摩托車油箱固定盤(pán)成形模具設(shè)計(jì)

摩托車油箱固定盤(pán)成形模具設(shè)計(jì)[摘要]：金屬?zèng)_壓成型工藝主要用于加工板制零件，它不僅可用于加工金屬，有時(shí)也可用于加工非金屬。在沖壓成型時(shí)，板料在模具的作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部分便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的塑性變形，從而獲得具有一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成其加工過(guò)程，生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的，形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品一般不需要再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工便可使用，沖壓過(guò)程一般也無(wú)需加熱毛坯。所以沖壓生產(chǎn)不但節(jié)約金屬材料，而且節(jié)約能源，沖壓產(chǎn)品一般還具有重量輕和剛性好的特點(diǎn)。本文主要介紹了摩托車油箱固定盤(pán)的沖壓模具設(shè)計(jì)的過(guò)程， 經(jīng)工藝分析、工藝計(jì)算，確定了該設(shè)計(jì)工藝流程及沖模結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的模具分別進(jìn)行了分析說(shuō)明， 整個(gè)過(guò)程采用AutoCAD軟件繪制模具的二維裝配圖和零件圖。[關(guān)鍵詞]：固定盤(pán)；落料拉深；二次拉深；壓力機(jī)ThemotorcyclefueltankfixesthedishtotakeshapediedesignZhangHongjuGuideteacher:LeiGaili(ThemechanicalandelectricalengineeringdepartmentoftheArtsandScienceofBaojiUniversity BaoJi.Shanxi721007)Abstract】Stampingismainlyusedinsheetplateforming,whichcanbeusednotonlyinmetalforming,butalsoinnon-metalforming.Instampingforming,undertheactionofdies,theinnerforcedeformingtheplateoccursintheplate.Whentheinnerforcereachesacertaindegree,thecorrespondingplasticdeformationoccursintheblankorinsomeregionoftheblank.Thereforethepartwithcertainshape,sizeandcharacteristicisproduced.Stampingiscarriedoutbydiesandpress,andhasahighproductivity.Mechanizationandactualizationforstampingcanberealizedconvenientlyowingtoitseasyoperation.Becausethestampingpartisproducedbydies,itcanbeusedtoproducethecomplexpartthatmaybemanufacturedwithdifficultybyotherprocesses.Thestampingpartcanbeusedgenerallywithoutfurthermachining.Usually,stampingprocesscanbedonewithoutheating.Therefore,notonlydoesitsavematerialbutalsoenergy.Moreover,thestampingparthasthecharacteristicsoflightweightandhighrigidity.Thistextmainlyintroducedthemotorcyclefueltankfixthedishhurtlestheprocessofpressthediedesign,throughthecraftanalytical,craftcalculation,makingsureshoulddesignthecraft processandblunt moldstructure form.Carriedontheanalyticalelucidationtothediedesignrespectivelyatthesametime, thewholeprocessadoption AutoCADsoftwaredrawstheplanarofthedieassemblediagramandindividualsparepartsdiagram.KeywordFixthedish;deeply;Pulltwotimesdeeply;

FalltoanticipatetopullPressuremachine1 42 53 6474.174.294.394.4144.5154.6224.7255326 347

