漏油器外殼的落料、拉深、沖孔級進模的設計【畢業(yè)論文絕對精品】

1、摘要冷沖壓加工在我國已有很長的歷史，封建社會時期我國勞動人民純手工打造金、銀和銅飾品，制作各種日用品，就已顯示出精巧的工藝技術，但那時人們勞動強度大，制作時間長，不宜生產(chǎn)大量的生活用品供生活所需，隨著現(xiàn)今科技的進步，工業(yè)發(fā)展，模具在工業(yè)生產(chǎn)中引起了人們的重視。沖壓模具生產(chǎn)產(chǎn)品效率高，能保證工件的精度，實現(xiàn)了自動化，適合大批量生產(chǎn)。未來模具將向全面推廣CAD/CAE/CAM,模具優(yōu)質(zhì)材料及表面處理技術，特種加工，模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)，模具研磨拋光將自動化、智能化，模具自動加工系統(tǒng)方向發(fā)展。本設計是對漏油器外殼的落料、拉深、沖孔級進模的設計，完成的內(nèi)容為：對模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用，模具發(fā)展歷史與現(xiàn)

2、狀，未來模具的發(fā)展前景做了概述。進行零件的形狀、尺寸、精度工藝分析，確定合理的工藝方案，確定工序數(shù)目。確定毛坯尺寸，判斷能否一次拉成，合理排樣，繪制排樣圖，計算沖裁力、推件力、頂件力、卸料力、拉深力，確定壓力中心。確定拉深凸、凹模間隙，計算落料、拉深、沖孔的凸、凹模刃口尺寸。確定凸、凹模結構，并繪制零件圖，設計定位零件，壓料、卸料、出件零部件，設計固定零件，選擇模架標注緊固件。最后繪制模具非標準零件圖，用CAD和UG分別畫出二維與三維裝配圖，三維圖并生成爆炸圖。本設計運用模具使鋼料產(chǎn)生塑性變形，獲得最終需要的零件，這是一種少切削、無切削、多工序重合的生產(chǎn)方法，并且利用級進模生產(chǎn)零件，提高了生產(chǎn)

3、效率，對相似工件的大批量生產(chǎn)具有參考的作用。關鍵詞：漏油器外殼; 落料; 拉深; 沖孔;級進模Abstract Cold stamping has a long history in China. The period of feudal society, our working people handmade gold, silver and copper jewelry, production of daily necessities, Already shows a sophisticated technology, But then the people to the labor in

4、tensity of production a long time, should not produce large amounts of daily necessities for living expenses. With today's advances in technology, industrial development, attracted the attention of people die in industrial production. Stamping mold products, high efficiency, to ensure the precis

5、ion of the workpiece, automated, suitable for mass production. The mold will comprehensively promote the automation of CAD / CAE / CAM, mold-quality materials and surface treatment techniques, special machining, mold scanning and digitizing systems, mold grinding polishing, intelligent, mold automat

6、ic processing system direction.This design is the oil spill shell blanking, deep drawing, Punching Progressive Die Design, Completed as follows : The role of mold in industrial production, mold development history and current situation, future prospects for the development of the mold to do an overv

7、iew. The part shape, size, precision and process analysis , To determine a reasonable process , To determine the process number, To determine the blank size, to determine whether to pull into for a time, Reasonable layout, drawing layout diagram, Calculate the blanking force, pushing pieces of force

8、, the top pieces of force, the discharge power, drawing force, determine the center of pressure. Make sure the convex drawing, the die gap to calculate the convexity of the blanking, deep drawing, punching, and the die edge size. Determine the convex and concave mold structure, and draw the parts di

9、agram, locate the part of the design, binder, discharge, the piece parts, design of fixed parts, select mold label fasteners. Finally draw the mold non-standard parts diagram, draw 2D and 3D assembly drawings, three-dimensional map with CAD and UG, respectively, and generates the exploded diagram.Th

10、e use of design mold steel material of the plastic deformation, to obtain the final parts, this is a little cutting, cutting, multi-process production methods overlap, and progressive die production parts, improve production efficiency, similar to the workpiecehigh-volume production with reference t

11、o the role.Keywords: Oil spill shell; Blanking; drawing; punching; Progressive Die目錄第一章緒論11.1 模具的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀11.2 沖壓模具的發(fā)展趨勢21.2.1 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展21.2.2 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術21.2.3 特種加工技術的發(fā)展2全面推廣CAD/CAM/CAE技術21.2.5 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)31.3 本論文研究的內(nèi)容3第二章沖壓件的工藝分析和模具設計的相關計算42.1 沖壓件的工藝分析42.1.1 工件的設計要求42.1.2 零件結構42.1.3 零件材料42.1.4 尺寸

