2991 矩形罩落料拉深復合模設計

2991 矩形罩落料拉深復合模設計,矩形,罩落料拉深,復合,設計 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 1 頁 共 25 頁矩形罩落料拉深復合模設計引言利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對于保證制品質(zhì)量，縮短試制周期，進而爭先占領(lǐng)市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都有決定性的意義。在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門，如機械、電子、輕工、交通和國防工業(yè)中得到了極其廣泛的應用。如 70%以上的汽車、拖拉機、電機、電器、儀表零件，80%以上的塑料制品，70%以上的日用五金及耐用消費零件，都采用模具成型的方法來生產(chǎn) [10]。利用模具將平板毛坯變成開口空心零件的加工方法稱為拉深（或拉延） 。拉深是主要的沖壓工序之一，應用廣泛。用這種工藝方法可以制成筒形、階梯形、球形、錐形、拋物線形、盒形和其它不規(guī)則的薄壁零件，如果與其它沖壓工藝相配合，還可以制造形狀更為復雜的零件。因此在汽車、拖拉機、電器、儀表電子、輕工等行業(yè)中有相當重要的地位。該模具適應于高矩形和高筒形件的拉深，在毛坯排樣無中間搭邊，沖裁后廢料中間自動斷開，方便送料，不用設置卸料板送料。該成型方法已經(jīng)熟練應用于工業(yè)生產(chǎn)中。但是在以前模具設計的毛坯計算中都是采用有關(guān)手冊上所給的公式進行計算，計算量不僅很大，而且當遇到形狀復雜的零件（該零件就是屬于這種情況）會比較麻煩，且容易出錯。所以在本設計中擬采用模具 CAD 技術(shù)對零件的毛坯進行計算，以解決以前模具設計中毛坯計算較為復雜的問題，從而縮短模具設計的周期。從模具設計和制造技術(shù)角度來看，模具的發(fā)展趨勢可歸納為以下幾個方面：（1）加深理論研究。 加強沖壓理論的研究，以提供更加準確、實用、方便的計算方法，正確地制定沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖壓變形中出現(xiàn)的各種實際問題，進一步提高工件的質(zhì)量。（2）高效率、自動化。為適應市場的發(fā)化發(fā)展，沖壓模具正向高效率、自動化、長壽命、大型化方向發(fā)展。（3）大型、超小型及高精度。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量、復雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點。（4）革新模具制造工藝。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進技術(shù)正不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合，對其實施改造，以形成先進的模具制造技術(shù)。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 2 頁 共 25 頁（5）標準化。 開展模具標準化工作，使模板導柱等通用零件標準化、商品化，以適應大規(guī)模地成批的生產(chǎn)沖壓模具。第 1 章 零件工藝性分析1.1 零件材料的化學成份及力學性能 從零件圖上可以得出：零件的外形為類似矩形拉深件，成型工藝為落料、拉深。零件材料為 1008 鋼，查有關(guān)手冊可以得知：此為美國牌號，它屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)。其中 10 代表優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼 [8]，后面兩位數(shù)字代表了含碳量。由該材料的含碳量可以得知：其力學性能與 08 鋼很相似。由于含碳量≤0.25％，因而屬于極軟低碳鋼。強度、硬度很低，塑性、韌性極好，冷加工性好，淬透性、淬硬性極差，由于硫、磷元素的作用，它比 08 鋼容易切削加工。退火后，導磁性能好，宜沖壓、冷拉深，符合零件成型工藝要求 [4]。表 1.1 08 鋼化學成份及機械性能 [1]化學成份（％） 機械性能（MPa）牌號C Si Mn δb δs τ E08 0.17-0.24 0.17-0.37 0.25-0.35 353 245 300 2061.2 零件成型工藝分析1.2.1 拉深件工藝性分析（1）拉深件形狀應盡量簡單，對稱。從零件圖上可以看出：該零件的外形為類似矩形，而且用圓弧過渡連接，結(jié)構(gòu)對稱。即工件在圓周方向上的變形是均勻的，模具容易加工，其工藝性較好，避免了急劇的輪廓變化。