3637381）從材料方面采用的材料是08F鋼，塑性較好，對(duì)拉深、成型都比較適合。零件的料厚2mm,對(duì)該零件的尺寸來(lái)說(shuō)，成型也沒(méi)有什么困難。（2）零件的形狀及尺寸公差等級(jí)要求 ?53高度處 3200.03部分是帶凸緣的圓筒形零件，可以用拉深得到。圓角R4,相當(dāng)于R=2t,根據(jù)拉深中凸凹模設(shè)計(jì)要求，可以直接拉深出來(lái)；零件形狀較復(fù)雜，要經(jīng)過(guò)翻邊角的控制和圓角尺寸的控制，中間孔采用機(jī)械加工的方法進(jìn)行成型，因此一次成型較難，必須多次成型。綜上所述，該零件可用沖壓方法生產(chǎn)。需要用落料，拉深，翻邊，整形四道工序完成。此次設(shè)計(jì)我選擇了前兩道工序，落料拉深和二次拉深。零件的分析根據(jù)毛坯各部分的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)，將零件分為五個(gè)區(qū)域：Ⅰ——筒底部分這一部分材料受平面拉深，由于凸模圓角處摩擦的制約，筒底材料的應(yīng)力與應(yīng)變均不大，拉深前后的厚度變化甚微，一般只有1%~3％，可忽略不計(jì)。Ⅱ——凸模圓角部分這是過(guò)渡區(qū)，它承受徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力的作用，同時(shí)，在厚度方向由于凸模的壓力和彎曲作用而受壓應(yīng)力的作用。在這個(gè)區(qū)的筒壁與底部轉(zhuǎn)角處稍上的地方，拉深開(kāi)始時(shí)，它處于凸、凹模間，需要轉(zhuǎn)移的材料較少，受變形的程度小，冷作硬化程度低，而又不受凸模圓角出優(yōu)異的摩擦作用，但需要傳遞拉深力的界面計(jì)又較小，所以往往在該處成為整個(gè)拉深件強(qiáng)度最薄弱的地方。通常稱此斷面為“危險(xiǎn)斷面”。如果拉深的變形程度很大。則拉深件可能在此處斷裂，或由于在該處的變薄嚴(yán)重而使零件報(bào)廢。Ⅲ——筒壁部分此處將凸模的拉深力傳遞到凸緣，由于此處是平面應(yīng)變狀態(tài)，且厚向應(yīng)力為零。因此其切向應(yīng)力等于軸向拉應(yīng)力的一半。Ⅳ——凹模圓角這也是一個(gè)過(guò)渡區(qū)，材料的變形比較復(fù)雜，除有凸緣部分相同的特點(diǎn)，即在徑向受拉應(yīng)力和切向受壓應(yīng)力作用外，還由于承受凹模圓角的壓力和彎曲作用而產(chǎn)生壓應(yīng)力。而變形的情況是：經(jīng)過(guò)凹模時(shí)，材料受到彎曲和拉直的作用而被拉長(zhǎng)和變薄，切向也有少量的壓縮變形。Ⅴ——凸緣部分拉深變形的主要區(qū)域。如前所述，該處的材料徑向受拉應(yīng)力的作用，切向受壓應(yīng)力的作用。由于零件主要由直壁，圓角錐面組成，形狀復(fù)雜，因此在確定拉伸成形工藝時(shí)存在以下難點(diǎn)：凸凹面拉深成型時(shí)，材料受雙向拉應(yīng)力作用易使材料變薄，圓角處變薄破裂。凸緣的拉深要控制好壓邊力，壓邊力過(guò)小易起皺，壓邊力過(guò)大凸緣易拉裂，所以在拉伸時(shí)要控制好。工藝方案的選擇經(jīng)工藝分析認(rèn)為，該零件可以采用以下兩種方案成型：1）采用兩套模具：落料模、拉深模；2）采用四套模具：落料拉深、二次拉深、翻邊模、整圓角模。第一種方案用落料、拉深得到，可節(jié)省兩套模具，但材料消耗較多，批量大時(shí)不合理，雖然緊湊但控制難，模具制造成本較高。第二種方案省料，雖然工序增加兩道，但可以用復(fù)合工序來(lái)解決，由于批量較大，采用復(fù)合工序可以縮短生產(chǎn)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。雖步驟較多，但成型容易，降低了模具成本。由于零件材料、厚度和翻邊拉深深度的限制、?30孔采用機(jī)械加工，這些更降低了模具復(fù)雜性。通過(guò)以上的零件工藝分析，決定采用落料拉深模，二次拉深模，翻邊模，整形模四套模具。零件及模具的工藝計(jì)算4.1 零件毛坯尺寸的計(jì)算固定盤(pán)雖然有翻邊，但它先是由凸緣拉深經(jīng)翻邊而來(lái)的， 由于零件的dt/d>1.4 既?110/?53=2.01>1.4 ，所以它屬于寬凸緣筒形件，毛坯尺寸計(jì)算見(jiàn)下。料厚大于1mm，下面均按中線尺寸計(jì)算。4.1.1 確定修邊余量 d由《冷沖模設(shè)計(jì)》表 6-3知：當(dāng)dt/d=?110/?53=2. 01時(shí)取修邊余量 d=3mm.故實(shí)際凸緣直徑：dt=（?110+2×3）=116mm4.1.2 初算毛坯直徑初算毛坯的直徑：D d12 4d2h 2r(d1 d2) 4r2 d42 d32 4-1由圖2得尺寸：d145mm；d255mm；d365mm；d411023116mm；hH2r301020㎜,r1r25mm.代入上式公式 4-1計(jì)算得：D=138.2 mm4.1.3 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）排樣方法的選擇鑒于此種零件落料屬于沖裁范圍，因此排樣應(yīng)遵循以下原則：①提高材料的利用率；②工人操作方便、安全、勞動(dòng)強(qiáng)度??；③模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高；④排樣應(yīng)保證沖裁件的外觀和形狀。遵循以上原則，采用有廢料排樣。（2）搭邊值的確定搭邊用于補(bǔ)償條料的裁剪誤差、送料步距誤差及補(bǔ)償條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差， 使凸凹模刃口雙邊受力，提高模具的使用壽命。由于零件是圓形件，查《冷沖模設(shè)計(jì)》表 3-10得搭邊值a=1.5mm.（3）送料步距與條料寬度的計(jì)算在選定排樣方法與確定搭邊值之后， 就要計(jì)算送料步距與條料寬度，這樣才能畫(huà)出排樣圖。送料步距：A=D+a=138.2+1.5 139.7mm 140mm條料寬度：B(D2a)0(138.231)01142.20114201mm（4）材料利用率的計(jì)算S1D23.14138.22100%4100%S2A75.3%B4140142由于條料寬度和送料步距的確定就可以確定裁板材的方法。 考慮工件進(jìn)程和材料的利用率，因此對(duì)板材應(yīng)進(jìn)行橫裁。（5）排樣圖圖34.2 拉深系數(shù)和拉深次數(shù)的計(jì)算在拉深工藝設(shè)計(jì)時(shí)，必須知道沖壓件是否能一次拉出，還是需要幾道工序才能拉出。正確解決這個(gè)問(wèn)題直接關(guān)系到拉深工作的經(jīng)濟(jì)性和拉深件的質(zhì)量。拉深次數(shù)決定每次拉深時(shí)材料允許的極限變形程度，拉深系數(shù)m就是衡量拉深變形程度的一個(gè)重要工藝參數(shù)， 對(duì)前面的分析知此工件是寬凸緣件， 從變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)看， 凸緣零件與圓筒形件是相同的，它與圓筒形件成型過(guò)程的差別在于凸緣件拉深時(shí)不要求把全部毛坯拉入凹模， 只相當(dāng)于圓筒形件拉深的一個(gè)中間狀態(tài)，當(dāng)毛坯外徑等于凸緣直徑 df時(shí)拉深過(guò)程就結(jié)束。在以后各次拉深時(shí)，凸緣直徑保持不變，僅改變筒體的形狀和尺寸。4.2.1 計(jì)算工件的dt/d,h/d,t/D相對(duì)凸緣尺寸：dt/d=116/55=2.11相對(duì)高度：h/d=30/55=0.54相對(duì)厚度：t/D=（2/138.2）×100%=1.45%總拉深系數(shù)：m=55/138.2=0.404.2.2 判斷能否一次拉成查附錄表1查得：m1 0.40查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 4-15，得：第一次拉深的 h1/d1 0.311小于h/d=0.54所以本工件不能一次拉成。又根據(jù)《冷沖模成型工藝及模具設(shè)計(jì)》 中圖4-33，由工件的df/d和h/d決定的點(diǎn)，位于左邊曲線的上側(cè)，同樣得出本工件不能一次拉成的結(jié)論。因該工件小，料薄，故采用逐步減小筒部直徑，增加筒部高度的多次拉深方法。