12、精度52.1.5 沖壓工藝方案的確定52.2 計算毛坯尺寸62.2.1 判斷能否一次拉成62.2.2 壓邊的條件72.3 排樣方式的確定及計算7毛坯排樣原則72.4 沖裁模刃口尺寸計算的原則92.4.1 沖裁凸、凹模刃口尺寸計算92.4.2 刃口尺寸的計算102.5 拉深模工作部分尺寸計算132.5.1 凹模圓角半徑132.5.2 凸模圓角半徑132.5.3 拉深模凸、凹模間隙的確定142.5.4 拉深模工作部分尺寸計算142.6 沖壓力的計算152.6.1 沖裁力的計算152.6.2 卸料力、推件力和頂件力的計算152.7 拉深工藝力的計算162.7.1 拉深力的計算162.7.2 壓邊力的

13、計算172.8 壓力中心的確定17第三章沖壓設備的選擇193.1沖壓設備類型的選擇193.2 沖壓設備規(guī)格的確定19第四章模具主要零部件結構設計與總體設計214.1 工作零件的設計214.1.1 凸模設計21凹模設計214.2 定位零件224.2.1 彈簧彈頂擋料銷、導正銷224.2.2 導料板234.3 卸料與出件零部件234.3.1 卸料板23彈頂器和頂件裝置234.4 凸、凹模固定板244.5 墊板244.6 緊固連接件244.7 模柄和模架的選擇254.8 模具總體結構的設計26第五章小結29參考文獻30附錄31致謝32第一章 緒論1.1 模具的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀據(jù)文獻記載，我國勞動人民遠

14、在青銅時期就已發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性能，到戰(zhàn)國時代就能練劍淬火。我們的祖先在2300多年前，就已經(jīng)用沖壓模具制造各種兵器和日用品，這說明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就已顯示精巧的工藝技術和高超的藝術水平。到了1953年，中國的長春第一汽車制造廠首次建立了沖模車間，并于1958年開始制造汽車覆蓋件模具1。我國開始生產(chǎn)精沖模是在20世紀60年代，經(jīng)過多年的發(fā)展，如今我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字）各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。到了21 世紀，隨著計算機軟件的發(fā)展和進步，CAD/CAE/CAM 技術漸漸成熟并開始普及，我國沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術，一些國內(nèi)

15、大型企業(yè)也具備了CAE能力。目前我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達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，精度達到12m，壽命二億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，仍具有較大的差異，一些大型、精密、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。而一些低檔次的簡單沖模，則已供過于求。德國一直以高超的加工技藝和出產(chǎn)精密機械、工

16、具而著稱，其模具業(yè)也充分體現(xiàn)了這一特點，在這個充滿競爭的社會中，德國模具行業(yè)多年保持住了在國際市場中的強勢地位，出口率一直穩(wěn)定在33%左右。美國EDS公司、Parametric Technology公司、CV公司分別擁有UG、 Pro/Engineer、CADSS軟件，模具設計制造普遍應用CAD/CAE/CAM技術，加工工藝、檢驗檢測配套了先進設備，大型、復雜、精密、長壽命、高性能模具的發(fā)展達到領先水平。新加坡是一個只有300萬人口的小國，他們國家擁有各種類型模具以及精密加工相關企業(yè)超過1000多家，模具年產(chǎn)值超過45億人民幣，在亞洲模具業(yè)中有著相當重要的影響力和作用。新加坡65%以上企業(yè)生產(chǎn)

17、的模具都是為電子相關業(yè)配套的，生產(chǎn)的模具不是大型的，但都是高精密、高水平的模具。1.2沖壓模具的發(fā)展趨勢模具材料、制造模具的技術以及人才因素是發(fā)展模具工業(yè)的關鍵，模具工業(yè)發(fā)展的一個關鍵因素是模具技術的發(fā)展，為推進我國社會主義現(xiàn)代化建設，適應各部門發(fā)展的需要，還需要模具工業(yè)進一步技術結構，為此，模具發(fā)展方向應該為適應模具產(chǎn)品“精度高”、“質(zhì)量好”、“交貨期短”和“價格低”的目標服務，朝下列幾個方向發(fā)展： 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。1.2.2

18、優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。1.2.3 特種加工技術的發(fā)展電火花加工向著精密化、微細化方向發(fā)展。在簡化電極準備、簡化編程和操作、提高加工速度以及不斷降低設備制造成本上也做了大量研究和實踐。在其他機械特種加工（如磨料流動加工、噴水加工、低應力磨削、超聲波加工等）和特種加工（如電子束加工、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等）已經(jīng)進入實用階段，在各自的特殊

19、加工領域發(fā)揮著重要作用。1.2.4全面推廣CAD/CAM/CAE技術模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。1.2.5 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已