（2）拉深件各部分尺寸比例要適當。 從零件圖上可以看出：該零件的設河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 3 頁 共 25 頁計避免了寬凸緣和深度較大的尺寸（即 d 凸 >3d、h≥2d） 。這樣在成型中可以減少拉深次數(shù)甚至一次拉成。（3）拉深件的圓角半徑要適當 拉深件的圓角半徑，應盡量大些，以便利于成型和減少拉深次數(shù)。拉深件底與壁、矩形件的四壁圓角半徑應滿足r1≥t、r 2≥3t.從零件圖可以得出：該零件底與壁、矩形件的四壁圓角半徑應滿足上述值得要求。這樣就可以不用再另外增加整形工序。（4）拉深件厚度不均勻現(xiàn)象的考慮 由于各處變形不均勻，上下壁厚的變化達 1.2t 至 0.75t。但是只有工件有特殊的要求，才會考慮這些問題，否則可以認為零件壁厚是均勻的。由畢業(yè)設計原始資料可以不用考慮壁厚不均勻的現(xiàn)象。（5）拉深件的尺寸精度不宜要求過高 拉深件的制造精度包括直徑方向的精度和高度方向的精度，在一般情況下，拉深件的精度不宜超過表 1.2 中所列的數(shù)值。表 1.2 拉深件的尺寸精度 [1]拉深件基本尺寸材料厚度≤50 >50～100 >100～3001.2 ±0.30 ±0.35 ±0.501.2.2 落料件工藝性分析根據(jù)體積相等，外形相似的原則，可以對該零件進行展開，并求得毛坯的形狀及相關(guān)尺寸。 （詳見排樣方式的確定）（1） 落料件形狀相對簡單，對稱。 通過排樣圖可以得知：該落料件形狀河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 4 頁 共 25 頁相對簡單、對稱，而使得排樣廢料最少。（2） 落料件外形應避免尖銳的清角。 通過排樣圖可以得知：該落料件的外形全部用圓弧過渡連接，宜于落料工藝的進行。（3）落料件的尺寸精度和表面粗糙度的確定 對于沖裁件的內(nèi)、外形的經(jīng)濟精度不高于 GB1800-79 IT11 級，一般要求落料件的精度最好低于 IT10 級 [1]。具體數(shù)值見表 1.3。表 1.3 落料件的尺寸精度 [1]（mm）材料厚度沖裁類型 零件尺寸1.2mm<10 0.1810～50 0.2250～100 0.30普通沖裁150～300 0.50沖裁件表面粗糙 Ra 一般在 12.5μm 以上，具體數(shù)值由零件的厚度 t=1.2mm，查相關(guān)設計手冊 [1]表 2-12 可得 Ra=6.3μm。1.3 零件成形工藝方案的確定河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 5 頁 共 25 頁該工件包括落料、拉深兩個基本工序，可以有三種工藝方案：方案一：先落料，后拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-拉深復合沖壓。采用正裝復合模生產(chǎn)。方案三：拉伸級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足顧客的要求。方案二只需一幅模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。凸、凹的最小壁厚 24.5mm 比凸、凹許用最小壁厚 3.2mm 大。但是由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造難度不大。方案三也只需要一幅模具，生產(chǎn)效率高，但模具比較復雜，送進操作不方便，加之工件尺寸比較大。通過對上述三種工藝方案的分析比較，該件若能一次拉深成形，則采取第二種方案為佳。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 6 頁 共 25 頁第 2 章 模具主要設計計算2.1 零件毛坯尺寸的計算由于該拉深件的外形為類似矩形，為得到毛坯的幾何形狀和尺寸。其需要將工件分成多個部分進行計算。而筒壁上部分的計算需要采用久里金法則（任意一個旋轉(zhuǎn)體的表面積等于該旋轉(zhuǎn)體重心 x 與該旋轉(zhuǎn)體弧長 l 的乘積。 ）進行計算。其他部分則可以采用文獻[1]推薦的公式求出。當將各個部分的表面積分別求出來以后，進行相加便可以的到毛坯的表面積。但是此過程十分的繁瑣、麻煩，從而延長了模具的設計周期。為了縮短模具的設計周期，可以采用模具 CAD 軟件（如 Proe 軟件）對拉深件進行展開可以很方便得到：該工件的毛坯的形狀及相關(guān)尺寸（見裝配圖） ，如圖 2.1、2.2 所示。圖 2.1 零件立體圖 圖 2.2 零件毛坯圖將上面的立體圖轉(zhuǎn)化為零件圖，可以得出毛坯零件圖，如圖 2.3 所示。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 7 頁 共 25 頁*以上尺寸均為生產(chǎn)經(jīng)驗而得，需要在試模時進一步調(diào)整。