油封蓋沖壓工藝分析與模具設(shè)計(jì)說明

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1、油封蓋沖壓工藝分析與模具設(shè)計(jì) 摘要 用模具技術(shù)生產(chǎn)的制品具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)效率和低消耗等特點(diǎn)。由此可見，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 　　本論文詳細(xì)的論述了沖壓模具的全過程。沖壓模具即是在沖壓加工中，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。 　　該零件是離合器殼體，該產(chǎn)品的模具采用了由送料機(jī)自動(dòng)給料的加工方法、成本低、生產(chǎn)效率高。該產(chǎn)品的精度要求一般，結(jié)構(gòu)簡單。關(guān)鍵是怎樣實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)給料，從而省去人工給料的過程。本文還主要論述了沖裁零件的結(jié)構(gòu)工藝分析、凹凸模刃口尺寸的設(shè)

2、計(jì)計(jì)算、沖裁排樣與定位元件的設(shè)計(jì)、沖壓力與壓力中心的計(jì)算和模具的主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。 　　改進(jìn)后的模具可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，大大降低了成本，提高了生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞： 落料、沖孔、模具間隙 33 / 35 Abstract Die technology to produce products with high accuracy, high complexity, high consistency, high production efficiency and low consumption and so on. Thus, die tech

3、nology has become the measure of a country manufacturing an important indicator of the level determines the product quality, efficiency and new product development capability. This paper discusses in detail the whole process of stamping dies. Stamping die that is in the process of stamping, the ma

4、terial (metal or non-metallic) processing into parts(orsemi-finished products) of a special technical equipment. The parts are baffle, the product of mold using an automatic feeding from the feeder processing methods, low cost and high efficiency. The general accuracy of the product, simple struct

5、ure. The key is how to achieve an automatic feeding machine, thus eliminating the need for manual feeding process.This article also discusses the major processes of structural stampings, embossing Edge Design Calculation, blanking layout and positioning components, design, red center of pressure and

6、 stress calculation and the main part of the structure of mold design. The improved mold can be automated, significantly reducing costs and improve productivity. Key words: blanking, punching, die gap 1、沖壓工藝分析 (1)制件材料塑性較好，對(duì)拉伸、成形比較合適 。 (2)從制件形狀看，屬階梯形拉伸件。階梯形件的拉伸

7、與圓筒形件的拉伸基 本一樣。其基本考慮的問題是階梯件是否可以一次拉成。 （3）毛坯尺寸計(jì)算采用一種新的方法，按拉伸件體積不變?cè)瓌t，毛坯直徑 Ｄ 按如下公式計(jì)算: 式中：T——材料體積；t——材料厚度。 按圖1可計(jì)算得：D=70.9mm，毛坯相對(duì)厚度為t／D×100=(1.5／70.9)=0.36,查表得相應(yīng)筒形件極限拉伸系數(shù)為0.50，前者小于后者，可以判斷不能一次拉伸成形。 小階梯直徑與大階梯直徑之比d2／d1=24／49=0.49,接近極限拉伸系數(shù)0.5，按階梯形件的多次拉伸原則，先拉出小階梯法蘭件。考慮到直接在壁部修邊會(huì)使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不易操作，在小階梯

8、法蘭件上修邊，然后將法蘭翻邊拉伸大臺(tái)階，以保證端口平齊。 （4）為保證孔尺寸Φ13.5+00.27mm與同軸度要求，沖孔需放在最后一道工序進(jìn)行。 由上述分析，可初步確定工序順序?yàn)椋郝淞侠欤ㄐ‰A梯）——修邊——拉伸（大階梯）——沖孔。 從模具結(jié)構(gòu)上分析，小階梯落料拉伸能否一次拉伸成形需在后面進(jìn)行工藝計(jì)算驗(yàn)證。 2、工藝設(shè)計(jì) （1）從工件圖倒推各工序圖，拉伸工序圖可以確定為如圖（d）所示。 （2）為保證圖（d）中尺寸Φ240+0.13mm，其上道工序需適當(dāng)加大此處直徑。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，上道工序直徑可定為Φ24.2mm。 按拉伸體積不變?cè)瓌t，可以計(jì)算出法蘭直徑：D=65.5mm。