4.3拉深工序尺寸的確定和拉深凸、凹模的圓角半徑確定4.3.1 確定首次拉深的工序尺寸選取m1、d1:因?yàn)榇_定寬凸緣筒形件的首次拉深系數(shù) m1時(shí)，需要先確定一個(gè)dt/d1值，所以用逼近法以表格的形式列出有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)選取m1與d1。經(jīng)比較選取m10.4,d152.7表1假定值第一次拉深直徑實(shí)際拉深系數(shù)極限拉深系數(shù)拉深系數(shù)相差值Ndt/d1d1dt/Nm1dn/D查表可得mm1[m1]1.2116/1.2=96.670.730.530.231.3116/1.3=89.230.680.510.171.4116/1.4=82.90.630.490.141.5116/1.5=77.30.590.490.11.8116/1.8=64.40.480.460.022116/2=580.470.460.012.2116/2.2=530.400.4004.3.2 拉深凹模和凸模的圓角半徑確定（1）凹模圓角半徑：凹模圓角半徑拉深時(shí)，平面凸緣區(qū)材料經(jīng)過(guò)凹模圓角流入凸、 凹模間隙。如果凹模圓角半經(jīng)過(guò)小，則材料流入凸、凹模間隙時(shí)的阻力和拉深力會(huì)太大，將使拉深件表面產(chǎn)生劃痕或危險(xiǎn)斷面破裂； 如果凹模圓角半經(jīng)過(guò)大，材料在流經(jīng)凹模圓角時(shí)會(huì)產(chǎn)生起皺。首次拉深的凹模圓角半徑可根據(jù)材料的種類和毛坯相對(duì)厚度按《冷沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)制造》表 6-15選用。以后各次拉深的凹模圓角半徑可按下式取值：rdi (0.6~0.8)rdi1(i 2,3,...,n)帶凸緣件拉深時(shí)，末次拉深的凹模圓角半徑一般應(yīng)根據(jù)拉深件凸緣圓角半徑確定。當(dāng)凸緣圓角半經(jīng)過(guò)小時(shí)，則應(yīng)以較大的凹模圓角半徑拉深，然后增加整形工序縮小凸緣圓角半徑。（2）凸模圓角半徑：凸模圓角半徑過(guò)小，拉深過(guò)程中危險(xiǎn)斷面容易產(chǎn)生局部變薄， 甚至被拉破。凸模圓角半徑過(guò)大，拉深時(shí)底部材料的承壓面積小，容易變薄。首次拉深的凸模圓角半徑可等于或略小于首次拉深的凹模圓角半徑，即rp1 (0.7~1.0)rdi末次拉深的凸模圓角半徑一般按拉深件底部圓角半徑確定， 但應(yīng)滿足拉深工藝性要求。當(dāng)拉深件底部圓角半經(jīng)過(guò)小時(shí)， 應(yīng)按拉深工藝性要求確定凸模圓角半徑，拉深后通過(guò)增加整形工序縮小拉深件底部圓角半徑，使之符合圖紙要求。一般來(lái)說(shuō)，R凹尺寸可能大一些，大的R凹可以降低極限拉深系數(shù)，而且可以提高拉深件質(zhì)量，但 R凹太大會(huì)削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象，因此 R凹的大小要適當(dāng)。筒形件第一次拉深時(shí)的凹模圓角半徑R凹可由下式確定：R凹1 C1C2t或R凹1 0.8(D-d1)t以后各次拉深的凹模圓角半徑 R凹n可逐漸減小，一般可取 R凹n=0.6～0.8）R凹n1,但不應(yīng)小于2t，R凸對(duì)拉深工作的影響不像R凹那樣顯著，但過(guò)小的R凸會(huì)降低筒壁傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面的有效抗拉強(qiáng)度。在多工序拉深時(shí)，后續(xù)工序壓邊圈的圓角半徑等于前道工序的凸模圓角半徑，所以當(dāng) R凸過(guò)小時(shí)，在后續(xù)的拉深工序里毛坯沿壓邊圈的滑動(dòng)阻力也會(huì)增大，這時(shí)對(duì)拉深是不利的。如果 R凸過(guò)大會(huì)使在拉深初始階段不與模具表面接觸的寬度加大， 因而這部分毛坯容易起皺凸模圓角半徑R凸除最后一次應(yīng)取與零件底部圓角半徑相等數(shù)值外，中間各次拉深可以取得與 R凹相等或略小一些的數(shù)值，并且各次拉深凸模圓角半徑R凸應(yīng)逐漸減小即： R凸=（0.7～1.0）R凹，選取R凹1 0.6(D t1)t 0.6(138.6 47) 2 8.1 8mm取R凸0.7R凹5.6mm6mm取r1r27mm4.3.3 重新計(jì)算毛坯直徑為了保證以后拉深時(shí)凸緣不參加變形， 寬凸緣拉深件首次拉入凹模的材料面積比零件實(shí)際需要的面積多 5%，即首次拉深時(shí)拉入凹模的材料實(shí)際面積為：Aa1a2a3a4a5d12rr22A4(d11802rrsin)d2(H2r)(d31802rrsin)4(d4d3)其中90，所以4-2Ad12(rd12r2)(H2r)d2(rd32r2)(d42d32)4224已知d141mm,d255mm,d373mm,d4116mm.代入4-2式得：A412(741472)1255(739292)(1162732)4224A 15241.895mm2A' A105% 15241.895 1.05 16004mm2在以后拉入凹模 5%的材料后，重新計(jì)算的毛坯直徑應(yīng)為：4A'415241.895mmD3.14142.8計(jì)算首次拉深高度H1：H10.25(D2df2)0.43(rp1rd1)0.14(rp12rd12)4-3dd0.25(142.821162)/1100.43(79)0.14(9272)/11022.7mm驗(yàn)算m1選的是否合理：據(jù)dt/d1116/532.2和t/D2/142.81.41%，查表得許可的相對(duì)高度h1/d10.31~0.40，而實(shí)際的工件h1/d222.7/53=43%顯然 0.4＜0.43，所以所選m1已經(jīng)超過(guò)首次拉深的允許變形程度，是不符合的，需重新選定。4.3.4 重新確定首次拉深的工序尺寸選取m1=0.48d164.4mm（即dt/d11.8）取R凸1R凹27mm重新計(jì)算毛坯直徑：首次拉深拉入凹模的材料實(shí)際面積為：Ad12(d1r2rrsin)d2(H2r)(d3r2rrsin)(d42d32)41801804其中90，所以Ad12(rd12r2)(H2r)d2(rd32r2)(d42d32)4224d153mm,d267mm,d385mm,d4116mm.A532(753472)1267(859292)(1162852)4224A 16036.9mm2A' A105% 16036.91.05 16838.7mm2重新計(jì)算的毛坯直徑應(yīng)為D=146.5 mm計(jì)算首次拉深高度H10.25(D2df2)0.43(rp1rd1)0.14(rp12rd12)dd30mm.驗(yàn)算m1選的是否合理：根據(jù)dt/d11.8和t/D2/146.51.37%，查表可得相對(duì)高度h1/d10.42~0.53，而實(shí)際的工序件h1/d130/65=46.2%.顯然許可值與實(shí)際值也比較接近， 所以這次確定的首次拉深工序尺寸是合理的。首次拉深工序圖見(jiàn)下圖示：計(jì)算以后各次拉深的工序尺寸：確定以后各次還需要拉深的次數(shù)：查表得m2 0.78,m3 0.80用推理法確定所需次數(shù)：d2 m2 d1 64.4 0.78 56mmd3 d2 m3 56 0.8 44.8mm當(dāng)?shù)诙卫顣r(shí)d2 56mm，尺寸已小于d 57mm所以不必再算，即以后還可以拉深一次，總共拉深兩次。重新調(diào)整各次拉深系數(shù)，計(jì)算各次拉深后工序件的直徑，取m2 0.81d2 64.4 0.81 52.16mm，為了能符合制造方便將d1,d2取整得d1 65mm，d253mm。確定以后各次拉深的 R凸及R凹：由公式得R凹n (0.6~0.8)R凹n1且R凹n 2tR凸n R凹24（根據(jù)工件要求）計(jì)算以后各次拉深時(shí)多拉入凹模的材料面積為 3.5%（其余1.5%的材料返回到凸緣）H (0.25(D2 d12)/d 0.86 3)mm 31.5mm拉深工序到此結(jié)束。4.4 拉深模的間隙確定拉深模的間隙數(shù)值主要決定于拉深方法， 零件的形狀及尺寸精度等。合理的間隙值應(yīng)使變厚的材料流進(jìn)凹模后拉深力不出現(xiàn)第二高峰。確定間隙的原則是：既要考慮材料本身的公差，又要考慮材料的增厚現(xiàn)象，間隙一般都比毛坯厚度略大一些， 采用壓邊拉深時(shí)其值可按下式計(jì)算：z tmax

