材料成型及控制工程畢業(yè)設計-盒形件沖壓工藝分析及模具設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　盒形件沖壓工藝分析及模具設計</p><p><b>　　誠信聲明 </b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導

2、下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　設計題目： 盒形件沖壓工藝分析及模具設計</p><p>　　1．設計的主要任務及目標&l

3、t;/p><p><b>　?。?）任務： </b></p><p>　　1)模具裝配圖及零件圖</p><p><b>　　2)設計說明書一本</b></p><p><b>　　3)電子資料一份</b></p><p><b>　?。?）目標：

4、</b></p><p>　　以所學專業(yè)知識為基礎，以實用為目的，通過對盒形件沖壓工藝的分析及相關參數的計算，進一步進行模具的總裝圖及零件的設計，總結出并熟練掌握模具設計的規(guī)律和方法。</p><p>　　設計的基本要求和內容</p><p><b>　　基本要求</b></p><p>　　1）認真學習相關

5、書籍，查閱中外文資料，制定出合理的設計方案；</p><p>　　認真做好各環(huán)節(jié)計算與分析，使零件的工藝分析正確，模具設計合理；</p><p>　　3）勤于思考，應用所學的專業(yè)知識來解決設計中遇到的問題；</p><p>　　4）翻譯一篇與本課題相關的英文文獻；</p><p><b>　　主要內容</b></p

6、><p>　　1）對盒形件的工藝性進行科學的分析；對相關參數進行準確的計算。</p><p>　　2）通過查閱相關的模具圖冊，設計出合理的模具裝配圖及主要零部件圖（不少于5張）。</p><p>　　3）探索總結出一套相關的模具設計規(guī)律和方法。</p><p><b>　　3．主要參考文獻</b></p>&l

7、t;p>　　[1]丁松聚. 冷沖模設計[M]. 北京.機械工業(yè)出版社. 2011.6．</p><p>　　[2]王孝培. 沖壓設計資料[M].北京. 機械工業(yè)出版社, 1983.12．</p><p>　　[3]編寫組. 沖模設計手冊[M]. 北京.機械工業(yè)出版社, 1992.3</p><p>　　[4]王芳．冷沖壓模具設計指導書[M].北京．機械工業(yè)出版

8、社，1988.10</p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p><b>　　5．附圖</b></p><p><b>　　零件圖如下：</b></p><p>　　材料：1Cr18Ni9Ti</p><p><b>　　厚

9、度：0.8mm</b></p><p>　　盒形件沖壓工藝分析及模具設計</p><p>　　摘要:模具技術生產的制品具有高精度、高復雜程度、高一致性、高生產效率和低消耗等特點。由此可見，模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。</p><p>　　本設計詳細的論述了沖壓模具的全過程。沖壓模具即是在

10、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。</p><p>　　盥洗池是一個形狀相對比較簡單但加工工藝并不簡單的盒形件，需要的工序有落料、拉深、切邊、沖孔、內翻邊。經工藝計算和分析，確定了合理的沖壓工藝方案，提出用落料拉深模及切邊翻邊模兩套復合模完成該零件的生產，設計出的模具力求結構簡單、制造容易。</p><p>　　關鍵詞：盥洗池；模具設計；復合模；落

11、料、拉深、翻邊</p><p>　　Box parts stamping process analysis and die design</p><p>　　Abstract：Die technology to produce products with high accuracy, high complexity, high consistency, high production ef

12、ficiency and low consumption and so on. Thus, die technology has become the measure of a country manufacturing an important indicator of the level determines the product quality, efficiency and new product development ca

13、pability. </p><p>　　This paper discusses in detail the whole process of stamping dies. Stamping die that is in the process of stamping, the material (metal or non-metallic) processing into parts ( orsemi-fin

14、ished products ) of a special technical equipment.</p><p>　　The sink is a relatively simple shape but the process is not simple box. It needs five procedures to finish the workpiece, which are blanking, draw

15、ing, trimming and flanging. By using process calculation and analysis for sink, two compound dies and one simple die are designed to finish the workpiece. The dies are simple in structure and easy to manufacture. </p&

16、gt;<p>　　Key words: sink, die design, compound die, blanking, drawing, flanging</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p><b>　　2 設計題目2

17、</b></p><p>　　3 零件的工藝分析及方案確定3</p><p>　　3.1 零件的工藝分析3</p><p>　　3.2 零件的工藝計算4</p><p>　　3.2.1 翻孔的高度校核4</p><p>　　3.2.2 預制孔直徑d的計算4</p><p>