20、有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用1。1.3本論文研究的內(nèi)容本文研究冷沖壓模具級進模的設計過程，其中涉及到了落料、拉深和沖孔工序，從分析沖壓件的工藝性開始，確定加工制件的工藝方案，確定毛坯尺寸及排樣方式，對沖裁拉深的凸模和凹模刃口進行計算，進行沖壓力與拉深力的計算，得出總壓力，確定模具的壓力中心，選擇合適的沖壓設備，對冷沖壓模具主要組成零件的結構和模具的總體結構進行設計。第二章 沖壓件的工藝分析和模具設計的相關

21、計算2.1 沖壓件的工藝分析2.1.1 工件的設計要求工件簡圖如下：圖2-1 工件圖（二維）圖2-2 工件圖（三維）工件名稱：漏油器外殼工件材料：08鋼生產(chǎn)批量：大批量材料厚度：2mm尺寸精度：IT102.1.2 零件結構該零件是帶有凸緣的旋轉體制件，料厚t=2mm，沒有厚度不變的要求，零件形狀簡單、對稱，圓角半徑R=4mm2t，符合拉深對圓角半徑的要求，不用加整形工序。尺寸110±0.25為IT12級，其余尺寸為自由公差，拉深底部孔徑d分別為6.5和20，滿足dd4-2r+t=76-2×42=70mm，符合孔位設計要求,在拉伸件上沖孔時，為免沖孔時凸模受水平推力而折斷，孔

22、邊與零件直壁之間應保持一定的距離，此距離應滿足aR+0.5t2，由零件外形尺寸計算得a=6.75，滿足沖孔的條件。2.1.3 零件材料工件材料為08鋼，具有低強度、高韌性、塑性好的性能，適合作沖裁、拉深的材料。2.1.4 尺寸精度工件精度為IT12，沖裁件的經(jīng)濟精度一般不高于IT11級，最高可達IT8IT10，沖孔比落料高一級，拉深間的尺寸精度應在IT13級以下，不以高于IT11級，所以該零件利用普通沖裁拉深可以達到零件圖樣的要求2。沖壓工藝方案的確定對零件結構、材料、精度分析后，得出以下三種方案：方案一：落料-拉深-沖孔，采用單工序模具，則需要三套模具。方案二：落料-拉深-沖孔，采用復合模具

23、，即只需要一套模具。方案三：落料-拉深-沖孔，采用級進模具，只需要一套模具。方案比較：方案一:單工序模生產(chǎn)效率低，沖壓精度不高，模具復雜程度、制作精度都較低，沖壓設備能力較小，而且加工這樣一個工藝需要三套模具，三臺設備，模具制造費用大，所以方案一不合理。方案二:采用復合模，模具制造難度加大，模具結構較復雜，模具制造周期較長，模具成本較高，所以方案二不合理。因工件的結構較為簡單且關于軸對稱，采用級進模具制造工件，生產(chǎn)效率高，成本不是太高，并且適合大批量生產(chǎn)，避免了復合模最小壁厚的問題，綜上所述，所以采用方案三。當使用方案三級進模生產(chǎn)，由于零件包括落料、拉深、沖孔等幾個基本工序，所以有以下兩種方案

24、：方案一：第一工位：落料第二工位：拉深第三工位：沖孔方案二：第一工位：落料第二工位：沖孔第三工位：拉深方案三：第一工位：拉深第二工位：沖孔第三工位：落料對于以上三種方案都是用級進模生產(chǎn)，級進模工序排樣的原則是先安排沖孔、切槽、切口等沖裁工序，在安排彎曲、拉深、成形等工序，但考慮到，最后拉深可能會造成前面沖成的孔變形，如果最后落料，材料大，前面的拉深容易把材料拉破，所以選用方案一。圖2-3 計算毛坯尺寸涉及的尺寸圖2.2 計算毛坯尺寸單工序拉深模的毛坯是單個的，級進模的坯料則是條料。為了拉深計算的需要，級進模的拉深也要像單個毛坯一樣計算毛坯直徑。計算毛坯直徑是根據(jù)拉深成形以后，工件的表面積與毛坯

25、面積相等的原理，進行毛坯直徑的計算。因dt/d=110/78=1.41, dt=110,查表手冊3得=4.3修邊前凸緣直徑分別為:d凸= dt+2×4.3=118.6mm;d1=80-2×（2+4）=68mm;d2=80-2=78mm; d3=80+2 ×4=88mm;d4=d凸=118.6mm;h=34-2×（2+4）=22mm;r= 4+1=5mm。d1、d2、d3、d4、r的尺寸標注如圖（2-3）。查沖壓模具設計3續(xù)表4.5知毛坯的計算公式為：（2-1）=150.69mm所以毛坯直徑為D=150.96mm判斷能否一次拉成材料的相對厚度t/D

