可以通過控制模具凸模的模瓣數(shù)目來控制工件的精度，但這種模具脹形方法很難得到精度較高的正確旋轉體，變形的均勻程度差，模具結構復雜。第二種方法采用柔性模脹形，其原理是利用橡膠、液體、氣體或鋼丸等代替剛性凸模。軟模脹形時材料的變形比較均勻，容易保證零件的精度，便于成型復雜的空心零件，在生產(chǎn)中廣泛應用，但該零件經(jīng)過多次拉深工序，伴隨有冷作硬化現(xiàn)象，故在脹形前應該進行退火，已恢復金屬的塑形。由于水壺殼體零件精度要求不高，為了保證零件形狀，減少變形和便于成形，應采用柔性模脹形，脹形凸模采用聚氨酯橡膠。3.3 工序組合方案及比較下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985根據(jù)沖壓該零件需要的基本工序和拉深脹形方法的選擇，可以作出下列各種組合方案： （1）先落料，再沖孔、拉深和脹形。采用單工序模生產(chǎn)（2）落料—拉深—沖孔—脹形，采用單工序模生產(chǎn)（3）落料—拉深—脹形—沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案（1） 模具結構簡單，制造周期短，成本低，操作簡單，但沖孔后拉伸不能保證孔的位置精度，且沖孔后拉深容易使孔周圍產(chǎn)生應力集中，發(fā)生變形難以滿足零件形狀和位置要求。方案（2） 拉深后沖孔，沖孔模復雜，且產(chǎn)生的應力集中使脹形時發(fā)生零件變形尺寸和形狀不精確，操作難度較大，生產(chǎn)效率低。方案（3） 拉深脹形后沖孔，可以保證孔的位置精度，且減少了拉深脹形時的應力集中，保證了拉深脹形時零件的完整性，使得拉深脹形時零件精度高，操作方便，生產(chǎn)效率高，但最后沖孔模結構較復雜，整個生產(chǎn)需要四套單工序模，延長了制造周期。綜上所述，該零件使用時需要承受一定溫度，應減少其應力集中，同時為了保證其出水口的位置精度，減少大批量生產(chǎn)時零件的修整時間，應采用方案（3）進行生產(chǎn)。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709854 主要工藝參數(shù)計算4.1 毛坯展開尺寸計算（1）脹形區(qū)毛坯尺寸計算脹形后零件的最大直徑 dmax=d1+2R d1=206mm, R=45mm所以 d max=206+45*2=296mm脹形系數(shù) K=dmax/d0 d0為坯料原始直徑即拉深后直徑 240mm 所以 K=296/240=1.23脹形系數(shù)與坯料伸長率關系為 23.01.???K?脹形變形區(qū)母線長度 l=301-120=181mm脹形區(qū)坯料長度（即脹形高度）L=l*[1+(0.3—0.4)* δ]+bb 為切邊余量，一般取 10—20mm，系數(shù) 0.3—0.4 是考慮到切向伸長會引起高度縮減所加的余量。所以：L=181*[1+0.4*0.23]+（10—20）=197.65+（10—20）mm 取 b=12mm，L=210mm即拉深后脹形前脹形區(qū)所需拉伸高度為 210 mm，拉深后零件總高度為210+120=330mm(2) 毛坯直徑計算拉深后零件形狀如圖 4.1 所示：下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985圖 4.1 拉深后零件圖該件 h＝330mm, h/d=330/240=1.375，查相關設計確定修邊余量為 Δh=8.5mm，所以拉深高度 H=330+8.5=338.5mm。所有尺寸均視為中性層尺寸，根據(jù)拉深件計算表面積相等簡化計算得坯料直徑 D== =618.5mm, 取 D=620mmdH*4?5.38*24020?4.2 確定排樣方案和計算材料利用率（1） 確定排樣方案，根據(jù)零件形狀選用合理的排樣方案，以提高材料的利用率。該零件毛坯形狀為圓形，直徑尺寸較大，為便于送料，采用單排方案。排樣圖如圖 4.2所示：圖 4.2 排樣圖搭邊值 a 和 a1有查表得：a=2.5mm, a 1=2.2mm.