1654-制動(dòng)盒外殼沖壓件設(shè)計(jì)

1654-制動(dòng)盒外殼沖壓件設(shè)計(jì),制動(dòng),外殼,沖壓,設(shè)計(jì) 題 目:制動(dòng)盒外殼沖壓件設(shè)計(jì) 學(xué) 院（系）: 材料科學(xué)與工程學(xué)院 年級(jí)、專業(yè): 2002 級(jí)材料成型及控制工程 姓 名: 李 永 強(qiáng) 學(xué) 號(hào): 20020527 指 導(dǎo) 教 師: 趙 平 教 授 完 成 時(shí) 間: 2006 年 6 月 1 日 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 2 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目錄摘要1 前言…………………………………………………………………………42 零件的沖壓工藝分析………………………………………………………53 零件沖壓工藝方案的擬訂和計(jì)算…………………………………………63.1 零件沖壓工藝方案的擬訂…………………………………………………63.2 零件沖壓工藝方案的計(jì)算…………………………………………………74 零件沖壓工藝方案的確定…………………………………………………95 模具總裝圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………105.1 落料，拉深，沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)…………………………………………105.1.1 沖裁排樣方式的設(shè)計(jì)及計(jì)算：…………………………………………105.1.2 第一副模具各工序壓力的計(jì)算及壓力機(jī)的初步選用…………………115.1.3 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇與計(jì)算……………………………………125.1.4 模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算…………………………………135.1.5 模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………155.2、整形模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………………………………………185.2.1 整形力工序壓力的計(jì)算與壓力機(jī)的初步選用：………………………185.2.2 模具結(jié)構(gòu)類型及形式的選擇與設(shè)計(jì)……………………………………195.2.3 凸凹模工作部分刃口及公差的計(jì)算……………………………………195.2.4 模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………………………………195.3、沖孔模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………………………………………215.3.1 各工序壓力的計(jì)算： ……………………………………………………215.3.2 沖孔凸凹模刃口的計(jì)算…………………………………………………215.3.3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇……………………………………………………22 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 3 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5.3.4 模具其它結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………235.4、切邊模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………………………………………255.4.1 工序壓力的計(jì)算：………………………………………………………255.4.2 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇……………………………………………255.4.3 模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算…………………………………255.4.4 模具其它結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………266 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析………………………………………………………………27總結(jié)……………………………………………………………………………29參考資料………………………………………………………………………30致謝…………………………………………………………………………….31摘 要:本次 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是制 動(dòng) 盒外殼的沖 壓 工 藝 與 設(shè)計(jì) 。畢業(yè)設(shè)計(jì) 是 對(duì) 所學(xué)知 識(shí)的一次運(yùn)用 實(shí) 踐，通 過畢業(yè)設(shè)計(jì) 我 們 可以 查 漏 補(bǔ) 缺， 為 以后的學(xué) 習(xí) 和工作打下 堅(jiān)實(shí) 的基 礎(chǔ) 。當(dāng)拿到一個(gè)工件來 進(jìn) 行模具 設(shè)計(jì)時(shí) ，我 們應(yīng) 當(dāng)首先 對(duì) 工件 進(jìn) 行工 藝 分析。