26、5;100=1.32，凸緣的相對直徑d凸/d2=118.6/78=1.52，由手冊3查得，第一次拉深的極限拉深系數(shù)m1=0.46，工件總的拉深系數(shù)mt =d2/D=78/150.96=0.52,工件第一次拉深的最大相對高度h1/d1為0.420.533，零件的相對高度h/d2=32/78=0.41，由以上可知零件總拉深系數(shù)mt 大于第一次拉深系數(shù)m1,零件的相對高度h/d小于工件第一次拉深的最大相對高度值，所以該零件可以一次拉深成形。2.2.2 壓邊的條件因零件一次可拉深成形，拉深系數(shù)m=d2/D=78/150.96=0.52，當t/D0.045（1-m）時毛坯不起皺，即不采用壓邊圈，t/D=

27、2/150.96=0.0130.045(1-0.52)=0.021,所以需要采用壓邊裝置。2.3 排樣方式的確定及計算設計級進模首先要設計條料排樣圖。根據(jù)材料經(jīng)濟利用程度，排樣方法可分為以下3種：有廢料排樣法，少廢料排樣法，無廢料排樣法3。無論是采用有廢料或少廢料，無廢料排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方式，又有直排、斜排、對排、混合排的排列方式。毛坯排樣原則材料利用率要盡量高,便于完成后續(xù)加工工序，生產(chǎn)率要高，便于操作，安全性要好。綜合考慮材料經(jīng)濟利用程度與工件形狀的分析，為了盡可能地提高材料利用率，可以初擬以下幾種排樣設計方案：（a）方案一 （b）方案二（c）方案三 (d)方案四圖2-4

28、排樣圖第一種方案條料寬度合適，圓筒形件的毛坯直徑為150.96mm，加上沖裁金屬材料的搭邊值，不至于條料太窄，也不影響加工質(zhì)量，且可以使模具的寬度不至于較長。而第二種方案和第三種方案，會使模具寬度增加，模具結構比第一種復雜，不利于提高生產(chǎn)率。所以優(yōu)先考慮零件加工質(zhì)量和模具結構的簡單化，選用第一種方案。查手冊3表2-16得最小搭邊值a=3mm，b=2mm，a、b如圖2-4（d）所示。計算材料在一個步距內(nèi)的利用率：沖裁件的實際面積：F0=3.14×（150.96/2）2-3.14×4×（6.5/2）2-3.14×（20/2）2 (2-2)=17442.64m

29、m2條料寬度B=150.96+2a=156.96mm (2-3)條料進距L=150.96+b=152.96mm (2-4)查手冊表3得材料利用率計算公式為： (2-5)式中：材料利用率（%）；F0單個沖裁件的實際面積(mm2)；n該條料上所能沖制出的沖裁件個數(shù)；L條料的長度(mm)；B條料的寬度(mm)；值越大，說明廢料越少，材料利用率越高。2.4 沖裁模刃口尺寸計算的原則 （1）當設計落料模時，由于落料件尺寸與凹模刃口公稱尺寸相等，所以應先確定凹模尺寸，間隙取在凸模上；考慮到?jīng)_裁模過程中模具的磨損，凹模刃口尺寸將會越磨越大，因此，凹模刃口的基本尺寸應需取工件尺寸公差范圍的較小尺寸，才能保證磨

30、損到一定程度時，仍能沖制出合格的零件；凸、凹模之間的間隙取最小合理間隙值，以保證模具磨損到一定程度時，間隙仍然在合理間隙范圍之內(nèi)4。（2）當設計沖孔模時，因工件的尺寸等于凸模刃口公稱尺寸，故應先確定凸模尺寸，間隙取在凹模上，考慮沖裁過程中模具的磨損，凸模刃口尺寸越磨越小，因此，凸模刃口的基本尺寸需取工件尺寸公差范圍較大尺寸，以保證凸模磨損到一定程度時，還可以使用；凸、凹模之間的間隙取最小合理間隙值4。（3）凸模與凹模的制造公差，主要與沖裁件的精度和形狀有關。一般比沖裁件的精度高23級，如果對刃口精度要求過高，將會增加模具制造成本和難度，生產(chǎn)周期變長；如果對刃口精度要求太低，沖制的零件將不合格。