下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985（2）確定板料規(guī)格和卸料方式根據(jù)條料的寬度尺寸選擇合適的板料規(guī)格，使剩余的邊料越小越好，該零件直徑用料為 620mm,以選擇 3mm*625mm*n（長度）為宜。由于該零件尺寸較大，為了考慮沖制該零件的數(shù)量采用橫模下料為宜，以降低零件的材料費用。（3）計算材料利用率一個步距內(nèi)材料的利用率 η 為 η=nA/Bh*100% A——沖裁件面積η= （310*310-210*20）/625*622.2=0.7727*100%=77.3%?5 各工序工藝、沖壓力及零部件的設計計算5.1 落料工藝、沖壓力及零部件的設計計算5.1.1 落料工藝計算落料工藝計算主要為凸、凹模刃口尺寸計算，落料時凸、凹模刃口尺寸的設計原則是以凹模為設計基準，間隙取在凸模上，設計時采用最小合理間隙值 Zmin。1Cr13 含C 量 0.1%，為軟剛，根據(jù)材料厚度 3mm 查表取 Zmax=0.270mm,Zmin=0.210mm落料時落料凹模尺寸為： D d=（D max-xΔ） d?0按 IT12 級去 φ620mm 的偏差為 0.63 mm,即 Δ=0.63 mm,根據(jù)厚度及工件公差查的磨損系數(shù) x 為 0.5， D max=620+0.63=620.63mm該零件形狀簡單，刃口尺寸偏差按 IT6 取值： =+0.033mm, =0.020mm。d?p?所以：D d=（620.63-0.63*0.5） =620.315 mm03.?03.?凸模尺寸 D =( Dd- Zmin) =(620.315-0.21) =620.105pp??02.?02.?下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855.1.2 落料沖壓力的計算（1） 計算沖裁力P=KLT =1.3* *620*3*350=2657382N≈2657.4kN??式中：P——沖裁力，N L——沖裁周邊長度，mm L=πD=π*620——材料抗剪強度，MPa 查表為 320——380Mpa,取 350Mpa ?K——系數(shù)，通常取 1.3（2） 計算卸料力、推件力① 卸料力 P =K P=0.04*2657.4=106.3 kNx② 推件力 P =nK P=3*0.45*2657.4=3587.5 kNtt式中：n——卡在下模洞口內(nèi)的工件數(shù)，n=h/t=10/3,取 n=3h——凹模孔口高度K ——卸料系數(shù)，查表得 K =0.03―0.04x xK ——推件系數(shù)，查表得 K =0.45t t（3） 計算沖壓力總和P 總 =P+P +P =2657.4+106.3+3587.5=6351.2 kNxt（4） 壓力機的選擇選擇壓力為 6500kN 工作行程為 30mm 的壓力機 5.1.3 落料模主要零部件設計計算5.1.3.1 凹模的設計計算（1）凹模孔口形式，見圖 5.1：下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985圖 5.1 凹?？卓谛问桨寄？卓诟叨?t5-10mm h=10-15mm該落料件厚 t=3 mm,取 h=10 mm（2）凹模外形結構的設計一般圓形刃口凹模外形結構也為圓形 (3) 凹模外形尺寸的計算凹模厚度 Ha= = =85.9mm, 取凹模厚度為 90mm總P31.032.651*.凹模周界尺寸，即凹模壁厚 C=（1.5—2）Ha，所以 C=2Ha=180mm5.1.3.2 固定板的設計計算（1）凹模固定板的設計凹模固定板的厚度與凹模一致，取 90mm（2）凸模固定板的設計凸模固定板的外形尺寸與凹模固定板或卸料版尺寸相同，但本例采用的是橡膠直接卸料，故凸模固定板的外形尺寸可以小些。凸模固定板的厚度 H =(0.62-0.8)H =(0.6-0.8)*90, 取 H =70mmt a t5.1.3.3 卸料版的設計計算下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985（1）卸料板類型選擇 一般常用的卸料板有固定卸料板和彈性卸料板兩種。