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1 目 錄 摘要 3 1 前言 4 2 零件的工藝性分析 5 3 零件沖壓工藝方案的確定 6 3 1 計(jì)算毛坯尺寸 6 3 2 計(jì)算拉深次數(shù) 8 3 3 確定工序的合并與工序順序 9 4 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 10 4 1 確定排樣 裁板方案 10 4 2 確定各中間工序尺寸 11 4 3 計(jì)算各工序壓力 選用壓力機(jī) 12 5 編寫(xiě)沖壓工藝過(guò)程卡片 14 6 落料 拉深復(fù)合模具的設(shè)計(jì) 17 6 1 模具結(jié)構(gòu)形式選擇 17 6 2 模具工作部分的設(shè)計(jì) 18 6 3 模具其它零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21 7 再次拉深模具的設(shè)計(jì) 22 7 1 模具結(jié)構(gòu)形式選擇 22 7 2 拉深凸模和凹模工作部分的設(shè)計(jì) 23 7 3 模架的選用 24 7 4 壓力機(jī)的校核 25 8 沖孔 翻邊復(fù)合模具的設(shè)計(jì) 25 8 1 模具結(jié)構(gòu)形式選擇 25 8 2 沖孔 翻邊復(fù)合模具工作部分的設(shè)計(jì) 26 8 3 模架的選用 27 8 4 壓力機(jī)的校核 28 結(jié)論 28 2 總結(jié)與體會(huì) 29 致謝詞 29 參考文獻(xiàn) 30 摘 要 從錐形油杯的沖壓工藝分析入手 針對(duì)它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 詳細(xì)分析了其成形工藝 性 制定出切實(shí)可行的工藝方案 采用較簡(jiǎn)單的模具結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)出了合格的產(chǎn)品 3 詳細(xì)介紹了落料 拉深復(fù)合模具 再次拉深模具和沖孔 翻邊復(fù)合模具等的模具結(jié) 構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程 并包括各個(gè)工序的順序及確定工序件尺寸 沖壓模具的設(shè)計(jì)首先是要 從沖壓工藝方面對(duì)所要設(shè)計(jì)的錐形油杯進(jìn)行分析與計(jì)算 接著在分析與計(jì)算的基礎(chǔ)上 參看 相關(guān)的沖壓設(shè)計(jì)資料 從而確定沖壓工藝方案 再在此基礎(chǔ)上考慮各工序的復(fù)合 最后進(jìn)入 沖壓模具具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在此基礎(chǔ)上對(duì)各副沖壓模具的主要零部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算 期間要參考大量與沖壓相關(guān)的資料和翻閱各種 沖壓手冊(cè) 并通過(guò)計(jì)算以確定各副模具具體 的結(jié)構(gòu)及尺寸 通過(guò)不斷的計(jì)算與修改 沖壓工序的選擇是經(jīng)查閱相關(guān)資料和對(duì)工件形 狀仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的 沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性 零件的沖壓 工藝性以及復(fù)雜程度等諸多因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行的 產(chǎn)品毛坯展開(kāi)尺寸的計(jì)算是在方 便計(jì)算但不影響模具成型的前提下簡(jiǎn)化為所熟悉的模型進(jìn)行的 文中還對(duì)沖壓模具 成型零件和其他相關(guān)零件的選擇原則及選擇方法進(jìn)行了說(shuō)明 關(guān)鍵詞 油杯 模具設(shè)計(jì) 拉深 沖壓工藝 毛坯展開(kāi)尺寸 Abstract On the basis of the analysis of the compressor grease cup with taper s structure and regarding the structure characteristics of the grease cup the processor forming the grease cup is analyzed in detail A practical technological process has been worked out Relatively simple structures of the dies have been designed and qualified parts have been manufactured with dies The design and manufacture for the compound tools of blanking and drawing is introduced in