31、如零件僅為名義尺寸，即未標注公差，對非圓形件按國家標準非配合尺寸公差數(shù)值IT14級處理，而沖模制造公差可按IT11級選?。粚τ趫A形件，一般按IT6IT7級精度制造模具。沖裁凸、凹模刃口尺寸計算（1）分別加工法。分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差，分別進行制造，用凸模和凹模的尺寸及制造公差來保證間隙要求。此方法主要用于沖裁件形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設備加工凸模和凹模的模具。分別加工法加工的凸模和凹模具有互換性，制造周期短，利于成批制造5。（2）單配加工法。用凸模和凹模相互單配的方法來保證合理間隙。加工后凸模與凹模必須配對，沒有互換性。通常，落料件選擇凹模為基準模，沖孔件選擇凸模為基準模。在基

32、準模的零件圖上標注尺寸和公差，在配合的非基準模零件圖上標注與基準模相同的基本尺寸，不標注公差，這種方法多用于沖裁件的形狀復雜、間隙較小的模具。此模具工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床加工落料凸模、凹模、凸模固定以及卸料板等。這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡單化，因此工作零件刃口尺寸的計算就按分別加工的方法來計算。2.4.2 刃口尺寸的計算表2-1凸模，凹模的制造偏差（mm）基本尺寸凸模偏差p凹模偏差d基本尺寸凸模偏差p凹模偏差d18>1830>3080>80120>1201800.0200.0200.0200.0250.0300.020

33、0.0250.0300.0350.040>180260>260360>360500>5000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070沖裁凸、凹模的間隙主要與材料的厚度種類有關。查手冊3表2-23得Z min=0.246mm，Zmax=0.36mm。當凸模與凹模分開加工時，其公差應保證如下關系：|p|+|d|Zmax- Z min (2-6)式中：p、d凸、凹模制造公差(mm)；Zmax、Z min最大、最小合理間隙(mm)。（1）落料：基本尺寸為150.96mm， p =-0.03，d=0.04校核，由式（2-6）得：0.070.1

34、14所以滿足間隙公差尺寸。根據(jù)沖裁模刃口尺寸計算原則，落料應先確定凹模刃口尺寸，間隙取在凸模上，從手冊3表2-27中查得=0.75，其計算公式如下： (2-7)mm (2-8)mm式中：DP ,Dd落料凸模與凹模尺寸(mm)；工件的制造公差(mm)；D落料件的基本尺寸(mm)；Z min最小合理間隙（雙面）(mm)；p 、d凸、凹模制造公差(mm)； 磨損系數(shù)從手冊表32-27中查得=0.75。（2）沖20的孔：基本尺寸為20mm，由表2-1得 p =-0.02，d=0.025校核，由式（2-6）得：0.0450.114所以滿足間隙公差尺寸。根據(jù)沖裁模刃口尺寸計算原則，沖孔應先確定凸模刃口尺寸

35、，間隙取在凹模上，從手冊3表2-27中查得=0.75，從手冊3表1-61中查得=+0.52其計算公式如下： (2-9)mm(2-10)mm 式中：dP ,dd沖孔凸模與凹模尺寸(mm)；工件的制造公差(mm)；d落料件工件孔的基本尺寸(mm)；Z min最小合理間隙（雙面）(mm)；p 、d凸、凹模制造公差(mm)； 磨損系數(shù)。（3）沖6.5的孔：基本尺寸為6.5mm，查表5-1得 p =-0.02，d=0.02校核，由式（2-6）得：0.040.114所以滿足間隙公差尺寸。根據(jù)沖裁模刃口尺寸計算原則，沖孔應先確定凸模刃口尺寸，間隙取在凹模上，從手冊3表2-27中查得=0.75，從手冊表1-6

36、1中查得=+0.36其計算公式如下：(2-11)mm(2-12)mm式中：dP ,dd沖孔凸模與凹模尺寸(mm)；工件的制造公差(mm)；d落料件工件孔的基本尺寸(mm)；Z min最小合理間隙（雙面）(mm)；p 、d凸、凹模制造公差(mm)； 磨損系數(shù)。（4）沖直徑為8mm的導正孔，凸、凹模制造公差分別為p =-0.02，d=0.02校核，由式（2-6）得：0.040.114所以滿足間隙公差尺寸。根據(jù)沖裁模刃口尺寸計算原則，沖孔應先確定凸模刃口尺寸，間隙取在凹模上，從手冊3表2-27中查得=0.75，從手冊表1-61中查得=+0.36其計算公式如下： (2-13)mm(2-14)mm式中：

37、dP ,dd沖孔凸模與凹模尺寸(mm)；工件的制造公差(mm)；d落料件工件孔的基本尺寸(mm)；Z min最小合理間隙（雙面）(mm)；p 、d凸、凹模制造公差(mm)； 磨損系數(shù)。2.5拉深模工作部分尺寸計算2.5.1 凹模圓角半徑凹模圓角半徑越大，材料易進入凹模，但過大，材料易起皺。因此，在材料不起皺的前提下，宜取大一些。拉深凹模圓角半徑計算公式3計算：（2-15）mm式中：凹模圓角半徑(mm)；D坯料直徑(mm)；d凹模內(nèi)徑（當工件材料厚t1mm時，取拉深時工件的中線尺寸），(mm)；t材料厚度(mm)。凸模圓角半徑凸模圓角半徑過小，會使坯料在此受到過大的彎曲變形，導致危險斷面材料嚴重