固定卸料板裝于下模，具有卸料力大、工作可靠、模具安裝方便等優(yōu)點；但是沖裁時卸料板壓不住材料，沖出的工件平整度差。固定卸料板與凸模的間隙一般為 0.2-0.6mm,沖裁厚度大于 1.5mm。彈性卸料板除了在沖裁后卸料外，還可以在沖裁前壓住材料，使沖制的工件平整度好，一般沖制厚度小于 1.5mm 或材料較軟的工件。本例中的材料雖然大于 1.5mm，但由于用單個毛坯，如果采用固定卸料板會給送料、定位增加難度，所以采用彈性卸料板。彈性卸料板與凸模的雙邊間隙一般為 0.1-0.2mm，或采用 H9/f8 等間隙配合。為了可靠卸料，彈性卸料板應高出凸模 0.2-0.5 mm。（2）卸料板的尺寸① 外形。彈性卸料板的外形一般與同方向上的固定板的外形一致；固定板卸料一般與凹模外形一致。② 厚度。查《冷沖模設計指導》得 H =40mm。x③ 成形孔?；九c凹模刃口的形狀相同。5.1.3.4 定位零件的設計計算本設計中定位零件采用定位銷和定位螺釘定位，其尺寸大小根據(jù)模具大小選擇合適的標準件。5.1.3.5 彈性元件設計計算此沖模中彈性元件主要為聚氨酯橡膠，橡膠的壓縮量一般不能超過橡膠自由高度的 30%，否則橡膠會過早失去彈性。橡膠的自由高度 H 自 =h/0.25-0.30=(100-120)mm, 取 100mm橡膠直徑 P =A*p, p 為與橡膠壓縮量有關的單位壓力，查《冷沖模設計指導》x得 p=1.52 Mpa。所以 A= P /p=106.3*10 /1.52≈70*10 mm ,橡膠直徑：x332D= = =298mm, 取 D=300mm。?/4A14./0*75.1.3.6 凸模的設計計算下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985（1）凸模的結構設計① 凸模的刃口形式。 圓形凸模，可以采用加工成臺階式結構或直接不分段結構。② 凸模的固定形式。 凸模根據(jù)沖制零件的形狀、尺寸、加工方法的不同而有多種固定形式。該模具以臺肩與固定板固定，凸模與凸模固定板的配合部分采用過渡配合（H7/m6 或 H7/n6） 。（2）凸模長度計算L = H +H 自 -Y=70+100-2=168mmtt式中：L ——涂抹的長度， mm H ——凸模固定板厚度 H 自 ——卸料橡膠自由高度 t tY——為了可靠卸料，在橡膠高度上所加的量，取 2mm5.1.3.7 其它零件的設計和計算（1）模座的設計 模座的長度比凹模長度大 300mm，寬度可與凹模的寬度相同或稍小些模座厚度 H s=Hx=(1-1.5)Ha=(90-135)mm, 取 120mm。Hs——上模座厚度 H x——下模座厚度(2) 模柄設計模柄的作用是將上模與壓力機的滑塊相連接。在安裝模具時應注意模柄直徑與壓力機模柄孔直徑要一致。模柄的形式采用壓入式模柄結構，此模柄與上模座連接，采用過渡配合，模柄尺寸大小根據(jù)模具大小查標準模柄。（3）墊板設計該模具在壓力機安裝時加墊板，墊板厚度取 40mm。5.1.3.8 落料模閉合高度的計算模具閉合高度 H 模 =Hs+Hx+Ha+Lt-h1=120+120+90+168-1=497mm 5.2 拉深工藝計算及零部件設計 5.2.1 拉深工藝計算（1）確定修邊余量 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985由以上毛坯直徑計算時確定得修邊余量 Δh=8.5mm，毛坯直徑 D=620mm（2）確定拉深次數(shù)確定毛坯相對高度 t/D=3/620=0.0048,工件相對高度 H/d=338.5/240=1.41查相關設計資料得 n=3，故初步確定需 3 次拉深。（3）計算各拉深直徑查表得各次極限拉深系數(shù)為 m =0.55 m =0.78 m =0.8,初步計算各次拉深直徑為：123d = m D=0.55*620=341mm1d = m d =0.78*341=266mm2d = m d =0.8*266=212.8mm32通過計算，第 3 次拉深直徑已小于工件直徑，需調(diào)整各次拉深系數(shù)，最后取m =0.58 m =0.8 m =0.83，計算得：12d = m D=0.58*620=360mm1d = m d =0.8*360=288mm2d = m d =0.83*288≈240mm32（4）凸模與凹模圓角確定首次拉深凹模圓角半徑 ra取 8t,即=8*3=24mm。