18、　　3.2.3 毛坯的尺寸計算5</p><p>　　3.2.4 判斷能否一次拉成7</p><p>　　3.3 工藝方案的確定8</p><p>　　4 落料拉深復合模設計及主要零件工藝參數計算9</p><p>　　4.1 零件的工藝計算9</p><p>　　4.1.1排樣方法及材料利用率計算9<

19、;/p><p>　　4.1.2 壓力中心計算11</p><p>　　4.1.3 工藝力計算11</p><p>　　4.1.4 壓力機的初選13</p><p>　　4.1.5 主要的工作尺寸計算13</p><p>　　4.2 模具總體設計15</p><p>　　4.2.1 模具結構

20、形式的選擇15</p><p>　　4.2.2 模具主要零件的設計16</p><p>　　4.2.3 校核壓力機24</p><p>　　4.3 模具的裝配與調試25</p><p>　　4.3.1 模架總裝圖25</p><p>　　4.3.2 模具的裝配26</p><p>　

21、　5 切邊、沖孔翻孔復合模設計27</p><p>　　5.1 零件的工藝計算27</p><p>　　5.1.1 各部分工藝力計算27</p><p>　　5.1.2 壓力中心28</p><p>　　5.1.3 壓力機的初選28</p><p>　　5.1.4 主要的工作尺寸計算28</p>

22、<p>　　5.2 切邊、沖孔翻孔復合?？傮w設計31</p><p>　　5.2.1切邊、沖孔翻孔復合模的主要零部件設計31</p><p>　　5.2.2 校核壓力機38</p><p>　　5.3 模具的裝配圖40</p><p>　　5.3.1 模架總裝圖40</p><p><b

23、>　　結論41</b></p><p><b>　　參考文獻42</b></p><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　沖壓加工是現代機械制造業(yè)中先進高效的加工方法之一。沖壓加工的應用十分

24、廣泛，不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。在現代制造業(yè)，比如汽車、拖拉機、農業(yè)機械、電機、電器、儀表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生產方面，都占有十分重要的地位。當然，沖壓加工在我國也存在著一些問題和不足。如機械化、自動化程度低、生產集中度低、沖壓板材自給率不足、品種規(guī)格不配套、科技成果轉化慢、先進工藝推廣慢、專業(yè)人才缺乏、大、精模具依賴進口等，因此，我們將還有很長的路要走。</p><p>　　畢

25、業(yè)設計的主要目的有兩個：一是讓本人掌握查閱查資料手冊的能力，能夠熟練的運用工程軟件進行模具設計。二是掌握模具設計方法和步驟,了解模具的加工工藝過程。</p><p>　　本文是盥洗池落料、拉深復合模及切邊、翻邊模設計說明書，結合模具的設計，在老師的指導下，經過多次修改和驗證編制而成。為了達到設計的規(guī)范化，標準化和合理性，本人通過查閱多方面的資料文獻，力求內容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。</p&g

26、t;<p><b>　　2 設計題目</b></p><p>　　零件名稱：不銹鋼盥洗池</p><p><b>　　圖2-1 零件圖</b></p><p><b>　　生產批量：中批量</b></p><p>　　材料種類：不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）<

27、;/p><p><b>　　材料厚度：0.8㎜</b></p><p>　　3 零件的工藝分析及方案確定</p><p>　　3.1 零件的工藝分析</p><p>　　沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性，即設計的沖壓件在材料、結構、形狀、尺寸大小及公差和尺寸基準等各方面是否符合沖壓加工的工藝要求。沖壓件的工藝性好壞

28、，直接影響到加工的難易程度。工藝性差的沖壓件，材料損耗和廢品率會大量增加，甚至于無法正常生產出合格的產品。同一個零件，由于生產單位的生產條件、工藝裝備情況及生產的傳統(tǒng)習慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點分析零件的結構工藝性。 </p><p>　　工藝性要求材料具有良好的塑性，屈強比值越小，一次拉深允許的極限變形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系數r和板平面方向性系數反映了材料的各向異性性能

29、，當r較大或較小時，材料寬度的變形比厚度方向的變形容易，板平面方向性能差異較小，拉深過程中材料不易變薄或拉裂，因而有利于拉深成形。</p><p>　　此工件為有凸緣的低盒形件，要求外形和翻孔尺寸，要求厚度均勻，其形狀滿足拉深工藝要求，可用拉深工序加工。該方形盒形件H≤（ 0.6 ~0.7 ）B, 可一次拉深成形。方形盒形件四壁間的圓角半徑R1≥3t，滿足拉深工序要求。另外，由于翻邊高度小于該制件的極限翻邊高度，

