空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國 模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。本設(shè)計(jì)是空氣濾清器殼反拉深、沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì) ，沖模的結(jié)構(gòu)性能直接反映了沖壓技術(shù)水平的高低。選用材料時(shí)應(yīng)考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精度，生產(chǎn)批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要是確定沖床的類型和噸位。 板料冷沖壓加工是機(jī)械加工的一個(gè)重要組成部分。它應(yīng)用十分廣泛。但由于傳統(tǒng)的加工存在著沖壓工藝方案選擇不合理、沖壓間隙選擇過大，壓力機(jī)不相匹配等問題。 本文就以 空氣濾清器殼反拉深、沖孔復(fù)合 模設(shè)計(jì) 主要介紹了沖壓模具設(shè)計(jì)的全過程： 1. 經(jīng)工藝分析 工藝計(jì)算，間隙值的選擇，確定了該設(shè)計(jì)工藝流程及沖模結(jié)構(gòu)形式。 2. 同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的模具分別進(jìn)行了分析說明， 3. 對(duì)壓力機(jī)做出了合理的選擇， 4. 整個(gè)過程采用 件繪制模具的二維裝配圖和個(gè)別零件圖。 關(guān)鍵字 ：沖壓模 ；沖裁間隙；沖壓工藝 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 to it to be It is it is is of of he of to 1. by by of of 2. to at 3. to 4. to of of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 目錄 1 前言 . 18 1 1 沖壓技術(shù)概述 . 18 1 2 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) . 18 2 沖壓工藝分析 . 19 2 1 零件材料的分析 . 19 2 2 零件工藝性能分析 . 19 2 3 確定工藝方案與模具形式 . 21 2 4 沖壓工序數(shù)確定 . 22 2 5 模具類型的確定 . 23 2 6 工藝方案分析 . 23 3 模具結(jié)構(gòu)型式的確定 . 12 4 部分工藝參數(shù)計(jì)算 . 24 4 1 毛坯尺寸計(jì)算： . 24 4 2 反拉深次數(shù)計(jì)算 . 25 5 各部分工藝力計(jì)算 . 25 6 凸、凹模結(jié)構(gòu)及工作部分主要尺寸計(jì)算 . 26 6 1 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算 . 26 6 2 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算 . 27 6 3 沖孔凸模的設(shè)計(jì) . 27 6 3 1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三原則 . 27 6 3 2 凸模的尺寸計(jì)算 . 27 6 3 3 凸模的結(jié)構(gòu)形式 . 28 6 4 拉深凹模的設(shè)計(jì) . 28 6 4. 1 拉深模的凹模圓角半徑 . 28 6 4 2 拉深間隙 . 28 6 5 凸凹模的設(shè)計(jì) . 31 6 5 1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 31 6 5 2 拉深凸模結(jié)構(gòu) . 32 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 7 壓力設(shè)備的原則 . 33 8 模具設(shè)計(jì) . 34 9 模具其他零件 設(shè)計(jì)及計(jì)算 . 35 9 1 沖模的導(dǎo)向裝置 . 27 9 1. 1 無導(dǎo)向沖栽條件 . 35 9 1. 2 導(dǎo)板導(dǎo)向 . 36 9 1. 3 模架的導(dǎo)向 . 36 9 2 模 架的類型及應(yīng)用 . 36 9 3 定位裝置 . 36 9 4 卸料裝置 . 38 9 4. 1 固定卸料裝置的形式 . 38 9 4. 2 固定卸料板的固定方式 . 38 9 5 推件裝置的設(shè)計(jì) . 39 9 5. 1 推件板的結(jié)構(gòu)形式 . 39 9 5. 2 推件板的極點(diǎn)位置 . 39 9 5. 3 打桿與打板的設(shè)計(jì) . 40 9 6 模柄的類型與選擇 . 40 9 7 凸模固定板 . 42 9 8 墊板 . 42 9 9 緊固件 . 42 9 10 定位銷 . 43 10 模具的裝配 . 43 10 1 復(fù)合模的裝配 . 43 10 2 凸、凹模間隙的調(diào)整 . 43 11 模具零件 . 44 12 凸凹模制造的工藝過程 . 45 13 設(shè)計(jì)總結(jié) . 48 參考文獻(xiàn) . 49 致謝 . 50 附錄 . 