由式 r =(0.7-0.8)r 得na1?nar =(0.7-0.8)r ，確定各次拉深和凹模的圓角半徑并化整，分別為：nt 1?ntr =24mm r =20mm r =16mm 1a2a3ar =17mm r =12mm r =9mm (即工件底部圓角半徑)1t 2t 3t（5）計算各次拉深工件的高度由式 Hn=1/4(D /d - d +1.72 r +0.57 r / d )得：2nn2nH1=1/4（620*620/360-360+1.72*17+0.57*17 /360）≈185mmH2=1/4(620*620/288-288+1.72*12+0.57*12 /288) ≈267mm2H3=1/4(620*620/240-240+1.72*9+0.57*9 /240) ≈344mm下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985計算拉深件高度的目的是為了設計再拉深模時確定壓邊圈的高度，再拉深模壓邊圈的高度應大于前道工序件的高度，所以在計算拉深件工序時不必很精確，可取較大整數(shù)值。5.2.2 拉深工藝方案的確定拉深工藝方案為：落料——首次拉深——2 次拉深——3 次拉深——切邊見圖 5.2：下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985圖 5.2 拉深工序圖5.2.3 拉深力及工作部分尺寸、零部件設計計算5.2.3.1 首次拉深拉深力及工作部分尺寸零部件設計計算（1）拉深力計算拉深所需的壓力：P =P 拉 +P 壓 總P 拉 =πdt k=3.14*360*3*600*0.75=1526 kN ?bP 壓 =Ap=π/4*（620 -360 ）*4=800 kN 2所以：P =P 拉 +P 壓 =1526+800=2326 kN總式中：P 拉 ——拉深力，NP 壓 ——壓邊力，Nk——修正系數(shù)，一般取 0.5—0.8，t/D 與 m 值小時，k 取大值——拉伸件材料的抗拉強度，MPa，查得 1Cr13 540 MPa，取 600 MPa?b ?bA——有效壓面積，mm 2p——單位壓邊力，查得取 p=4 MPa（2）初選壓力機壓力機的公稱壓力 P0≧（1.6—1.8）P 總取 P0=1.8*2326=4186.8 kN故初選壓力機的公稱壓力為 5000 kN（3）凸、凹模間隙的計算拉伸間隙是指單邊間隙，即 Z=（d a-dt）/2。間隙過小會增加摩擦力，是拉深件容易拉裂，且易擦傷制件表面，降低模具壽命。間隙過大則對坯料的校直作用小，影響制件的尺寸精度。因此，確定間隙的原則是，既要考慮板料厚度的公差，又要考慮圓筒形件的增厚現(xiàn)象，根據(jù)拉深時是否采用壓邊圈和制件的尺寸精度、表面粗糙度要求合理確定。此件拉深采用壓邊裝置，經(jīng)工藝計算取間隙為 Z=1.05t=3.15mm（4）凸、凹模圓角半徑的計算下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985經(jīng)以上計算得，一次拉深時凹模圓角半徑 r =24mm，凸模圓角半徑 r =17mm1a 1t（5）凸、凹模工作部分尺寸計算此工件要求的是外形尺寸，設計凸、凹模時應以凹模尺寸以基準進行計算，即：凹模尺寸 Da=（Ｄ－0.75△） =357.75 mm04/??75.0式中，D——拉深件的基本尺寸，mm △——拉深件尺寸公差（6）其它零部件的設計計算① 壓邊圈的設計壓邊圈的外形尺寸與凹模外形尺寸相同，壓邊圈材料與凸、凹模一致，熱處理強度略低于凸、凹模的硬度。取 Hy =60mm② 壓邊裝置的設計該拉深模選在單動壓力機上進行拉深加工，所以必須借助彈性元件在受壓時所產(chǎn)生的壓力提供壓邊力。故選用具有通用性的彈性壓邊裝置作為彈性元件，這樣可避免每副模具都設計一套專用的彈性壓邊裝置。