30、故而可以采用一次翻邊成形的加工工藝進行加工。綜合以上分析，得出的結論是：該零件工藝性能較好，適于沖壓。 </p><p>　　該零件結構較簡單、形狀呈中心對稱，屬于方形低盒拉深件。零件尺寸公差為IT14，工件材料為1Cr18Ni9Ti，材料的屈服強度為≥205MPa，抗拉強度為≥520MPa，伸長率為≥40％。</p><p>　　3.2 零件的工藝計算</p><p&

31、gt;　　3.2.1 翻孔的高度校核</p><p><b>　　式中 ， </b></p><p>　　D——翻邊孔中心直徑，mm；</p><p>　　H——豎直邊高度，mm；</p><p><b>　　K——翻邊系數；</b></p><p>　　t——板料的厚度，m

32、m；</p><p>　　r——翻邊圓角半徑，mm。</p><p>　　上式中，K取最小值，則H為最大值。</p><p>　　將D=40+0.8=40.8mm，查表8-1（參考文獻[4]）有Kmin=0.57，r= 5mm，t=0.8mm代入上式得到 H=11.5mm。</p><p>　　從零件圖知盒形件的翻孔高度為10mm，小于計算所

33、得到的高度，即H＜Hmax。故該制件可以一次翻遍成形。</p><p>　　3.2.2預制孔直徑d的計算</p><p>　　由于該制件可一次翻邊成形，故而可以近似于在平板毛坯上翻邊，此時，其預制孔直徑可按下式計算：</p><p><b>　　式中 ， </b></p><p>　　d——預制孔直徑，mm；</p

34、><p>　　D——翻邊孔中心直徑，mm；</p><p>　　H——豎直邊高度，mm；</p><p>　　r——翻邊圓角半徑，mm；</p><p>　　t——板料的厚度，mm。</p><p>　　將D=40+0.8=40.8mm，H=10mm，r= 5mm，t=0.8mm代入上式得到: d=26.25mm。<

35、/p><p>　　3.2.3毛坯的尺寸計算</p><p>　　根據已知尺寸：b=400 , h0 =150 , r=35 , r底=15，則有r/b=35/400=0.0875 ，h0/b=0.375</p><p>　　由盒形件不同拉深情況的分區(qū)圖（參考文獻[3] 圖4-60）查得該盒形件屬Ⅱa區(qū)（ 圓角半徑較小的低盒形件）。</p><p>

36、;<b>　　盒形件的修邊余量 </b></p><p>　　查表4-8（參考文獻[3]），取修邊余量Δh=8mm , 則h= h0 +Δh=158mm。</p><p><b>　　毛坯尺寸的計算 </b></p><p>　　盒形件的拉深毛坯計算可以分為兩部分，即1、按圓筒拉深件近似計算盒形件底部圓角部分展開后的半徑；

37、2、按彎曲件近似計算盒形件直壁部分展開后的長度。此外，還要根據盒形件拉深時沿周邊的切向壓縮與徑向拉深變形不均勻的特點對毛坯的形狀與尺寸作一定的修正。</p><p>　　按壓彎計算壁部展開長度l </p><p>　　l=h+rf-0.43( r凸+r底 )</p><p>　　=158+60-0.43×( 15+15 )</p><p

38、><b>　　=205.1mm</b></p><p><b>　　取l=205mm </b></p><p>　　按拉深計算角部毛坯半徑</p><p><b>　　R=</b></p><p><b>　　=</b></p><

39、;p><b>　　=121mm</b></p><p>　　則毛坯的展開圖如下：</p><p>　　圖3-1 毛坯展開圖</p><p>　?、?按式R1 =χR求出角部加大的展開半徑R1 ,其中</p><p>　　則有R1 =χR=1.2121=145.2mm , 取R1 =145mm 。</p>

40、<p>　　按式h b = y 求出在直壁部分展開長度上應切去的hb ，</p><p>　　查表4-25（參考文獻[3]）取y=0.15 , 則</p><p>　　hb = 0.15</p><p><b>　　= 6.655</b></p><p>　　取 hb = 7

41、 </p><p>　　對展開尺寸進行修正，即將半徑增大到R1 ，將長度減少h</p><p>　　該毛坯的工件展開圖 </p><p>　　根據修正后的寬度、長度和毛坯角部半徑，同時考慮到為使毛坯易于加工及簡化模具結構，故用半徑Rb=198mm的圓弧過渡將直邊連成光滑的外形，就可以得出所要求的毛坯形狀和尺寸。此時該毛坯的工件展開圖如下圖所示：</p>

