精品論文直筒形拉伸件沖壓模具設(shè)計(jì)資源專區(qū)

1、目錄目錄1摘 要2abstract3前 言41.緒 論51.2.1沖壓模相關(guān)介紹51.2.2沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位61.2.3我國沖壓模具市場(chǎng)情況61.2.4 沖壓模具水平狀況71.2.5我國沖模今后發(fā)展趨勢(shì)91.3總結(jié)92.工藝分析112.1 零件的工藝性分析112.2 工藝方案的確定123.拉深落料級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)133.1 落料拉伸工藝分析133.2 工藝計(jì)算133.3凸模和凹模的間隙183.4 凸模，凹模的尺寸及公差193.5 凸模、凹模圓角半徑203.6拉深落料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)213.7沖壓力計(jì)算及壓力機(jī)的選擇264.沖孔模設(shè)計(jì)29結(jié) 束 語30參 考 文 獻(xiàn)31致 謝32摘 要沖壓生產(chǎn)

2、靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機(jī)械加工便可使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切割加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：沖壓模具 沖壓工藝 模具設(shè)計(jì)abstract blunt press to produce to be processed

3、process by molding tool and equipments completion, so it of rate of production gao, and because of operation simple, also easy to realization mechanization and automation. blunt press the size accuracy of product is promise by the molding tool of, so quality stable, generally doing not need to throu

4、gh machine process again then can use. blunt press to process generally don't need to heat semi-finished product, also be unlike to incise to process to so and in great quantities slice to pare material, so it not only economizes on energy, but also economize material.blunt press the surface qua

5、lity of product better, the original material of usage is a metallurgy factory mass production of the ya system plank anticipate or take to anticipate and the material surface is free from breakage in bluntly ran over the distance. therefore, it ising blunt to press a craft be a kind of product qual

6、ity better and the cost lowly process a craft.use the product that it produce generally still has the weight light and rigid and good characteristics.keywords: stamping die; stamping process ；mould design.前 言改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(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，除了國有專業(yè)模具廠外，集

7、體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(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；隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競爭的日益加劇，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。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ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維cad，并陸續(xù)開始使用ug、pro/engineer、i-deas、euclid-is等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了moldflow、c-flow、dynaform、optr

8、is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)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，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)。1.緒 論1.2.1沖壓模相關(guān)介紹 冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。 沖壓可分為五個(gè)基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。 沖壓模具:

9、在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。 沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模。 復(fù)合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結(jié)構(gòu)緊湊，面積較??；沖出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應(yīng)用，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志

10、之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 1.2.2沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，沖模約占模具工業(yè)的50%，在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機(jī)械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用沖模制造的零件，在飛機(jī)、汽車、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占60%70%，在電視機(jī)、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中占80%以上，在自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品中占85%以上。在各種類型的汽車中，平均一個(gè)車型需要沖壓模具2000套，其中大中型覆蓋件模具300套。1.2.3我國沖壓模具市場(chǎng)情況 我國沖壓模具無

11、論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場(chǎng)竟?fàn)幖ち摇?據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料，2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元,約合6.2億元. 根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料,2004年我國共進(jìn)口沖壓模具5.61億美聯(lián)社元,約合46.6億元.從上述數(shù)字可以得出2004年我國沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為266.6億元.其中國內(nèi)市場(chǎng)需求為260.4億元,總供應(yīng)約為213.8億元,

12、市場(chǎng)滿足率為82%.在上述供求總體情況中,有幾個(gè)具體情況必須說明:一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng)滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn),而技術(shù)含量低的中低檔模具市場(chǎng)滿足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿足率;二是由于我國的模具價(jià)格要比國際市場(chǎng)低格低許多,具有一定的竟?fàn)幜?因此其在國際市場(chǎng)前景看好,2005年沖壓模具出口達(dá)到1.46億美元,比2004年增長94.7%就可說明這一點(diǎn);三是近年來港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入