ct式中:

tmax—材料最大厚度

zmax

tC —考慮材料變厚，為減少摩擦而增大間隙的系數(shù)，查表 4-9—材料的正偏差—名義厚度第一次拉深： z 1.1t 2.2mm第二次拉深時(shí)單邊間隙值z(mì) 1.02t 2.04mm拉深模的間隙是指單邊間隙，即z(D凹D凸）/2，拉深時(shí)由凹模圓角區(qū)流過(guò)的材料經(jīng)間隙校直后就變成工件的筒壁，因而間隙對(duì)拉深過(guò)程和工件質(zhì)量有較大影響，如拉深模間隙取得太小，凸緣區(qū)變厚的材料通過(guò)它時(shí)校直與變形的阻力增加，與模具表面之間的接觸壓力加大，摩擦磨損增加，從而引起拉深力增加，零件變薄嚴(yán)重，甚至拉破，模具壽命降低，但是間隙小時(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(guò)大時(shí)，對(duì)毛坯的校直和擠壓作用變小，因而拉深力降低，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，形成彎曲形狀，零件高度小于要求高度，因回彈大，形成口大底小的錐形，工件上部厚度大，小的皺紋得不到擠平而保留下來(lái)。4.5沖壓力的計(jì)算4.5.1第一次落料拉深模沖裁力、拉深力、壓邊力、頂件力的計(jì)算1）沖裁力的計(jì)算沖裁力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)模具所必須的數(shù)據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機(jī)的潛力， 避免因超載而損壞壓力機(jī)，沖裁力的計(jì)算十分常必要的。在沖裁過(guò)程中沖裁力是不斷變化的，但它又最大力，只要大于或等于這個(gè)材料就能順利地沖裁下來(lái)。沖裁是一個(gè)剪切過(guò)程，平刃沖模的沖裁力可按下式計(jì)算：F KLt式中：F—沖裁力（N）；—零件周長(zhǎng)（mm）；—材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；—材料厚度（mm）；—系數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)及均勻性、刃口的磨損、材料機(jī)械性能及厚度的波動(dòng)、潤(rùn)滑情況等因素對(duì)沖裁力的值都有影響，故給出了上式中的修正系數(shù)K，一般取K=1.3。由經(jīng)驗(yàn)公式可得此工件的沖裁力F為：KLtLdF=1.3×3.14×146.5×353=211098.6N（2）拉深力的計(jì)算、理論計(jì)算公式拉深力的理論計(jì)算公式是依據(jù)金屬素形成性理論導(dǎo)出的，筒形件直壁傳力區(qū)的軸向拉應(yīng)力 p按下式計(jì)算：p(1.1sln12Q)(11.6)bt1mdpt2rd4-4拉深力F為Fdptp式中： s—材料的屈服應(yīng)力，MPa；b—材料的強(qiáng)度極限， MPa；—坯料與壓料圈和凹模間的摩擦系數(shù)；—壓料力，N；—坯料厚度，mm；dp—凸模直徑，mm；rd—凹模直徑，mm。、經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式忽略了很多影響因素，因此不十分準(zhǔn)確；但由于其計(jì)算簡(jiǎn)便，所以在生產(chǎn)實(shí)際中被廣泛應(yīng)用。第一次拉深的拉深力F1 dp1tbk1第二次拉深的拉深力F2 dp2tbk2式中：dp1,dp2—凸模直徑， mm；k1,k2—修正系數(shù)，見(jiàn)表 6-12和6-13（適用于 b 320~450MPa）與拉深系數(shù)有關(guān)。 M越小，k越大。由于凸凹模相當(dāng)于壓邊圈的作用，拉深力的計(jì)算如下：F kdtb所以：F=1×3.14×69×2×441=191094.12NO圖5 首次拉深與二次拉深時(shí)的拉深力變化圖1----首次拉深；2----二次拉深3）壓邊力的計(jì)算計(jì)算壓邊力和拉深力的目的是為了設(shè)計(jì)沖模，選擇沖床。壓邊力求出后，才能確定壓邊裝置的類型及尺寸大小。另外，最大壓邊力和最大拉深力是差不多同時(shí)產(chǎn)生的，選擇牙床使其總的工藝力常常包括壓邊力。壓邊力是為了防止毛坯起皺，保證拉深過(guò)程順利進(jìn)行而施加的，它的大小對(duì)拉深工作影響很大。壓邊力的數(shù)值應(yīng)適當(dāng)。太小時(shí)，坯料起皺，材料不能進(jìn)入沖模間隙而是拉深力加大，出現(xiàn)第二高峰，工件在危險(xiǎn)斷面處斷裂。太大時(shí)，則增加了摩擦力，拉深力增加，輕則造成工件危險(xiǎn)斷面處嚴(yán)重變薄，重則斷裂，如圖示，只有壓邊力合適時(shí)拉深力才不過(guò)大，拉深件質(zhì)量也好。在壓邊圈上施加壓邊力 FQ的大小應(yīng)適當(dāng)。在生產(chǎn)中，第一次拉深時(shí)的壓邊力可按拉深力的壓邊力FQ的大小可按下式求出：

1/4

選取。FQ=AP

F拉

4壓邊面積—單位面積上的壓邊力取P=3MPaA4[D2(d12R2]）凹FQ=F拉447773N拉太大（斷裂）深力 大合適 太?。ㄆ鸢櫍㎡圖6凸模行程h4）頂件力的計(jì)算沖裁結(jié)束時(shí)，通常因彈性恢復(fù)，落下的料在徑向會(huì)脹大，板料上的孔在徑向會(huì)產(chǎn)生彈性收縮，同時(shí)板料力圖恢復(fù)原來(lái)的平直狀態(tài)，導(dǎo)致板料上的孔緊箍在凸模上，而板料的落下部分緊卡在凹模內(nèi)。為使沖裁繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)將箍在凸模上的部分卸下，將卡在凹模內(nèi)的部分順著沖裁方向推出。這是從頂出機(jī)構(gòu)獲得的。影響力的因素很多，主要有材料性能及厚度、沖裁間隙、零件形狀及尺寸、搭邊、凹模洞口形狀、潤(rùn)滑情況等。在實(shí)際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：F頂 K頂F（F沖裁力K頂查表為0.06）F頂 0.06 211098.6 12665.9N5）第一次落料拉深時(shí)壓力機(jī)噸位的選擇在選擇壓力機(jī)噸位時(shí)應(yīng)注意，當(dāng)拉深行程較大時(shí)，特別是采用落料拉深復(fù)合模時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將其落料力與拉深力迭加去選擇壓力機(jī)噸位，因?yàn)閴毫C(jī)的公稱壓力是指滑塊在接近下止點(diǎn)時(shí)的壓力， 所以要注意壓力機(jī)的壓力曲線，如果不注意壓力曲線，很可能由于過(guò)早得出現(xiàn)最大沖壓力而使壓力機(jī)超載損壞， 由于此落料拉深的方向是同一壓力方向，所以F總的計(jì)算為：F總F拉FQF頂F沖211098.612665.947773191094.12576624.7N為了選用方便，一般可按F或作概略估算F總(0.7~0.8)F壓，F(xiàn)壓壓力機(jī)的公稱壓力。初選壓力機(jī)為JH23-40型。（6）拉深功與功率的核算由于拉深成形的行程較大，僅僅按拉深力進(jìn)行設(shè)備的選擇并不一定很保險(xiǎn)。因?yàn)?，又是設(shè)備的噸位足夠，但因拉深行程很長(zhǎng)，設(shè)備具備的功率不一定能滿足拉深功的要求。 遇到這種情況時(shí)，可能使拉深時(shí)壓力機(jī)的行程速度減緩，甚至?xí)p壞設(shè)備。為此，對(duì)拉深功進(jìn)行核算。拉深所需的功可按下式計(jì)算：W

