轎車后制動(dòng)器擋油盤沖模設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)轎車后制動(dòng)器擋油盤的加工進(jìn)行成形模具設(shè)計(jì)。通過對(duì)某轎車后制動(dòng)器擋油盤零件的結(jié)構(gòu)和工藝分析，闡述了該零件的成形工藝和模具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，制定了沖孔翻孔沖孔切邊一次成形的沖壓工藝方案，分析確立了模具的結(jié)構(gòu)形式。 然后進(jìn)行了模具總體設(shè)計(jì)，包括操作和定位方式、卸料和出件方式、送料方式、導(dǎo)向方式等問題。接著進(jìn)行了沖壓設(shè)備的選擇計(jì)算，主要零件的理論分析計(jì)算與設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件的選擇。根據(jù)以上分析和計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)出了沖孔翻孔沖孔切邊一次沖壓成形復(fù)合模。最后介紹了本套模具的裝配和調(diào)試問題以及模具的工作過程。本模具可以實(shí)現(xiàn)轎車后制動(dòng)器擋油盤的快速成形，即可保證加工質(zhì)量，又可提

2、高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞 模具設(shè)計(jì)；沖孔翻孔沖孔切邊復(fù)合模；轎車后制動(dòng)器擋油盤畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要title design of cars rear brake oil baffle abstract the paper is concerned on the design of prototyping die of cars rear brake oil baffle. with respect to the structure and process of the parts of rear brake oil baffle for a certain car, the key poi

3、nts of the parts forming process and die design is demonstrated, the stamping process scheme, that is punching-hole flanging-punching-trimming-secondary forming, is proposed and the structure form is established. then the paper pays attention on the general design of the die, which includes the oper

4、ation and location method, the unloading and ejection method, feed method, orientation method, and so on. subsequently, the paper carries out the calculation of the punching equipment selection, the theoretical analysis of main parts and the selection between design part and standard part. based on

5、the above analysis and calculation results, a kind of die which is formed from the process of punching-hole flanging-punching-trimming-secondary forming to a composite die is designed. in the end, the assembling and debugging problems and the working process of the designed die is introduced in this

6、 paper. the designed die can facilitate the prototyping of the cars rear brake oil baffle, which not only guarantees the quality but also increases production efficiency.keywords die design; punching-hole flanging-punching-trimming composite die; rear brake oil baffle of the car （論文） 第 32 頁(yè) 共 33 頁(yè)目

7、次1 引言12 沖壓件工藝分析22.1 材料22.2 工件結(jié)構(gòu)形狀及批量22.3 尺寸精度33 沖裁工藝方案的確定54 模具結(jié)構(gòu)形式的確定75 模具總體設(shè)計(jì)85.1 操作與定位方式85.2 卸料、出件方式85.3 確定送料方式95.4 確定導(dǎo)向方式96 模具設(shè)計(jì)計(jì)算116.1 排樣116.2 沖壓力的計(jì)算和壓力機(jī)的選取166.3 模具壓力中心的確定196.4 工作零件刃口尺寸計(jì)算197 主要零部件設(shè)計(jì)267.1 沖孔凸模267.2 凸凹模277.3 切邊凹模277.4 擋料銷288 模具裝配與調(diào)試299 模具總體結(jié)構(gòu)與工作過程30結(jié)論31致謝32參考文獻(xiàn)331 引言改革開放以來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的

8、高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(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)已有幾千家1。隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生

9、存空間。 作為一種高效率的生產(chǎn)工具，模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無切削加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)2。設(shè)計(jì)出正確合理的模具不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、使用壽命，還可以提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)師，必須清楚零件的加工工藝，設(shè)計(jì)出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是