detail The second drawing die and a compound tools of pierce and trim are also introduced including determination of the operation sequence and operation position parts dimensions The first thing to design the compress dies is the analysis and lots of calculation for the grease cup with taper on basis of stamping technological process The election of press process is based on consulting correlation datum and analyzing the form of manufactured product meticulous The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency the processing property of part and complex degree are many factors Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed on the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast In the text to introduce the election principle and means of press confectioning art and miscellaneous rapport part otherwise also introducing calculation means on the work blank form of many kinds of product unfold dimension and simplified cast and the means of looking up on the reference books of designing press die Key words grease cup die design drawing stamping technological process The unfold dimension of the work blank 4 1 前言 改革開(kāi)放以來(lái) 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng) 近年來(lái) 模具工業(yè)一直以 15 左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展 模具工亞企業(yè)的所有制 成分也發(fā)生了巨大變化 除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外 集體 合資 獨(dú)資和私營(yíng)業(yè)得 到了快速發(fā)展 浙江寧波和黃巖地區(qū)的 模具之鄉(xiāng) 廣東一些大集團(tuán)公司和迅 速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè) 科龍 美的 康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心 中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)也有幾千家 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度 將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā) 展的重要?jiǎng)恿?一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD 并陸續(xù)開(kāi)始使用 UG Pro Engineer I DEAS Euclid IS 等國(guó)際通用軟件 個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow C Flow DYNAFORM Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件 并成功應(yīng)用于 沖壓模的設(shè)計(jì)中 以汽車(chē)覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步 東風(fēng) 汽車(chē)公司模具廠 一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分叫車(chē)覆蓋件模具 此外 研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā) 經(jīng)過(guò)多年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步 