CFmaxh1000 4-5式中：Fmax—最大拉深力，Ｎ；h—拉深深度， mm；—修正系數(shù)，一般取0.6～0.8；W=0.8 ×191094.12×30×103=4586.3J拉深功率P（Kw）按下式計(jì)算：P=Wn/（60×750×1.36）壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)所需要功率 P電機(jī)：kwnP電機(jī) （KW） 4-61920012式中：k—不平衡系數(shù)k=1.2～1.4；1—壓力機(jī)效率 1=0.6～0.8；2—電動(dòng)機(jī)效率 2=0.9～0.95；n —壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)（查表 3-1?。?。電機(jī)1.34586.35526.52P192000.70.92經(jīng)核算后，拉深所需的功率要小于壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)所規(guī)定的額定功率，否則，必須換成功率較大的壓力機(jī)進(jìn)行拉深。初選壓力機(jī)的功率5.5KW過(guò)小，所以落料拉深的壓力機(jī)初選 JH23-40型是不合理的。經(jīng)核選另選擇為：JA11-250型。7）模具壓力中心的計(jì)算模具的壓力中心是指沖壓力合力的作用點(diǎn)。計(jì)算壓力中心的目的如下：使沖裁壓力中心與沖床滑塊中心相重合，以免產(chǎn)生偏彎矩，減少模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的不均勻磨損。保持沖裁工作間隙的穩(wěn)定性，防止刃口局部迅速變鈍，提高沖裁件的質(zhì)量和模具的使用壽命。一副沖模的壓力中心就是指著這副沖模各個(gè)沖壓部分的沖壓力的合力作用點(diǎn)。沖模的壓力中心盡可能通過(guò)模具中心并與壓力機(jī)滑塊中心重合，以免產(chǎn)生偏心使模具歪斜，間隙不勻，從而加速壓力機(jī)和模具的導(dǎo)向部分及凸、凹模刃口的磨損。合理布置凹模型孔位置。沖壓力合理的作用點(diǎn)稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)該通過(guò)壓力機(jī)滑塊的中心線。 對(duì)于有模柄的沖模來(lái)說(shuō)，必須使壓力中心通過(guò)模柄的中心線。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分的不正常磨損， 還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具，在實(shí)際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過(guò)程中發(fā)生變化的情況，或者由于沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)考慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。由于零件是軸對(duì)稱圖形，所以工件的壓力中心在其幾何中心上，那么模具的壓力中心是整個(gè)模具的幾何中心。8）按沖壓零件和模具尺寸選定沖床規(guī)格。選定沖床類型和噸位后，還應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)沖壓零件和模具的尺寸來(lái)復(fù)核所選沖床是否合理。這時(shí)應(yīng)注意考慮以下幾點(diǎn)：、壓機(jī)應(yīng)有足夠的行程，以保證毛坯的放進(jìn)和工件在高度上能獲得所需的尺寸，并使工件能方便的從模具中取出來(lái)。如拉深工序，要求滑塊行程大于工序中零件高度的2倍以上。、壓機(jī)的臺(tái)面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，要留有模具固定安裝的余地，壓機(jī)工作臺(tái)尺寸最小應(yīng)大于沖模相應(yīng)尺寸50~70mm以上。但過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝小尺寸的沖模時(shí)，工作臺(tái)的受力將會(huì)不利。、壓機(jī)的裝模高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適應(yīng)，此外，壓機(jī)裝模柄的孔尺寸也應(yīng)與沖模的模柄尺寸相適應(yīng)。除上述外，還要考慮沖床工作臺(tái)或墊板上漏料孔的尺寸以及緩沖器的位置和尺寸是否滿足沖模要求。4.5.2 第二次時(shí)拉深力、頂件力、壓邊力的計(jì)算（1）拉深力同第一次落料拉深模一樣，對(duì)有壓邊圈的拉深，拉深力用下列經(jīng)驗(yàn)公式得：F Kdt b——拉深件直徑;t——料厚;b——材料抗拉強(qiáng)度（MPa）;——修正系數(shù)；與拉深系數(shù)有關(guān)：m愈小，K愈大。在此拉深力計(jì)算中：d=55 ， t=2 , b=441MPa , K=0.8 代入上式得：F 0.83.14 55 2 441 121857.12N2）壓邊力的計(jì)算在以后各次拉深時(shí)的壓邊力：F224[dn1(dn2R凹）]p4[692(5324)2]32449.2N（3）頂件力的計(jì)算：F頂K頂F（F拉深力，F(xiàn)頂查表為0.06）F頂=0.06×121857.12=7311.43N所以此次拉深的總力：F總 F FQn F頂 131617.8所以此次拉深的壓力機(jī)的選擇是： J23-16F型。4.6 模具工作部分尺寸的計(jì)算及其制造公差的確定4.6.1 落料拉深模的尺寸計(jì)算（1）落料時(shí)沖裁間隙的確定沖裁間隙是指沖裁凸、凹模之間工作部分的尺寸之差， Z D凹-D凸是指的雙邊間隙，沖裁間隙對(duì)沖裁過(guò)程有著很大的影響，對(duì)沖裁件的質(zhì)量起著決定性作用。選擇合理間隙的原則。合理間隙，一般是指采用某一間隙進(jìn)行沖裁時(shí)，由凸、凹模刃口所產(chǎn)生的裂紋重合，能夠得到令人滿意的沖裁件的斷面質(zhì)量、較高的尺寸精度和較小的沖壓力，并使模具有較長(zhǎng)的使用壽命。具體設(shè)計(jì)時(shí)，選取間隙根據(jù)零件在生產(chǎn)中的具體要求依據(jù)以下原則：當(dāng)沖裁件尺寸精度要求不高，或?qū)嗝尜|(zhì)量無(wú)特殊要求時(shí)，一般采用較大的間隙值，這樣既可以提高模具使用壽命和減小沖壓力，又可以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)沖裁件尺寸精度要求較高，或?qū)嗝尜|(zhì)量有較高的要求時(shí)，盡量選擇較小的間隙值。在設(shè)計(jì)沖裁模刃口尺寸時(shí)，由于模具在使用過(guò)程中的磨損，會(huì)使刃口間隙增大，應(yīng)按最小間隙值來(lái)計(jì)算刃口尺寸。用理論法確定合理間隙值，是根據(jù)上下裂紋重合的原則進(jìn)行計(jì)算。推算公式為：Z 2(t h0)tg 2t(1 h0/t)tg 4-7式中—材料厚度；h0—產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入材料的深度；h0/t—產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入材料的相對(duì)深度；—最大切應(yīng)力方向與垂線間的夾角式中h0/t和 值見(jiàn)表 4-2。由于裂紋方向角 變化不大，由上式可知合理間隙 Z主要取決于材料厚度 t和相對(duì)擠入深度h0/t，然而h0/t不僅與材料的塑性有關(guān)，而且還受料厚的綜合影響?？偟慕Y(jié)論是：厚度越大、塑性越低的硬脆材料，所需間隙值 Z就越大；料厚越薄、塑性越好的材料，所需間隙值 Z就越小。在實(shí)際生產(chǎn)中，合理間隙的數(shù)值由實(shí)驗(yàn)方法所制定的。由機(jī)械行業(yè)推薦值得：Zmin 0.246mm，Zmax 0.360mm（2）落料拉深時(shí)工作部分尺寸的計(jì)算在沖裁過(guò)程中，凸凹模的刃口尺寸及制造公差直接影響沖裁件的尺寸精度。合理的沖裁間隙，也要依靠凸、凹模刃口尺寸的準(zhǔn)確性來(lái)保證。凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則：落料時(shí)，落料件的外徑尺寸等于凹模的內(nèi)徑尺寸，所以落料模以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，然后按間隙值確定凸模尺寸。凹模刃口尺寸磨損使落料尺寸變大，為了提高模具使用壽命，保證沖裁件的尺寸精度要求，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，制造模具時(shí)凹模刃口的基本尺寸（設(shè)計(jì)尺寸）應(yīng)趨向于工件的最小極限尺寸。對(duì)于落料件，凹模是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，間隙應(yīng)由減小凸模尺寸來(lái)取得，由于間隙在模具磨損后會(huì)增大，所以在設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)均取最小合理間隙 Zmin。這樣可以保證模具具有一定的使用壽命。一般沖模精度較工件精度高 2～3級(jí)，若零件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)非配合尺寸的IT14級(jí)來(lái)處理，圓形件一般可按 IT10級(jí)來(lái)處理，工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算要考慮模具制造的特點(diǎn)。3）沖裁模凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算模具刃口尺寸及公差的計(jì)算與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類，一種是分開(kāi)加工，另一種是配合加工。由于配合加工精度較低，故生產(chǎn)中一般都采用分開(kāi)加工。分開(kāi)加工就是分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差，分別進(jìn)行制造。用凸模和凹模的尺寸及制造公差來(lái)保證間隙要求。這種加工方法必須把模具的制造公差控制在間隙的變動(dòng)范圍之內(nèi)，使模具制造難度加大。采用分開(kāi)加工必須滿足下列條件：凸 凹 Zmax Zmin式中： Zmax—最大沖裁間隙；Zmin—最小沖裁間隙；凸、 凹—分別為凸模、 凹模的制造公差。凸模公差取下偏差（相當(dāng)于基準(zhǔn)軸的公差帶位置），凹模取上偏差（相當(dāng)于基準(zhǔn)孔的公差位置）。Zmin 0.246mm，Zmax 0.360mmZmax Zmin 0.36 0.246 0.094mm查表得凸、凹模的制造偏差：落料部分：凹凸