10、設(shè)計(jì)者進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的前提，新的設(shè)計(jì)思路必然帶來新的模具結(jié)構(gòu)。2 沖壓件工藝分析2.1 材料沖壓生產(chǎn)中使用的材料相當(dāng)廣泛，為了滿足不同產(chǎn)品的使用要求，必須選用合適的材料；而從沖壓工藝本身出發(fā)，又對(duì)沖壓材料提出沖壓性能方面的要求。因此，從產(chǎn)品使用性能和沖壓工藝兩方面的要求來說，選用合適的沖壓材料是生產(chǎn)合格沖壓件的重要條件之一。沖壓常用材料有：1）黑色金屬：碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、電工硅鋼等。2）有色金屬：純銅、黃銅、青銅、鋁等。3）非金屬材料：紙板、膠木板、橡膠板、塑料板、纖維板和云母等。08al是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的一種，一般用作冷沖壓薄板鋼中的al脫氧鎮(zhèn)靜鋼冷軋

11、板,其命名規(guī)則類同碳素結(jié)構(gòu)鋼，其兩位數(shù)字表示鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍，即“08”表示鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，“a”表示質(zhì)量等級(jí)，“l(fā)”為“拉”字的漢語(yǔ)拼音首字母，表示其拉伸性能好。主要力學(xué)性能(試件尺寸25mm)：正火930、s=185mpa、b=325mpa、5/%33、硬度(未熱處理)131hb3。 主要用于制造4mm以下的各種冷沖壓構(gòu)件，如車身、駕駛室、各種儀表及機(jī)器外殼等。2.2 工件結(jié)構(gòu)形狀及批量圖2-1為擋油盤零件結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該零件屬于大批量生產(chǎn)，工件只有落料、沖孔、翻孔工序，結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，成中心對(duì)稱，零件沖裁工藝較好，適宜沖裁加工。圖2-1 擋油盤零件結(jié)構(gòu)圖2

12、.3 尺寸精度圖2-1上所有未標(biāo)注公差的尺寸屬自由尺寸，可按it10-it14級(jí)精度補(bǔ)標(biāo)工件尺寸,具體數(shù)值見表2-1、表2-24。表2-1 帶凸緣拉深件拉深深度的極限偏差 （mm）材料厚度拉 深 深 度 范 圍1818505012012018018026026050010.30.50.81.01.41.6120.40.61.01.21.61.8240.50.81.21.41.82-0460.61.01.41.62-0 表2-2 成型件圓角半徑的極限偏差 （mm）圓弧半徑3366101018183030極限偏差+10+1.50+2-50+30+40+50補(bǔ)標(biāo)后尺寸如圖2-2所示。圖2-2 零件補(bǔ)

13、標(biāo)后尺寸3 沖裁工藝方案的確定沖裁工藝方案可選方案有三種。方案一：落料沖孔翻孔分開進(jìn)行的單工序模生產(chǎn)；方案二：沖孔翻孔沖孔復(fù)合模生產(chǎn)；方案三：沖孔拉伸沖孔級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。三種方案的比較如表3-14所示。表3-1 單工序模、復(fù)合模及級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)比較項(xiàng)目單工序模復(fù)合模級(jí)進(jìn)模沖壓精度一般較低中、高級(jí)精度中、高級(jí)精度原材料要求不嚴(yán)格除條料外，小件也可用邊角料條料或卷料制件最大尺寸與材料厚度一般不受限制一般應(yīng)在300mm以下通常情況下，尺寸在200mm以下，料厚在0.1-2mm之間翻轉(zhuǎn)與變更沖壓方向可能不能不能增加工序數(shù)可能有限度可能沖壓生產(chǎn)率低較高高生產(chǎn)通用性好，適合于中、小批量生產(chǎn)及大型件的大量生產(chǎn)較差