在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周 期等方面做出了貢獻(xiàn) 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)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(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距 例如 精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重 比較低 CAD CAE CAM 技術(shù)的普及率不高 許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等 等 致使相當(dāng)一部分大型 精密 復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴(lài)進(jìn)口 本次設(shè)計(jì)主要是完成年產(chǎn) 6000 件錐形油杯的沖壓工藝及模具的設(shè)計(jì) 從中 掌握沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的過(guò)程 以及相關(guān)資料的查找和計(jì)算 2 零件的工藝性分析 制定錐形油杯的工藝方案 并設(shè)計(jì)模具 零件材料為 1Cr18Ni9 厚度 1mm 年生產(chǎn) 6000 件 5 一 技術(shù)方面 該零件形狀屬旋轉(zhuǎn)體 是無(wú)凸緣筒形件 形狀較簡(jiǎn)單且對(duì)稱(chēng) 筒形部分由圓 筒部分圓錐部分組成 錐形部分的 h d 20 48 0 41 在 0 3 0 7 之間 屬于中等 高度的錐形件 且相對(duì)高度 100t d0 2 圓角半徑不小 利于成形 可一次拉深 成 但應(yīng)采用壓邊圈 零件上尺寸無(wú)標(biāo)注公差 可按自由公差處理 拉深件精度 等級(jí)一般在 IT13 以下 本設(shè)計(jì)中采用 IT14 級(jí) 零件材料為 1Cr18Ni9 屬于奧氏 體不銹鋼 具有高的塑性 低的屈服點(diǎn)和大的板厚方向性系數(shù) 利于沖壓加工 但隨著拉深的進(jìn)行 材料加工硬化速度快 不適合多次拉深 故中間需要進(jìn)行退 火以改善材料的塑性 這便增加了加工的周期 由于不銹鋼的抗拉強(qiáng)度比一般鋼 板要大 沖壓力大 增大了對(duì)凸 凹模側(cè)壁部分的磨損 使模具壽命也大為降低 沖壓不銹鋼零件時(shí) 凸 凹模材料一般多選用高鉻工具鋼 如 Cr12 Cr12MoV 等 以增加模具零件的抗磨損能力 奧氏體不銹鋼的有關(guān)特性見(jiàn)下表 表一 b MPa s MPa 5 MPa HB 550 200 45 50 187 該零件低部 20 區(qū)段的形成 可有三種方法 一種可以采用階梯拉深后沖去 6 底部 另一種采用階梯拉深后車(chē)去低部 再一種可以采用拉深后先沖底孔 再翻 邊 這三種方法中 第一種沖底 要求零件底部的圓角半徑壓成接近清角 這就 需要增加一道整形工序且質(zhì)量不易保證 第二種車(chē)底的質(zhì)量高 但生產(chǎn)效率低 且費(fèi)料 第三種采用翻邊 生產(chǎn)率較高且省料 翻邊端部雖不如以上的好 但該 零件高度 64 為未注公差尺寸 翻邊完全可以保證要求 所以采用第三種方法是 較合理的 二 經(jīng)濟(jì)方面 該零件要求年產(chǎn) 6000 件 對(duì)沖壓工藝來(lái)說(shuō)屬于小批量生產(chǎn) 對(duì)于小批量的 沖壓生產(chǎn) 生產(chǎn)效率可以不預(yù)考慮 而降低成本的著眼點(diǎn)則主要放在不變成本上 即可以采用鋼帶沖模 板模橡膠模 組合沖模 低熔點(diǎn)合金模等簡(jiǎn)易模具以降低 模具制造費(fèi)用 還可采用單工序分散沖壓和簡(jiǎn)易模 盡可能地采用模具標(biāo)準(zhǔn)件 擴(kuò)大模具典型結(jié)構(gòu) 縮短模具制造周期 3 零件沖壓工藝方案的確定 3 1 計(jì)算毛坯尺寸 計(jì)算毛坯尺寸需要先確定翻邊前的半成品尺寸 20 處的高度尺寸為 h 64 60 1 5 mm 根據(jù)翻邊公式 翻邊的高度 h 為 h D 1 K 2 0 43r 0 72t 經(jīng)變換后 K 1 2 h 0 43r 0 72t D 1 2 5 0 43 1 0 72 1 21 0 63 即翻邊出高度 h 5mm 時(shí) 翻邊系數(shù) K 0 63 d D K 21 0 63 13mm d t 13 1 13 查表 當(dāng)采用圓柱形凸模 用沖孔模沖孔時(shí) K 極限翻邊系 數(shù) 0 55 Zmax Zmin 0 3 所以為了保證凸 凹模間一定的 合理間隙 采用凸模和凹模配合加工 這是因?yàn)閷?duì)于 Zmax 與 Zmin 差值很小時(shí) 將使凸 凹模刃口尺寸公差值更小 給凸 凹模的制造帶來(lái)困難 這種情況必須 采用配合加工 配合加工就是先按設(shè)計(jì)尺寸制造一個(gè)基準(zhǔn)件 然后再根據(jù)基準(zhǔn)件 的實(shí)際尺寸 按要求的間隙值配制另一件 顯然 