2.2 零件毛坯排樣方式的確定由上面毛坯的零件圖，并參考相關(guān)設計手冊 [1]表 2-16 確定其排樣方式為直排。其排樣圖如圖 2.4 所示：圖 2.3 毛坯零件圖 圖 2.4 零件排樣圖之所以采用這種排樣方式，是因為這是第一次拉深對毛坯尺寸要求不太嚴格，并且可以提高材料利用率。在毛坯排樣無中間搭邊，沖裁后廢料中間自動斷開，方便送料，不用設置卸料板送料。查《鋼鐵材料手冊》擬采用 135mm×6000mm 的條料進行生產(chǎn)，其步距值為115。所以其一個步距的材料利用率 η 步= 100％= ×100％=74％。?BSnA1354.20每個條料可以沖裁 52 個零件，每張鋼板總的材料利用率為 73.9％。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 8 頁 共 25 頁2.3 成形次數(shù)的確定 由畢業(yè)設計任務書可以得知：該零件屬于盒形件拉深。根據(jù)該零件的相對圓角半徑 r/B 和相對高度 H/B 值，查相關(guān)設計手冊 [1]圖 4-72 可以得到：該零件可以一次拉深成形。 2.4 成形設備的選擇及其校核2.4.1. 沖壓力的計算查有關(guān)設計手冊 [6]可以得出沖裁力的計算公式：F=KLtτ b FD=KDF Fx=KxF將 K=1.3 ，L=382mm，t=1.2mm, τ b=300MPa 代入上述公式可得：F=178776N .同理將 KD=0.06，K X=0.05 代入上述公式可得：F D=10726.5N，F(xiàn) X=8938.8N.2.4.2 拉深力的計算首先由零件的 H/B、r/B 值查相關(guān)設計手冊 [1]圖 4-72 可以得知：該拉深件可以一次拉深成型。為簡便計算出拉深力可以采用相關(guān)設計手冊 [1]表 4-84 所推薦的計算公式：F 拉 = k1πd cp1tδ b其中 k1 可以有相關(guān)設計手冊表 4-85[1]并采取插值法得到：k 1 =0.70。將δ b=353MPa，t=1.2mm, πd cp1=382 代入上述公式可以得到：F 拉 =144396N。2.4.3 成型設備的選擇壓力機的選擇是工藝設計中一項重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列問題。應根據(jù)所完成的工藝性質(zhì)、批量大小、工件的幾何尺寸和精度等級等選定壓力機的類型和噸位。采取復合沖壓生產(chǎn)，壓力機的噸位應該是上述力的總和。F 總 = F+ FD + Fx + F 拉 ，將上述的值代入可以得到：F 總 =342873.3N。由此并根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求采用 J23-40 壓力機。其相關(guān)參數(shù)見表 2.1[3]。表 2.1 成型設備的參數(shù)公稱壓力/KN 400發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 7滑塊固定行程/mm 100河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 9 頁 共 25 頁滑塊調(diào)節(jié)行程/mm 100/10標準行程次數(shù)(不小于)(次/min) 80(快速型)發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 2(快速型)滑塊行程/mm 40(快速型)行程次數(shù)(不小于)(次/min) 200(最大閉合高度)固定臺和可傾/mm 300閉合高度調(diào)節(jié)量/mm 80(標準型)滑塊中心到機身距離(吼深)/mm 220(標準型)工作臺尺寸(左右×前后)/mm 630×420(標準型)工作臺孔尺寸(左右×前后)/mm 300×150(標準型)工作臺孔尺寸(直徑)/mm 200活動臺壓力機滑塊中心到機身緊固工作臺平面之距離/mm 210模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm Ф50×70工作臺板厚度/mm 80傾斜角(不小于)(°) 30選擇壓力機公稱壓力時，必須注意當拉深工作行程較大時，尤其落料拉深復合時，應使工藝曲線位于壓力機滑塊的許用壓力之下而不能簡單地按壓力機的公稱壓力大于工藝力的原則去確定壓力機的規(guī)格。否則可能會發(fā)生壓力機超載而損壞。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗可以得知：該壓力機完全符合該零件生產(chǎn)工藝的要求。