14、，僅適合于大批量生產(chǎn)較差，僅適合于中小零件的大批量生產(chǎn)制造的復(fù)雜性和價(jià)格結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，價(jià)格高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，價(jià)格與工位數(shù)成比例上升模具安裝、調(diào)整與操作模具有導(dǎo)向時(shí)安裝與調(diào)試方便安裝、調(diào)整較級(jí)進(jìn)模容易，操作簡(jiǎn)單安裝、調(diào)整容易，操作簡(jiǎn)單設(shè)備能力小中大方案一：按單工序工藝設(shè)計(jì)方案需落料、沖孔、翻孔3套模具完成該工件生產(chǎn)，工藝流程長(zhǎng)，模具套數(shù)多，模具成本、生產(chǎn)成本高且效率低，并增加了沖壓車間的設(shè)備負(fù)荷，而且由于材料薄，工序過多易造成工件變形，難以達(dá)到圖紙各項(xiàng)尺寸要求和位置度要求。方案二：按復(fù)合模設(shè)計(jì)方案，適合大批量生產(chǎn)，安裝、調(diào)整較級(jí)進(jìn)模容易，操作簡(jiǎn)單。方案三

15、：按級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)方案，要有兩個(gè)或兩個(gè)以上工位，條料以一定的步距由第一個(gè)工位逐步傳送到最后一個(gè)工位，并在每一個(gè)工位上逐步將條料成形為所需零件的的沖模。經(jīng)綜合考慮，結(jié)合該件生產(chǎn)批量大、與制動(dòng)底板總成焊接時(shí)對(duì)其平面度要求高等實(shí)際情況，決定采用方案二復(fù)合模工藝，使條料通過沖孔、翻孔、沖孔、切邊一套復(fù)合模具一次沖壓成形，既保證了質(zhì)量要求，又降低了模具成本、生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。4 模具結(jié)構(gòu)形式的確定復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程中，在同一個(gè)位置上同時(shí)完成幾道工序，因此它至少要有一個(gè)凸凹模。按落料凹模安裝位置不同，又有倒裝復(fù)合模與正裝復(fù)合模之分：不積聚廢料的正裝復(fù)合模，適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要

16、求較高的沖裁件，但制件和廢料都是從分模面排出的，需要及時(shí)清除，并需二次清理，操作不如倒裝復(fù)合模方便，且不太安全；倒裝式復(fù)合模沖孔的廢料由下模部分直接漏下，而制件是從上模的頂出器直接推出，兩者自然分開無需二次清理，比較簡(jiǎn)單，因此操作方便安全，且倒裝復(fù)合模易于安裝送料裝置，生產(chǎn)效率較高。根據(jù)零件分析，制件的形狀簡(jiǎn)單，且工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚度，為提高經(jīng)濟(jì)效益和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，保證沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實(shí)行工序集中的工藝方案，自然漏料的倒裝復(fù)合結(jié)構(gòu)方式。5 模具總體設(shè)計(jì)5.1 操作與定位方式5.1.1 操作方式零件的生產(chǎn)批量較大，為提高經(jīng)濟(jì)效益、合理安排生產(chǎn)，可采用手工送料方式。5.1.

17、2 定位方式坯料在模具中的定位設(shè)計(jì)，以保證坯料在沖裁和成形前具有正確的位置，是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。定位機(jī)構(gòu)必須精確、有效，便于操作，不僅要考慮坯料的靜態(tài)定位，必要時(shí)還要考慮沖壓過程中的動(dòng)態(tài)定位。單個(gè)工序件的坯料定位主要有定位板、定位銷等，條料的定位常用檔料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板和側(cè)刃等。因?yàn)榈沽箱N和固定擋料銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，控制送料步距采用固定擋料銷，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)導(dǎo)料銷、擋料銷采用同一型號(hào)。5.2 卸料、出件方式5.2.1 卸料方式卸料方式分為彈性卸料和剛性卸料兩種。剛性卸料是通過將卸料板固定在下模的凹模上以阻