落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件 根 據(jù)凹模的實(shí)際尺寸按最小合理間隙配制凸模 這種加工方法容易保證很小的間隙 值 制造時(shí)可以放大基準(zhǔn)件的公差 凸 和 凹 不再受間隙值的限制 工藝比 較簡(jiǎn)單 制造容易 目前在工廠中得到廣泛應(yīng)用 凹模刃口尺寸按磨損后尺寸增大計(jì)算 根據(jù)課本公式 2 4 進(jìn)行計(jì)算 D 凹 D K 凹 113 0 5 0 87 mm 112 565 mm 0 23 0 23 0 D 凸 D 凹 Zmin 112 565 0 16 112 405mm 配制凸模的圖樣上注明 凸 模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制 保證雙面間隙值 0 16 0 46mm 二 首次拉深模 1 凸 凹模圓角半徑 一般說(shuō)來(lái) 大的凹模圓角半徑可以降低極限拉深系數(shù) 而且還可以提高拉深 件的質(zhì)量 但凹模圓角半徑太大又會(huì)削弱壓邊圈的作用 可能引起起皺現(xiàn)象 因 此凹模圓角半徑大小要適當(dāng) 凸模圓角圓角半徑對(duì)拉深工作的影響不象凹模圓角 半徑那樣顯著 但過(guò)小的凸模圓角半徑會(huì)降低筒壁傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面的有效抗拉強(qiáng) 度 如果凸模圓角半徑過(guò)大 會(huì)使在拉深初始階段不與模具表面接觸的毛坯寬度 加大 因而這部分毛坯容易起皺 稱(chēng)此為內(nèi)皺 由以上可以看出 凸 凹模的圓角半徑對(duì)拉深成型影響很大 確定其值要特 別注意 首次拉深凹模圓角半徑可按課本表 5 9 取得 rd1 6 8 t 取 rd1 6mm 19 首次拉深的凸模圓角半徑按下式確定 rp1 0 7 1 0 r d1 取 rp1 0 8 rd1 5mm 以上的分析和計(jì)算也恰好與已經(jīng)敘述的計(jì)算各工序的中間尺寸相同 表明所 選圓角半徑是合理的 2 凸 凹模間隙 拉深模的間隙 是指凸 凹模間橫向尺寸之差值 它影響拉深件質(zhì)量 拉深 力的大小以及模具的壽命 因此 應(yīng)確定一個(gè)合理的間隙 確定間隙大小的一般原則是 既要考慮板料公差的影響 又要考慮拉深件口 部增厚現(xiàn)象 因此 間隙值一般比毛坯厚度略大一些 本設(shè)計(jì)是在使用壓邊圈的情況下確定合理的間隙值 根據(jù)課本表 5 10 查得 拉深次數(shù)為兩次的第一道拉深工序的單邊間隙 Z 2 為 1 1t 第二道為 1 1 05 t 一般圓筒形拉深件的最后一道工序的間隙 尺寸標(biāo)注在外徑上的圓筒形拉深件上 應(yīng)當(dāng)以凹模為基準(zhǔn) 間隙取在凸模上 即減小凸模尺寸取得間隙 尺寸標(biāo)注在內(nèi) 徑的圓筒形拉深件 應(yīng)以凸模為基準(zhǔn) 增大凹模尺寸得到間隙 3 拉深凸 凹模工作部分尺寸的確定 確定凸模和凹模工作部分尺寸時(shí) 應(yīng)考慮模具的磨損和拉深件的回彈 其尺 寸公差只在最后一道工序考慮 首次拉深件按未注公差尺寸的極限偏差考慮 并標(biāo)注外形尺寸 本設(shè)計(jì)的尺 寸標(biāo)注在外徑上 故拉深件的尺寸公差按 IT14 級(jí)精度計(jì)算為 60 以凹模為基074 準(zhǔn) 按下式計(jì)算 D 凹 D 0 75 d 0 60 0 75 0 74 mm 59 445 mm05 05 式中 d 為凹模的制造公差 由課本表 5 11 查得為 d 0 05mm D 凸 D 凹 Z 0 p 59 445 2 2 mm 57 245 mm 03 03 式中 p 為凹模的制造公差 由課本表 5 11 查得為 p 0 03mm 式中 Z 2 2mm 由上可知 4 凸凹模工作表面的技術(shù)要求 20 為了提高成形質(zhì)量和成形極限 盡量降低筒壁傳力區(qū)的最大拉力 或是提高 危險(xiǎn)斷面的承受能力 在模具設(shè)計(jì)和制造中 除了對(duì)凸 凹模的尺寸公差嚴(yán)格要 求外 對(duì)其表面質(zhì)量還應(yīng)有以下要求 凸 凹模加工后的表面 不允許有影響使用的砂眼 縮孔 裂紋和機(jī)械損傷 等缺陷 凹模工作表面和型腔表面的粗糙度應(yīng)達(dá)到 Ra0 8 m 而凹模圓角處的表面粗 糙度值一般要求為 Ra0 4 m 目的是降低徑向拉應(yīng)力 保證拉深順利進(jìn)行 在拉深過(guò)程中 凸模的工作表面特別是凸模圓角處對(duì)材料的摩擦阻力有利于 抵制材料的變薄 因此 在不影響工件表面質(zhì)量的條件下 凸模圓角區(qū)的表面粗 糙度值達(dá)到 Ra1 6 m Ra0 8 m 即可 6 3 模具其它零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 一 模架的選用 根據(jù)落料凹模的周界尺寸 查 沖壓手冊(cè) P592 595 頁(yè)相關(guān)資料 同時(shí)為 了安裝方便 故采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架 由于本次落料凹模的周界尺寸長(zhǎng)度為 200 