因 為 可能有很多種不同的制造方法，不同的方法得到制件的 質(zhì) 量可能不一 樣 ，并且模具制造成本也可能相差很大，所以我 們 必 須 從工件的 質(zhì) 量和生 產(chǎn)經(jīng)濟(jì) 角度出 發(fā) ，選擇 最佳的 設(shè)計(jì) 方法和工 藝 方案。 經(jīng) 分析比 較 ，此制 動(dòng) 盒外殼采用沖 壓 工 藝生 產(chǎn) 。關(guān) 鍵 詞： 沖 壓 工 藝 、模具 設(shè)計(jì) 、工 藝 方案abstract:the main program for this graduation design is to finish the design and producing process of the shell of controlling-box .to every student ,the graduation design is a opportunity to apply the knowledge we learned ,at the same time ,we can make best of this chance to find out our shortcomings in order to get the stead foundation of studying and work in the near future .first ,we are supposed to analyze the character of the strop before we decide --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 4 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書to which kind of mold should be the best way to do it .because using the different method ,we can get the different products in quality and the cost concerned is also different .for these reasons, we should find out the best way in terms of the quality and cost .after analysis and comparison ,we decide to chose punch as the best way. Keywords: Hurtle to press the craft 、 mold design ,skill method 1 前言通過對(duì)專業(yè)課一年的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使我對(duì)模具知識(shí)有了一定的了解，而本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)的無論是基礎(chǔ)知識(shí)還是專業(yè)知識(shí)都是一次全面的檢查和考核，同時(shí)也是培養(yǎng)我解決具體問題的一種能力和一次深入再學(xué)習(xí)的過程。上學(xué)期末對(duì)壓鑄模具的課程設(shè)計(jì)和本學(xué)期的模具制造課程設(shè)計(jì)，我對(duì)模具設(shè)計(jì)的思路和程序有了一定的掌握，初步具備了設(shè)計(jì)模具的能力。這次是沖壓模具的設(shè)計(jì)，要求對(duì)沖壓件進(jìn)行沖壓工藝的設(shè)計(jì)，沖模的裝配圖設(shè)計(jì)，利用電腦設(shè)計(jì)模具的零件圖以及模具零件的制造工藝設(shè)計(jì)。這就需要我對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的復(fù)習(xí)與回顧，并且通過借助于資料、手冊(cè)、圖冊(cè)等設(shè)計(jì)所需的工具書，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進(jìn)行一次全面而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中要進(jìn)行反復(fù)的修改以不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，以順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)，同時(shí)也要力求自己設(shè)計(jì)的模具盡可能地有低成本、高生產(chǎn)率和生產(chǎn)的產(chǎn)品高合格率的要求，使它具有較高的性價(jià)比。本次設(shè)計(jì)包括模具總裝配圖四張，模具各零件圖十四張左右，畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份。由于本人水平有限和失誤等原因，因此在本次設(shè)計(jì)圖紙中還存在不少錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)、指正。在此感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)特別是趙平教授的悉心指導(dǎo)！ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 5 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生 李永強(qiáng)2006 年 6 月2 零件的沖壓工藝分析本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的沖壓件是制動(dòng)盒外殼，是由 Q235 鋼材料制造，其厚度為1.6mm,外圓半徑為 80mm 的殼體。