13、上述數(shù)字之中。 我國沖模工業(yè)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)需要的原因主要有：1.專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低。2.模具品種少，效率低，經(jīng)濟(jì)效益也差。3.制造周期長，模具精度不高，制造技術(shù)較落后。4.模具壽命短，新材料使用量不到10%。4. 力量分散，管理落后。但改革開放以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，尤其是國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大大地提高了模具的商品化程度，推動(dòng)了模具技術(shù)和模具工業(yè)的迅速發(fā)展，在cad/cam/cae的運(yùn)用、加工工藝手段、沖壓件質(zhì)量及模具性能方面，均已達(dá)到或接近國際水平。1.2.4 沖壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)

14、50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m，壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 1. 模具cad/cam技術(shù)狀況 我國模具cad/cam技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模cad/cam系統(tǒng)是我國第一個(gè)自行開發(fā)的模具cad/cam系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模cad/cam系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模cad/cam系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模cad/cam系統(tǒng)也于

15、同年完成。20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用cad/cam技術(shù)。國家科委863計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為cims應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具cad/capp/cam集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和cad/cam軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過程計(jì)算機(jī)模擬cae軟件并開始用于生產(chǎn)。 21世紀(jì)開始cad/cam技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了cad/cam技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各cae能力。 模具cad/

16、cam技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量cad/cam系統(tǒng)。如美國eds的ug，美國parametric technology公司 pro/engineer，美國cv公司的cadss，英國delcam公司的doct5，日本hzs公司的crade及space-e, 以色列公司的cimatron 還引進(jìn)了autocad catia 等軟件及法國marta-daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的euclid-is等專用軟件。國內(nèi)汽車

17、覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了cad/cam技術(shù)/dl圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維cad，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 在沖壓成型cae軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型（rp）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實(shí)現(xiàn)了以三維cad模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著rpm應(yīng)用

18、于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。 2. 模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。 雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方

19、面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。 但總體上和國外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。 汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多。nc、dnc技術(shù)

20、的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（td處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。1.2.5我國沖模今后發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)我國沖模技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，今后應(yīng)朝著如下幾個(gè)方面發(fā)展：1.開發(fā)、發(fā)展精密、復(fù)雜、大型、長壽命模具。2.加速模具標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，以提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。3.大力開發(fā)和推廣應(yīng)用模具cad/c

21、am技術(shù)，提高模具制造過程的自動(dòng)化程度。4.積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料。5.發(fā)展模具加工成套設(shè)備，以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要。 1.3總結(jié) 沖壓加工作為一個(gè)行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來，沖壓成型工藝有了很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質(zhì)、新的發(fā)展水平。由于引入了計(jì)算機(jī)輔助工程（cae）沖壓成形已從原來對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設(shè)計(jì)。計(jì)算

22、機(jī)在模具領(lǐng)域，包括設(shè)計(jì)、制造、管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。 2.工藝分析2.1 零件的工藝性分析設(shè)計(jì)工件如圖2.1所示： 圖2.1 零件圖 技術(shù)要求：1. 本產(chǎn)品為直筒形拉伸件，材料為08冷軋鋼板，厚度為1mm。2. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：3萬件/年。工件尺寸按未注公差要求。3. 未注圓角為r2。沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對(duì)的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等對(duì)沖裁件工藝

23、的實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析。由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖壓加工。 2.2 工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。有如下幾種可行方案：（1） 落料-拉深-臺(tái)階拉深-沖孔（2） 落料拉深二次拉伸-沖孔（3） 落料拉深二次拉深-沖孔（4） 拉深-二次拉深-沖孔-落料該零件屬于大批量生產(chǎn)，工藝性較好，所選材料08al具有很好的沖壓性能。方案（1）采用落料階梯拉伸復(fù)合模，再進(jìn)行沖孔，制件成型只需要2道工序，占