按資料中的 LXB 選用 則上模座為 200 200 50 下模座為 200 200 50 的規(guī)格 其他結(jié)構(gòu)的尺寸值不變 此時(shí) 再反過(guò)來(lái)校核原先初步 選用的壓力為 630KN 的公稱(chēng)壓力的開(kāi)式壓力機(jī) 工作臺(tái)尺寸 左右為 970 前 后 650 所設(shè)計(jì)的模具的閉合高度為 248 顯然可以放下該模座 并且最大 閉合高度也滿足要求 因此所選壓力機(jī)符合要求 根據(jù)所確定的壓力機(jī) 可查出模柄孔尺寸 直徑 深度 為 50 70 其 它結(jié)構(gòu)的尺寸參見(jiàn) 沖壓簡(jiǎn)明手冊(cè) P436 頁(yè) 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(lái)由 沖壓簡(jiǎn)明手冊(cè) 相關(guān)章節(jié)查得 二 定位零件 沖模定位零件 裝置 的作用是保證坯料的正確送進(jìn)及使工作零件處于正確 的位置 本副模具采用固定卸料板下面帶的導(dǎo)尺進(jìn)行導(dǎo)向送料 為使條料順利通過(guò)導(dǎo) 尺的間隙 在計(jì)算排樣尺寸圖時(shí)已算出 此處不在敘述 同時(shí)在本副模具中采用 固定擋料銷(xiāo)來(lái)限制條料的送料步距 使用圓形擋料銷(xiāo) 該結(jié)構(gòu)的擋料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 21 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) 三 卸料與推 頂 件裝置 卸料與推 頂 件裝置用來(lái)將沖裁后因彈性變形恢復(fù)而卡在凸模上或凹模型 腔孔內(nèi)的工件或廢料脫卸下來(lái) 考慮到該油杯的拉伸深度較深 所需的卸料力也較大 若使用彈簧或橡皮 則會(huì)使結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜 所以本設(shè)計(jì)采用的是固定卸料板 固定卸料板雖然卸料力 較大 但對(duì)條料無(wú)壓料作用 但是相對(duì)于該工件的要求來(lái)說(shuō)是可以滿足的 卸料板只起卸料的作用 卸料板的型孔與凸模的單面間隙在 0 2 0 6 間選 取 其厚度為 10 打桿長(zhǎng)度 H 模柄深度 凸凹模高度 上模座厚度 推件塊厚度 70 115 50 25 205mm 取 H 210mm 四 固定與聯(lián)接零件 固定與聯(lián)接零件用來(lái)將凸 凹模固定在上 下模座上 以及將上 下模座固 定在壓力機(jī)上 主要的固定與聯(lián)接零件有模柄 模座和固定板 以及墊板 螺釘 和銷(xiāo)釘?shù)?該設(shè)計(jì)采用的凸緣式模柄與上模座的安裝窩孔采用 H9 h8 的間隙配合 再用 4 個(gè)螺釘固定 采用固定板將凸凹模固定在上模座上 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 4 個(gè)內(nèi)六角螺釘與 2 個(gè)圓柱銷(xiāo)來(lái)連接和定位 螺 釘尺寸與圓柱銷(xiāo)尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來(lái)確定 7 再次拉深模具的設(shè)計(jì) 此副模具主要需要考慮并解決的問(wèn)題是 再次拉深過(guò)程中 毛坯初始位置的 定位以及所選壓力機(jī)是否滿足開(kāi)模的高度 因?yàn)榇斯ぜ睦罡叨认鄬?duì)要深些 7 1 模具結(jié)構(gòu)形式選擇 這是一套倒裝式帶壓邊的拉深模 其結(jié)構(gòu)較正裝式的緊湊 因?yàn)榭梢岳孟?模的彈頂器進(jìn)行壓邊 且壓力和行程都較大 但是為了在拉深過(guò)程中控制壓邊間 隙 防止壓邊力過(guò)大 在固定板上裝有三根可以調(diào)節(jié)的特種螺栓與壓邊圈接觸 22 壓邊圈在此模具中既起壓邊作用又起初始工件的定位作用 推件采用剛性推件裝 置 由于推件塊又是拉深件底部的成形凹模 因此拉深終了 推件上頂面必須與 模座下底面剛性接觸 凹模采用硬質(zhì)合金以提高其壽命 以下是再次拉深模具簡(jiǎn)圖 7 2 拉深凸模和凹模工作部分的設(shè)計(jì) 1 拉深凸模和凹模的尺寸和公差的計(jì)算 再次拉深件按最后一次拉深工件的未注公差尺寸的極限偏差考慮 并標(biāo)注外 形尺寸 本設(shè)計(jì)外形尺寸有要求 故再次拉深件的尺寸公差按 IT14 級(jí)精度計(jì)算 為 48 以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 即062 D 凹 D 0 75 d 0 48 0 75 0 62 mm 47 535 mm05 05 式中 d 為凹模的制造公差 由課本表 5 11 查得為 d 0 05mm D 凸 D 凹 Z 0 p 47 535 2 1 mm 45 435 mm 03 03 式中 p 為凸模的制造公差 由課本表 5 11 查得為 p 0 03mm 23 式中 Z 2 1 05t 2 1mm 由 5 1 2 可知 2 拉深凸模和凹模的圓角半徑 再次拉深的凹模圓角半徑一般取 