Q235 鋼的抗拉強(qiáng)度為 375---500Mpa,屈服強(qiáng)度為 235Mpa，綜合性能較好，既有良好的塑性又有適中的強(qiáng)度，且年生產(chǎn)量為 10000 件，我們既要能夠保證制件的質(zhì)量又要盡可能的去降低生產(chǎn)成本，以求取最佳的生產(chǎn)效益，綜合考慮多種生產(chǎn)方式，此制動(dòng)盒外殼用沖壓工藝生產(chǎn)是生產(chǎn)廠家的相對(duì)最優(yōu)方案。制動(dòng)盒外殼主要工序是落料、沖孔和拉深，孔的位置對(duì)稱分布，可以減少工序和模具的制造成本。從孔的分布與數(shù)量來看，可將所有孔一次性沖出，但考慮到孔之間的間距在安裝時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生干涉及模具的強(qiáng)度，直徑為 10 的孔和直徑為 8 的孔不能同時(shí)沖出，否則凹模的強(qiáng)度不夠，并且凸模安裝時(shí)易產(chǎn)生干涉，并且要必須考慮到是先拉深還是先沖孔，如果底部的孔徑相對(duì)于殼的外形直徑過大，要先拉深再?zèng)_孔，否則會(huì)將該工件拉裂。同時(shí)，由于工件的圓角半徑為 1，而材料的厚度為 1.6，圓角半角太小，在拉深時(shí)易被拉裂，故拉深時(shí)不能將圓角一次拉成，須進(jìn)行整形。拉深時(shí)需留修邊余量以保證制件的精度，故最后還要對(duì)工件進(jìn)行切邊。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 6 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書工件圖3 零件沖壓工藝方案的擬訂和計(jì)算3.1 零件沖壓工藝方案的擬訂 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 7 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書生產(chǎn)此制動(dòng)盒外殼所需基本工序?yàn)椋?）落料， （2）拉深， （3）沖孔（4）整形（5）切邊，經(jīng)分析，可有以下幾種方案方案一：落料，拉深，沖孔（2—Φ10mm）, 沖孔(12×12mm 方型孔） ，整形，沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(3—Φ6mm)切邊。即每道工序單獨(dú)由一副模具完成。方案二：落料，.拉深，.沖孔 Φ3—(8mm)，沖孔(12×12mm 方型孔） ，沖孔（2—Φ10mm）五道工序復(fù)合模，再整形，沖孔（3—Φ6mm） ，最后切邊。方案三：落料.，拉深，.沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(12×12mm 方型孔）四道工序復(fù)合模，再整形，沖孔（2—Φ10mm）沖孔（3—Φ6mm）兩道工序復(fù)合模，最后切邊。方案四：落料.，拉深，沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(12×12mm 方型孔)連續(xù)模，整形，沖孔（2—Φ10mm）沖孔（3—Φ6mm）連續(xù)模，最后切邊。比較確定沖壓方案；方案一：生產(chǎn)效率低下，所需模具數(shù)量較多，使得生產(chǎn)該工件的總成本較高，且尺寸的積累誤差較大，工件的質(zhì)量不能保證。方案二：雖然將大部分工序由復(fù)合模具同時(shí)完成，但是由于沖孔（10mm）和沖孔(8mm)時(shí)兩凸模以及凹模相隔很近，安裝時(shí)容易發(fā)生干涉，增加模具制造難度，且此處模具強(qiáng)度不夠，不益采用。方案三：采用此復(fù)合?？商岣呱a(chǎn)效率，保證工件尺寸的精度要求，模具制造不是很困難，且由于年生產(chǎn)量為 10000 件，成本可大大降低，故采用此種方案相對(duì)較好。方案四：主要采用了連續(xù)模，連續(xù)模雖然能夠提高生產(chǎn)效率，但是，需要在下一工序時(shí)定位，且定位的次數(shù)越多，其累積誤差就會(huì)越大，嚴(yán)重影響了工件的質(zhì)量，故不宜采用連續(xù)模。經(jīng)分析比較，最終確定第三種工藝方案為最佳組合。3.2 零件沖壓工藝方案的計(jì)算 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 8 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3.2.1 選取修邊余量&h，并初算毛坯直徑當(dāng) ho/r=13.2/1.6=8.25 時(shí)取&h=1mm, （查《沖壓手冊(cè) 》233 頁）故計(jì)算高度：h=ho+&h=13.2+1=14.2mm當(dāng) R 與 r 相等時(shí),應(yīng)用簡單計(jì)算公式 d= 代入相應(yīng)dRhFd14.32??數(shù)值,　( 按中性層 )d0=101.78mm3.2.2 工件主要尺寸參數(shù)各主要尺寸參數(shù)如工件圖中所示：則工件相對(duì)高度：ho/b=13.2/78.4=0.168工件相對(duì)厚度：t/b=(1.6/101.78)x100=1.57工件相對(duì)圓角半徑：r/b=1.6/101.78 x 100=1.573.2.3 初步估算所需拉深的次數(shù)由于(t/b)x100=1.57 及 h/b=0.18查得所需拉深次數(shù)為 N=1即只需 1 次拉深即可滿足要求。3.2.4 驗(yàn)證圓角部分是否可一次拉成由于當(dāng) r=rg=1mm,而材料的厚度為 1.6mm，可知圓角半徑太小，如果一次拉深容易拉裂，圓角不可一次拉成，需要進(jìn)行整形。