51 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 1 前言 1 1 沖壓技術(shù)概述 沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件 (沖壓件 )的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工 (或稱壓力加工 )，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有 60 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽 包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺(tái)等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生 產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 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。分離工序也稱沖裁，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。沖裁、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(duì)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(jí)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)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 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)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘 生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時(shí)間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常重要的問題。 1 2 沖壓技術(shù)的發(fā) 展趨勢(shì) 進(jìn)入 90 年代以來，高新技術(shù)全面促進(jìn)了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進(jìn)成形技術(shù)的形成和發(fā)展。 21 世紀(jì)的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬⑹?、凈”的需求?沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化?？茖W(xué)化主要體現(xiàn)在對(duì)成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測(cè)和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)用化方面取得很大發(fā)展， 并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進(jìn)入實(shí)用階段。 注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 對(duì)產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評(píng)估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起，就能針對(duì)零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評(píng)估。 沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場(chǎng)多樣化、個(gè)性化需求的發(fā)展趨勢(shì)，加 強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的快速響應(yīng)能力。 重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個(gè)零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展。 深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對(duì)沖壓過程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測(cè)某一工藝過程中坯料對(duì)沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對(duì)生產(chǎn)過程的直接指導(dǎo)作用。 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料 夾層鋼板和其他復(fù)合材料或高分子材料替代。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，加強(qiáng)研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。 在模具設(shè)計(jì)與制造中，開發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)（ 發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點(diǎn)金模具等）制造技術(shù)以及通用組合買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（ 多工位高速自動(dòng)沖壓機(jī)以及智能機(jī)器人送料取件，進(jìn)行機(jī)械化與自動(dòng)化的流水線沖壓生產(chǎn)。 