r 凹 2 0 6 0 8 r 凹 1 考慮到如果凹模 圓角半徑過(guò)大將會(huì)削弱壓邊圈的作用 現(xiàn)取 r 凹 2 0 6r 凹 1 0 6 6 3 6mm 取 r 凹 2 3 5mm 凸模圓角半徑應(yīng)等于最后一次拉深的工件圓角的半徑 即取 r 凸 2 5mm 3 拉深凸模的出氣孔尺寸 拉深凸模上必須鉆一出氣孔 以使拉深過(guò)程中型腔內(nèi)的氣體得以排出 以及 拉深后工件容易從凸模上取下 否則 工件與凸模間形成真空 增加卸件困難 造成工件底部不平 拉深凸模的出氣孔尺寸可查 沖壓模具設(shè)計(jì) 表 3 44 查得 出氣孔直徑 d 為 5mm 但考慮到制造的方便 將氣孔直徑 d 取為 7mm 7 3 模架的選用 本副模具模座的設(shè)計(jì)是根據(jù)下模凸模固定板的外圍尺寸 200 來(lái)選用的 并 采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架 所選用模座的規(guī)格如下 上模座 200 200 50 下模座 200 200 60 下模座之所以要選 60mm 的厚度 是因?yàn)榭紤]到拉深件的深度較深 卸料螺 釘所需的行程也就長(zhǎng) 為了保證卸料螺釘?shù)男谐碳捌淇煽啃?所以采用厚的模座 模座圖及具體的標(biāo)注尺寸見(jiàn)零件圖和 沖壓手冊(cè) 導(dǎo)柱的選擇也是此次設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵 說(shuō)到底也還是因?yàn)槔罴^深 致使 最終的模具閉合高度也較高 所以一般長(zhǎng)度的導(dǎo)柱是無(wú)法滿足要求的 從 沖壓 手冊(cè) 上所能選到的最長(zhǎng)的導(dǎo)柱也就是 250mm 實(shí)在無(wú)法滿足 320 多 mm 的模厚 考慮到以上的這些 本人就設(shè)計(jì)了兩個(gè)高 60mm 90 的墊塊 分別固定在原來(lái)下 模座的導(dǎo)柱孔上 以增加模座的相對(duì)厚度來(lái)滿足導(dǎo)柱的要求 導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸具體參數(shù)參考 沖壓手冊(cè) P606 612 頁(yè)相關(guān)的章節(jié) 24 7 4 壓力機(jī)的校核 由裝配圖可看出沖模的閉合高度為 320 多 而根據(jù)總壓力所選的是 800KN 的開(kāi)式壓力機(jī) 其閉合高度為 240 480 間 壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸 左右為 800 前后 540 顯然可以放下該模座 因此所選壓力機(jī)符合要求 8 沖孔 翻邊復(fù)合模具的設(shè)計(jì) 8 1 模具結(jié)構(gòu)形式選擇 沖 13 底孔與翻邊復(fù)合 經(jīng)計(jì)算模壁厚度 20 13 2 3 5 mm 大于表 2 42 所列的凸凹模最小壁厚 2 7 mm 滿足強(qiáng)度要求 但其長(zhǎng)度仍需經(jīng)過(guò)計(jì)算以校核是 否滿足剛度和穩(wěn)定性的要求 可由以下公式計(jì)算出凸凹模合理的長(zhǎng)度 L 17 5mm16 tEd 3165207 3 式中 d 凸凹模壁厚 mm t 沖件材料厚度 mm E 凸模材料彈性模數(shù) 對(duì)于鋼材可取 E 210 000N mm2 沖件材料抗剪強(qiáng)度 N mm 2 所選的公式是根據(jù) 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè) 中 14 3 的式子 該式子本是用來(lái)計(jì) 算凸模所允許的最大長(zhǎng)度的 凸模為長(zhǎng)圓柱形 而凸凹模為中間帶孔的圓筒形 在這里可以將凸凹模看成是許多長(zhǎng)圓柱所圍成的 按道理同樣長(zhǎng)度的凸凹模和凸 模 凸凹模的剛度及強(qiáng)度要較凸模好得多 由于一時(shí)找不到有關(guān)校核凸凹模的公 式 暫且以上式代替 這樣便可將凸凹模作成鑲塊壓入凹模凹孔內(nèi) 同時(shí)也使得 凸凹更換起來(lái)比較方便 再者也可以節(jié)省貴重金屬的使用 這副模具與上副再次拉深模一樣 同樣需要考慮毛坯沖孔翻邊前的初始定位 問(wèn)題 沖孔前 模具中的壓邊圈先上行一段距離 并于凸凹模處于同一水平線上 這時(shí)便可將毛坯放在壓邊圈上 這副模具也再次沿用了再次拉深模中特種螺栓的 設(shè)計(jì) 此設(shè)計(jì)中用了兩個(gè) 為的是控制凸模固定板與壓邊圈的間隙 以防止因壓 邊力過(guò)大而將工件頂端壓皺 壓邊圈與上模固定板為剛性接觸 為的是于沖壓行 25 程臨近終了時(shí) 模具可對(duì)工件產(chǎn)生剛性錘擊而起到整形作用 故無(wú)需另加整形工 序 特種螺栓的加入恰好也起到限制整形力過(guò)大的作用 以下是沖孔 翻邊復(fù)合模具的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 8 2 沖孔 翻邊復(fù)合模具工作部分的設(shè)計(jì) 一 沖孔模 沖孔時(shí)應(yīng)首先確定凸模的刃口尺寸 