3.2.5 重新選取圓角半徑中性層周長 c=105.2mm d=78.4拉深圓角設(shè)為 R=2mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 9 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書則,可知拉深高度為確定拉深次數(shù)從而求得中性層拉深高度為（05.2－2∏×2.8×0.25×2－78.4+5.6）∕2+2.8=14.6mm工件的相對(duì)高度：h∕d=14.6∕78.4=0.18毛坯的相對(duì)厚度：1.57查表 5-3 知拉深次數(shù)為 n=1毛坯圖4 零件沖壓工藝方案的確定根據(jù)以上的計(jì)算和對(duì)零件結(jié)構(gòu)的分析，總體確定以下方案：（需 4 副模具完成該沖壓件的生產(chǎn)）：第一副：該副模具完成的主要任務(wù)為落料，拉深，沖底部圓孔。該副模具所完成的工序內(nèi)容多，比較復(fù)雜，也是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，其計(jì)算工作量也是最大的。Ф --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 10 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第二副：該副模具完成的工序內(nèi)容是整形，由于圓角太小需要進(jìn)行整形以到工件所需要的圓角半徑。第三副：該副模具是沖孔工序模具，主要任務(wù)是完成工件底部上由于離底部邊緣太近而不能與第一副模具復(fù)合而沖出的小孔。第四副：該副模具的主要任務(wù)是完成工件的切邊修邊工作，由于拉深后的工件存在修邊余量和局部凸緣，而所要求生產(chǎn)的工件沒有凸緣，因此要進(jìn)行修邊工序，同時(shí)也把它作為最后的一道工序來安排。該模具主要是為了提高工件的精度和質(zhì)量而設(shè)計(jì)的。 5 模具總裝圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1 落料，拉深，沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)5.1.1 沖裁排樣方式的設(shè)計(jì)及計(jì)算根據(jù)前邊的作圖及計(jì)算確定零件的毛坯尺寸最大為：101.78mm，綜合各種因素及查看相關(guān)的資料后決定采用單排形式，并根據(jù)《沖壓手冊(cè)》p44 頁表 2-17 查得：搭邊值 a=1.2mm，間距 a1=1.5mm5.1.1.1 若采用橫排條料寬度；b -△ =[D+2（a+△）] -△=[101.78+2（1.5）] -0.8=104.78-0.8（mm）導(dǎo)尺距離：S=b+c 1=101.78+2 x 1.5=104.78mm進(jìn)距 h: h=101.78+1.2=102.98(mm)查《沖壓手冊(cè)》表 8-12 選用板料規(guī)格為：1.6x650x1300mm，按上述方法進(jìn)行排料，剪切條料尺寸為：104.78mmx1300mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 11 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書則：條數(shù) n1=650/104.78=6（條）余 21mm每條個(gè)數(shù) n2=（1300-1）/102.98=12（個(gè)）余 63mm每板個(gè)數(shù) n3= n1x n2 =6x12=72（個(gè)）故材料的利用率：η=（72x∏×101.78 2）/（650x1300×4）x100%=69.3%5.1.1.2 若采用縱排（即長邊在送料方向，短邊垂直送料方向）則：料寬：b -△ =[D+2（a+△）] -△=[101.78+2（1.5）] -0.8=104.78-0.8（mm） 導(dǎo)尺間距離：S=b+c 1=101.78+2 x 1.5=104.78mm 進(jìn)距 h： h=101.78+1.2=102.98(mm)如上所述采用規(guī)格相同的板料；1.6x650x1300mm則：剪切條料尺寸為：224.4x1200mm故：條料： n 1=1300/104.78=12（條）余 42.6mm每條個(gè)數(shù)： n 2=（650-1）/102.98=6 余 32mm（個(gè)）每板個(gè)數(shù)： n 3= n1X n2=12x6=72（個(gè)）材料利用率和橫排時(shí)一樣綜上比較采用橫排和縱排都可以，材料的材料利用率一樣。 （排樣圖見下圖）Ф 10.78 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 12 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5.1.2 第一副模具各工序壓力的計(jì)算及壓力機(jī)的初步選用5.1.2.1 落料.，拉深，.沖孔(8mm)，沖孔(12*12mm 方型孔)各工序壓力的計(jì)算：參照課本 P45 例題且查看《沖壓手冊(cè)》以確定 A3（Q235） ，τ b=343MPa，則：F 落料 =1.3Ltτ b=1.3∏×101.78×1.6×343=228008（N）查課本 P43 頁表 2-9，取卸料力系數(shù) K1=0.055 則：F 卸 = K1 F 落料=0.055x228008=12540（N）5.1.2.2 拉深力的計(jì)算：各公式參見， 《沖壓手冊(cè)》P313 頁：F2=3.14×78.4×1.6×400×0.4=63021N5.1.2.3 沖孔(8mm)力 F3=1.3×∏×8×1.6×343=17922N5.1.2.4 沖孔(12*12mm 方型孔)F4=1.3×12×4×1.6×343=34245N由于這些工序由一復(fù)合模完成，但各個(gè)工序中的壓力不是由壓力機(jī)同時(shí)加載的，故壓力機(jī)只需達(dá)到單工序所需的最大壓力即可。