18、礙條料隨凸模上移的一種卸料方式，一般用于條料較厚的情況。彈性卸料則是由卸料板、卸料螺釘和彈性元件構(gòu)成卸料裝置，在凸模抬起過程中，通過彈性元件的回彈力將條料從凸模上脫離的一種卸料方式。由于本材料很薄，僅0.7mm，可采用彈性卸料裝置。對(duì)于大型零件沖裁或成型件切邊時(shí)，如果沖裁件尺寸較大或板料厚度較大時(shí)，一般都采用圓形或長(zhǎng)方形廢料切刀以代替卸料板將廢料切斷，使之從凸（凹）模上靠自重自由落下。廢料切刀要緊靠凹模安裝，其刀刃高度要比凸（凹）模刃口低。把制件或廢料從裝于上模座的凹模中推出來的零件，稱為推薦裝置。推件裝置的推件裝置的推力，可以利用壓力機(jī)上的打桿在打桿橫梁作用下得到，或利用上模內(nèi)安裝彈簧或橡膠

19、得到。在模具中頂件器的作用是壓緊坯料及在沖壓過程結(jié)束后頂出工件，同時(shí)可以防止毛坯在彎曲過程中的移動(dòng)及拉伸過程中的移動(dòng)及拉伸過程中的起皺。綜合考慮，采用廢料切刀卸料和頂件裝置進(jìn)行卸料。5.2.2 出件方式一般有上出件和下出件兩種。下出件為制件從凹?？字新湎拢萍粔蚱秸矣捎趶椥宰冃纬潭却?，而使制件精度受到影響。上出件是指制件被凹模內(nèi)設(shè)置的彈頂裝置推出凹模洞口，制件較為平整，精度較高。因采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)，沖孔的廢料由下模部分直接漏下，而制件是從上模的頂出器直接推出，故為上出件。5.2.3 廢料排除在沖裁過程，有可能出現(xiàn)廢料回升或者廢料堵塞的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，輕者會(huì)使凹模被擠裂，重者會(huì)造成事

20、故，因此應(yīng)注意及時(shí)排除廢料。在生產(chǎn)中可以從以下幾方面著手解決：1）在凹模上安裝小彈頂器或采用壓縮空氣以防止廢料回升。2）在凹模落料孔上作相應(yīng)的處理以防止廢料回升。3）采用真空吸附方式防止廢料回升。因倒裝式復(fù)合模沖孔的廢料由下模部分直接漏下，而制件是上模的頂出器直接推出，兩者自然分開無需二次清理，比較簡(jiǎn)單。5.3 確定送料方式因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)，采用縱向送料方式，即由前向后送料。5.4 確定導(dǎo)向方式模具導(dǎo)向應(yīng)當(dāng)合理，尤其是沖薄料的小間隙沖模、生產(chǎn)批量很大的沖裁模，其導(dǎo)向機(jī)構(gòu)尤其重要，是提高模具壽命的關(guān)鍵?，F(xiàn)提出四種方案，具體內(nèi)容如下：方案一：采用對(duì)角柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)

21、稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)，其有效區(qū)在毛坯進(jìn)給方向的導(dǎo)套間。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，且可利用邊角料加工，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為減小模具尺寸，采

22、用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案二而最佳。6 模具設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 排樣排樣是指沖裁件在條料、帶料、板料上的布置方式。選擇合理的排樣方式和適當(dāng)?shù)拇钸呏?，是提高材料利用率、降低生產(chǎn)成本和保證工件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。6.1.1 排樣設(shè)計(jì)原則一般沖裁件的排樣應(yīng)遵守如下原則：(1) 提高材料利用率。沖裁件生產(chǎn)批量大，生產(chǎn)效率高，材料費(fèi)用一般會(huì)占總成本的60%以上，所以材料利用率是衡量排樣經(jīng)濟(jì)型的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在不影響零件性能的的前提下，應(yīng)合理設(shè)計(jì)零件外形及排樣，提高材料利用率。(2) 改善操作性。沖裁件排樣應(yīng)使工人操作方便、安全、勞動(dòng)強(qiáng)度低。一般說來，在沖裁生產(chǎn)時(shí)應(yīng)盡量減少條料的翻動(dòng)次數(shù)，在材料利用率