9、考慮到零件尺寸精度與表面質(zhì)量要求較高，拉伸間隙比較小，零件局部變薄較嚴(yán)重，可按計(jì)算值減少3%，取法蘭直徑為63.6mm。 由此可以設(shè)計(jì)出修邊工序的工序圖，見圖（c）。 （3）按圖（c）加上修邊余量即可得出修邊前法蘭直徑，根據(jù)相對(duì)法蘭直徑df／d=63.6／25.5=2.5；df=63.6mm，查表得修邊余量為單邊2.5mm，修邊前法蘭直徑為：63.6+5=68.6mm,取為69mm。即可設(shè)計(jì)出拉伸工序圖，見圖（b）。 （4）圖2（b）為典型的帶法蘭筒形拉伸件，相對(duì)法蘭直徑：df／d=2.5＞1.3，屬于寬法蘭件。 根據(jù)圖2（b）可以計(jì)算零件所用毛坯直徑D0=75.6mm，取毛坯直徑

10、75mm。 根據(jù)毛坯的相對(duì)厚度t／D0=1.5／75=0.02與相對(duì)法蘭直徑df／d=2.5查表得第一次極限拉伸系數(shù)為m=0.37，零件的拉伸系數(shù)m=d／D0=（24.2+1.5）／75=0.34，小于極限拉伸系數(shù)，不能一次拉伸成功，需要進(jìn)行多次拉伸。 寬法蘭筒形件第一次拉伸拉成零件要求的法蘭直徑，在以后的拉伸工序中法蘭直徑保持不變，只是逐漸的縮小圓筒部分的直徑。因?yàn)榧词狗ㄌm直徑產(chǎn)生很小的收縮變形，也能引起筒壁傳力區(qū)過大的拉力使其不能承受而破壞，造成筒壁拉裂。 在保證第一次拉伸成形的法蘭直徑不再變化的前提下，第一次拉伸后得到根部與底部的圓角半徑較大的中間毛坯，在以后各道拉伸工序中毛

11、坯的高度基本保持不變，僅縮小圓筒部分的直徑和 圓角半徑，這種方法制成的零件表面光滑平整，厚度均勻，不存在中間工序中圓角部分的彎曲與局部變薄的痕跡。 查表得第二次極限拉伸系數(shù)m2J=0.73. 初步確定各工序拉伸直徑，d1=m1J×D0=0.37×75=27.75mm,d2=m2Jd1=0.73×27.75=20.25mm。 從上面計(jì)算可以看出，需要倆次拉伸。在多工序拉伸中，拉伸系數(shù)的選取直徑影響拉伸件質(zhì)量?？紤]到首次拉伸后材料產(chǎn)生硬化，使變形區(qū)變形抗力增加，第一次拉伸選取的拉伸系數(shù)可以加大一些，直徑可以加大到d1=34mm，此時(shí)實(shí)際第二次拉伸系數(shù)m2=d2／d1=（24.2+1.5）／

12、（34-1.5）=0.77，大于第二次極限拉伸系數(shù)0.73，由此可見，首次拉伸直徑取Φ34mm是合理的。 為了確保第一次拉伸已形成的法蘭直徑在第二次拉伸工序中不再發(fā)生收縮變形，應(yīng)把首次拉入凹模的毛坯面積加大３％，這些多余材料在第二次拉伸中擠 回到法蘭部分，使法蘭增厚。這樣做一方面可以補(bǔ)償計(jì)算上的誤差與材料拉伸過 程中的變厚，另一方面也便于試模時(shí)的調(diào)整。 圖（b）中圓筒部分材料體積的 １．０３倍為首次拉伸圓筒部分材料的體 積，計(jì)算出首次拉伸高度h=12mm，即可設(shè)計(jì)出落料拉伸工序圖，見圖2（a） 綜上所述，工藝方案最終修訂為：落料拉伸——二次拉伸——修邊——筒形件拉伸——沖孔，各工序圖

13、如下： 圖1(a) 圖1 (b) 圖1 (c) 圖1 (d) 圖1（e） 3、工藝計(jì)算： 3.1、落料拉伸復(fù)合模工藝計(jì)算 （1）排樣、材料利用率 模具采用單排排樣設(shè)計(jì),查表3-10得，搭邊值a=1.0，a1=1.2 送料步距A=D+a=75+1=76 圖2(排樣圖) 采用雙排擋料銷擋料時(shí) B=（D=2a1+

14、△）0-△=（75+2.4+1）0-1 材料利用率?=S1/AB×100%=()/(4AB)×100%=71.4% ?—— 材料利用率 ； S1 —— 一個(gè)步距零件的實(shí)際面積（mm2）； A —— 送料步距（mm）； B —— 送料寬度（mm）； （2）計(jì)算工序壓力 ①落料力計(jì)算 F落= KLt=1.3 Lt 式中：—— 落料力（KN)； K ——安全系數(shù)，一般可取K=1.3； L ——沖裁輪廓周長（mm），L=3.14×75=235.5mm； T ——料厚（mm），t=1.5mm ——材料的抗剪強(qiáng)度（