24、用設(shè)備少，操作方便，但一次成型對(duì)設(shè)備要求很高，很難達(dá)到制件尺寸精度，而且生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)較多問題，影響生產(chǎn)效率；方案（2）采用落料加淺拉伸的復(fù)合模，再采用單工序模拉深，然后沖孔，對(duì)設(shè)備要求較低。方案（3）采用單工序模具，占用設(shè)備人員多，需要開發(fā)多套模具，成本較高，但適用于大批量生產(chǎn)，操作簡單，模具也簡單，易于維護(hù)。方案（4）采用級(jí)進(jìn)模，只需1套模具，要求精度比較高，但成本較低，操作較復(fù)雜。綜合以上分析，比較利弊，由于拉深深度較大，而且產(chǎn)品20萬件/年，屬于大批量生產(chǎn)，所以選擇方案（3）,先設(shè)計(jì)一套拉深落料級(jí)進(jìn)模，再設(shè)計(jì)一套沖孔模具，使用2套模具完成設(shè)計(jì)。3.拉深落料級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)3.1 落料拉伸工藝

25、分析落料后拉伸可看做是帶凸緣的筒形件拉伸。 在不變薄的拉深中，材料厚度雖有變化，但其平均直徑與毛坯原始厚度十分接近。因此毛坯展開尺寸可根據(jù)毛坯面積等于拉深件面積的原則來確定。由于材料的各項(xiàng)異性以及拉深時(shí)金屬流動(dòng)條件的差異，為了保證零件的尺寸，必須留出修邊余量，在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)，必須計(jì)入修邊余量，修邊余量的數(shù)值可查表。表 4 4 帶凸緣圓筒形拉深件的修邊余量 （單位：mm）3.2 工藝計(jì)算拉深件毛坯尺寸計(jì)算的原則：（1）面積相等原則由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對(duì)于不變薄拉深，假設(shè)材料厚度拉深前后不變，拉深毛坯的尺寸按“拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面積”的原則來確定(毛坯尺寸確定還可按

26、等體積，等重量原則)。（2）形狀相似原則拉深毛坯的形狀一般與拉深件的橫截面形狀相似。即零件的橫截面是圓形、橢圓形時(shí)，其拉深前毛坯展開形狀也基本上是圓形或橢圓形。對(duì)于異形件拉深，其毛坯的周邊輪廓必須采用光滑曲線連接，應(yīng)無急劇的轉(zhuǎn)折和尖角。拉深件毛坯形狀的確定和尺寸計(jì)算是否正確，不僅直接影響生產(chǎn)過程，而且對(duì)沖壓件生產(chǎn)有很大的經(jīng)濟(jì)意義，因?yàn)樵跊_壓零件的總成本中，材料費(fèi)用一般占到60 %以上。1）查沖壓手冊(cè)表4-4選取修邊余量2）按公式計(jì)算毛坯直徑d = =135.3計(jì)算得d=135.3mm.取d=136mm.所示為帶凸緣圓筒形件及其坯料。通常，當(dāng)dt/d=1.11.4時(shí)，稱為窄凸緣圓筒形件；當(dāng)dt/

27、d1.4時(shí)，稱為寬凸緣圓筒形件。圖3.2 帶凸緣圓筒形件及其坯料本次設(shè)計(jì)dt/d=72/58=1.24<1.4,所以為窄凸緣圓筒形件.帶凸緣圓筒形件的拉深看上去很簡單，好象是拉深無凸緣圓筒形件的中間狀態(tài)。但當(dāng)其各部分尺寸關(guān)系不同時(shí)，拉深中要解決的問題是不同的，拉深方法也不相同。當(dāng)拉深件凸緣為非圓形時(shí)，在拉深過程中仍需拉出圓形的凸緣，最后再用切邊或其他沖壓加工方法完成工件所需的形狀。(1)拉深方法 窄凸緣圓筒形件的拉深 窄凸緣圓筒形件是凸緣寬度很小的拉深件，這類零件需多次拉深時(shí)，由于凸緣很窄，可先按無凸緣圓筒形件進(jìn)行拉深，再在最后一次工序用整形的方法壓成所要求的窄凸緣形狀。為了使凸緣容易成