模具只需配備壓邊圈和頂桿并采用倒裝結構。（7）拉深模閉合高度的計算拉深模的閉合高度是指滑塊在下止點位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離，即：H=H s+Hag+Ha+Hy+Htg+Hx+s+t=120+100+100+120+70+60+(20-25)+3=593—598mm, 取 H=600mm式中， H a——上模座厚度，mmHx——下模座厚度，mmHag——凹模固定板厚度，mmHa——凹模厚度，mmHy——壓邊圈厚度，mmHtg——凸模固定板厚度，mmS——安全距離，mm, 一般取 20—25mm t——拉深件厚度， mm下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855.2.3.2 2 次拉深拉深力及工作部分尺寸零部件設計計算（1）計算拉深力壓邊力① 拉深力 P=πd nt k=3.14*288*3*600*0.8≈1302 kN?b② 壓邊力 P 壓 =Ap=π(d 12-d22)p/4=3.14*1/4*4*(3602-2882) ≈146.5 kN③ 總壓力 P 總 ≧1.4（P+P 壓 ）=1.4*（1302+146.5）=2028 kN故壓力機的總壓力為 2028 kN以上各式中，t——工件厚度k——修正系數(shù)，一般取 0.5—0.8，取 k=0.8——拉深件材料的抗拉強度，MPa，取 600 MPa?bA——有效壓面積，mm 2p——單位壓邊力，查《冷沖模設計手冊》得 p=4 MPa（2）模具工作部分尺寸計算① 拉深模的間隙第 2 次拉深模的間隙取單邊間隙 Z=1.1t=1.1*3=3.3mm② 凸、凹模工作部分尺寸和公差由于工件要求內(nèi)形尺寸，故以凸模為設計基準，間隙取在凹模上凸模工作部分尺寸 dt=(d+0.5Δ) 04/??=(360+0.5*0.57) =360.2854/57.00143.?凹模工作部分尺寸 da=(dt+2z) 4/0??=(360.285+2*3.3)=366.885 143.0?式中，d——拉深件基本尺寸Δ——拉深件尺寸公差，基本尺寸 360mm,按 IT12 查得 Δ=0.57mmz——單邊間隙（3）確定凸模通氣孔通氣孔直徑一般可在 3—8mm 之間選取，選取的原則一般視凸模尺寸而定。此工序通氣孔直徑選 8mm。（4）2 次拉深模結構的確定下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985拉深模具是在單動壓力機上拉深。由于是再次拉深，壓邊圈采用圓筒形，因此工件的毛坯會十分順利的定位，把筒形件毛坯套在壓邊圈上，因再次拉深的壓邊力一般不大，故采用兩根限位柱的壓邊力等于所計算的值。模具仍采用倒裝結構，出件采用推桿推出。（5）2 次拉深其它零部件的設計計算① 壓邊圈的設計壓邊圈的外形尺寸與凹模外形尺寸相同，壓邊圈材料與凸、凹模一致，熱處理強度略低于凸、凹模的硬度。取 Hy =60mm② 壓邊裝置的設計該拉深模選在單動壓力機上進行拉深加工，所以必須借助彈性元件在受壓時所產(chǎn)生的壓力提供壓邊力。故選用具有通用性的彈性壓邊裝置作為彈性元件，這樣可避免每副模具都設計一套專用的彈性壓邊裝置。模具只需配備壓邊圈和頂桿并采用倒裝結構。5.2.3.3 3 次拉深拉深力及工作部分尺寸零部件設計計算（1）計算拉深力壓邊力① 拉深力 P=πd nt k=3.14*240*3*600*0.8≈1085 kN?b② 壓邊力 P 壓 =Ap=π(d 22-d32)p/4=3.14*1/4*4*(2882-2402) ≈75.6 kN③ 總壓力 P 總 ≧1.4（P+P 壓 ）=1.4*（1085+75.6）≈1161 kN故壓力機的總壓力為 1161 kN以上各式中，t——工件厚度k——修正系數(shù)，一般取 0.5—0.8，取 k=0.8——拉伸件材料的抗拉強度，MPa，取 600 MPa?bA——有效壓面積，mm 2p——單位壓邊力，查《冷沖模設計手冊》得 p=4 MPa（2）模具工作部分尺寸計算① 拉深模的間隙第 3 次拉深模的間隙取單邊間隙 Z=1.1t=1.1*3=3.3mm② 凸、凹模工作部分尺寸和公差下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985由于工件要求內(nèi)形尺寸，故以凸模為設計基準，間隙取在凹模上凸模工作部分尺寸 dt=(d+0.5Δ) 04/??