這一工序所需最大總壓力為 F=F0+F1=228008+12540=240548N --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 13 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書根據(jù)所提供的壓力機(jī)，可選用 400kN 的壓力機(jī)5.1.3 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇與計(jì)算：本次設(shè)計(jì)第一副模具采用落料，拉深，沖孔的復(fù)合模結(jié)構(gòu)。該沖壓件屬于簡單的筒形件，經(jīng)計(jì)算判斷可一次拉深到所要求的高度，但由于拉深件的圓角半徑為 1 mm，小于板料的厚度，在拉深時(shí)容易被拉裂，所以我們必須將圓角半徑加大，從而采用落料和拉深復(fù)合的裝置。另外落料的半徑較大，而拉深件底部的孔(8mm)和孔(12*12mm 方型孔) 分布均勻，且相距較遠(yuǎn)，不會(huì)產(chǎn)生干涉。我們可以作成單工序模具，但工件的年生產(chǎn)量較大，采用復(fù)合模具不僅能夠減少模具制造成本，還能夠提高生產(chǎn)率，保證工件的質(zhì)量。所以無論從結(jié)構(gòu)上，經(jīng)濟(jì)上，還是生產(chǎn)效率綜合考慮都可采用將落料，拉深，沖孔的復(fù)合模結(jié)構(gòu)。另外在下模座下部設(shè)有緩沖器，它驅(qū)動(dòng)托桿向上運(yùn)動(dòng)，使壓料器兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設(shè)有剛性推件裝置，并在下模上設(shè)有剛性卸料板裝置，采用這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理且制造使用都簡單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性卸料板內(nèi)不易出件，有時(shí)還需要工人用手工去把它拿出，帶來了操作的不便，但是只要托桿長度設(shè)計(jì)合理，緩沖器橡皮彈力足夠，就能克服這點(diǎn)不足。另外考慮到裝模方便，模具采用后側(cè)布置導(dǎo)柱，導(dǎo)套的模架。下附第一副模具裝配簡圖 5.1.4 模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算5.1.4.1 落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算：（由于落料毛坯為非規(guī)則幾何形狀， --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 14 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書因此，落料尺寸的計(jì)算以落料凹模的尺寸為計(jì)算基準(zhǔn)的方式來配合計(jì)算凸模刃口尺寸）參照《沖壓手冊(cè)》P54 頁表 2-23 得：材料厚為 1mm 時(shí)，Zmin=0.22mm,Zmax=0.32mm對(duì)尺寸 101.78mm 凹模磨損后將逐漸變大則：A1 凹 =（A1-K△） 0+△/4=(101.78-0.5x0.87)00.025=101.3400.025(mm)（查相關(guān)資料 K 取 0.5，凹模制造公差取沖壓件的 1/4）相對(duì)應(yīng)的凸模尺寸為A2=（A 1-△）- △/4 0=（101.345-0.22 ）- 0.0350 =101.12-0.0350 (mm)5.1.4.2 拉深凸凹模的刃口尺寸的計(jì)算：由于在拉深時(shí)，沖壓件的尺寸標(biāo)注在外形上，故參見課本 P132 頁所示：Dd=（Dmax+0.75△） 0+TdDp=（Dmax-0.75△） 0-Tp查《沖壓手冊(cè)》P305 頁表 4-14 取單邊間隙為 1.1 個(gè)料厚即 1.76mm。則：D d=（80-0.75x0.74） 0+1/4=79.40+0.12（mm）Dp=（79.4-3.2） 0-0.25=76.20-0.08（mm）根據(jù)實(shí)際加工取 rd=rp=2mm5.1.4.3 沖孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算：查《沖壓手冊(cè)》P54 頁取間隙：由于材料厚為 1.6mm 時(shí)，Zmin=0.22mm,Zmax=0.32mm①?zèng)_直徑為 8mm 的孔的工作部分尺寸的確定：凸，凹模采用分開加工的方法進(jìn)行制作。凸模尺寸為：（K 取 0.5，公差為沖壓件的 1/4） dp=（D+K△） 0-Tp =（8+0.5x0.36） -0.0350=8.18-0.0350（mm） --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 15 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書則：對(duì)應(yīng)的凹模尺寸為：dd=（d p + Zmin） 0+Td =（8.18+0.22） 0+0.025=8.40+0.025（mm）②沖方型孔 12×12mm 的孔的工作部分尺寸的確定：凸模尺寸為：（K 取 0.5，公差為沖壓件的 1/4） dp=（D+K△） 0-Tp =(12+0.5x0.43)0-0.02=8.180-0.02（mm）則：對(duì)應(yīng)的凸模尺寸為：dd=（d p + Zmin） 0+Td =（12.2+0.22） 0+0.02=12.40+0.025（mm）5.1.4.4 凸模高度的確定（參見課本 P61 頁圖 3-100）L=h+h1+h2+h3其中：h 1為凸模固定板厚度，一般為凸模高度的 40%左右h2為墊板的厚度，查課本取為 8mm。h3導(dǎo)尺的厚度，查課本取 P23 頁取為 6mm。h 為附加長度，包括修模余量和安全長度，取 15mm。