15、Mpa）；查表得 =360MP 落料力則為：F落=1.3×360×235.5×1.5=165.3KN ②卸料力 F卸=K卸×F落 F卸 —— 卸料力（N）； K卸—— 卸料力系數(shù)（查表知K卸=0.05）； F落 —— 沖裁力（N)； 則： F卸=0.05×165.3=8kN ?推件力 = nF落=0.05×165.3=8.265kN 式中：—— 推件力（N)； —— 推件力系數(shù)（查表3-8知K推=0.05）；

16、 F落—— 沖裁力(N)； ④拉伸力計(jì)算 t／D=1.5／75=0.02＜1.5，因此采用壓邊圈 按式（6-17） = F拉—— 拉深力（N)； d ——拉伸件直徑（mm）,d=34-1.5=32.5mm —— 材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）； =400Mpa K——修正因數(shù)。 拉伸系數(shù) m=d／D=(34-1.5) ／75=0.43 查表6-11得修正系數(shù) k=1，則 F拉=1×3.14×32.5×1.5×400=61.23kN ⑤壓邊力

17、壓邊力FQ用下式計(jì)算 FQ=AP 式中，A--壓邊圈面積，A=π÷4×[D2-（d1+2R凹）2]=3128mm2 P—單位壓邊力，由表6-13查得P=3MPa 則壓邊力為： FQ=3×106×3128×10-6=9.38 kN 故總壓力為： F總=F落+F卸+F推+F拉+F壓=165.3+8+8+61.23+10.76=253kN ⑥拉深力 對(duì)于深拉伸可用式（4-38） F壓≥（1.7~2.2）（F+FQ）=2×（9.38+61.23）=141kN 式中：F壓——壓力機(jī)的公稱壓

18、力（N）； F ——拉伸力（N）； FQ——壓邊力（N）。 ⑦壓力機(jī)的選取 參照《冷沖模設(shè)計(jì)》表1-3，選用23-63壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)為： 標(biāo)稱壓力：630kN 滑塊行程：100mm 最大裝模高度：400mm 工作臺(tái)尺寸：570mm×860mm 模柄尺寸：Φ50mm×70 連桿調(diào)節(jié)長度：80mm ⑦工作部分尺寸計(jì)算 對(duì)于工件未注公差可按IT14計(jì)算 根據(jù)表2-10（落料、沖孔模刃口始用間隙）查得沖裁模刃口雙面間隙

19、 Zmin=0.15mm； Zmax=0.19mm ⑦.1落料刃口尺寸計(jì)算 Φ750-0.74的凸凹模的制造公差由表2-12得： δ凸=0.020mm δ凹=0.030mm 由于δ凸+δ凹=0.05＞Zmax—Zmin=0.04，故采用凸模與凹模配合加工方法。因數(shù)由表2-13查得，X=0.5，則 D凹=（沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸—X△）0+（1／4）△ =（75—0.5×0.74）0+0.185=74.630+0.185 D凸按凹模尺寸配制。 ⑦.2拉伸工作部分尺寸計(jì)算 拉伸凸模和凹模的單邊間隙可按表4-12中式Z/2=1t計(jì)算，Z=3

20、mm 由于拉伸工件的公差為IT14級(jí)，故凸凹模的制造公差可采用IT10級(jí)精度，查附錄E3得 δ凸=δ凹=0.100mm，按式（4-24）、式（4-25）可求拉伸凸凹模尺寸與公差如下表 工件尺寸 d凹=（d-0.75△）0+δ凹 d凸=（d凹-Z）0-δ凸 Φ310-0.62 30.5350+0.100 27.5350-0.100 3.2二次拉伸模 ①拉伸力計(jì)算 F啦= 式中：F拉—— 拉深力（N)； d2——拉伸件直徑（mm）,d=25.7mm —— 材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）； =400Mpa

21、 K——修正因數(shù)。 拉伸系數(shù) m=d／D=(24.2+1.5) ／（35-1.5）=0.77 查表得修正系數(shù)K2=0.85。則 F拉=0.85×3.14×25.7×1.5×400=41.16kN ②壓邊力計(jì)算 壓邊力FQ（N）的大小按下式求出： FQ=AP 式中，A——壓邊面積（mm2） A=[dn-12－（dn+2R凹）2]=3.14÷4[32.52－(25.7+6)2]=40.32mm2 P——單位面積上的壓力（MPa），查表知 P=3MPa 則壓邊力為：F壓=40.32×3=0.121kN ③拉深部分凹凸模尺寸的計(jì)算：