28、形，在拉深的最后兩道工序可采用錐形凹模和錐形壓料圈進(jìn)行拉深，留出錐形凸緣，這樣整形時(shí)可減小凸緣區(qū)切向的拉深變形，對(duì)防止外緣開裂有利。例如圖5-18所示的窄凸緣圓筒形件，共需三次拉深成形，第一次拉成無凸緣圓筒形工序件，在后兩次拉深時(shí)留出錐形凸緣，最后整形達(dá)到要求。(2)拉深特點(diǎn)與無凸緣圓筒形件相比，帶凸緣圓筒形件的拉深變形具有如下特點(diǎn)： 帶凸緣圓筒形件不能用拉深系數(shù)來反映材料實(shí)際的變形程度大小，而必須將拉深高度考慮進(jìn)去。因?yàn)椋瑢?duì)于同一坯料直徑d和筒形部分直徑d，可有不同凸緣直徑dt和高度h對(duì)應(yīng)，盡管拉深系數(shù)相同(m=d/d)，若拉深高度h不同，其變形程度也不同。生產(chǎn)實(shí)際中，通常用相對(duì)拉深高度h/

29、d來反映其變形程度。 寬凸緣圓筒形件需多次拉深時(shí)，第一次拉深必須將凸緣尺寸拉到位，以后各次拉深中，凸緣的尺寸應(yīng)保持不變。這就要求正確地計(jì)算拉深高度和嚴(yán)格地控制凸模進(jìn)入凹模的深度?？紤]到在普通壓力機(jī)上嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模的深度比較困難，生產(chǎn)實(shí)踐中通常有意把第一次拉入凹模的材料比最后一次拉入凹模所需的材料增加3%5%（按面積計(jì)算），這些多拉入的材料在以后各次拉深中，再逐次擠入凸緣部分，使凸緣變厚。工序間這些材料的重新分配，保證了所要求的凸緣直徑，并使已成形的凸緣不再參與變形，從而避免筒壁拉裂的危險(xiǎn)。這一方法對(duì)于料厚小于0.5mm的拉深件效果更為顯著。(3)帶凸緣圓筒形件的拉深變形程度帶凸緣筒件的拉

30、深系數(shù)為： mt=d/d （5-6）式中 mt帶凸緣圓筒形件拉深系數(shù)；d拉深件筒形部分的直徑；d坯料直徑。3）4） dt/d=72/58=1.245） h/d=65/58=1.126） mt=d/d=58/136=0.43查表4-20得，首次拉伸最大高度比0.56-0.72，而工件高度比為，故工件一次拉不出來。 圓筒形件的拉深系數(shù)和拉深次數(shù) 所謂拉深系數(shù)即每次拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯(或半成品)直徑的比值(圖4-48)以m表示它是衡量拉深變形程度的指標(biāo)。它的倒數(shù)稱拉深程度也稱拉深比。表示為:第一次批深系數(shù) 第二次拉淋系數(shù) 第n次拉深系數(shù) （ m < 1）帶凸圓筒形件多次拉深時(shí)，第

31、一次拉深的最小拉深系數(shù)列表于4-21。表 421 帶凸圓筒形件第一次拉深時(shí)的拉深系數(shù)m1 查表4-21得m1=0.51,選取實(shí)際拉深系數(shù)稍大于極限拉深系數(shù)者，故暫定第一次拉深直徑62mm，再確定以后各次拉深直徑。 拉深系數(shù)愈小每次拉深工序毛坯的變形程度愈大，所需要的扎深工序也愈少。拉深系數(shù)是拉深工藝計(jì)算中的主要工藝參數(shù)之一。通常用它來決定拉深的順序和次數(shù)。4）選擇拉伸系數(shù)采用查表法:表4-22 圓筒形件用壓邊圈拉深時(shí)的拉深系數(shù) 查表4-21 查得m2 = 0.76-0.78, d2=620.78=48取d2=56mm 5）合理選擇各次拉伸的圓角半徑 根據(jù)關(guān)系: 取各次（即半成品的底部圓角半徑）