綜上，則：L=32+8+6+15+45故：L=106mm即凸模的長度為 106mm，具體長度根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整后再確定。5.1.4.5 落料凹模外形尺寸的設(shè)計(jì)（參見課本 P63 頁圖 3-12：） 凹模厚度：查模具制造手冊(cè)知，當(dāng)材料厚度為 1.6mm 時(shí)，凸凹模的最小壁厚為４mm ,由于此模具是復(fù)合模，應(yīng)相應(yīng)的增大其壁厚，故取為 14mm.5.1.5 模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1.5.1 模架的選用： --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 16 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書根據(jù)落料凹模的周界尺寸，查《沖壓模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》P388 頁相關(guān)資料，由所選定的壓力機(jī)可知，壓力機(jī)的最大封閉高度為 400mm，最小封閉高度為 200mm，從模具實(shí)際設(shè)計(jì)出發(fā)，我們可取模具的封閉高度為 220mm.工作臺(tái)的尺寸為：左為 630mm,右為 420mm.則模柄的規(guī)格為直徑 50x 高 70mm，其它結(jié)構(gòu)的尺寸參見《沖壓模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》P623 頁，與此同時(shí)，在模座確定以后，導(dǎo)柱，導(dǎo)套的規(guī)格和結(jié)構(gòu)尺寸也隨之確定下來由《沖壓模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)查得。5.1.5.2 定位零件：本副模具采用導(dǎo)尺（剛性卸料板）導(dǎo)向送料，為使條料順利通過導(dǎo)料板的間隙在計(jì)算排樣尺寸圖時(shí)一并算出，此處不在敘述。導(dǎo)料板的厚度取 6mm左右。同時(shí)在本副模具中采用固定擋料銷來限制條料的送近步距，使用圓形擋料銷，高度為 9mm，直徑為 3mm。該結(jié)構(gòu)的擋料結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，使用方便，適用于固定卸料板及手工送料的冷沖模結(jié)構(gòu)。5.1.5.3 卸料與推（頂）件裝置：由于剛性卸料板也作為導(dǎo)尺，故簡化了卸料板結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大。卸料板的型孔與凸模的單面間隙為 2mm，厚度為 8mm。用螺釘與圓柱銷將導(dǎo)料板一起固定在落料凹模上。打桿長度：H＞（模柄總長+凸凹模高度-推件高度）但是由于使用了三爪推板推出機(jī)構(gòu)，因此打桿長度應(yīng)在（模柄總長-推板厚度）具體情況根據(jù)裝配圖確定。托桿長度：L＞（l+h 3）其中：l——?dú)鈮|長度h3——?dú)鈮|上平面與下平面之間隙綜上，取 L=90mm5.1.5.4 固定與連接零件： --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 17 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書采用固定板將凸凹模固定在上模座上，其厚度為凸凹模長度的 40%左右。即 h=40%x106=42mm，取 32mm。固定板與凸凹模之間采用階梯固定的形式。固定板與上模座之間采用內(nèi)六角螺釘與圓柱銷來連接和定位，螺釘尺寸與圓柱銷尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來確定。此外，由于本副模具的總壓力較大，因此需要采用墊板的結(jié)構(gòu)，以保護(hù)模具不受損壞。5.1.5.5 第一副模具壓力中心的設(shè)計(jì)與計(jì)算：由于落料，拉深和沖圓孔的凸，凹模形狀均為對(duì)稱性形狀，因此其壓力中心均為其各自的幾何形心。沖翻邊預(yù)制孔凸凹模的形狀雖然是不規(guī)則的形狀，但是它也是對(duì)稱的，因此其中心也在其形心上：（故以模座中心為原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系，則落料和拉深的壓力中心均在原點(diǎn)上）：整個(gè)模具的壓力中心坐標(biāo)（X 0，Y 0）計(jì)算如下：X0=0Y0=8∏x20/（12 x 4+8∏x3）=4.07（mm）即本副模具的壓力機(jī)中心在沿 Y 軸向上偏移 4.07mm，即坐標(biāo)點(diǎn)為: (0.4.07).5.1.5.6 凸凹模的強(qiáng)度校核5.1.5.6.1 凹模的強(qiáng)度校核：所選的壓力機(jī)為 F ，接觸面積為 S則 F=400KNS=∏（76.8 2-3 x8.42）/4-12.42 2=4311mm P= F/ S=400/4311=92.72MPa<δ S5.1.5.6.2 凸模的強(qiáng)度校核所選的壓力機(jī)為 F ，接觸面積為 S則 F=400KNS=∏（101.78 2-802）/4=3111mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 18 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書P= F/ S=400/3111=128.6MPa<δ S由校核可知，凸凹模的強(qiáng)度足夠。