0.050.03對(duì)于落料件，由計(jì)算公式：D凹（Dmaxx）凹D凸（D凹Zmin）（DmaxxZmin）凸式中：凸、凹—分別為落料凹、凸模的基本尺寸Dmax—落料的最大極限尺寸—沖裁件的公差—磨損系數(shù)，其值應(yīng)在0.5～1.0之間，與沖裁件的精度有關(guān)。凸、凹—分別為凹、凸模的制造偏差由 凸 凹 Zmax Zmin是符合的，均能滿足分別加工時(shí)的要求，查表得x=0.5可計(jì)算：D凹（Dmax-X）凹137.70.05D凸（D凹Zmin）（Dmax-XZmin）凸137.50.03對(duì)于第一次工序拉深模，由于其毛坯的尺寸與公差沒(méi)有必要予以嚴(yán)格限制。這時(shí)，凸、凹模尺寸只要取等于毛坯過(guò)渡尺寸即可，若以凹模為基準(zhǔn)，則：凹模尺寸：d凹 d 凹 69.50.05凸模尺寸：d凸（d-2z)凸650.06凸、凹模的制造公差凸、凹，對(duì)于筒形件拉深時(shí)按IT9～I(xiàn)T7級(jí)選取，也可按工件公差的 1/3～1/4選取。4.6.2 第二次拉深模工序其凸、凹模尺寸及其公差第二次拉深模工序其凸、凹模尺寸及其公差應(yīng)按工件的要求來(lái)確定，對(duì)于標(biāo)注內(nèi)形尺寸的拉深件，應(yīng)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，先計(jì)算確定凸模的工作尺寸，然后通過(guò)增大凹模尺寸保證凸、凹模間隙，即：凸模尺寸：d凸（d0.4)凸53.60.03凹模尺寸：d凹 (d 0.4 2z)凹 58.30.054.7 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸的選擇和確定由于模具是為送料和操作方便，使用的是開(kāi)式?jīng)_模結(jié)構(gòu)導(dǎo)柱與導(dǎo)套布置在模具的后側(cè)，其之間的配合采用 H6/h5。4.7.1 第一次工序落料拉深模中結(jié)構(gòu)和尺寸的選擇計(jì)算1）凸、凹模采用的是臺(tái)階形式直接固定在上模板上，其與固定板配合時(shí)采用銷定位以防止其轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在圓周方向有可靠的定位，使用固定卸料板時(shí)其長(zhǎng)度用下式計(jì)算：L H1 H2 H3 Y式中：H1—凸模固定板的厚度；H2—卸料板的厚度；H3—導(dǎo)料板或托料板的厚度；—附加的長(zhǎng)度，包括凸、凹模修模量，進(jìn)入凹模的深度，凸、凹模固定板與卸料板的安全距離A等。其中A取15～20mm。凸、凹模的材料選用。沖壓時(shí)模具工作部分要受多次大壓小臘的交變沖擊載荷作用，沖模將產(chǎn)生壓縮、彎曲、疲勞變形和摩擦磨損，其正常失效形式為磨損或疲勞斷裂。由于結(jié)構(gòu)和熱處理原因，也會(huì)產(chǎn)生鐓粗、局部壓塌、崩刃和折斷等早期破壞。因而模具材料應(yīng)具有高的抗壓強(qiáng)度，高的疲勞強(qiáng)度和高的耐磨性以及足夠的韌性。模具刃口要有高的耐磨性，并能承受沖裁的沖擊力，因此應(yīng)有硬度與適當(dāng)?shù)捻g性，此凸凹模材料選用 T10A，其熱處理硬度取58～62HRC，凸凹模工作部分的表面粗糙度 Ra=0.8～0.4 m,固定部分為Ra=1.6～0.8 m，此凸凹?？梢圆槐剡M(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。只有當(dāng)板料很厚、強(qiáng)度很大、凸模很小、細(xì)長(zhǎng)壁大時(shí)才進(jìn)行核算，校核計(jì)算內(nèi)容為其承受的壓力（即沖裁力），核算其最小斷面尺寸和因失穩(wěn)產(chǎn)生縱向彎曲時(shí)最小直徑處允許的最大長(zhǎng)度，凸凹模之間的壁厚決定于沖裁件尺寸。從強(qiáng)度考慮，壁厚受到最小值限制，凸凹模的最小壁厚受到?jīng)_模結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)于正裝復(fù)合模，由于凸凹模裝在上模，內(nèi)孔不會(huì)積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小一些。對(duì)于倒裝復(fù)合模，凸凹模裝在下模，孔內(nèi)會(huì)積存廢料，所以壁厚要大一些。凸凹模的最小壁厚值，一般可有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定，不積聚廢料的凸凹模的最小壁厚：對(duì)于黑色金屬和硬材料的為工件厚的1.5倍，但不小于0.7mm，對(duì)于有色金屬與軟材料的等于工件料厚，但不小于0.5mm通過(guò)以上的分析此凸凹模的形狀如圖（見(jiàn)零件圖）。2）凹模的設(shè)計(jì)凹模洞口形狀是凹模型孔的軸剖面形狀，其基本形式有如下幾種：直壁式，其孔壁垂直與頂面，刃口尺寸不隨修磨刃口而增大，故沖壓件精度高，刃口強(qiáng)度也較好，直壁式刃口沖裁時(shí)磨損大，洞口磨損會(huì)形成倒錐形，因此每次刃磨的刃磨量大，總壽命低。沖裁時(shí)，工件易在孔內(nèi)積聚，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使凹模脹裂，主要用于帶頂料裝置上出件的模具；形狀復(fù)雜或精度較高的沖裁件；沖裁件直徑d<5mm的沖裁。斜壁式，其特點(diǎn)與直壁式相反，在一般的零件或廢料向下落的模具中應(yīng)用廣泛。凸臺(tái)式，其淬火硬度為35～40HRC，是一種低硬度的凹模刃口，可用錘打斜面的方法來(lái)調(diào)整沖裁間隙，知道試出合格的沖裁件為止，所以這種形式又稱鉚刃口凹模，主要用于沖裁材料厚度0.3mm以下的小間隙，無(wú)間隙模具，通過(guò)以上的分析，選用臺(tái)階直壁式，即上小下大的方式。凹模的外形尺寸一般有矩形與圓形或其他異型等幾種，凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度與剛度，凹模的厚度還應(yīng)考慮修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖裁材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來(lái)確定，凹模的輪廓尺寸，國(guó)內(nèi)有的使用單位采用以下經(jīng)驗(yàn)公式：凹模厚度：H Kb（須 15mm）；凹模壁厚：C (1.5~2)H（須 30~40mm）式中b—沖裁件最大外形尺寸， mm；K—系數(shù)，考慮板料后的影響，查表 3圖7根據(jù)凹模壁厚即可算出其相應(yīng)凹模外形尺寸的長(zhǎng)與寬。此凹模的厚度還需要考慮到工件的拉深高度和托料板的高度。