38、變薄甚至拉裂；過大，會使坯料懸空部分增大，容易產(chǎn)生“內(nèi)起皺”現(xiàn)象。一般。=（0.71.0） (2-16)=(0.71.0)9.66=6.769.66mm取=8.21mm2.5.3 拉深模凸、凹模間隙的確定拉深模的凸、凹模間隙對拉深力、拉深件質(zhì)量、模具壽命等都會有較大的影響。間隙小時，拉深力大，模具磨損也大，但拉深件回彈小，精度高。間隙過小，會使拉深件壁部嚴重變薄甚至拉裂。間隙過大，拉深時坯料容易起皺，而且口部的變厚得不到消除，拉深件出現(xiàn)較大的錐度，精度較差。對有壓料裝置的拉深，查手冊3表4-54間隙系數(shù)K=0.1，凸、凹模單邊間隙計算公式如下 (2-17)mm式中：材料厚度的最大極限尺寸(mm

39、)；t 材料厚度的基本尺寸(mm)；K系數(shù)。2.5.4 拉深模工作部分尺寸計算（1） 凹模尺寸計算公式查手冊3表4-56如下，工件的制造公差查手冊表1-61 =-0.74，查手冊3表4-56凹模的制造公差=0.12。 (2-18)mm式中：凹模尺寸(mm)；D拉深件外形基本尺寸(mm)；工件的制造公差(mm)；凹模的制造公差(mm)。（2）凸模尺寸計算公式查手冊3表4-56如下，工件的制造公差查手冊表1-61 =-0.74，查手冊表4-56凹模的制造公差=0.08mm。 (2-19)mm式中：凸模尺寸(mm)；D拉深件外形基本尺寸(mm)；工件的制造公差(mm)；凸模的制造公差(mm)。2.6

40、沖壓力的計算沖裁力的計算沖裁力的大小主要與材料的力學性能、厚度和工件將要實施沖裁的周邊長度有關。沖裁力的計算公式用，查手冊3表1-20得材料的抗剪強度=255353MPa,取=310MPa，料厚2mm，沖裁部位有第一工位落料，第三工位20mm孔，4個6.5的孔，落料沖孔的總周長為L=×（150.96+20+4×6.5+2×8）=668.69mm，則沖裁力為 (2-20)式中：L沖裁件的沖裁長度(mm)；t板料厚度(mm)；材料的抗剪強度(MPa)。卸料力、推件力和頂件力的計算無論采用何種刃口沖模，沖裁工件完成后，由于彈性變形，在板料上沖裁出的廢料（或工件）孔沿著徑

41、向發(fā)生彈性收縮，會緊箍在凸模上。而沖裁下來的工件（或廢料）徑向擴張，并因要力圖恢復彈性彎曲，會卡在凹?？變?nèi)，為了使沖裁過程連續(xù)，操作方便，就需把套在凸模上的板材卸下，把卡在凹模內(nèi)的沖件或廢料排出。從凸模上將零件或廢料卸下來所需要的力稱卸料力，順著沖裁方向將零件或廢料從凹模腔內(nèi)推出的力稱推件力，逆著沖裁方向將零件或廢料從凹模腔內(nèi)頂出的力稱頂件力。、和與沖件輪廓形狀、沖裁間隙、材料種類和厚度、潤滑情況、凹模洞口形狀等因素有關，要準確計算這些力是困難的，在實際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗公式計算： (2-21) (2-22) (2-23)查手冊3表2-29卸料力系數(shù)=0.055, 推件力系數(shù)=0.06,頂件力

42、系數(shù)為0.040.05取=0.05。由式（2-21）、（2-22）、（2-23）得：NNN式中：沖裁力(N)；卸料力系數(shù)；推件力系數(shù)；頂件力系數(shù)；n堵在凹模內(nèi)的沖件數(shù)。2.7拉深工藝力的計算拉深力的計算查手冊3表4-36得修正系數(shù)K=0.9，抗拉強度，取 (2-24)MPa式中：F拉深力(N);d工件的直徑（按中性層計算）(mm)；t板料厚度(mm)；拉深件材料的抗拉強度(MPa)；K修正系數(shù)；與拉深系數(shù)有關。壓邊力的計算查手冊3表4-42取單位面積壓邊力p=2.3，壓邊力計算： (2-25)N式中：Fy壓邊力(N)；p單位面積壓邊力(MPa)；D毛坯直徑(mm)；d拉深后工件的直徑(mm)；