精沖與半精沖、液壓成形、旋 壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應(yīng)用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)。 2 沖壓工藝分析 2 1 零件材料的分析 冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成的復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等各種模具。設(shè)計(jì)這些模具時(shí)，首先要了解被加工材料的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能是進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)各種計(jì)算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝，設(shè)計(jì)沖壓模具前，必須要了解和掌握材料的一些力學(xué)性能，以便設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將 空氣濾清器殼 零件材料為 10 號(hào)鋼的 力學(xué)性能主要參數(shù)及其概念敘述如下： （ 1）應(yīng)力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是 N/ ，用 106 1N/； 109 1 （ 2）屈服 強(qiáng)度 s：材料開始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力值，單位是 N/ 。彎曲、拉深、成形等工序中，材料都是在達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行塑性變形而完成該工序的成形的。經(jīng)查表取 s = 210 （ 3）抗拉強(qiáng)度 b。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是 b = 340 （ 4）抗剪強(qiáng)度 b。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是 b = 255 333 （ 5）彈性模量 E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標(biāo)，彈性模量大，表示材料受力后變形較小，或者說，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。 E = 194 x 103 （ 6）屈服比 s/ b。是材料的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比，其值越小，表示材料允許的塑性變形區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時(shí)，所需的壓邊力和所需克服的摩擦力相應(yīng)的減小，有利于提高成形極限。 （ 7）伸長率。在材料性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件由拉伸試驗(yàn)機(jī)拉斷后，對(duì)接起來測(cè)量長度，其伸長量與原長度之比稱為伸長率，其數(shù)值用“”表示，其數(shù)值越大表示材料的塑性越好。經(jīng)查表可得，材料為 10號(hào)鋼的伸長率 =31。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 綜上所述，對(duì) 空氣濾 清器殼 零件材料 10號(hào)鋼的力學(xué)性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算，故在后序的模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算均以上面所取的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。 件工藝性的分析 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料 沖壓加工工序 必要的輔助工序 質(zhì)量檢驗(yàn) 組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里 我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 該零件為 空氣濾清器殼 ，結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)稱，是典型的沖壓件。在沖壓過程中要注意控制沖載程度，加工時(shí)，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，形狀等一些技術(shù)要求，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： （ 1）凸、凹模間隙的 確定 ：對(duì)于斷面垂直度、尺寸精度要求不高的零件，在保證零件要求的前提下，應(yīng)以降低沖載力，提高模具壽命為主，采用大間隙；對(duì)于斷面垂直度、尺寸精度要求較高的零件，應(yīng)選用較小的間隙值。間隙 Z=2t(1-h/t) （ 2）考慮模具刃口鈍利情況：當(dāng)模具刃口磨損成圓角變鈍時(shí)，刃口與材料接觸面積增加，應(yīng)力集中效應(yīng)減輕， 擠壓作用大，延緩了裂紋的產(chǎn)生，制件圓角大，光亮帶寬，但裂紋發(fā)生點(diǎn)要由刃口側(cè)面向上移動(dòng)，毛刺高度加大，即使間隙合理，也仍會(huì)產(chǎn)生毛刺。 