(第一副模具裝配圖結(jié)構(gòu)間圖)5.2 第二副模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.2.1 整形力工序壓力的計(jì)算與壓力機(jī)的初步選用P=p×∏÷4×(80-3.2) ×300÷3=463KN頂件力 F：F=KF 沖 （K 為頂件力系數(shù)取為 0.06）=0.06x463 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 19 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書=27.78（KN）推件力 F：F=KF 沖 （K 為推件力系數(shù)取為 0.05）=0.05x463 =23（KN）總壓力：F=463+27+23=513（KN）則根據(jù)總壓力初步選用開式壓力機(jī)公稱壓力為 630KN，具體結(jié)構(gòu)尺寸參見《沖壓模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)。5.2.2 模具結(jié)構(gòu)類型及形式的選擇與設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)第二副模具設(shè)計(jì)的主要目的是在第一道工序完成后，對(duì)工件進(jìn)行整形。由于第一次拉深的圓角半徑為 2mm，而最終工件的圓角半徑為1mm, 故需要整形。整形過程屬于剛性接觸，所需要的力也教大，所以壓力機(jī)的噸位也隨之增大。本副模具的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是針對(duì)凹模及其支架要進(jìn)行嚴(yán)格的校核，以保證它們有足夠的強(qiáng)度和剛度才行。5.2.3 凸凹模工作部分刃口及公差的計(jì)算查， 《沖壓手冊(cè)》得：系數(shù) K=0.75，間隙為:Zmin=0.1mm, Zmax=0.14mm則：Dp=（Dmax+0.75△） 0-Tp =（79.63-3.2） 0-（0.08）=76.430-0.08（mm）則凹模刃口尺寸為：d 凹 =（dp+Zmin） 0+Td=（80-0.75 x 0.5） 0+0.12（mm）=79.630+0.12（mm） --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 20 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5.2.4 模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.2.4.1 壓力中心的計(jì)算：由于本副模具的沖孔位置對(duì)稱，因此它的壓力中心就在中心距的幾何中心上。5.2.4.2 沖模閉合高度的計(jì)算：根據(jù)總壓力所選的壓力機(jī)最大閉合高度為 460mm，最小閉合高度為220mm 因此初選閉合高度為 230mm 即滿足要求。5.2.4.3 模柄的選用：由壓力機(jī)規(guī)格來確定模柄的規(guī)格為直徑 37mm 高度為 75mm 的凸緣式模柄，具體尺寸參見《沖壓模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》相關(guān)的章節(jié)。5.2.4.4 模座的選用：在本副模具設(shè)計(jì)中根據(jù)凹模支架的尺寸來選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架選用模座的規(guī)格如下：上模座——200x200x45mm下模座——250x200x50mm其具體下模座的結(jié)構(gòu)尺寸如下：L=200， B=200， t=28， L1=210， S=210， A1=130， R=45L2=80, d2=M14-6H, h=32， S 2=120導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸具體參數(shù)參考《沖壓手冊(cè)》相關(guān)的章節(jié)。下附第二副模具裝配圖結(jié)構(gòu)示意圖：5.2.4.5 凸凹模的強(qiáng)度校核：所選的壓力機(jī)為 F ，接觸面積為 S則 F=600KNS=∏76.8 2/4=4630mm --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 21 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書P= F/ S=400/4630=130MPa<δ S由校核可知，凸凹模的強(qiáng)度足夠。下附第二副模具裝配結(jié)構(gòu)簡圖第二副模具結(jié)構(gòu)裝配間圖5.3 第三副模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.3.1 各工序壓力的計(jì)算 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 22 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書沖孔（6mm×3）所需的壓力○ 1沖孔（10mm）沖裁力 F 0=1.3×3.14×10×1.6×343=22402N卸料力 F 1=0.045×22402=1008N 頂件力 F 2=0.06×22402=1344N沖孔（10mm×2）所需的壓力○ 2F=（F0+F1+F2+F3）×2=（22402+1008+1344）×2=99016N沖孔（6mm）沖裁力 F 0=1.3×3.14×1.6×343×6=13441N卸料力 F 1=0.045×13441=605N頂件力 F 2=0.06×13441=806N沖孔（6mm）所需的壓力F=（F0+F1+F2+F3）×3=（1344+605+806）×3=44553N這一工序所需最大總壓力為 F=99016+44553=143569N=144KN因此初選壓力機(jī)為開式壓力機(jī)，公稱壓力為 250KN，最大閉合高度360mm，最大閉合高度 1800mm，模柄孔規(guī)格為直徑 50x 高度 70mm。