32、分別為： =3mm, =2mm排樣圖如圖3.2所示：圖3.2落料拉伸排樣圖3.3凸模和凹模的間隙拉深模間隙是指單面間隙，間隙的大小對(duì)拉深力，拉深件的質(zhì)量，拉深模的壽命都有影響，若c值大小，凸緣區(qū)變厚的材料通過間隙時(shí)，校正和變形的阻力增加，與模具表面間的摩擦，磨損嚴(yán)重，使拉深力增加，需件變薄嚴(yán)重，甚至拉破，模具壽命降低。間隙小時(shí)得到的零件側(cè)壁平直而光滑，質(zhì)量較好，精度較高。間隙過大時(shí)，對(duì)毛坯的校直和擠壓作用減小，拉深力降低，模具的壽命提高，但零件的質(zhì)量變差，沖出的零件側(cè)壁不直。因此拉深模的間隙值也應(yīng)合適，確定c時(shí)要考慮壓邊狀況，拉深次數(shù)和工件精度高。其原則是：即要考慮材料本身的公差，又要考慮板料

33、的增厚現(xiàn)象，間隙一般都比毛坯厚度略大一些。不用壓邊圈時(shí)，考慮到起皺的可能性取間隙值為：c=（11.1）tmax有壓邊圈時(shí)，間隙數(shù)值也可按表4.6.3取值（沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)），此工件的拉深間隙可取，c=1.1mm落料沖裁間隙取c=0.053.4 凸模，凹模的尺寸及公差工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺寸及公差決定，因此除最后一道拉深模的尺寸公差需要考慮外，首次及中間各道次的模具尺寸公差和拉深半成品的尺寸公差沒有必要做嚴(yán)格限制。這是模具的尺寸只取等于毛坯的過渡尺寸即可。此工件內(nèi)形尺寸公差有要求，故以凸模為基準(zhǔn)，先定凸模尺寸考慮到凸?；静荒p，以及工件的回彈情況，凸模開始尺寸不要取得過大。落

34、料尺寸205，凹模尺寸 206.2，凸模尺寸202.8落料凸模刃口尺寸 落料凸模磨損后增大的尺寸，按式（2-36）進(jìn)行計(jì)算： 即 =（+-） （2-36）=（-+-）公差為it14級(jí)時(shí)磨損補(bǔ)償系數(shù)=0.5。按板料厚度0.8mm，查表2.3知，=0.120mm。則按上式計(jì)算落料凸模的刃口尺寸分別為：136=（136-0.5×0.47+0.47/4-0.120）=135.77落料凸模磨損后減小的尺寸，按式（2-37）進(jìn)行計(jì)算： 即 =（-+） （2-37） =（+-+）凸、凹模間隙查表2.3，知=0.5mm，=2mm；則，=+=0.5+2=2.5mm （2-38）此拉深模中的凹模按照落料

35、凸模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配做，雙邊最小間隙為0.5mm，最大間隙不得超過2.5mm。查手冊(cè)，由制件外形尺寸可得，制造公差為=0.14mm; 精度it14級(jí)，x=1。 凸模p=0.016mm,凹模d=0.024mm 凹模： dd=(d-x)+d =（122-1*0.14)+0.024 =121.86+0.024 mm第一次拉深時(shí)，拉深件的外徑尺寸為mm。由式 以上各式中，沖頭制造偏差及按公差it8選取，其值都為0.072，間隙c可查表取值。有 故第一次拉深時(shí)拉深凸、凹模尺寸為、。3.5 凸模、凹模圓角半徑拉深時(shí)，材料在經(jīng)過凹模圓角時(shí)不僅因?yàn)榘l(fā)生彎曲變形需要克服彎曲阻力，還要克服因相對(duì)流動(dòng)引起的磨檫阻力