22、拉伸凸模和凹模的單邊間隙可按表4-12中式Z/2=1t計(jì)算，Z=3mm 由于拉伸工件的公差為IT14級(jí)，故凸凹模的制造公差可采用IT10級(jí)精度，查附錄E3得 δ凸=δ凹=0.100mm，△=0.084mm,按式（4-24）、式（4-25）可求拉伸凸凹模尺寸與公差如下表 工件尺寸 d凹=（d-0.75△） d凸=（d凹-Z） Φ24.2 24.137 21.137 查互換性與測量技術(shù)表2-3得，落料凹模制造公差等級(jí)選擇IT8級(jí)，凸模制造公差等級(jí)選擇IT7級(jí)，拉深凹模制造公差等級(jí)選擇IT8級(jí)，凸模制造公差等級(jí)選擇IT7級(jí)。 ④拉伸時(shí)壓力機(jī)噸位的選擇：

23、 拉伸時(shí)：F壓≧（1.25~1.4）（F+FQ） F壓≧1.4×（41.16+0.121）=57.79kN 因此選擇公稱壓力為630kN的J23-63壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 630KN 滑塊行程： 120mm 最大封閉高度： 360mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 90mm

24、 工作臺(tái)尺寸： 480mm×710mm 工作臺(tái)墊板尺寸： Φ250mm 模柄孔尺寸： Φ50mm×70mm 工作臺(tái)厚度： 90mm 墊板厚度： 90mm 最大傾斜角： 30 3.3、修邊 由于此處修邊為垂直修邊，因此與沖裁工藝相似。 （1）沖裁力 F沖=

25、 KLt=1.3 Lt 式中：F沖—— 落料力（KN)； K ——安全系數(shù)，一般可取K=1.3； L ——沖裁輪廓周長（mm），L=3.14×63.6=200mm； T ——料厚（mm），t=1.5mm ——材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）；查表得 =360MP 落料力則為：F沖=1.3×360×200×1.5=140KN （2）卸料力 F卸=K卸×F沖 F卸 —— 卸料力（N）； K卸—— 卸料力系數(shù)（查表知K卸=0.05）； F落

26、 —— 沖裁力（N)； 則： F卸=0.05×140=7kN （3）推件力 = nF落=0.05×140=7kN 式中：—— 推件力（N)； —— 推件力系數(shù)（查表3-8知K推=0.05）； F落—— 沖裁力(N)； （4）總壓力 F總=F沖+F卸+=154kN （5）凸凹模刃口尺寸的 查表2-10得間隙值：Zmin=0.15 Zmax=0.19 查表2-12得凸凹模的制造公差： δ凸=0.020mm

27、δ凹=0.030mm 滿足Zmax-Zmin=0.04mm＜δ凸+δ凹=0.05mm 故采用凸模與凹模配合加工方法。因數(shù)由表2-13查得，X=0.5，則 D凹=（沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸—X△）0+（1／4）△ =（63.6—0.5×0.74）0+0.185 D凸按凹模尺寸配制。 （6）壓力機(jī)的選擇 從滿足沖壓力要求看，可以初選400KN規(guī)格的壓力機(jī) J23—40其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 400KN 滑塊行程：

28、 100mm 最大封閉高度： 330mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 65mm 工作臺(tái)尺寸： 460mm×700mm 模柄孔尺寸： Φ50mm×70mm 工作臺(tái)厚度： 90mm 墊板厚度： 65mm 最大傾斜角：

29、 30 3.4筒形拉伸 （1）計(jì)算壓邊力：FQ=AP 式中，A——壓邊面積（mm2） A=[dn-12－（dn+2R凹）2]=3.14÷4[63.62－(50.5+12)2]=109mm2 P——單位面積上的壓力（MPa），查表知 P=3MPa 則壓邊力為： F壓=109×3=327N （2）拉伸力計(jì)算 F啦= 已知m=52÷63.6=0.82，由表4-18查得K=0.40 08Al的強(qiáng)度極限σb=450MPa 將K=0.40，d=50.5mm，t=1.5mm，σb=450MPa代入上式，即 F=

30、0.4×3.14×50.5×1.5×450N=42814N （3）按式（4-37），壓力機(jī)的公稱壓力為： F壓≧1.4（F拉+FQ）=1.4×（42814+327.25）N=60KN 故壓力機(jī)的公稱壓力要大于60KN （4）拉伸模的間隙 由表4-12查得拉伸模的單邊間隙為： =1.1t=1.1×1.5，則：Z=3.3mm （5）拉伸模的圓角半徑 凹模的圓角半徑r凹按表4-13選取， r凹=4t=4×1.5mm=6mm 凸模的圓角半徑r凸等于工件的圓角半徑，即：r凸=0.5mm （6）凸、凹模工作部分的尺寸和公差 由