23、相同和相近時(shí)，應(yīng)選用條料寬度及步距小的排樣方式。(3) 使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，使用壽命高。(4) 保證沖裁件質(zhì)量。6.1.2 排樣方式的選擇6.1.3 計(jì)算條料寬度沖裁件與沖裁件之間、沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還會(huì)拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。影響送料工作。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表6-24所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。根據(jù)圖2-1中零件形狀，零件厚度是0.7，條料長(zhǎng)度是96，查表6-2可得工件之間的搭邊值a

24、1=1.8mm，工件與側(cè)邊之間搭邊值a=2-0mm，條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值（查表得=-0.8）。表6-2 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 （mm）材料厚度t圓件及r2t圓角矩形邊長(zhǎng)l50矩形邊長(zhǎng)l50或圓角r2工件間距a1側(cè)邊距a工件間距a1側(cè)邊距a工件間距a1側(cè)邊距a0.25以下1.82-02-22-52-83.00.250.51.21.51.82-02-22-50.50.81.01.21.51.81.82-00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.82-01.62-01.21.51.82-52-02-2

25、該零件經(jīng)一次拉伸即可達(dá)到所需深度。條料寬度b=d+2a+式中 d條料寬度方向沖裁件的尺寸；a沖裁件之間的搭邊值；板料剪裁下的條料的寬度公差。 b=96+22-0+0.8101mm所以條料寬度為101mm。6.1.4 確定步距送料步距s：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定擋料銷位置的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大調(diào)料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。送料步距 s=d+a1=80+1.8=81.8mm排樣圖如圖6-1所示。采用1250mm

26、4000mm板料，剪裁方式如圖6-2所示：故板料可剪裁條料數(shù)n1=4000/10139條每條料可沖裁件數(shù)n2=1250/81.815件總件數(shù)n總=n1n2=3915=585件圖6-1 排樣圖圖6-2 裁板方法6.1.5 計(jì)算材料利用率沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。按照該模具結(jié)構(gòu)要求，其沖壓加工的工步為送條料沖孔翻孔沖4個(gè)安裝孔切邊，這4個(gè)工步的重點(diǎn)為首先要判斷出是否能一次性加工出的內(nèi)筒，成型方法主要有2種：沖孔、翻孔和拉深后切去筒底形成。考慮到減少坯料成形尺寸，有利于降低生產(chǎn)成本，采用翻孔成形當(dāng)然是首選，為此，須對(duì)該零件一次最大成形翻孔高

27、度進(jìn)行判斷。依據(jù)翻邊的最大翻邊高度計(jì)算公式：h最大=d/2(1-k0)+0.43r+0.72tk0材料的翻邊系數(shù)，取0.7，h最大=64.7/2(1-0.7)+0.431.35+0.720.7 =10.834mm實(shí)際翻邊高度4mm故一次翻孔能達(dá)到該件的尺寸要求。根據(jù)該零件翻孔特點(diǎn)和翻孔前后體積不變?cè)瓌t，考慮到翻孔前后材料厚度變化很小，因此，可按翻邊前后中性層表面積不變進(jìn)行計(jì)算。保證圖2-2計(jì)算簡(jiǎn)圖所示翻孔前后陰影面積相等，即：外徑d1面積 - 預(yù)沖孔徑d面積 = 翻邊圓弧環(huán)面積 + 翻邊直邊圓筒面積。翻孔圓弧環(huán)面積利用“久里金法則”來計(jì)算，即任何形狀的母線繞軸線旋轉(zhuǎn)，所得到的旋轉(zhuǎn)體面積等于母線

28、長(zhǎng)度l與其重心繞軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng)2x的乘積(x是該段母線重心至軸線的距離)，根據(jù)手冊(cè)查詢相關(guān)公式并計(jì)算，半徑r為1.35mm的圓弧重心距x為0.86mm，外徑d1=64+1.72=67.4mm。圖6-3 面積計(jì)算圖半徑r為1.35mm的圓弧的弧長(zhǎng)l=0.51.35=2-12mm，翻孔后直邊高h(yuǎn)=4-1.7=2-3mm，代入上述等式，即：（67.42）/4-(d2)/4=2-122(67.4/2-0.86)+2-364.7計(jì)算得出預(yù)沖孔直徑d=58.28mm。部分倒角面積變化很小，可以忽略不計(jì)，按圖6.3近似圖形計(jì)算面積一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 =a/bs100%式中 a一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積