根據(jù)零件圖，初步分析可以知道 空氣濾清器殼 零件的沖壓成形需要多道工序才能完成，進(jìn)行反拉深，形成外形尺寸形狀，其次沖孔。 綜上所述， 空氣濾清器殼 由原始毛坯沖壓成形應(yīng)包括的基本工序有：反拉深，沖孔復(fù)合模等。 定工藝方案和模具形式 在沖壓分析的基礎(chǔ)上 ，找出工藝與模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)，工序數(shù)目，工序順序及組合方式等，有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率，設(shè)備占用情況，模具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡單的方法，最快的速度，最少的勞動(dòng)量，最少的費(fèi)用，可靠的加工出符合圖樣各項(xiàng)要求的零件，在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的工藝方 案。 確定工藝方案及模具形式： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 1、根據(jù)對(duì)沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定沖壓所需的基本的工序，反拉深，沖孔復(fù)合。 2、根據(jù)初步工藝計(jì)算，確定工藝數(shù)目，如沖壓次數(shù)等。 3、根據(jù)個(gè)別工序的變形特點(diǎn)、質(zhì)量要求等確定工序順序。 一般可按照下列原則進(jìn)行： 1）、對(duì)沖帶孔的或有缺口的沖裁件，如選用簡單模，一般先落料，再?zèng)_孔或切口，使用級(jí)進(jìn)模，則先沖空孔或切口后落料 2）、對(duì)于到孔的拉深件，一般先拉深，后沖孔，但孔的位置在零件底部且孔徑尺寸要求不高時(shí)，也可先沖孔后拉深。 3）、對(duì)于形狀復(fù)雜的拉深 件，為便于材料變形和流動(dòng)，應(yīng)先形成內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。 4）、整形或校平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型以后進(jìn)行。 4、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產(chǎn)批量大時(shí)，沖壓工序應(yīng)盡可能組合在一起，用復(fù)合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡單模。 由于 離合器 沖壓成形需要的多道工序完成，因此選擇合理的成形工藝方案十分重要，考慮到生產(chǎn)批量大，應(yīng)在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。 要提高生產(chǎn)成本，應(yīng)該盡量選擇合理的工藝方案，選擇復(fù)合能復(fù)合的工序，但復(fù)合程度太 高，模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝調(diào)試?yán)щy，模具成本高，同時(shí)可能降低模具的強(qiáng)度，縮短模具壽命。 根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序，為了提高生產(chǎn)率，保證模具結(jié)構(gòu)簡單，沖壓件尺寸穩(wěn)定、精度高，沖壓該零件的基本工序?yàn)榉蠢睿瑳_孔復(fù)合模。 圖 氣濾清器殼 零件，材料為 10 號(hào)鋼，厚度為 t=2批量生產(chǎn)。而冷沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，這是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具與沖壓設(shè)備對(duì)板料金屬進(jìn)行加工，以獲得所需要的零件形狀和尺寸。冷沖壓和切削加工相比較，具有生產(chǎn)率高，加工成本低，材料利用率高， 產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定，操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別適合大批量生產(chǎn)，因此，此零件的生產(chǎn)選用沖壓加工較為經(jīng)濟(jì)合理。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 圖 1 空氣濾清器殼 2 4 沖壓工序數(shù)確定 由零件圖（ 沖壓開始，毛坯材料應(yīng)先進(jìn)行落料工序，通過計(jì)算初步確定毛坯的外形尺寸，落料件為圓形，壓力中心在圓心上，為典型的落料 ；落料之后包括了正拉深、反拉深、沖孔、等工序；進(jìn)行拉深時(shí)，須用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算拉深系數(shù) m，判斷是否可以一次拉深成形，通過驗(yàn)算可知此零件可以一次拉深成形；然后在沖中心孔，綜上可知，沖壓此零件主要有以下幾個(gè)基本工序： （ 1） 落料； （ 2） 正拉深； （ 3） 反拉深； （ 4） 沖中間孔； 2 5 模具類型的確定 沖壓生產(chǎn)的模具制造費(fèi)用比較高，占沖壓件總成本的 10%30%，甚至更高，所以采用沖壓加工的生產(chǎn)方式，必須視生產(chǎn)批量決定采用何種模具形式，由表 2：生產(chǎn)批量與模具形式之間的關(guān)系，參考知，此 工件為大批量生產(chǎn)，如果采用單工序模，雖然單工序模具有結(jié)構(gòu)簡單，操作安全方便，模具使用壽命高，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但最主要是工序數(shù)較大，生產(chǎn)批量大，形狀較為復(fù)雜，采用單工序模很難達(dá)到精度要求，且生產(chǎn)率低，位置誤差較大，故不采用單工序模；所以模具形式采用級(jí)進(jìn)模與復(fù)合模較為合理，顯然此工件滿足沖壓工藝的要求，成形時(shí)包括了落料、反拉深、沖孔、壓筋等工序，整形與車邊采用專用模具與車床進(jìn)行，且工件體積較大，拉深與壓筋都比較容易實(shí)現(xiàn)，但由此工件的形狀分析知不適合采用級(jí)進(jìn)模。