凹模的固定一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上。螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格和他們的位置尺寸均可在標(biāo)準(zhǔn)中查的，也可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當(dāng)調(diào)整。此凹模直接用螺釘和銷釘固定在下模板上。凹模的主要技術(shù)要求，凹模的型孔軸線與頂面應(yīng)保持垂直，凹模的底面與頂面應(yīng)保持平行，為了提高模具壽命與沖裁件精度，凹模的頂面與型孔的孔壁應(yīng)光滑，表面粗糙度為Ra=0.8～0.4m，底面與銷孔的Ra=1.6～0.8m，其材料與凸模一樣，選用T10A鋼，其熱處理硬度略高于凸模達(dá)到60～64HRC。通過(guò)以上分析此凹模的結(jié)構(gòu)形式如圖示（見(jiàn)零件圖）3）中心模及拉深凸模的設(shè)計(jì)，中心模是決定工件的內(nèi)部形狀，所以其表面光滑易成型。工作圓角處考慮到工件的內(nèi)圓角，為了在拉深時(shí)不是氣體在模具內(nèi)積聚， 中心模上設(shè)有兩個(gè)出氣孔，中心模的固定方法采用臺(tái)階鑲嵌式，并用螺釘固定在下模板上，端面與側(cè)周面應(yīng)保持垂直，為了保證拉深時(shí)易成型其表面粗糙度 Ra=0.8～0.4 m，底面與銷孔的Ra=1.6～0.8 m，其材料選用T10A鋼，熱處理硬度 58～62HRC,通過(guò)以上分析中心模的結(jié)構(gòu)形式如圖示（見(jiàn)零件圖） 。（4）托板的設(shè)計(jì)托板在拉深時(shí)起托料的作用，在出件時(shí)起推件的作用，它與中心模的配合是采用間隙配合，在其底下是剛性頂桿頂件裝置。由于拉深高度較淺，結(jié)合實(shí)際采用此裝置，材料用T10A鋼，硬度為54～58HRC，如圖所示（見(jiàn)零件圖）。攔料板即導(dǎo)料板是用以控制條料的正確送進(jìn)以及單個(gè)毛坯在沖模中的正確位置，對(duì)于條料，所謂控制正確送料就是要控制送料方向及送料步距，送料方向一般都是靠導(dǎo)料板一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn)。 從右向左送進(jìn)時(shí)，與條料相靠的基準(zhǔn)導(dǎo)料板裝在后側(cè)， 此攔料板沒(méi)有采用側(cè)壓裝置。因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其材料采用 A3鋼板，如圖所示（見(jiàn)零件圖）。為了出件方便以防工件被夾到凸凹模內(nèi)，在其模具上方采用打件裝置即打板和頂桿裝置。打板采用45鋼，硬度為40～45HRC，頂桿標(biāo)準(zhǔn)件查得:16×135。5）模架的選擇與計(jì)算模架是由上、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置組成，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過(guò)程中的全部載荷，模架的上模座通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘、Hmax壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。上、下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來(lái)保證其精確位置，以引導(dǎo)整個(gè)模具的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過(guò)程中間隙均勻。對(duì)模架的基本要求，要有足夠的強(qiáng)度和鋼度，要有足夠的精度（上、下模座要平行，導(dǎo)柱導(dǎo)套中心要與上下模座垂直，模柄要與上模座垂直等）上、下模之間的導(dǎo)向要精確。本副模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，因其送料方便，可縱向、橫向送料。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選用，其結(jié)構(gòu)與尺寸都可直接由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用，在選用時(shí)注意導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10～15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為0.5～1mm，結(jié)合此副模具的實(shí)際，模具的高度和運(yùn)動(dòng)過(guò)程，導(dǎo)柱選用25×150（GB7060），導(dǎo)套選用2585×33（GB7061）。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合根據(jù)沖裁模的間隙大小選用，當(dāng)沖裁板厚為0.8～4mm時(shí)，選用H7/h6配合的Ⅱ級(jí)精度模架。模柄固定在壓力機(jī)滑塊上的，與上模座剛性聯(lián)接，不能發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此模柄采用55×100（GB7071）形式。上、下模板采用材料為A3鋼板經(jīng)加工后的其形狀。（見(jiàn)零件圖）6）沖模閉合高度的確定與壓力機(jī)的關(guān)系模具的閉合高度指的是模具在最低工作位置時(shí)上模座的上平面與下模座的下平面之間的距離。為了使模具正常工作，模具閉合高度應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，當(dāng)壓力機(jī)選定以后，模具的閉合高度必須與壓力機(jī)工作臺(tái)上的墊板上平面之間的高度計(jì)算，由壓力機(jī)的連桿長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)，所以壓力機(jī)的裝模高度是可以調(diào)節(jié)的，當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最短時(shí)為壓力機(jī)的最大裝模高度 ；當(dāng)壓力機(jī)的連桿調(diào)節(jié)到最長(zhǎng)時(shí)為壓力機(jī)的最小裝模高度 Hmin。模具的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)最大和最小裝模高度之間。一般可按如下關(guān)系式確定：Hmin