29、； b條料寬度； s步距根據(jù)近似圖形6-3可以算出 a=6488.75-40.5(10/2)2-0.5(58.28/2)2=6014.18mm2=6014.18/(10181.8)100%=72-8%板料利用率=總a/(12504000)100%=5856014.18/(12504000)100%=70.4%6.2 沖壓力的計(jì)算和壓力機(jī)的選取6.2.1 沖裁力的計(jì)算用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力f一般按下式計(jì)算： f=kltb拉伸力 fl=kd1tb式中 d1拉伸件直徑； f沖裁力； fl拉伸力； l沖裁周邊長(zhǎng)度； t材料厚度； b材料抗剪強(qiáng)度； b材料抗拉強(qiáng)度； k系數(shù)，一般k=1.3。計(jì)算表6-3

30、 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmk卸k推k頂鋼0.10.10.50.52-52-56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅、黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09卸料力 f卸=k卸f推料力 f推=nk推f 式中 n梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n=h/t)； h直刃口部分的高(mm)； t材料厚度(mm)； k卸、k推卸料力、推料力系數(shù)其值查表6-34可得。一條料可沖裁12件工件，為方便操作，故選

31、擇沖一條料清理一次廢料，即n=15。.722+60277.718=206550.39n207kn6.2.3 沖壓設(shè)備的選擇沖壓式利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工所需零件，所以又叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓

32、設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有他們相互結(jié)合才能得出沖壓件。沖壓設(shè)備類型的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量和沖壓件的幾何尺寸、精度要求等來選擇沖壓設(shè)備的類型。對(duì)于中小型的沖裁件、彎曲件或拉伸件的生產(chǎn)，主要采用開式機(jī)械壓力機(jī)。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形可能會(huì)破壞沖裁模的間隙分布，降低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量?？墒?，由于它提供了極為方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn)，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。沖壓設(shè)備規(guī)格的確定在沖壓設(shè)備的類型選定之后，應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來確定設(shè)備的規(guī)格。壓力機(jī)的行程大小應(yīng)適當(dāng)。由于壓

33、力機(jī)的行程影響到模具的張開高度，因此對(duì)于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫開的不良后果。對(duì)于拉伸模，壓力機(jī)的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進(jìn)和成形零件的取出。所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的必和高度相適應(yīng)，即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度制件的要求。壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺(tái)面上安裝過下尺寸沖模是，對(duì)工作臺(tái)面的受力條件也是不利的。表6-4 j23型壓力機(jī)參數(shù)表 規(guī)格型號(hào)公稱力（kn）公稱力行程（kn）滑塊行程（mm）行程次數(shù)（次/分）裝模高度（

34、mm）裝模高度調(diào)節(jié)量（mm）滑塊中心距機(jī)身距離（mm）j23-1010025014015040130j23-1616026014017040180j23-252502-5707020040180j23-4040041005023060230j23-6363041005028080260j23-80800511545240100260j23-1001000713045240100320為安全起見，防止設(shè)備的超載，可按公稱壓力f壓(1.61.8)f總的原則，則f壓2071.8=372-6kn選取壓力機(jī)。查閱參考資料擬選取壓力機(jī)規(guī)格為j2340，其參數(shù)如表6-45所示（由上海三立機(jī)床制造有限公司生產(chǎn)