通過表 2單工序模、級(jí)進(jìn)模與復(fù)合模的比較，綜合 考慮各種生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)性，確定此工件的沖壓成形模具采用復(fù)合模具。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 2 6 工藝方案分析 采用落料拉深沖孔復(fù)合模，而本人要做的是毛坯已經(jīng)是落料正拉深之后的零件了，所以工藝方案為反拉深沖孔復(fù)合模。 3 模具結(jié)構(gòu)型式的確定 通過以上工 藝分析與工藝方案的確定，選定模具種類：落料模，拉深模，沖孔模等，而落料與 正 拉深復(fù)合， 反拉深與 沖孔復(fù)合，整形為一套模具，總共為 二套模具，本設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)其中的反 拉深 與沖孔 復(fù)合模具 ，綜合上面的分析，畫出模具的結(jié)構(gòu)草圖： 圖 2 總裝配圖 4 部分工藝參數(shù)計(jì)算 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 4 1 毛坯尺寸計(jì)算： 由于拉深時(shí)材料厚度不均勻，機(jī)械性能有方向性，模具的間隙不均勻以及毛坯定位不準(zhǔn)確等原因，拉深后工件的口部是不平齊的。為使工件整齊，應(yīng)切去不平的部分。因而計(jì)算毛坯時(shí)應(yīng)在工件高度方向上加一修邊量。根據(jù)零件的尺寸取修邊余量的值為 2表 5 7，沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) 在拉深時(shí)，雖然拉深件的各部分厚度會(huì)發(fā)生一些變化，但如果采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，則其厚度的變化量還是并不太大。在設(shè)計(jì)工藝過程時(shí)，可以不考慮毛坯厚度的變化，為 了便于計(jì)算把零件和毛坯分解成若干個(gè)簡單幾何體，分別求出其面積后相加。 毛坯的外徑與零件的外徑相等，都為 225，根據(jù)面積相等法可以算出 平板材料第一次正拉深之后 毛坯的高度 度為 102. 4 2 計(jì)算 反 拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時(shí)，必需保證使毛坯在變形過程中的應(yīng)力既不超過材料的變形極限，同時(shí)還能充分利用材料的塑性。也就是說，對(duì)于每道拉深工序，應(yīng)在毛坯側(cè)壁強(qiáng)度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計(jì)算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力與在危險(xiǎn)斷 面上的抗拉強(qiáng)度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實(shí)驗(yàn)的方法得出的，我們可以通過查表來取值。 該工件 反 拉深 為工件第 2次拉伸 ，因此可以計(jì)算其拉深系數(shù)來確定拉深次數(shù)。 其 反 拉深系數(shù)為： 0/83/ 查表 4間，而 m 以 反 拉深過程可以一次拉深成功。 5 各部分工藝力計(jì) 算 5 1 反拉深 力 第 2次拉深力 的計(jì)算公式為 d2 tb （ 1） 依據(jù) (沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) ) 式中 拉深 力（ N） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 b 材料的抗拉強(qiáng)度（ 10號(hào)鋼抗拉強(qiáng)度為 340 第 2次拉深成品的直徑 t 板料厚度（ 修正系數(shù)。 查表 4此，該 零件 的 拉深 力的計(jì)算公式為 d2 tb （ 2） =2 N =127984 N 拉深功： 2F2 1000= 5 2 頂件力 頂件力的計(jì)算公式可按下式： 頂F=拉頂 （ 3） 式中 頂F 頂件力（ N）； 頂K 頂件力系數(shù)；查表 2F=拉頂 = 196715 =7867N 5 3 沖裁 力 沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)材料的壓力。它是隨凸模行程而變化的。通常所說的沖裁力是指沖裁力的最大值。它是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。一般用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 沖裁力 b （ 4） 式中 F 沖裁力 (N) L 零件周長（ ， b 材料的抗拉強(qiáng)度極限（ t 板料厚度（ 因此 2= 6 凸、凹模結(jié)構(gòu)及工作部分主要尺寸計(jì)算 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 6 1 反拉深凸、 凹模刃口 尺寸及公差的計(jì)算： 由式 0) （ 5） 0)275.0(p （ 6） 依據(jù)（ 沖壓工藝模具學(xué)） 以上各式中，查表可知 、分別為 +隙 C 查表（表 2 10） ，沖壓工藝模具學(xué)） 有 )( （ 7） 6 2 沖孔凸、凹模刃口 尺寸及公差的計(jì)算 對(duì)于圓行或 采用凸凹模分別加工的方法 ,沖孔時(shí) ,由于零件孔尺寸為 16,根據(jù)沖孔時(shí)間隙取在凹模上 ,則首先確定基準(zhǔn)件凸模刃口尺寸加上 是凹模刃口尺寸。 