31、于工件要求形尺寸，因此凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，凸模尺寸的計(jì)算為： 將模具公差按IT10級(jí)選取，則=0.10mm 把dmin=49mm,=0.12mm,=0.10mm代入上式，則凸模的尺寸為： dp=（49+0.4×0.12）0-0.10mm=49.0480-0.10mm 間隙取在凹模上，則凹模的尺寸按式（4-27）計(jì)算，即 把dmin=49mm，=0.12mm，Z=3.3mm，=0.10mm 代入上式，則凹模的尺為： dd=（49+0.4×0.12+3.3）0+0.10=52.3480+0.10mm （7）凹模通氣孔 由表4-14查得

32、，凸模的通氣孔直徑為5mm 說明：拉深模具在單動(dòng)壓力機(jī)上拉深，壓邊圈采用平面式的，半成品用壓邊圈的凹槽定位，凹槽深度小于1mm以便壓料，壓邊力用彈性元件控制，模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，出件時(shí)用卸料螺釘頂出。 由于此拉深為非標(biāo)準(zhǔn)形式，需計(jì)算模具閉合高度，其中各模板的尺寸需取國標(biāo)。模具的閉合高度為：H模=H上模+H壓+H固+H下模座+25mm 式中，25mm是模具閉合時(shí)壓邊圈與固定板間的距離。 取H上模=（30+8+14+30）mm=82mm，H壓=20mm，H固=20mm H模=（82+20+20+40+25）mm=187mm （8） 設(shè)備的選擇 從滿足沖壓力要求看，可以初

33、選160KN規(guī)格的壓力機(jī) J23—16其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 160KN 滑塊行程： 55mm 最大封閉高度： 220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 45mm 工作臺(tái)尺寸： 300mm×450mm 模柄孔尺寸： Φ40mm×60mm

34、 工作臺(tái)厚度： 90mm 墊板厚度： 45mm 最大傾斜角： 35 3.5沖孔 （1）沖裁力： F沖= KLt=1.3 Lt 式中：F沖—— 落料力（KN)； K ——安全系數(shù)，一般可取K=1.3； L ——沖裁輪廓周長（mm），L=3.14×13.5=42.39mm； T ——料厚（mm），t=1.5mm ——材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）；查表得 =360

35、MP 落料力則為：F沖=1.3×360×42.39×1.5=30KN （2）推件力 = nF落=1×0.05×30=1.5kN 式中：—— 推件力（N)； —— 推件力系數(shù)（查表3-8知K推=0.05）； F落—— 沖裁力(N)； （3）總壓力 F總=F沖+=30kN+1.5kN=31.5kN （4）凸凹模刃口尺寸 查表2-10得間隙值：Zmin=0.15 Zmax=0.19 查表2-12得凸凹模的制造公差： δ凸=0.020mm δ凹=

36、0.020mm 滿足Zmax-Zmin=0.04mm≧δ凸+δ凹=0.04mm 因此可采用分開加工的方法，查表2-13得因數(shù)X=0.5 凸凹模刃口尺寸按（2-2）計(jì)算： 凸模： =（13.5+0.5×0.27）0-0.27mm =13.635 凹模： =13.785 （5）壓力機(jī)的選擇 從滿足沖壓力要求看，可以初選160KN規(guī)格的壓力機(jī) J23—16 ，其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 160KN

37、 滑塊行程： 55mm 最大封閉高度： 220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 45mm 工作臺(tái)尺寸： 300mm×450mm 模柄孔尺寸： Φ40mm×60mm 工作臺(tái)厚度： 90mm 墊板厚度： 40mm

38、 最大傾斜角： 35 4模具主要工作部分的設(shè)計(jì) 4.1落料拉深模具主要工作部分的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用落料拉深復(fù)合模，首先要考慮凹凸模的壁厚是否過薄，本次設(shè)計(jì)凹凸模的最小壁厚為20.5mm，查沖壓資料表2-44滿足最小壁厚a≥1.5t=2.25mm的要求，能夠保證強(qiáng)度，所以采用復(fù)合模。 （1）落料凹模的設(shè)計(jì) 落料凹模高度為 H=KS（≥8mm） =（0.28×75）mm=21mm S——