35、）。6.3 模具壓力中心的確定模具的壓力中心，就是沖壓力合力的的作用點(diǎn)。為了使模具能夠正常又平衡地工作，特別是對(duì)于大而復(fù)雜的沖件、多凸模沖孔以及連續(xù)沖裁時(shí)，應(yīng)使壓力中心通過壓力機(jī)滑塊的中心線。該零件為左右對(duì)稱圖形，其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心。對(duì)于復(fù)雜形狀零件或多凸模沖模的壓力中心可以用解析法和圖解法求解。6.4 工作零件刃口尺寸計(jì)算6.4.1 沖裁間隙分析沖裁間隙是指沖裁模中凸、凹模刃口橫向尺寸的差值。雙面間隙用z表示，單面間隙為z/2。間隙對(duì)沖裁力和模具壽命均有很大影響，是沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。凸、凹模間隙對(duì)沖裁件對(duì)質(zhì)量、沖裁力、模具壽命都有很大的影響。因此，

36、設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近。考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙cmin,最大值稱為最大合理間隙cmax。確定合理間隙的方法有經(jīng)驗(yàn)法、理論確定法和查表法。根據(jù)近年的研究與使用的經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類選用。對(duì)于尺寸精度，斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值，對(duì)于垂直度與尺寸精度，斷面垂直度要求不高的

37、制件，應(yīng)以降沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大的間隙值。由于理論法在生產(chǎn)中使用不方便，所以常采用查表法來確定間隙值。經(jīng)驗(yàn)公式：軟材料： t1mm時(shí)，c=(3%-4%)t； t=13mm時(shí)，c=(5%-8%)t； t=35mm時(shí)，c=(8%-10%)t。硬材料： t1mm時(shí)，c=(4%-5%)t； t=13mm時(shí)，c=(6%-8%)t； t=35mm時(shí)，c=(8%-13%)t。6.4.2 落料凹、凸模刃口尺寸計(jì)算圖6-4 凹模刃口形式該制件外形適合采用凸凹模配作加工。配作法加工的特點(diǎn)是模具的間隙由配作保證，工藝比較簡(jiǎn)單，無需校核t+azmax-zmin的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使

38、制造容易，所以采用配作法加工。常見的凹模刃口形式如圖6.4所示，圖6.4中a為錐形刃口凹模，沖裁件或廢料容易通過，凹模磨損后的修磨量較小。但刃口強(qiáng)度較低，刃口尺寸在修磨后略有增大，適用于形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高，材料厚度較薄工件的沖裁。當(dāng)t2-5mm時(shí)，a=15；當(dāng)采用電火花加工凹模時(shí)，a=420。圖6.4中b、c為圓柱刃口筒形或錐形凹模。刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變。但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。適用于形狀復(fù)雜或精度要求較高工件的沖裁。當(dāng)t18300.0200.02530800.0200.030801200.0250.0351201800.0300.0401802600.03

39、00.0452603600.0350.0503605000.0400.0605000.0500.07008al鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，且制件精度不高，為it8級(jí)，確定人口間隙時(shí)主要考慮模具壽命，故應(yīng)該取較大間隙。查表6-8得：zmax=0.049mm zmin=0.035mm 所以 z=zmax=0.049mm mm將其轉(zhuǎn)換為整數(shù)尺寸： mm6.4.3 沖孔凸模、凹模尺寸計(jì)算該制件有5個(gè)孔，適宜采用凸凹模分開加工。其尺寸計(jì)算公式： 查表6-5、6-7和6-9得：預(yù)沖孔： 其中，d凸緣外徑；z 配合間隙。7 主要零部件設(shè)計(jì)一般來說，沖模都是由固定部分好活動(dòng)部分組成，固定部分用壓板、螺栓緊

40、固在壓力機(jī)的工作臺(tái)上；活動(dòng)部分固定在壓力機(jī)的滑塊上。通常緊固部分為下模，活動(dòng)部分為上模。上模隨著滑塊作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行沖壓工作。根據(jù)各零部件在模具中所起的作用不同，一般又可將沖模主要分成以下幾個(gè)部分： 工作零件：直接使被加工材料變形、分離，從而加工成工件，如凸模、凹模、凸凹模等。 定位零件：其作用是控制調(diào)料的送進(jìn)方向和送進(jìn)距離，確保條料在沖模中的正確位置。定位零件有擋料銷、導(dǎo)正銷、導(dǎo)尺、定位銷、定位板、側(cè)壓板和側(cè)刃等。 壓料、卸料和頂料零件：這類零件起壓住坯料的作用，并保證把箍在凸模上或卡在凹模內(nèi)的廢料或制件卸下，以保證沖壓工作能繼續(xù)進(jìn)行，而拉深模中的壓邊圈主要作用是防止板料毛坯發(fā)生失穩(wěn)