0)( p （ 8） 0)( m （ 9） 式中 沖孔凸、凹模刃口尺寸 d 零件孔徑公稱尺寸（ 零件 制造 公差 ( =d0 最小合理間隙 ( d、p 凹、凸模制造偏差 ,查 沖壓工藝學(xué) 表 2值分別為 +入數(shù)值可以算出6002.0d=用凸凹模分別加工法 ,需要分別標(biāo)注凸凹模刃口尺寸及公差 ,為了保證合理間隙 , 必須滿足下列條件 : |p|+|d|Z 。帶入數(shù)值校核間隙可知滿足要求 . 孔凸模的設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都滿足如下三原則。 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)可造成啃模。 防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出來。 防止轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)于工作段截面為圓形的凸模， 當(dāng)然不存在防轉(zhuǎn)的問題?？墒菍?duì)于一些截面比較簡單的凸模，例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡化為圓形。這時(shí)就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將啃模。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設(shè)計(jì)各種凸模的時(shí)，應(yīng)注意都要滿足這三條原則。 模的尺寸計(jì)算 凸模工作部分的尺寸計(jì)算，參見前面的主要工藝參數(shù)的計(jì)算。其他部分結(jié)構(gòu)寸的計(jì)算如下： （ 1）凸模長度 L 凸模長度 用固定卸料板和導(dǎo)尺時(shí)，凸模長度應(yīng)該為： L=h3+h 式中 h 主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度，模具閉合狀態(tài)下，卸料板到凸模固定 板間的安全距離（ 1520及總修磨量（ 46因素后確定。而本沖孔凸模為下固定板加上外出部分。 一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，不必作強(qiáng)度效核，但是，在凸模特別細(xì)長或凸模的斷面尺寸很小而坯料厚度較大的情況下，必須進(jìn)行效核，對(duì)于本題的凸模，凸模并不特別細(xì)長，所以不須進(jìn)行強(qiáng)度效核。 凸模外形尺寸形狀如下圖所示 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 圖 3 凸模外形尺寸圖 凸模的外形尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，用以上方法求得的外形尺寸應(yīng)向接近的標(biāo)準(zhǔn)尺寸靠攏。故凸模尺寸、強(qiáng)度和剛度 足夠，一般不再進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的核算。 模的結(jié)構(gòu)形式 當(dāng)沖裁形狀復(fù)雜，公差等級(jí)高，尺寸大或尺寸較小的零件時(shí)，可以采用鑲拼式凹模，但對(duì)于此零件的沖裁其凹模結(jié)構(gòu)簡單，故采用整體式結(jié)構(gòu)。其凸模結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖 4 沖孔凸模結(jié)構(gòu)形式圖 凸模的固定方法用過盈配合與下固定板固定，采用臺(tái)肩形式放入下固定板，且同時(shí)用買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 下模板頂住，具體的固定方法見裝配圖。 深凹模的設(shè)計(jì) 計(jì)算 拉深凹模的工作尺寸的計(jì)算參見前面的主要工藝參數(shù)計(jì)算?，F(xiàn)將其它參 數(shù)的計(jì)算介紹如下： 深模的凹模圓角半徑 拉深時(shí)，材料只有經(jīng)過凹模圓角流入洞口內(nèi)才能形成工件的筒壁，所以 r 的大小對(duì)拉深工作的影響非常大。 R 小時(shí)，材料流過它就困難，彎曲變形阻力，摩擦力，反向彎曲的校直力都大，從而使拉深力增加，工件筒壁容易刮傷，變薄嚴(yán)重，甚至在危險(xiǎn)斷面處拉破，同時(shí)，材料對(duì)凹模的壓力增加，磨損增大，使模具的壽命降低。這樣，材料變形受限制，必須采用較大的拉深系數(shù)。在生產(chǎn)上一般應(yīng)盡量避免采用過小的凹模圓角半徑。 深初期不與模具表面接觸的毛坯寬度加大，由于這部分材料不受壓邊力作用，因而容易起皺。在拉深后期毛坯外緣也會(huì)早脫離壓邊作用而起皺，使拉深件質(zhì)量不好，在側(cè)壁下部和口部都形成皺折。尤其當(dāng)毛坯的相對(duì)厚度小時(shí)，這個(gè)現(xiàn)象更嚴(yán)重。 在不產(chǎn)生起皺的前提下，凹模圓角半徑越大越好。可按下面公式計(jì)算 r 的最小值。 .8 ( 式中 以 后各次拉深時(shí)， 值可按關(guān)系式 ) 式中 1 經(jīng)計(jì)算反拉深凹模圓角半徑為 8 拉深凸模的圓角半徑 角部彎曲變形大，危險(xiǎn)斷面容易拉斷。