=(288+0.5*0.52) =288.264/52.0013.?凹模工作部分尺寸 da=(dt+2z) 4/0??=(288.26+2*3.3)=294.86 13.0?式中，d——拉深件基本尺寸Δ——拉深件尺寸公差，基本尺寸 288mm,按 IT12 查得 Δ=0.52mmz——單邊間隙（3）確定凸模通氣孔通氣孔直徑一般可在 3—8mm 之間選取，選取的原則一般視凸模尺寸而定。此工序通氣孔直徑選 8mm。（4）3 次拉深模結構的確定拉深模具是在單動壓力機上拉深。由于是 3 次拉深，壓邊圈采用圓筒形，因此工件的毛坯會十分順利的定位，把筒形件毛坯套在壓邊圈上，因再次拉深的壓邊力一般不大，故采用兩根限位柱的壓邊力等于所計算的值。模具仍采用倒裝結構，出件采用推桿推出。（5）2 次拉深其它零部件的設計計算壓邊圈的設計壓邊圈的外形尺寸與凹模外形尺寸相同，壓邊圈材料與凸、凹模一致，熱處理強度略低于凸、凹模的硬度。取 Hy =60mm5.3 脹形模工藝計算及零部件設計5.3.1 脹形工藝分析脹形屬于伸長類成形。脹形過程中不會產(chǎn)生失穩(wěn)起皺現(xiàn)象，且在脹形充分時制件表面很光滑，這是由于材料硬化的結果。 對空心毛坯的脹形，如果毛坯的長度不是很長，脹形時其長度就會縮短，這說明脹形區(qū)以外的材料向脹形區(qū)補充，使脹形區(qū)的徑向拉伸變形得到緩解，而使切向的拉伸變形為最主要的變形，脹形脹破就是切向拉應力過大引起的。為了不脹破，需限制下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985切向最大拉應變不超過材料的許用伸長率[ ] 。?由此產(chǎn)品圖可知，該制件側壁是由空心毛坯脹形而成，對壁厚變化沒有要求，尺寸精度要求不高，故滿足脹形工序加工的要求。5.3.2 脹形模工藝計算（1）毛坯尺寸計算由以上計算得毛坯尺寸如圖 5.3：圖 5.3 脹形毛坯圖該件脹形系數(shù) K=1.23（2）脹形力的計算① 計算單位脹形力單位脹形力分兩種情況計算：兩端不固定，允許毛坯軸向自由收縮時，p 為 p =2t/dmax*?b兩端固定時，毛坯軸向不能自由收縮時，p 為 p =2 （t/d max+t/2R）b上式所用到的 p 的計算公式均為軟模脹形空心毛坯制件時的單位壓力的計算公式。p=2t/dmax* =2*3*600/296=12.16 MPa?b② 計算脹形力下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985P=Ap=3.14*296*330*12.16≈3730 kN式中，P——脹形力A——脹形面積，mm 2p——單位脹形力，MPa5.3.3 脹形模零部件裝配設計脹形模采用聚氨酯橡膠進行硬模脹形，為了使制件在脹形后便于取出，將凹模分為兩部分，上下模單邊間隙取 0.2mm。側壁受橡膠的擠壓脹形，當模具閉合時被橡膠壓緊，然后脹形。模具的外形尺寸和閉合高度較大，壓力也較大，以模具尺寸為依據(jù)，最后確定選用壓力機。5.4 沖側孔模工藝設計5.4.1 工藝方案及模具結構本沖孔為側沖孔，沖孔難度大，為保證零件尺寸的精度，該沖孔放在脹形后進行，模具結構為側開式，便于零件的放入和取出，凸模周界采用橡膠彈性體覆蓋，以保證沖孔的精度，同時減少沖孔后毛刺的產(chǎn)生，凹模通過螺釘和墊圈加以固定。凸、凹模、楔塊及定位座是該模具的關鍵零件。凸模 5 材料為 W18Cr4V，熱處理硬度 60～63HRC。由于凸模厚度為 3mm，低于定位座 8 的燕尾槽深度，這樣壓料器就不會壓死凸模， 凸?？稍诙ㄎ蛔辔膊蹆?nèi)自由滑動，燕尾的尺寸按 f7／H8 配合。凹模材料采用 Crl2 或 CrWMn，熱處理硬度 58～62HRC。凹模制作的關鍵是刃口帶不能大于 3mm，否則凹模腔內(nèi)會因存廢料太多而加大沖裁力，影響凸模和楔塊的壽命。