43、凹模圓角半徑(mm)。則總壓力為 (2-26)KN故取總壓力=693KN。2.8 壓力中心的確定沖壓時模具壓力中心要與模具幾何中心重合。因此，設計模具時，要使模具的壓力中心通過模柄的軸線，否則沖裁時會產(chǎn)生偏心沖擊，形成偏心載荷，使沖裁間隙產(chǎn)生波動，沖模刃口磨損不均，影響沖件質(zhì)量和模具壽命。圖2-5 壓力中心計算相關尺寸圖各沖裁周邊的長度為mmmmmm壓力中心的計算式如下：(2-27)mm(2-28)mm故該制件的壓力中心位置為：X=309.95mm，Y=75.48mm。第三章 沖壓設備的選擇3.1沖壓設備類型的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇

44、設備的類型。對于中小型的沖裁件，彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要采用開式機械壓力機。盡管開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形將會沖裁模的間隙分布有一定的破壞，降低模具的使用壽命或沖裁件的表面質(zhì)量。可是，由于它提供了非常方便的操作條件和非常容易安裝機械化附屬裝置的特點，讓它成為目前中小型沖壓設備的主要形式。3.2 沖壓設備規(guī)格的確定根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來確定設備的規(guī)格。壓力機的行程大小要適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁、拉深等模具，行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導板分離或滾珠導向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應大于成品零件高度的兩倍以上，

45、以保證毛坯的放進和成形零件的取出。 所選壓力機的閉合高度應與沖模的閉合高度相適應。就是滿足：沖模的閉合高度在壓力的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。壓力機工作臺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空間。對于過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模，對工作臺面的受力條件是不利的。從提高設備的工作剛度、沖壓件的精度及延長設備的觀點出發(fā)，使設備容量有較大的剩余，使設備留有40%30%的余量，即使用設備容量的60%70%，所以選取壓力機公稱壓力為1000KN。查閱參考資料可選取公稱壓力1000KN的開式機械壓力機3，該壓力機的有關系數(shù)為：表3-1 壓力機相關系數(shù)型號JB23-63公

46、稱壓力1000KN發(fā)生公稱壓力時滑塊離下死點的距離10mm滑塊行程固定行程140mm調(diào)節(jié)行程16mm滑塊行程次數(shù)(不小于)60次/min封閉高度最小260mm最大500mm封閉高度調(diào)節(jié)量110mm滑塊中心線至床身距離320mm立柱間距離（不小于）420mm工作臺尺寸前后600mm左右900mm工作臺孔尺寸前后230mm左右420mm直徑300mm墊板尺寸厚度直徑模柄孔尺寸（直徑×深度）60mm×75mm工作臺墊板厚度110mm第四章 模具主要零部件結構設計與總體設計4.1 工作零件的設計4.1.1 凸模設計（1）凸模形式。凸模的形式與一般級進模相似，凸模要有足夠的剛度和強度

47、，便于更換，結構工藝性要好，以便制造，熱處理，檢測及安裝。凸模可分為直通式和加強式（臺階式）兩種，直通式凸模加工容易，可采用線切割加工；而加強式凸模強度和穩(wěn)定性較好，可采用成形磨削等方法加工，但多工位級進模中凸模數(shù)量較多，再加上導正銷等零件的安裝需要占據(jù)位置，使得凸模的安裝空間受到一定的限制，小凸模容易損壞，為方便更換，所以以快換式固定。本設計中落料、沖孔、拉深的凸模都是圓形，對于圓形凸模廣泛采用臺階式結構。所以本設計采用臺階式凸模。結構形式如下：（2）凸模長度的確定。凸模的長度是根據(jù)沖模的整體結構來確定6，用下式進行凸模長度的計算：L=H1+H2+H3+Y （4-1）式中：L凸模長度(mm)

48、；H1凸模固定板厚度(mm)；H2卸料板的厚度(mm)；H3導料板的厚度(mm)；Y附加的長度，包括條料厚度、凸模進入凹模的深度，固定板與卸料板的安全距離等。所以根據(jù)已知數(shù)據(jù)和結構要求，沖孔凸模的尺寸為118mm，拉深凸模的長度為114mm，落料凸模的尺寸為86mm。（3）凸模材料。模具刃口要有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此應有高的硬度與適當?shù)捻g性。對于復雜的中型模具和精密的大型模具常采用9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr12MoV7等。各凸模零件圖詳見附錄，以直徑為20mm凸模為例制作機械加工工藝過程卡見附錄。4.1.2凹模設計凹模的外形一般有兩種形狀：矩形和圓形。凹模尺寸