2.5 壓力中心的確定及其相關(guān)計算為保證壓力機和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機的滑塊中心相重合。否則在沖壓時會使沖模與壓力機的滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至會引起壓力機導軌的磨損。影響壓力機的精度，對于形狀簡單而對稱的工件如矩形、圓形、正多邊形，其沖裁的壓力中心與工件的幾何中心重合。結(jié)合零件圖，該沖裁件的壓力中心即為工件的幾何中心。該工件的沖裁力不大，為便于模具的加工和裝配，模具中心選在工件的幾何中心。此滿足 J23-40的模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。2.6 工作零件工作尺寸的確定河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 10 頁 共 25 頁2.6.1 落料凸凹模工作尺寸的計算對于沖制復雜形狀的零件和單件生產(chǎn)的模具，其凸、凹模具常采用配合加工的方法。凸、凹模的尺寸計算，落料件按凹模磨損后尺寸變大，變小，不變的規(guī)律可以分為三種。具體可參見相關(guān)設計手冊 [1]。具體公式可參見表 2.2。由零件排樣圖，該落料件尺寸都屬于凹模磨損后尺寸變大的類型?？傻寐淞习寄３叽绲挠嬎愎健１?2.2 工作零件刃口尺寸計算尺寸及分類尺寸轉(zhuǎn)換 計算公式 計算結(jié)果 備注R48.548.5+0.2248.335+0.055落料 R65.965.9+0.30A 凹 =（A-X△）65.75+0.075R48.5 X=0.75；R65.9 X=0.50△ 見表 3* 模具的制造公差取工件公差的 1/4*凸模尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為 Zmin～Z max。查相關(guān)設計手冊可以得到：Z min=0.126，Z max=0.120。2.6.2 拉深凸凹模工作尺寸的計算確定凸模和凹模工作部分尺寸時，應考慮模具的磨損和拉深件的彈復，其零件尺寸的公差只在最后一道工序考慮。根據(jù)畢業(yè)設計原始資料可以得到：此僅為第一次拉深工序，即該拉深凸、凹模尺寸的計算不用考慮尺寸公差。綜上所述，可以得到以下結(jié)論：拉深凸、凹模工作的尺寸與拉深件的外形尺寸一樣。拉深凸、凹模的工作尺寸可以參見矩形罩零件圖。（1）模具的制造公差的確定。結(jié)合零件圖，對于非圓形凸、凹模制造公差可以根據(jù)零件的公差來確定。若拉深件的公差為 IT14 級以上者，凸、凹模的制造公差則采取 IT10 級以上；當采用配作時，只在凸?；虬寄Ｉ蠘俗⒐睿硪环絼t按間隙配作，如拉深件是標注外形尺寸時，則在凹模上標注公差，反之則標注在凸模。綜上所述，并查相關(guān)設計手冊 [7]可以得到模具的制造公差值并列表如下：表 2.3 拉深凸凹模制造公差河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 11 頁 共 25 頁公差等級μm基本尺寸 （mm） IT10 級≤3 40 〉18-30 84〉3-6 48 〉30-50 100〉6-10 58 〉50-80 120〉10-18 70 〉80-120 140即模具的制造公差具體值分別詳見拉深凸、凹模零件圖（2）為防止真空吸附，順利頂出工件，可在拉深凸模開出氣孔。其值可以查表 4-77[1]得：d=6.5mm。（3）拉深凸、凹模的圓角半徑的確定 拉深凹模圓角半徑可以根據(jù)零件的材料與厚度查有關(guān)手冊確定 r 凹 =8mm，而拉深凸模的圓角半徑可以按下述的規(guī)定來確定。即除最后一次拉深工序外，其它各次拉深工序中，凸模圓角半徑 r 凸 可取與凹模圓角半徑相等或略小的數(shù)值：r 凸 =（0.6～1）r 凹 =8mm。 [1]（4）拉深凸、凹模間隙的確定 對于矩形件的拉深凸、凹模間隙的確定可以參照 U 型件的彎曲模具間的間隙，但是對于圓角部分，因為材料的料厚變厚，所以這部分的間隙應比直邊部分大 0.1t。而在多次拉深工序中，除最后一次拉深外，間隙的取向是沒有規(guī)定的。 [1]查相關(guān)設計手冊 [1]可以得到：U 型彎曲件凸、凹的間隙值約為：（1～1.1）t。綜上所述，可以得到該拉深件凸、凹間隙值：（1.2～1.32）mm。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 12 頁 共 25 頁第 3 章 模具總體設計3.1 模具類型的選擇由零件成型工藝方案可知，采用復合落料及拉深，所以模具類型為復合模。3.2 模具定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料銷，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷定距，因為零件的尺寸精度的要求不是很嚴格，此定位方法完全可以滿足要求。