36、，所以rd大小對(duì)拉伸工件的影響非常大。主要有以下影響：1）拉伸力的大??；2）拉伸件的質(zhì)量；3）拉伸模的壽命。rd小時(shí)材料對(duì)凹模的壓力增加，磨檫力增大，磨損加劇，使磨具的壽命降低。所以rd的值即不能太大，也不能太小。在生產(chǎn)上一般應(yīng)盡量避免采用過小圓角半徑，在保證工件質(zhì)量的前提下盡量取大值，以滿足模具壽命要求。通?？砂唇?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：rd=式中d為毛坯直徑或上道工序拉深件直徑；d為本道拉深后的直徑rd應(yīng)大于或等于2t，若其值小于2t，一般很難拉出，只能靠拉深后整形得到所需零件，故可取rd=1.0mm凸模圓角半徑對(duì)拉深工序的影響沒有凹模圓角半徑大，但其值也必須合格，一般首次拉深時(shí)凸模圓角半徑為rp=（

37、0.71.0）rd這里取rp =1.0rd=1.0mm3.6拉伸落料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凹模洞的類形常用凹模洞口的類形如圖6所示： 圖 6其中圖a、b、c為直筒式刃的凹模，其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復(fù)雜的精密制件。但因廢料（或制件的聚集而增大了推件力和凹模的脹裂力，給凸、凹模的強(qiáng)度都帶來了不利的影響。一般復(fù)合模上出件的沖裁模用圖a、c型，下出件的沖裁模用圖b或圖a型，圖d、e型是錐筒式刃口，在凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大（如300時(shí)，刃磨0.1mm時(shí)，其尺寸增大0.0017mm凹模錐角，后角和洞

38、高度h，均隨制件材料厚度增加而增大，一般取15302030 h=4-10mm綜上所述及其對(duì)工件孔分析，選擇b型凹模洞口，取h=6mm20（2）凹模的外形尺寸凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度，剛度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的如圖7所示凹模的厚度為:1+ kb (15)凹模壁厚度為c=(1.52)h (3040mm)式中b為沖裁件的最大外形尺寸；k為系數(shù),是考慮板料厚度影響的系數(shù)可以沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表282中查得代入數(shù)據(jù)可得沖孔凹模 h=15mm c=30mm落料凹模h=0.35×81=28.35mm

39、 c=40mm4彈頂和推出裝置彈頂裝置由彈簧元件組成裝于模具的下面通過頂桿起到推料的作用，彈頂裝置通常在壓力機(jī)的工作臺(tái)孔中，彈頂裝置結(jié)構(gòu)形式見表11-26實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)，具體結(jié)構(gòu)及尺寸見裝配圖及零件圖所示，見圖表（10）設(shè)計(jì)模具時(shí)選用標(biāo)準(zhǔn)的彈簧。已知沖裁時(shí)卸料為 fq=3.8 可選圓鋼絲螺壓縮彈簧，由表11-28查得d=8.0mm d2=50mm f=1990n. dmax=38mmdmin=62mm; 節(jié)距p=14.9mm5、導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱 導(dǎo)套）導(dǎo)向裝置指得是模架上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套。模具在開模，閉模過程中，導(dǎo)柱和導(dǎo)套起導(dǎo)向的作用，使得凸凹模正確的閉合，故此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套需要有嚴(yán)格的配合精度及尺

40、寸要求，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇可以沖壓手冊(cè)中選取，（取h7/h6配合）如圖11 a導(dǎo)柱的具體尺寸為：d=32 l=190mm導(dǎo)套的具體尺寸為(圖11 .b) 圖11d=32d(r6)=45l=105mmh=43mml=25mm油槽數(shù)為2b=3；a=16、固定零件（固定板、墊板）1）墊板的作用是承受凸模和凹模的壓力，防止過大的沖壓，在上下模座上壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板厚度根據(jù)壓力機(jī)的大小選擇，一般取5-12mm，外形與固定板相同，材料45鋼，熱處理后硬度為45-48hrc，如圖12a .b所示：墊板在模具中的受力情況2）固定板 固定板的作用起固定凸、凹模，防止其在沖壓過程中松動(dòng)，造成模具的損