10mm

H模具

Hmax

5mm如果沖模封閉高度大于壓床最大裝模高度， 則沖模不能在該壓床上使用。沖模封閉高度小于壓床最小裝模高度， 則應(yīng)在沖模下底板下平面加墊板才能對(duì)材料進(jìn)行沖壓加工。設(shè)計(jì)模具時(shí)，除確定閉合高度外，還應(yīng)考慮滑塊的張開(kāi)高度。張開(kāi)高度指滑塊在上死點(diǎn)時(shí)、滑塊底面至工作臺(tái)的距離。對(duì)于沖裁模，張開(kāi)高度不宜過(guò)大，以免上模板與壓力機(jī)導(dǎo)軌相撞或滾珠導(dǎo)向裝置脫開(kāi)；對(duì)于拉深模，張開(kāi)高度不宜過(guò)小，以便取出工件；對(duì)有側(cè)壓，斜楔裝置的模具，更應(yīng)考慮張開(kāi)高度，以保證模具各動(dòng)作協(xié)調(diào)工作。模具張開(kāi)高度應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式與壓力機(jī)導(dǎo)軌至工作臺(tái)間距離等情況確定。另外，沖模的外形尺寸必須與所選壓力機(jī)相適應(yīng)。 如沖模下模板平面尺寸應(yīng)能安裝在壓機(jī)工作臺(tái)墊板上， 模柄尺寸應(yīng)與壓機(jī)裝模柄的孔尺寸d和L一致，下模頂件裝置用緩沖器的頂桿要能通過(guò)墊板孔 D，上模內(nèi)打料桿的長(zhǎng)度應(yīng)滿足其最低位置 N和行程c的要求。本模具可完成落料、拉深兩個(gè)工序，模具工作時(shí)，用壓力機(jī)的氣墊壓邊，可獲得較大的壓邊力，壓力和行程的大小也容易調(diào)節(jié)，另外，可使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣墊壓力是通過(guò)頂桿2傳到托料板6上進(jìn)行壓邊。此副模具的運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)述如下：當(dāng)壓力機(jī)下行時(shí)攔料板送料，上模下行，凸凹模9與凹模7進(jìn)行沖裁落料。上模繼續(xù)下行，進(jìn)行拉伸到托料板，中心模 6將坯料拉入凸凹模 9成形，上?；爻毯?，頂桿打板頂料出件，同時(shí)下托板頂料出件。整個(gè)落料拉深過(guò)程完成。（7）復(fù)合拉深模的結(jié)構(gòu)特征概述：、凸凹模的外圓是落料凸模刃口，內(nèi)孔則是拉深凹模；、中心模有氣孔，以便于卸件與保證沖件質(zhì)量；、設(shè)計(jì)落料—拉深復(fù)合模時(shí)，由于落料凹模的磨損比拉深凸模的磨損快，所以凹模上應(yīng)預(yù)先加大磨損余量，落料凹模應(yīng)高出拉深凸模約2～6mm。綜合過(guò)程和結(jié)構(gòu)形狀看零件和裝配圖。 （見(jiàn)零件圖）4.7.2 第二次拉深模具結(jié)構(gòu)和尺寸的選擇計(jì)算1）中心模即凸模的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)：中心模的長(zhǎng)度考慮到托件板的高度，托件器的高度，工件的拉深高度。中心模的材料選擇位T10A鋼，其熱處理硬度取 58～62HRC。工作部分的表面粗糙度Ra=0.8～0.4 m固定部分為 Ra=1.6～0.8 m。不必要進(jìn)行校核。中間有漏氣孔以免拉深時(shí)積聚空氣，固定采用嵌入模板當(dāng)中并用螺釘上緊，其結(jié)構(gòu)形狀如圖示（見(jiàn)零件圖）2）拉深凹模的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)：拉深凹模的高度考慮到卸件器和拉深工作的高度，內(nèi)孔工作部分采用直壁式，其材料選用T10A，其熱處理硬度取58～62HRC。工作部分的表面粗糙度Ra=0.8～0.4m，不必進(jìn)行強(qiáng)度校核，固定時(shí)采用銷和螺釘直接固定在上模板上，其結(jié)構(gòu)形狀如圖示（見(jiàn)零件圖）3）此副模具中采用了托件板和托件器。托件板是用來(lái)控制拉深高度，托件器是用來(lái)頂件作用的以免卡在中心模上，其材料選用T7A，熱處理硬度為54～58HRC，在上模部分采用了卸件和頂件裝置，卸件器的材料選用 45鋼，熱處理硬度為40～45HRC,頂桿選用16×135GB7034）,上模板、下模板采用A3鋼，模柄選用IV57×100（GB707），其固定方式是直接用螺釘固定在上模板上，具體各部件的結(jié)構(gòu)參照零件圖。此副模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單沒(méi)有采用導(dǎo)柱導(dǎo)套形式 。在沖壓時(shí)，直接采用凸凹模導(dǎo)向，所以在沖壓時(shí)一定要保證上下模的垂直度和水平度。同樣模具的閉合高度要滿足以下關(guān)系式，即：Hmin 10mm H模具 Hmax 5mm此副模具的運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)述如下： 當(dāng)壓力機(jī)下行時(shí)，卸件器和頂桿上行，在拉深到托件板時(shí)，壓力機(jī)停止，拉深完畢。壓力機(jī)上行，卸件器和頂桿頂件之后，托件器頂件，整個(gè)過(guò)程完畢。（4）拉深模的結(jié)構(gòu)特征概述：、凹模內(nèi)裝卸件器防止工件卡在凹模內(nèi)；、上下模的導(dǎo)向靠材料及凸凹模間隙自然形成，不需另加導(dǎo)向裝置；、中心模上的通氣孔保證卸件順利和工件底部平整。具體形式參照零件圖和裝配圖（見(jiàn)零件圖）沖壓模具的裝配與試模沖壓模具的裝配是按照設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)條件，以一定的裝配順序和方法，將模具零件連接和固定起來(lái)， 達(dá)到一定的裝配技術(shù)要求，并保證加工出合格沖壓件的過(guò)程。對(duì)于沖裁模，既要保證零件的加工精度，也要保證裝配技術(shù)要求，若裝配不能保證均勻的沖裁間隙，會(huì)影響沖壓件的質(zhì)量及模具的使用、維修及壽命。在模具進(jìn)行裝配前，要仔細(xì)研究設(shè)計(jì)圖樣，按照模具的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，確定合理的裝配順序及裝配方法， 選擇合理的監(jiān)測(cè)方法和測(cè)量工具。5.1 沖壓模的總裝和試模沖裁模在使用時(shí)，上模座部分通過(guò)模柄安裝在壓力機(jī)的滑塊上，使模具的活動(dòng)部分。下模座部分被固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)上，是模具的固定部分。模具工作時(shí)，活動(dòng)部分和固定部分上的工作零件必須保證正確的相對(duì)位置，才能使模具正常工作。模具裝配時(shí)，為了方便的將上、下兩部分的工作零件調(diào)整到正確位置， 并使凸模、凹模具有均勻的間隙，應(yīng)正確安排上、下模的裝配順序。裝配有模架的模具時(shí)，一般先裝配模架，再進(jìn)行模具工作零件和其他結(jié)構(gòu)零件的裝配。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)上模和下模上所安裝的模具零件在裝配和調(diào)整過(guò)程中所受限制的情況來(lái)決定的。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時(shí)所受限制最大，則應(yīng)先裝上模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整下模部分的零件， 保證凸、凹模配合間隙均勻。反之，則應(yīng)先裝模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整上模部分的零件。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來(lái)決定。對(duì)于無(wú)導(dǎo)柱的模具，凸、凹模的配合間隙是在模具安裝到壓力機(jī)上時(shí)才進(jìn)行調(diào)整，上、下模的裝配可以分別進(jìn)行。沖壓模裝配完成以后，在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試模，通過(guò)試沖可以發(fā)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)和制造缺陷，找出缺陷的原因，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進(jìn)行試沖，直到模具能正常工作，沖出合格的制件，模具的裝配過(guò)程即告結(jié)束。5.2 拉深模的裝配與試模5.2.1 拉深模的試沖目的確定工件拉深前的毛坯尺寸； 通過(guò)試模發(fā)現(xiàn)模具存在的問(wèn)題， 并進(jìn)行調(diào)整、修正。為此應(yīng)按原來(lái)的工藝設(shè)計(jì)方案制作一個(gè)毛坯進(jìn)行試沖，并測(cè)量出試沖件的尺寸偏差， 根據(jù)偏差值確定是否對(duì)毛坯進(jìn)行修改。如果試沖件不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)對(duì)毛坯進(jìn)行適當(dāng)修改，再進(jìn)行試沖，直至試件符合要求，此時(shí)的毛坯尺寸方可作為落料尺寸。5.2.2 拉深模的裝配特點(diǎn)拉深模工作零件的表面粗糙度值要求較小，一般表面粗糙度值Ra=0.32～0.04 m；拉深凸、凹模的工作端部要求有光滑的圓角；拉深模即使組成零件制造很精確， 裝配也正確，但由于材料彈性變形的影響，拉深出的工件不一定合格。因此在模具試沖后往往要對(duì)模具進(jìn)行修正加工。冷沖壓成形模具常用材料6.1 對(duì)模具工作零件材料的基本要求（1）足夠的使用性能 對(duì)冷沖模具鋼使用性能的基本要求是具有硬度（ 58~64HRC）和強(qiáng)度，具有高耐磨性，有足夠的韌度，熱處理變形小，有一定的熱硬性。不同的冷沖模對(duì)模具鋼的性能要求是有區(qū)別的。沖裁模要求高硬、高耐磨性和一定的韌度；拉深等成形模要求高耐磨、抗粘合