3.3 卸料、出件方式選擇由排樣圖可以得知：工件間沒有設置搭邊值，本套模具因為不用設置沖裁后廢料中間自動斷開，方便送料，不用設置卸料板送料。為防止工件不能順利頂出，所以在上模及下模都設置了出件裝置，上模采取剛性頂件裝置（即利用壓力機上的打料衡梁的作用力卸下工件） ，而在下模上設置彈性頂件裝置頂出工件。3.4 模具導向方式的選擇為提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該模具采用后側(cè)導柱的導向方式。如圖 3.1 所示 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 13 頁 共 25 頁圖 3.1 后側(cè)導柱模架第 4 章 模具主要零部件設計4.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設計4.1.1 落料凹模的設計凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，各沖裁的凹?？拙捎秒娀鸹ň€切割加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按生產(chǎn)經(jīng)驗，查相關(guān)手冊 [1]得知：壁厚值 C=32mm ,高度值H=25mm。具體尺寸可參見零件圖。由于上述值的確定是按生產(chǎn)經(jīng)驗而來。故可以不用進行強度校核。4.1.2 凸、凹模的設計結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設計成階梯式，采用成型磨削加工，而對其上的落料孔采用電火花線切割加工，4 個 M12 的螺釘固定直接將凸、凹模與上模座連接在一起，其與推件塊的配合為 。其總長可由上模的具體結(jié)構(gòu)決定：56gHhL件件件L其中 h 包括凸模的修模量、凸模進入凹模的深度、等，一般取 10mm。將 L 工件 =45mm，L 墊板 =5mm,L 推件塊 =15mm 代入以上公式可以得到：L=70mm。對該設計進行強度及長度校核，查有關(guān)設計手冊可以得到相關(guān)校核公式：Amin≥ ??件?FLmax≤1200 J河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 14 頁 共 25 頁查有關(guān)設計手冊 [1]可以得：[ ]=981～1569Mpa，取[ ]=1000Mpa。件?件?查有關(guān)設計手冊 [1]可以得：J= 其中 a=128,b=116 因而 J=9802426mm4643ab?由第 2.3.1 可以得到 F=178776N 代入可以得到：Amin≥178.776mm 2，L max≤8885mm。 用 Proe 軟件可以很容易得到：A 凸min=3350mm2。經(jīng)過以上計算可以得到以下結(jié)論：該凸凹模的設計符合使用要求。4.1.3 拉深凸模設計考慮到模具加工工藝，因而將拉深凸模設計成直通式，采用電火花線切割加工。其與頂件塊的配合為 。其長度可由下模部分的具體結(jié)構(gòu)決定：56gH21hL?件件其中 h1 包括凸模的修模量、凸模進入凹模的深度、推件塊的工作行程等，一般取 10mm，h 2 為拉深凸模安裝到下模座的深度，一般取 5mm。 將 L 工件 =45mm，L 頂件塊 =15mm 代入上述公式可以得到拉深凸模的總長：L=75mm。由于上述值均是由生產(chǎn)經(jīng)驗而得到，再加上拉深力并不是特別大，因而對于拉深凸模不需要進行長度及強度的校核。4.2 定位零件的設計由于零件的外形尺寸的要求不是太嚴格且屬于第一次拉深工序，所以采用φ10 的固定擋料銷對條料的送進進行定位，完全可以滿足要求，且便于模具的加工及裝配。其中此零件可以采用標準件Ⅱ型 [1]（具體結(jié)構(gòu)尺寸及技術(shù)要求可查GB2866.11-81） 。而在沿送料方向的垂直的方向采取 φ8 的圓柱銷對條料進行導向，其具體結(jié)構(gòu)尺寸及技術(shù)要求可查 GB119-76[1]。4.3 卸料裝置及推件裝置 由前面卸料、出件方式的確定，可以得知：本套模具不用設置卸料裝置，但是為了確保制件順利從模具卸下來，需要在模具的上模、下模需要設置推件、頂河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 15 頁 共 25 頁件裝置。其中推件塊及頂件塊的結(jié)構(gòu)尺寸及技術(shù)要求可分別參見零件圖。4.4 模架及其組成零件該模具采用后側(cè)導柱模架，這種模架的導柱放在模具的后面?zhèn)任恢茫瑱M向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機導向又不精確，就會造成由于偏心力矩而引起上模歪斜，導向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具的壽命。