使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最 大極限尺寸 在按最小合理間隙值 Zmin 增大凹模尺寸 凸模制造偏差取負(fù)值 凹模制造偏差取正值 所沖預(yù)制孔 13mm 按 IT14 級(jí)精度等級(jí)計(jì)算為 13 mm 43 0 從 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 3 4 可查出間隙為 Z max 0 46 Zmin 0 16 則 Zmax Zmin 0 3 尺寸 13mm 為 IT14 級(jí)精度 公差值 0 43mm 沖孔凸 凹模的制造公差按 的 1 4 選取 則 凸 凹 0 11mm 凸 凹 0 22 Z max Zmin 0 3 則沖孔凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算公式如下 26 D 凸 D K 0 凸 13 0 5 0 43 mm 13 215 mm01 01 D 凹 D 凹 Zmin 0 凹 13 215 0 16 mm 13 375 mm 0 0 二 翻邊模 翻邊模具結(jié)構(gòu)與拉深模十分相似 不同之處是翻邊模的凸模圓角半徑一般比 較大 甚至有的翻邊模工作部分做成球形或拋物線形 以利于翻邊工作的進(jìn)行 翻邊凹模的圓角半徑對(duì)材料變形影響不大 一般可取等于工件的圓角半徑 這里取 r 凹 1mm 翻邊凸模為凸凹模 既是沖孔的凸模 又是翻邊的凹模 所以凸凹模內(nèi)徑位 沖裁的刃口 外徑做成圓角面 r 凸 1mm 如果翻邊后對(duì)工件形狀及尺寸無(wú)特殊要求 此時(shí)翻邊模凸 凹模間的間隙可 等于或稍大于毛坯厚度 間隙大 則所需翻邊力小 若對(duì)翻邊后孔壁與端面要求 嚴(yán)格垂直的工件 則模具單面間隙值應(yīng)小于毛坯厚度 一次翻成制件的模具可按 課本表 6 8 選取 查得毛坯拉深后翻邊的單面間隙值 Z 2 0 75mm 則 Z 1 5mm 翻邊凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算按拉深凸 凹模工作部分尺寸的原則確定 翻 邊凸 凹模刃口尺寸按未注公差尺寸的極限偏差考慮 并標(biāo)注內(nèi)形尺寸 本設(shè)計(jì) 內(nèi)形尺寸有要求 故 20mm 按 IT14 級(jí)精度計(jì)算為 20 mm 以凸模尺寸為基準(zhǔn)52 0 進(jìn)行計(jì)算 即 d 凸 d 0 4 0 p 20 0 4 0 52 mm 20 208 mm02 02 式中 p 為凸模的制造公差 由課本表 5 11 查得為 p 0 02mm d 凹 d 凸 Z 0 d 20 208 1 5 mm 21 708 mm04 04 式中 d 為凹模的制造公差 由課本表 5 11 查得為 d 0 04mm 8 3 模架的選用 本副模具模座的設(shè)計(jì)是根據(jù)上模凸模固定板的外圍尺寸 125 來(lái)選用的 并 采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架 所選用模座的規(guī)格如下 上模座 125 125 30 下模座 125 125 35 27 模座圖及具體的標(biāo)注尺寸見(jiàn)零件圖和 沖壓手冊(cè) 導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸尺寸的選擇原因與 7 3 同 這次不再多說(shuō) 具體參數(shù)參考 沖 壓手冊(cè) P606 612 頁(yè)相關(guān)的章節(jié) 8 4 壓力機(jī)的校核 由裝配圖可看出沖模的閉合高度為 190 多 而根據(jù)總壓力所選的是 500KN 的四柱萬(wàn)能液壓機(jī) 其滑塊行程為 400 壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸 左右為 490 前后 520 顯然可以放下該模座 因此所選壓力機(jī)符合要求 結(jié)論 從形狀和尺寸上看 該錐形油杯的高度較一般工件的高 屬于高拉深件 需多次拉深 對(duì)它的工藝分析及模具設(shè)計(jì)主要要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題 1 所選的壓力機(jī)的行程是否可以滿足工件取出時(shí)的開(kāi)模距離 2 氣墊的選擇 卸料螺釘長(zhǎng)度的選擇以及托桿長(zhǎng)度的選擇要滿足推件的距 離 并保證它們滿足一定的強(qiáng)度條件 3 毛坯再次拉深時(shí) 初始定位的設(shè)計(jì) 4 凸凹模壁厚的設(shè)計(jì)是否滿足一定強(qiáng)度及剛度條件 總結(jié)與體會(huì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在老師的指導(dǎo)下完成錐形油杯的沖壓工藝性分析與模 具設(shè)計(jì) 在理論知識(shí)的指導(dǎo)下和老師 同學(xué)的幫助下 并結(jié)合了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn) 