5.3.2 沖孔凸凹模刃口的計(jì)算沖直徑為 6mm 的孔的工作部分尺寸的確定：查相關(guān)手冊(cè)和表可知：△=0.3 Zmin=0.22 Zmax=0.32 k=0.5 δd=0.02 δp=0.02凸模尺寸為：（K 取 0.5，公差為沖壓件的 1/4） dp=（d+K△） 0-Tp =（6.15+0.22） -0.020=6.370-0.02（mm） --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 23 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書則：對(duì)應(yīng)的凹模尺寸為：dd=（d p+Zmin） 0+Td =（6.25+0.5x0.3） 0+0.02=6.150+0.02（mm）沖直徑為 10mm 的孔的工作部分尺寸的確定：查相關(guān)手冊(cè)和表可知：△=0.43 Zmin=0.22 Zmax=0.32 k=0.5 δd=0.035 δp=0.025凸模尺寸為：（K 取 0.5，公差為沖壓件的 1/4） dp=（d+K△） 0-Tp =（10+0.5x0.43） -0.0250=10.220-0.025（mm）則：對(duì)應(yīng)的凹模尺寸為：dd=（d p+Zmin） 0+Td =（10.22+0.22） 0+0.025=10.440+0.025（mm）5.3.3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇本副模具主要目的是沖孔工序,沖孔（6mm×3）和沖孔（10mm×2） 。由于此幅模具僅是完成兩種不同孔的工序，故總體結(jié)構(gòu)較為簡單。但該工件上的孔較多，所以必須保證孔的相互位置和精度，因此，需要安裝導(dǎo)正銷以確定工件在凹模中的位置，準(zhǔn)確定位。卸料時(shí)采用彈性卸料板卸料。5.3.4 模具其它結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.3.4.1 模座的選用:根據(jù)凹模周界尺寸初步確定模架采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架,其規(guī)格為:上模座：160x150x40mm下模座：160x160x45mm下模座具體參數(shù)如下: L=160 B=160 t=28， L 1=210， S=210， A 1=110， A2=195， R=42 L 2=80, d2=M14-6H, h=35， S 2=150 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 24 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5.3.4.2 壓力中心的計(jì)算:由于本副模具翻邊中心位置雖然在盒行件的底部的中心位置上,但由于翻邊的形狀屬于對(duì)稱形狀，其幾何中心位置就是壓力中心的位置所在處。5.3.4.3 固定板墊板的使用：本副模具的翻邊凸凹模均采用固定板以臺(tái)階形式將他們與上,下模座固定起來，然后再利用內(nèi)六角螺釘和圓柱銷分別將其固定和限位。5.3.4.4 凸凹模的強(qiáng)度校核：所選的壓力機(jī)為 F ，接觸面積為 S則 F=250KNS=∏（76.8 2-3 x62 -2 x102）/4=4275mm P= F/ S=250/4275=59MPa<δ S下附第三副模具裝配結(jié)構(gòu)簡圖 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 25 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書沖孔模具裝配圖結(jié)構(gòu)5.4 第四副模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.4.1 工序壓力的計(jì)算切邊力：F=Ltτ b =∏×80×1.6×343/4=35kN頂件力：F1=K3P=0.06 ×35=3KN故需要總的切邊力為P= F +F1=35+3+40KN根據(jù)所提供的壓力機(jī)，可選用 400kN 的壓力機(jī)5.4.2 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇這幅模具是最后一道工序，切除修邊余量，時(shí)工件達(dá)到最終的要求。切邊模具的凸模通過左右前后的運(yùn)動(dòng)逐步將多余的材料切去。此幅模具中難度較大的設(shè)計(jì)部分是滑塊，它的外形尺寸就是凸模的運(yùn)動(dòng)軌跡，所以，相對(duì)而言，它的強(qiáng)度和精度要求都較高。另外在下模座下部設(shè)有緩沖器，它驅(qū)動(dòng)托桿向上運(yùn)動(dòng)，使壓料器兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設(shè)有剛性推件裝置，并在下模上設(shè)有剛性卸料板裝置，采用這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理且制造使用都簡單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性卸料板內(nèi)不易出件，有時(shí)還需要工人用手工去把它拿出，帶來了操作的不便，但是只要托桿長度設(shè)計(jì)合理，緩沖器橡皮彈力足夠，就能克服這點(diǎn)不足。另外考慮到裝模方便，模具 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------第 26 頁西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書采用后側(cè)布置導(dǎo)柱，導(dǎo)套的模架。5.4.