故此模架常用于較小的模具。以落料凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格 [1]見表 7。表 4.1 模具模架規(guī)格其中上模座、下模座的具體結(jié)構(gòu)尺寸及技術(shù)要求（4.1、圖 4.2）可以分別參見 GB2855.5-81、GB2855.6-81。導柱、導套的具體結(jié)構(gòu)尺寸及技術(shù)要求可以分別參見 GB2861.1-81、GB2862.1-81。凹模周界|L: 250 1 上模座 數(shù)量 1 規(guī)格: 250×200×45凹模周界|B: 200 2 下模座 數(shù)量 1 規(guī)格: 250×200×50閉合高度(參考)|最小: 170 3 導柱 數(shù)量 2 規(guī)格: 32×160閉合高度(參考)|最大: 2104 導套 數(shù)量 2 規(guī)格: 32×105×42河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 16 頁 共 25 頁圖 4.1 后側(cè)導柱上模座 圖 4.2 后側(cè)導柱下模座 4.5 連接與固定零件的確定對于本套模具的連接與固定零件，擬采取 4 個 M12 的圓柱頭內(nèi)六角螺釘及 2個 φ8 的圓柱銷。其結(jié)構(gòu)尺寸及技術(shù)要求可以分別 GB70-76、GB119-76。其中螺釘及圓柱銷的長度可由模具的具體結(jié)構(gòu)來決定，其布置最小間距可以參見表4.2[2]。而其的具體布置位置可以詳見模具裝配圖。表 4.2 螺孔（或沉孔） 、銷釘之間至刃壁的最小距離螺釘孔 M12S1 13S2 16S3 3銷釘孔 φ8S4 7* S1 、S 2 、S 3 、S 4 所代表的含義可參見圖 4.3河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 17 頁 共 25 頁圖 4.3 簡圖第 5 章 模具裝配5.1 模具總裝圖及組成通過以上設計，可得到這套模具的總裝圖如圖 5.1 所示。模具的上模部分主要有上模座、墊板、推件塊、凸凹模等組成。下部分由下模座、落料凹模、拉深凸模、頂件塊等組成。卸件方式則采用了彈性、剛性的方式，可以保證工件順利頂出。5.2 主要組件的裝配與調(diào)試5.2.1　模柄的裝配　　　因為這副模具的模柄是從上模座的下邊向上壓入的，所以在安裝凸模固定板和墊板之前應把模柄先裝好。模柄與上模座的配合要求為： 　　裝配時先在壓力機上將模柄壓入。再67mH加工定位銷釘孔或螺釘孔。然后把模柄端面突出部分銼平或磨平。安裝好模柄后用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度。5.2.2　凸模裝配凸模與固定板之間的配合要求為： 裝配時先再壓力機上將凸模壓入固定67mH板內(nèi)，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平。為了保持凸模刃口鋒利，還應將凸模端面磨平河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 18 頁 共 25 頁5.3 模具總裝配模具的主要組件裝配完畢后，開始進行總裝配。為了使凸模凹模易于對中，總裝配時必須考慮上下模的裝配順序，否則可能出現(xiàn)無法裝配的情況。上下模的裝配順序與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)，通常是看上下模中哪個位置所受的限制大就先裝。用另一個去調(diào)整位置，根據(jù)這個道理，一般沖裁模的上下模裝配次序按下面的原則來選擇。（1）對于無導柱模具，凸凹模間隙是在模具安裝導機床上進行調(diào)整的，上下模的裝配次序沒有嚴格要求，可以分別進行裝配。（2）對于凹模裝在下模上的導柱模一般先裝下模。（3）對于導柱復合模一般先裝上模，然后找正下模的位置，這樣可以保證上模中的卸料裝置于與模柄中心對正，否則將會出現(xiàn)無法裝配的困難 。]7[如圖所示　落料拉深模落料凹模裝在下模座上，為了便于操作，一般現(xiàn)裝下模。裝配步驟如下：a 在下模座上找正拉伸凸模的位置，將頂件塊、落料凹模、墊塊與拉伸凸模裝配。 b. 確定上述部件后，先在下模座上投窩，加工螺紋孔。然后加工銷釘孔。裝入銷釘，擰緊螺釘。c. 在上模座上找正凸、凹模的位置,并在上模座上投銷釘孔窩、緊固螺釘過孔窩。拆開后鉆孔。攻螺紋孔并擰上緊固螺釘。d. 調(diào)整凸凹模間隙調(diào)整間隙也可以用切紙法進行，即以紙當作零件，用手錘敲擊模柄，再紙上切出沖件的形狀來。