49、根據(jù)工作、裝配及強度的需要來確定，凹模刃口要求有較高的強度，修磨后尺寸不變，本設計中凹模外形選用矩形形式，計算式如下：H=KL(4-2)c=(1.52)H(4-3)式中：H凹模厚度(mm)；c凹模壁厚(mm)；L沖裁件的最大外形尺寸(mm)；K系數(shù)，考慮板料厚度的影響。因凹模沖裁輪廓超過50mm，需乘以修正系數(shù)。查中國模具設計大典圖20.4-36，修正系數(shù)為1.5,凹模厚度為40mm，所以凹模厚度H=40×1.5=60mm,凹模壁厚 c=(1.52)60=(90-120)mm，所以取H=60mm，c=100mm，長度×寬度為500mm×315mm，材料選用45鋼，

50、淬火HRC5062。凹模零件圖見附錄。4.2定位零件4.2.1 彈簧彈頂擋料銷、導正銷級進模將零件加工內(nèi)容安排在多個工位上順次完成，要求前后工位上工序件的沖切刃口能準確匹配和連接，這就要求工序件在每一工位都能準確定位。級進模有多個工位，在首次沖壓時必須用擋料銷擋料，用以保證條料送進時的步距準確，抵住材料的搭邊，起定位作用，此處選用彈簧彈頂擋料裝置。完成第一道工序后，第二工位用導正銷導正，為了保證被導正定位的條料在正常送進情況下導正銷與導正孔有最大偏心時，仍能得到導正，導正銷直徑d4t，先定d=8mm，沖導正孔凸模的計算看式2-13，導正銷采用凸模形式采用凸模式，導正銷直接安裝在固定板上，采用H

51、7/h6與固定板配合。擋料銷、導正銷材料選用45鋼。最終確定導正銷的直徑：D=dp-0.02t (4-4)×2=8.23mm式中：D導正銷的直徑(mm)；dp沖導正孔凸模的直徑(mm)。彈簧彈頂擋料銷，導正銷結構形式如下：1-擋料銷；2-彈簧圖4-1 彈簧彈頂擋料銷裝置 圖 4-2 導正銷4.2.2 導料板采用條料或帶料沖裁時，一般選用導料板（導尺）或導料銷來導正材料的送進方向。導料板常用于單工序模和級進模，導料銷多用于有彈性卸料板的單工序模，所以此處選導料板，導料板與條料的間隙，取0.51.0mm，導料板的厚度一般為材料厚度的2.54倍。故取導料板的厚度為6mm。4.3 卸料與出件

52、零部件4.3.1 卸料板卸料板有剛性卸料板和彈性卸料板，主要作用是把材料從凸模上卸下，有時也做壓料板以防材料變形或幫助送料導向和保護凸模等。由于剛性卸料板送料操作不方便，特別適用于卸料力較大的簡單沖模，所以此處選彈性卸料板，具有卸料和壓料的雙重作用，提高了工件的平面度。彈性卸料板與凸模的單邊間隙在（0.10.2）t（t為材料厚度），取單邊間隙為0.4mm。彈性卸料板厚度在（515）mm之間取值，取為10mm。此設計為一般沖壓，材料選用碳素工具鋼，淬火硬度4045HRC。4.3.2彈頂器和頂件裝置頂件裝置利用裝于下模部分的彈頂器將工件從下模頂出。此處的彈頂器是聚氨酯彈性體，與彈簧一樣，聚氨酯也用

53、于卸料、壓料和推件等工作，是沖模中常用的彈性元件，其許用負荷比彈簧大，安裝調(diào)整也方便，卸料時選四塊聚氨酯彈性體，卸料力F卸=22802.33N，所以每塊所承受的力為F=22802.33/4=5700.58N，查中國模具設計大典8表22.5-12得聚氨酯直徑D=60mm，自由高度H=32，預壓縮量h=0.2H=0.2×32=6.4mm，預壓縮后的直徑D1=78mm,頂件時選用三塊彈頂器，N，所以每塊所受的力為6909.8N，所選規(guī)格為直徑D=45m，自由高度H= 25mm,壓縮量為0.3×25=7.5mm，壓縮后直徑D1=58mm，以卸料時彈性體為例，結構如下：圖4-3 聚氨酯彈性體4.4凸、凹模固定板凸、凹模固定板主要用于凸模、凹模等零件的固定。其厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，材料一般用Q235A或45鋼制造。4.5墊板墊板的作用主要是承受和分散凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具的正常工作。墊板形狀與凸、凹模固定板相同，厚度一般取412mm，此處取墊板厚度為10mm，材料45鋼，硬度4348HRC。4.6緊固連接件沖模中使用的緊固連接件有螺釘、螺栓、銷、螺母等，應盡量選用標準件，對