實(shí)習(xí)中所獲的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 我順利地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 通過(guò)本次設(shè)計(jì) 使我對(duì) 28 以前所學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí) 也認(rèn)識(shí)到了自己諸多的不足之處 在 設(shè)計(jì)過(guò)程中 我深深感覺(jué)到自己以前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)不夠踏實(shí) 知識(shí)面不夠廣 理論聯(lián)系實(shí)際的能力較差 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)月左右 從最初對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)要 求的領(lǐng)會(huì) 到對(duì)自己手上的沖壓件的沖壓工藝性能的分析計(jì)算 例如 對(duì)沖壓件 結(jié)構(gòu)的分析 對(duì)形狀的分析等等 通過(guò)不斷地分析計(jì)算 使我對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖 壓件有了一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí) 并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實(shí)際因素 最后確定了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案 接著還要對(duì)排樣方式進(jìn)行計(jì)算 還有模具 總裝配圖的繪制 在這段時(shí)間里 我進(jìn)行了大量的計(jì)算 有材料利用率的計(jì)算 工序壓力的計(jì)算 工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算 各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以 及主要零部件強(qiáng)度剛度的核算等 其間我在圖書(shū)館翻閱了許多相關(guān)書(shū)籍和各種設(shè) 計(jì)資料 這也使我學(xué)到了很多的知識(shí) 從某種意義上說(shuō) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練 培養(yǎng)和鍛煉了我查閱資料 獲取有價(jià)值信息的能力 使我對(duì)模具設(shè)計(jì)及制造的整 個(gè)過(guò)程都有了比較深刻的認(rèn)識(shí) 為今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ) 致謝詞 首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo) 特別要感謝趙平教授 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 對(duì)我們的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真指點(diǎn) 使得我的理論知識(shí)和動(dòng)手操作 能力都有了很大的提高與進(jìn)步 對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的整個(gè)工作流程也有了一個(gè)基本 的掌握 在他身上 時(shí)刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)風(fēng)范 勇于探索的工作態(tài)度和不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念 他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精 的治學(xué)要求 端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度 使我受益匪淺 參考文獻(xiàn) 1 王孝培 沖壓手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1988 年 2 李曉沛 尺寸極限與配合的設(shè)計(jì)與選用 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 2002 年 3 黃毅宏 模具制造工藝 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 年 29 4 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 教材 5 張鼎承 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 年 6 萬(wàn)戰(zhàn)勝 沖壓模具手冊(cè) 中國(guó)鐵道出版社 1983 年