41、起皺。如卸料板、卸料螺釘、彈簧、打桿、推板、連接推桿、推薦塊、壓邊圈等。 導(dǎo)向零件：確定上、下模的相對(duì)位置并保證運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度提高沖壓件的品質(zhì)。如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)筒即屬于這類零件。 固定零件：將上述各類零件固定在上、下模上以及將上、下模固定在壓力機(jī)上的零件，如固定板、墊板、限位器、彈性元件、螺釘、銷釘?shù)取?其他零件：除上述零件以外的零件，如緊固件（主要有螺釘、銷釘）。7.1 沖孔凸模為了保證沖裁模的強(qiáng)度及沖裁工件的質(zhì)量，沖裁件的孔間距及孔道外邊緣的距離不能太小，一般要大于，并不小于，如果小于上述距離，則孔形或工件邊緣將會(huì)產(chǎn)生變形。沖裁件的孔與外邊緣的距離:預(yù)沖孔 d=(78-58.28)/2=9.

42、862t所以不會(huì)產(chǎn)生變形。取孔徑d=58.28mm 4個(gè)法蘭孔 d=10-11/2=4.52t所以不會(huì)產(chǎn)生變形。在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，所以不用進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。但是對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的凸?；虬辶虾穸容^大的情況下，應(yīng)進(jìn)行壓力的校核，檢查其危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長(zhǎng)度是否滿足強(qiáng)度要求。為了提高生產(chǎn)率、保證零件質(zhì)量，需設(shè)計(jì)合理的的模具結(jié)構(gòu)，選好的模具材料和熱處理方式，以保證模具零件的技術(shù)要求。直接起到成形作用的所有凸、凹模均采用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，由于該零件要沖裁和翻邊的零件各孔、邊間距較大，所以凸、凹模的強(qiáng)度是足夠的，不用再進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。7.2 凸凹模凸凹模固定板厚度按常用尺寸取300.02mm。凸凹模高

43、度h=凸凹模固定板厚度(30mm)、橡皮高度(初取20mm)與托桿行程(36mm)之和，即h=30+20+36=86(mm)取h=85mm，其高度選用磨床加工，故h=850.02mm。7.3 切邊凹模凹模是在沖壓過程中，與凸模配合直接對(duì)沖制件進(jìn)行分離或成型的工作零件。凹模的材料選取：t10a。刃口形式：選用刃口，根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具的具體結(jié)構(gòu)決定，采用刃口形式為直通式。凹模外形尺寸通用下列經(jīng)驗(yàn)公式確定。凹模厚度確定式： h=kb凹模壁厚（指凹模刃口與外邊緣的距離）的確定式： c=(1.52)h式中 b凹?？椎淖畲髮挾龋╩m）； k因數(shù)，見表7-1； h凹模厚度，其值為152

44、0mm； c凹模壁厚，其值為2640mm。所以 h=0.29619mm c=1.519=28.5mm切邊凹模內(nèi)部與零件形狀相同，選擇凹模外形為矩形，則改矩形的長(zhǎng)寬相同，為a=96+228.5=153mm取整為：a=150mm。表7-1 因數(shù)k的數(shù)值b/mm料 厚0.51233500.30.350.420.500.60501000.20.220.280.350.421002000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.22切邊凹模裝配后與凸凹模平齊，其高度 h=凸凹模高度-下模座槽深 =85-20=65mm故其外形尺寸為150mm150mm65mm。為節(jié)省材料，減小模具重量且不影響其強(qiáng)度，故選擇倒角5045。7.4 擋料銷完成該工序時(shí)，零件的坯料在沖壓過程中極易滑動(dòng)，