39、垂直于送料方向的凹模刃壁件最大距離（mm）； K——凹模厚度系數(shù) 取凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x =30mm 送料方向的凹模長度 L==（75+2×30)mm=135mm ——送料方向的凹模刃壁間最大距離（mm)； ——送料方向的凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x（mm)； 凹模結(jié)構(gòu)圖如下： 圖3 落料凹模 （2）拉深凸模的設(shè)計(jì) 根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與固定板的配合按H7/m6。

40、材料選用T10A，淬火硬度為58~62HRC，根據(jù)凸模直徑，選擇其上通氣孔直徑為8mm，凸模長度 L= =0mm+20mm+（49.5mm+10.5mm） =80mm ——凸模固定厚度（mm）； ——壓邊圈高度（mm）； Y——附加長度，包括凸模修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定板與卸料板的安全距離等； 具體結(jié)構(gòu)如圖： 圖4 拉深凸模 （3）卸料裝置的設(shè)計(jì) 卸料裝置采用彈壓卸料板裝置，以方便卸料，由于卸件力較大，擬選用6個(gè)彈簧 每個(gè)

41、彈簧應(yīng)有的預(yù)壓力為： =8000N/6=1333N 卸料板孔每側(cè)與凸模保持間隙距離0.15mm;厚度根據(jù)沖裁件料厚和卸料板寬度取30mm，選擇圓形卸料板，卸料板上安裝有彈簧，其尺寸為D×H=280mm×25mm，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為43～48HRC。結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖5 卸料板 卸料板上設(shè)置6個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為14mm，螺紋部分為M110×12mm。卸料釘尾部需要留下足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面1mm有誤差時(shí)可以通過在螺

42、釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)節(jié)。 （4）為了防止拉深時(shí)起皺，需用壓邊圈，壓邊圈與凸模的單面間隙選為0.3mm，與凹模的單邊間隙取0.5mm，壓邊圈采用45鋼制造，熱處理硬度為42～45HRC。高度選為20mm，其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖6 壓邊圈 （5）凹凸模設(shè)計(jì) 結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，材料采用T10A，工作部分熱處理淬硬60~64HRC，其高度為： L= =55mm+

43、20mm+10.5mm =85.5mm —— 彈簧安裝高度； —— 卸料板高度； —— 凹凸模工作高度； 結(jié)構(gòu)圖如下： 圖7 凹凸模 （6）模柄的設(shè)計(jì) 模柄選擇螺釘固定式模柄，材料選用A5，熱處理硬度43～48HRC，依據(jù)模具設(shè)計(jì)尺寸，參考GB700-65，選用II型，具體結(jié)構(gòu) 圖8 模柄 4.2沖孔模具主要工作部分的設(shè)計(jì) （1）沖孔凹模高度的確定 沖孔凹模高度為 H=Kb （≥15mm）

44、 (22) =（0.42×13.5）mm =5.67mm 此處取凹模的高度取15mm b——最大孔口尺寸（mm）； K——凹模厚度系數(shù) 凹模壁厚：c=（1.5~2）H（≥30~40mm） =2×5.67 =11.34mm 根據(jù)零件要求，并考慮總體布局，選擇圓形凹模板，刃口高度選擇10mm，材料采用T10A，工作部分熱處理硬度為60~64HRC，結(jié)構(gòu)圖如下：

45、 圖12 沖孔凹模 （2）沖孔凸模的確定 根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式凸模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凹模模固定板的配合按H7/m6。材料選用T10A，淬火硬度為58~62HRC，凸模長度： L=h1+h2+h =20mm+10mm+10mm =50mm ——凸模固定板的厚度（mm）； ——工作長度（mm）

46、 h——附加長度，一般取20mm 圖13 拉深凸模 （3）卸料裝置的設(shè)計(jì) 卸料板孔每側(cè)與凸模保持間隙距離；卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚和卸料板寬度取10mm，選擇圓形卸料板，其尺寸為D×H=110mm×10mm，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為53～48HRC。結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖14 卸料板 卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為16mm，螺紋部分為M12×18mm。卸料釘尾部需要留下足夠的行程空間。 （4）固定板設(shè)計(jì) 凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快換式固定三種固定方式，這里選用固定板固定，固定板與凸模為過渡

47、配合（H7/n6），根據(jù)國標(biāo)與凹模尺寸選取凸模固定板尺寸D×H=110mm×20mm，其結(jié)構(gòu)簡圖如下 圖15 凸模固定板 (5) 模架的選用 ①模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，從生產(chǎn)量、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品規(guī)格和操作方便等方面考慮，選擇滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱圓形模架，查GB/T 2851.6—90，所選模架具體參數(shù)如下： 凹模周界：315mm 閉合高度(參考)最?。?75mm 閉合高度(參考)最大：320mm 上模座 數(shù)量1 規(guī)格：315mm×5