根據(jù)紙樣有無毛刺和毛刺是否均勻，可以判斷間隙大小和均勻性。如果紙樣上輪廓沒有毛刺或毛刺均勻，說明間隙是均勻的。如果局部有毛刺說明間隙部均勻。e.調(diào)整間隙后加工銷釘孔，裝入銷釘。f.安裝其它零件。g.試沖與調(diào)整h.打標記交付生產(chǎn)使用。5.4 模具試模及驗收模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進行試沖。沖出的工件按沖壓零件產(chǎn)品圖或試樣進行檢驗驗收。在檢驗　驗收過程中，如發(fā)現(xiàn)各種缺陷，則要仔細分析，河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 19 頁 共 25 頁找出原因，并對模具進行適當?shù)男蘩砗驼{(diào)整，然后再適沖，直到模具正常工作并得到合格的沖件為止。以下是沖裁過程中常見的缺陷，產(chǎn)生原因及調(diào)整方法。5.5 模具工作原理 條料送進時采用固定擋料銷進行定位，而有導料銷保證送料沿正確的方向送進。當條料送到指定位置時，上模在壓力機的作用下進行沖壓。當沖壓及拉深工藝完成時，上模上行回程，卡在凸凹模里的制件由推件塊推下，當模具上的打料桿碰到壓力機上的打料橫梁時，打料橫梁給模具打料桿一個作用力，在此作用力的作用下，將制件推出來。假如制件卡在拉深凸模上，則有設在下模上的頂件塊定出制件。當上述的工藝完成以后，模具就再開始下一個工作行程。5.6 模具的閉合高度及相關(guān)校核壓力機的閉合高度是指滑塊在下止點時，滑塊底面到工作臺上平面的距離（即墊板下平面）的距離。它可以通過調(diào)節(jié)連桿的長度在一定范圍內(nèi)變化，由表4 可以得知：所選壓力機的最大閉合高度為 300，其調(diào)節(jié)量為 80。模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時，上模座上平面至下模座下平面的距離。模具的閉合高度與壓力機的閉合高度的關(guān)系在實際應用上為：H≤H max -5mm[6] =295mm式中：H max 代表壓力機的最大閉合高度；通過以上設計可以求得模具的閉合高度：H =H 上 +H 下 +H 凸凹模 +H 拉深凸模 -48=45+40+75+70-48=192mm將求得模具的閉合高度代入上式進行校核可以得出以下結(jié)論：模具的安裝符合壓力機的要求。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 20 頁 共 25 頁圖 5.1 模具裝配簡圖第 6 章 零件主要成型工藝問題及解決措施6.1 拉深件主要成形工藝質(zhì)量問題及解決措施6.1.1 拉伸件起皺分析及解決措施拉深過程中主要成型工藝質(zhì)量問題為凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂。前者是因為切向壓應力引起板料失去穩(wěn)定產(chǎn)生彎曲；傳力區(qū)的拉裂是由于拉應力超過抗拉強度引起板料斷裂。同時變形區(qū)板料有所增厚，而傳力區(qū)板料有所變薄。起皺主要取決于兩個方面:一方面是切向壓應力 δ 3 的大小，其值越大，越河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 21 頁 共 25 頁容易起皺；另一方面是凸緣變形區(qū)材料本身的抵抗失穩(wěn)的能力，凸緣寬度越大，厚度越薄，材料的 E 值越小，則材料的抵抗失穩(wěn)的能力越小，容易起皺。6.1.2 拉伸件拉裂分析及解決措施筒壁的拉裂主要取決于兩個方面：一方面是筒壁傳力區(qū)中的拉應力；另一方面是筒壁傳力區(qū)的抗拉強度。當筒壁拉應力超過該區(qū)材料允許的抗拉強度時，拉深件就會在底部圓角與筒壁相切處—“危險斷面”產(chǎn)生破裂。為防止拉深過程中，工件的邊壁或凸緣起皺，應使毛坯（或半成品）被拉入凹模圓角以前保持穩(wěn)定狀態(tài)。其取決于毛坯的相對厚度 。以上述值查相10?Dt關(guān)手冊來決定是否采取壓邊圈來防止工件起皺的工藝質(zhì)量問題。由排樣圖可以計算毛坯的相對厚度 ，查表 4-80[1]可以得出以下結(jié)論：該工件不用采用壓10?Dt邊圈來防止工件的起皺。為防止工件在拉深過程中出現(xiàn)筒壁拉裂的工藝質(zhì)量問題，一方面要通過改善材料的力學性能，提高筒壁的抗拉強度；另一方面是通過制定正確的拉深工藝和設計模具，合理確定拉深變形程度、凹模圓角半徑、合理改善潤滑條件，以降低筒壁傳力區(qū)的拉應力。這里要特別注意的是：模具潤滑的部位。因為在拉深成形中，需要摩擦力小的部位（如凹模側(cè)壁和圓角與板料之間的摩擦力） ，除模具表面粗糙度應該小外，還必須潤滑，以減小摩擦系數(shù)，減小拉應力，提高極限變形程度。