41、壞，固定板的形狀要根據(jù)凸、凹模而定，而外形尺寸與墊板相似。固定板和具體形狀尺寸見零件圖所示。7、連接零件此類零件包括螺釘、銷釘?shù)?，主要作用是?lián)接其它零部伯，使之共同完成工件的制造，螺釘和銷釘可由沖壓手冊(cè)第十章、第七、八章查選，形狀及尺寸見七、八節(jié)圖所示現(xiàn)選螺釘m12 圓柱銷 d=8，則沖壓模上有關(guān)螺釘孔的尺寸見表10-28沖壓手冊(cè)d=27 d=17.5卸料螺釘選m16，具體尺寸見表10-29沖壓手冊(cè)裝配圖如圖3.2所示：圖3.2 拉深落料級(jí)進(jìn)模裝配圖3.7沖壓力計(jì)算及壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的選擇要考慮，沖裁力、拉深力以及卸料力、推件力、頂件力，壓力機(jī)的總噸位應(yīng)大于等以上所有力之和1.3倍，普通刃沖

42、裁模，其沖裁力fp一般可按下式計(jì)算。（1）fp= kptl式中為材料的抗剪強(qiáng)度，l為沖裁周邊總長（mm）,t為材料厚度，系數(shù)kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙的波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均勻）潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取1.3，當(dāng)查不到強(qiáng)度時(shí)，可用強(qiáng)度，b代替，而取kp=1的近似計(jì)算法計(jì)算，材料鋼的強(qiáng)度可以沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表1.4.1查得。 現(xiàn)取，b=350mpafp1=3.14*122*1*350=134078n影響卸料力、推料力和頂件力的因素很多，要精確的計(jì)算出很困難，在實(shí)際生產(chǎn)采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：卸料力：fq=kfp 推料力：fq1=nk1

43、fp頂件力：fq2=k2fp式中： 卸料力系數(shù)，其值為 0.020.06 （薄料取大值，厚料取小值）推件力系數(shù)，其值為0.030.07 （薄料取大值，厚料取小值） 頂件力系數(shù)，其值為0.040.08 （薄料取大值，厚料取小值） n為梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t，h為直刃口部分的高，t為材料的厚度，h取410mm , 現(xiàn)取h=6mm 本模具中只有卸料力和推件力即可則：fq=0.05×134078=6703.9n （2）理論計(jì)算拉深力可以推導(dǎo)，但它使用不便，生產(chǎn)中常利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算拉深力，第一次拉深（一次拉深成形時(shí)）f1=d1tbk1式中b為材料的抗拉強(qiáng)度，k1為系數(shù)，查表4

44、.5.4（沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)）代入數(shù)據(jù)可得f1=3.14*62*1*350*0.45=30662.1n壓邊力:fq=11210n綜上所述：f總=30662.1+11210=41872.1n由實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)p22頁，應(yīng)用壓力機(jī)的選擇查表2-3可選擇j2316型壓力機(jī)。主要組件的裝配1模柄的裝配，因?yàn)樗灸＞叩哪１菑囊陨夏Ｗ南露蛏蠅喝氲?，所以在安裝凸模固定板和墊板之前，應(yīng)先把模柄裝好。模柄與上模座的配合要求是h7/m6.裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將模柄壓入，再加工定儉銷孔或螺紋孔。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有度。2、凸模和裝配，凸模與固定板的

45、配合要求為h7/m6.。裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將凸模固定板內(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，為了保持凸模刀口鋒利還應(yīng)將凸模的端面磨平。3、彈壓卸料板的裝配，彈壓卸料板起壓料和卸料的作用。裝配的保證它與凸模之間具有適當(dāng)?shù)拈g隙，其裝配方法是，將彈壓卸料板 裝入固定板的凸模內(nèi)，在固定板與卸料板之間墊上平行墊塊，并用平等夾板將它們夾緊，然后按卸料板上的螺孔在固定板上抽窩，拆開后鉆固定板上的螺釘穿過孔。4、模架的技術(shù)要求及裝配組成模架的各零件均應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)條件，其中特別重要的是每對(duì)導(dǎo)柱，導(dǎo)套的配合間隙應(yīng)符合要求。裝配成套的模架，多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度）導(dǎo)柱軸心線對(duì)下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對(duì)上模座下面垂直度）應(yīng)符合相應(yīng)精度等級(jí)要求。裝配后