48、5mm 下模座 數(shù)量1 規(guī)格：315mm×65mm 導(dǎo)柱 數(shù)量2 規(guī)格：45mm×260mm 50mm×260mm 導(dǎo)套 數(shù)量2 規(guī)格：45mm×140mm×53mm 50mm×140mm×53mm 導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)從標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中的參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與

49、上模座頂面的距離不小于10~15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為1~2mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間、導(dǎo)柱與下模座之間采用過渡配合H7/m6。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56~62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28~32HRC。 模具的實(shí)際閉合高度為： H=上模座厚度+墊板厚度+沖頭長度+凹模厚度+下固定板厚度+下模座厚 度－沖頭進(jìn)入凹模的深度 =55mm+8mm+115mm+55mm+32mm+65m

50、m－35mm =295mm ②模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，從生產(chǎn)量、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品規(guī)格和操作方便等方面考慮，選擇滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱圓形模架，查GB/T 2851.6—90，所選模架具體參數(shù)如下： 凹模周界：110mm 閉合高度(參考)最?。?20mm 閉合高度(參考)最大：120mm 上模座 數(shù)量1 規(guī)格：120mm×120mm×35mm 下模座 數(shù)量1 規(guī)格：120mm×120mm×45mm 導(dǎo)柱 數(shù)量2 規(guī)格：22mm×130mm

51、 導(dǎo)套 數(shù)量2 規(guī)格：22mm×85mm×33mm 導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)從標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中的參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(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)柱底面的距離應(yīng)為1~2mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間、導(dǎo)柱與下模座之間采用過渡配合H7/m6。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56~62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28~32HRC。 模具的實(shí)際閉合高度為：

52、 H=上模座厚度+墊板厚度+凸模長度+凹模厚度+下模座厚度－沖頭進(jìn)入凹模的深度 =35mm+20mm+70mm+30mm+45mm-30mm =170mm (6)其他零部件的說明 凹凸模緊固螺釘選取M16x80mm，選用四個(gè)；凸模緊固螺釘選取M16x90mm選用四個(gè)；擋料銷采用A型固定擋料銷，d=6mm；導(dǎo)料銷選用兩個(gè)，取d=6mm；圓柱銷選取?16x100mm，上下模座各一個(gè)。選用四個(gè)頂桿，取?8x100mm。 5 壓力機(jī)的校核 5.1落料拉深復(fù)合模壓力機(jī)的校核 （1）閉合高度的校核

53、所選壓力機(jī)的最大閉合高度為400mm，閉合高度調(diào)節(jié)量為80mm，墊板高度為10mm，所以： 400mm-80mm=320mm 本次模具設(shè)計(jì)的閉合高度為H=289mm， －5mm=395mm 330mm 滿足 ≤H≤－5 所選壓力機(jī)閉合高度滿足要求。 （2）滑塊行程的校核 滑塊行程應(yīng)保證能夠方便地放入毛坯和取出零件，對(duì)于拉深工序，滑塊行程應(yīng)大于零件高度的2倍，零件高度×2=12mm×2=24mm，所選壓力機(jī)的滑塊行程為80mm，所以滑塊行程滿足要求。 5.2沖孔壓力機(jī)的交合 （1）閉合高度的校核 所選壓力機(jī)的最大閉合高度為

54、220mm，閉合高度調(diào)節(jié)量為45mm，墊板高度為10mm，所以： 220mm-45mm=175mm 本次模具設(shè)計(jì)的閉合高度為H=208mm， －5mm=215mm 185mm 滿足 ≤H≤－5 所選壓力機(jī)閉合高度滿足要求。 （2）滑塊行程的校核 滑塊行程應(yīng)保證能夠方便地放入毛坯和取出零件，對(duì)于拉深工序，滑塊行程應(yīng)大于零件高度的2倍，零件高度×2=22.4mm×2=44.8mm，所選壓力機(jī)的滑塊行程為55mm，所以滑塊行程滿足要求。 6 模具的裝配和工作 6.1模具的調(diào)試 模具的裝配就是按照規(guī)定的技術(shù)要求，將若干個(gè)零件結(jié)合形成零部件，