而摩擦力對拉深成形有益的部位， （如凸模側(cè)壁和圓角與板料之間的摩擦力）可以不用潤滑。并且此處的表面粗糙度也不宜過小。6.2 落料件主要成形工藝質(zhì)量問題及解決措施沖裁試沖時的缺陷產(chǎn)生原因 調(diào)整方法送料不暢通或料被卡死1.　凸模與卸料板之間的間隙過大，使搭邊翻扭。根據(jù)情況挫修或重裝導料板減小凸模與卸料板之間的間隙河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 22 頁 共 25 頁設計小結(jié)在指導老師及同學的幫助下，經(jīng)過自己的努力順利完成了畢業(yè)設計論文。在此期間，我閱讀了大量的參考文獻。不僅初步了解了國內(nèi)、外模具工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（如模具 CAD/CAM 在模具工業(yè)中的的廣泛應用、模具新材料的研發(fā)、采取數(shù)控測量裝置、熱處理、表面處理新工藝的采用等） ，而且進一步了解了模具先進的加工工藝方法（尤其是電加工技術(shù)的應用） 。通過畢業(yè)設計，它使得我對沖裁理論知識進一步加深了認識，同時也加深了相關(guān)理論知識的認識。并且熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法。在整個過程中，增強了自己的動手能力及分析及獨立思考解決問題的能力。當然，由于本人水平有限及缺乏生產(chǎn)實際經(jīng)驗，該設計難免存在不足之處。希望各位老師對此提出批評意見，在此表示萬分的感謝。通過設計實踐，逐步樹立正確的設計思想，增強了創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握了沖壓設計的一般規(guī)律。在設計過程中，進行了設計計算、繪圖及運用技刃口相交1.　上下模座，固定板，凹模墊板等零件安裝面不平行2.凸?！е攘慵惭b不垂直3.導柱與導套配合間隙過大使導向不準卸料板的孔位不正確或歪斜休整有關(guān)零件，重裝上下模重裝凸模和導柱更換導柱和導套休整或更換卸料板卸料不正常 1.　由于裝配不正確，卸料機構(gòu)不能動作，如卸料板于凸模配合過緊，或因卸料板傾斜而卡緊2.　彈簧或橡皮的彈力不足休整卸料板等零件更換彈簧沖件質(zhì)量不好1.有毛刺 2 沖件不平1.　刃口不鋒利或淬火硬度低2.　配合間隙過大火過小3.　間隙不均勻使沖件一邊有顯著帶斜角毛刺合理調(diào)整凸凹模間隙及修理工作部分刃口1 凹模有倒錐度2.頂件器與工件接觸面過小休整凹模更換頂件器河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 23 頁 共 25 頁術(shù)標準、規(guī)范、設計手冊等有關(guān)設計資料，進行全面的機械設計基本技能的訓練。參考文獻[1]《沖壓模具手冊》 王孝培主編 機械工業(yè)出版社[2]《沖壓模具設計與制造》 劉建超主編 高等教育出版社[3]《模具設計與制造簡明手冊》 馮炳堯主編 上?？萍汲霭嫔鏪4]《鋼鐵材料手冊》 李春勝主編 江西科技出版社[5] 《沖壓模具圖冊》 楊占堯主編 高等教育出版社[6]《中國模具設計大典·第三卷》 李志剛主編 機械工業(yè)出版社河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 24 頁 共 25 頁[7]《公差技術(shù)與配合測量》 薛彥成主編 機械工業(yè)出版社[8]《冷沖壓模具設計與制造》 王秀鳳主編 北京航空航天大學出版社[9]《機械工程材料》 王運炎主編 機械工業(yè)出版社[10]《模具制造技術(shù)》 翟德梅主編致謝國學大師王國維在《人間辭話》闡述了一個人要成為大學問家必經(jīng)歷三種境界：“昨夜西風凋碧樹，獨上高樓，望斷天涯路；衣帶漸寬終不悔，惟伊消得人憔悴；眾里尋他千百度，慕然回首，那人卻在燈火闌珊處。 ”其實這三種境界，簡而言之為樹立目標、為之奮斗、達到目標。換句話說作畢業(yè)設計也是樹立目標、為之努力、達到目標。在接到畢業(yè)設計題目的那一刻開始，就得到了楊老師的多方面的指導，如明白畢業(yè)設計題目的要求、在畢業(yè)設計中應注意的問題等等。在此對楊老師表示深深的謝意。 “三人行，必有我?guī)煛?。在作畢業(yè)設計將近一個月的過程中，由于本人水平有限，遇到過不少棘手的問題，曾得到多位同學的大力幫助。在此對提供過幫助的同學表示深深的謝意。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 25 頁 共 25 頁在畢業(yè)設計過程中，我參考了其它很多的文獻如王孝培所編的《沖壓手冊》 ，其不僅鞏固了我所學的知識，并且擴大了自己的視野。最重要的是這些文獻幫助我順利完成了畢業(yè)設計論文。在此對這些文獻的作者表示深深的謝意。