當(dāng) r 凸過大時(shí)，則毛坯底部的承壓面積減小，懸空部分加大，容易產(chǎn)生底部 的局部變薄和內(nèi)皺。 除最后一次拉深，凸模的圓角半徑 ： （ 1）r 凹，最后一次拉深時(shí)，凸模的 r 凸應(yīng)等于零件的內(nèi)圓半徑，但不得小于材料厚度。如工件的內(nèi)圓角半徑要求小于料厚，則要有整形工序來完成。故在此設(shè)計(jì)中取 r 凸=6 拉深間隙指拉深凸模與凹模之間的單面間隙，用 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 （ 1） 模具間隙對(duì)拉深過程的影響 拉深模的凸模與凹模之間的單邊間隙 Z/2，影響拉深力與拉深件的質(zhì)量。 拉深模的凸、凹模間隙 Z/2 大，則摩擦小，能減小拉深力。但如果間隙過大，拉深件的精度將不易控制，拉深后零件的高度將小于所要求的高度，零件成桶形。 拉深模的凸、凹模間隙 Z/2 小，則摩擦大，將增加拉深力，造成許用拉深系數(shù) 果凸、凹模間隙 Z/2小于拉深件的材料厚度，則將產(chǎn)生變薄拉深的效果，使得拉深件的精度降低。 （ 2） 拉深模具間隙的取向 A）除最后一道工序外，間隙的取向不作規(guī)定。 B）對(duì)于最后一道工序，當(dāng)工件外形尺寸要求一定時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按凹模減小以取得 間隙。當(dāng)工件內(nèi)形尺寸要求一定時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按凸模放大以取得間隙。 C）淺拉深時(shí)，拉深間隙可取小些，深拉深時(shí)，則應(yīng)取大些。這是因?yàn)樽冃纬潭仍酱?，板厚的增厚量也越大?D）多次拉深時(shí)，前幾次拉深可取較大的拉深間隙，以便使拉深順利進(jìn)行。最后一次拉深則取較小的拉深間隙，以便獲得尺寸精度較高的拉深件。 E）在整形拉深時(shí)，如果要求工件的精度較高，例如 12 級(jí)，可取拉深間隙稍小于板料厚度，常取 Z/2=（ t。如果整形時(shí)只要求減小圓角半徑，拉深間隙可稍大于板料厚度 ，例如取 Z/2=（ t。 F）板料較軟時(shí)，可取較小的拉深間隙，因?yàn)檐浟显谕鼓Ｅc凹模之間容易被擠薄，可消除拉深過程已出現(xiàn)的微小皺折。相反，硬度則應(yīng)取較大的拉深間隙。 G）實(shí)際供應(yīng)的板料厚度可能與其公稱值相比較有較大的誤差，甚至超出板厚的公差范圍。因此，如果成批生產(chǎn)拉深件的板料已經(jīng)購入，最好依據(jù)實(shí)測(cè)的板料厚度參考上述原則確定合適的拉深間隙值。 （ 3） 拉深模具間隙的確定 根據(jù)以上對(duì)拉深間隙的取向原則和拉深間隙對(duì)拉深件的影響我們得知，拉深時(shí)，不用壓邊圈拉深時(shí)，考慮到起皺的可能 性，取間隙值為： Z=（ 1 凹模（拉深 凸模和沖孔凹模） 設(shè)計(jì) 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都滿足如下三原則。 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)可造成啃模。 防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止 凸模從固定板中拔出來。 防止轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)于工作段截面為圓形的凸模，當(dāng)然不存在防轉(zhuǎn)的問題?？墒菍?duì)于一些截面比較簡單的凸模，例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡化為圓形。這時(shí)就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將啃模。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設(shè)計(jì)各種凸模的時(shí)，應(yīng)注意都要滿足這三條原則。 深凸模結(jié)構(gòu) 根據(jù)以上凸模設(shè)計(jì)的三個(gè)原則，在設(shè)計(jì)拉深凸模時(shí)應(yīng)滿足這三個(gè)原則。在學(xué)習(xí)拉深成形這一章節(jié)時(shí)我們 知道，拉深凸模結(jié)構(gòu)比較簡單，可參見設(shè)計(jì)模具裝配圖，在此僅就其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些要點(diǎn)作一簡要的介紹。首先每個(gè)拉深凸模需鉆一通氣孔，以防當(dāng)工件脫離凸模時(shí)在凸模端頭與工件底之間的空間形成真空，增加額外的卸件力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將工件底部抽癟。通氣孔直徑一般可在 3 8設(shè)計(jì)取 鉆頭長度限制，一般很難從凸模工件端鉆通至固定端，這時(shí)可自工作端先鉆一深孔，再從凸模側(cè)壁鉆孔與之相通，側(cè)孔中心線到凸模工作端只要稍大于拉深工序件的高度就可達(dá)到通氣的目的。 其次要確定拉深凸模的固定方法，以便確定其固定端的結(jié)構(gòu)形式。 對(duì)于順裝順出件簡單拉深模，如果工件直徑與模柄直徑相差不大，常將凸模與模柄制成一體。如果兩者直徑相差較大，或者拉深模有壓邊裝置，可將凸模固定板設(shè)計(jì)成凸緣式的，借助固定板與上模板進(jìn)行連接。許多設(shè)計(jì)者喜歡采用下述方法固定拉深凸模：凸模固定端不帶凸緣，以過渡配合直接嵌入到模座內(nèi)一定深度，并用螺釘聯(lián)接防止拔