55、再將若干個(gè)零件和部件組合成模具的整個(gè)工藝過程，裝配工作通?？梢苑譃椴考b配和總裝配。 導(dǎo)柱導(dǎo)套與上下模座均采用壓入式連接，導(dǎo)套和導(dǎo)柱與模座的配合分別為H7/h6和H7/m6壓入時(shí)要注意校正導(dǎo)柱對(duì)模座底面的垂直度，裝配后的導(dǎo)柱的固定端面與下模座底面距離要求不小于1~2mm。 凸模和凹凸模的裝配，該模具的凸模與凸模固定板的配合按H7/m6，凸模裝入固定板后，其固定端面應(yīng)和固定板的支承面應(yīng)處于同一平面，在壓力機(jī)上調(diào)整好凸模與固定板的垂直度，將凸模壓入固定板，凸模對(duì)固定支承面的垂直度經(jīng)檢查合格后將凸模上端鉚合，裝配前在平面磨床上將凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位將凸模工作端面磨平

56、。凹凸模與固定板的配合按H7/m6，總裝前應(yīng)將凹凸模壓入固定板，壓在平面磨床將上下平面磨平。 6.2 模具總裝 （1）把組裝上了凸模的固定板放在下模座上，按中心線打正固定板的位置，用平行夾頭夾緊，通過螺釘孔在下模座上鉆出錐窩，拆去凸模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻絲，重新將凸模固定板置于下模座上并找正，用螺釘緊固，鉆孔，打入銷釘定位。 （2）配鉆卸料螺釘孔時(shí)，將卸料板套在已裝入固定板的凹凸模上，在固定板與卸料板之間墊上適當(dāng)高度的等高墊鐵，并用平行夾頭將其夾緊，按卸料板上螺孔位置在模座上鉆錐窩，然后拆開，按錐窩鉆孔。 （3）在凹凸模固定板的彈簧孔中裝入卸料彈簧，將卸料

57、板套入凹凸模；用（1）中同樣的方法配鉆墊板和上模座上的螺釘孔，推桿孔，然后依次將墊片和卸料板、凹凸模、凹凸模固定板的組合部件裝入上模座，用緊固螺釘固定，打入銷釘定位。 （4）在落料凹模上裝入擋料銷，將推件塊裝入落料凹模，并將推桿裝入固定板上的推桿孔，用緊固螺釘將落料凹模與凸模固定板固定，鉆孔，打入銷釘定位。 6.3模具的總裝配圖 按以上步驟進(jìn)行安裝后，生成模具總裝配圖，其具體結(jié)構(gòu)如下（各部件名稱、數(shù)量、材料、規(guī)格與相關(guān)技術(shù)要求見裝配圖）： 落料拉深復(fù)合模主視圖 圖19 落料拉深復(fù)合模俯

58、視圖 沖孔復(fù)合模主視圖 沖孔符合模俯視圖 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我熟悉了沖壓模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，了解了在做沖壓模具之前首先要對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，模具的結(jié)構(gòu)形態(tài)以與產(chǎn)品的工藝性進(jìn)行合理的分析，才能設(shè)計(jì)出更合適模具，節(jié)約成本的同時(shí)還能保證加工零件的精度要求。其次，考慮好產(chǎn)品的批量以與精度要求以與材料的造價(jià)；最后完成產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)、模具的裝配圖、零件圖。掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖

59、，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)等，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己各方面知識(shí)都有所提高。 致 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成是我個(gè)人專業(yè)學(xué)習(xí)中的一次難忘經(jīng)歷，通過老師多次細(xì)心的指導(dǎo)以與自己長時(shí)間的思考、設(shè)計(jì)讓我知道一套合格的沖壓模具的設(shè)計(jì)以與一套合格圖紙的完需要付出很多心血和汗水。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，要感我的指導(dǎo)老師躍文教授的大力支持，是他的耐心指正和教導(dǎo)才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)逐步趨于完善；更重要的是他教會(huì)了我自己解決問題的方法，從細(xì)微之處一點(diǎn)一滴的指導(dǎo)我。通過這次實(shí)踐，我進(jìn)一步熟悉了模具的設(shè)計(jì)，鍛煉了模具設(shè)計(jì)實(shí)踐能力和自己的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。 現(xiàn)在即將進(jìn)入新的學(xué)習(xí)環(huán)境，在今后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)理論的學(xué)習(xí)，再接再勵(lì)，將所學(xué)的知識(shí)付諸實(shí)踐，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷進(jìn)步！ 在此感躍文教授在設(shè)計(jì)過程中給我的幫助與鼓勵(lì)，！ 參考文獻(xiàn) [1]丁松聚，冷沖模設(shè)計(jì)，：機(jī)械工業(yè)； [2]模具工業(yè)，2006，（8） [3]王孝培，沖壓設(shè)計(jì)資料，：機(jī)械工業(yè)； [4]天佑，沖模圖冊(cè)，：機(jī)械工業(yè)； [5]模具實(shí)用技術(shù)叢書委員會(huì)，沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例，：機(jī)械工業(yè)