42、;<p>　　圖3-2 修正后的毛坯圖</p><p>　　3.2.4判斷能否一次拉成</p><p>　?。?）相對高度h/b=158/400=0.395 </p><p>　　角部相對圓角半徑r/b=35/400=0.0875</p><p>　　毛坯相對厚度（t/D） 100=0.8/726 100=0.11 </

43、p><p>　　查表4-26（參考文獻[3]）得，一道工序內所能拉深矩形盒的最大相對高度</p><p>　　h/b0 =0.4，而1Cr18Ni9Ti不銹鋼的修正系數為1.1~1.15，則</p><p>　　h/b0 =0.41.1=0.44 </p><p><b>　　從而 </b></p><

44、;p><b>　　h/b ＜h/b0</b></p><p>　　故，該盒形件可以一次拉深成形。</p><p>　　零件總的拉深系數m總=b/bf=400/726=0.55 </p><p>　　查表5-19（參考文獻[11]）知，不銹鋼的首次拉深系數m1=0.52，</p><p><b>　　m總﹥

45、m1</b></p><p>　　則該制件能夠一次拉深。</p><p>　　3.3 工藝方案的確定</p><p>　　零件為盒形拉深件，形狀比較簡單但工藝并不簡單，該零件的生產包括落料、拉深、切邊、沖孔、翻邊這五個基本工序，通?？梢杂幸韵氯N方案：</p><p>　　方案一：采用落料拉深，切邊、沖孔翻孔的加工方法；</

46、p><p>　　方案二：采用落料、拉深、切邊、沖孔、翻孔的方法；</p><p>　　方案三：采用落料、拉深、切邊、沖孔、翻孔全部復合的加工方法；</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　方案一，模具結構簡單，采用兩副復合模（落料拉深復合模及切邊、拉深沖孔最后翻孔復合模），生產效率較高。</p&

47、gt;<p>　　方案二，使用的模具數量較多，工序1和工序2可以合并；</p><p>　　方案三，雖然使用的模具只有一副復合模，生產效率也比較高，但模具結構雜，制造和維修都很困難，且模具精度稍低。</p><p><b>　　結論：</b></p><p>　　通過對上述三種方案的綜合分析比較，決定選用方案一，使用兩副復合模具來

48、完成該零件的加工生產。</p><p>　　4 落料拉深復合模設計及主要零件工藝參數計算</p><p>　　4.1 零件的工藝計算</p><p>　　4.1.1排樣方法及材料利用率計算</p><p>　　沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。合理的排樣是將低成本和保證沖件質量及模具壽命的有效措施。應考慮以下原則：</p&g

49、t;<p>　?。?）提高材料的利用率（在不影響沖件的使用性能的前提下可適當改變沖件形狀）。</p><p>　?。?）使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強度。</p><p>　　（3）使模具結構簡單、模具壽命較高。</p><p>　　（4）保證沖件質量和沖件對板料纖維方向的要求。</p><p>　?、俑鶕慵D可選用少

50、廢料的利用率情況，排樣有三種：</p><p>　　a 有廢料排樣 b 少廢料排樣 c 無廢料排樣</p><p>　　根據零件圖可選用少廢料排樣。沿沖件部分外形切斷或沖裁。只有在沖件與沖件之間或沖件與條料側邊之間留有搭邊。這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。</p><p>　?、谂艠拥男问椒譃橹迸攀剑迸攀?，直對排，斜對排，混合排等。&l

51、t;/p><p>　　制件為方形，條料形狀為長方形，應根據落料工序設計?？紤]到該制件比較大及 操作方便和模具結構簡單，故采用單排排樣最適宜。</p><p>　　由表2-26（參考文獻[3]）得：搭邊值a=10㎜，b=10㎜</p><p>　?、彼瓦M步距 A=D+a=726+10=736㎜</p><p><b>　　⒉條料寬度<

52、;/b></p><p>　　查表3-30（參考文獻[11]）知，剪切條料的下偏差Δ=1.0,則</p><p>　　條料寬度 B =(D+2b+Δ) </p><p>　　=(726+2×10+1.0)</p><p><b>　　=747</b></p><p><b&

53、gt;　?、巢牧系睦寐?lt;/b></p><p>　　查表1-12（參考文獻[3]）選取鋼板的尺寸為0.8mm×750mm×1500mm ,則搭邊值a=10mm、b=12mm，鋼板上的制件數n=2.</p><p><b>　　材料利用率</b></p><p><b>　　⒋毛坯的排樣圖</b&

54、gt;</p><p><b>　　排樣圖如下：</b></p><p><b>　　圖4-1 排樣圖</b></p><p>　　4.1.2 壓力中心計算</p><p>　　模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點。沖模壓力中心應盡可能和模柄軸線以及壓力機滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導向

55、件的磨損，從而提高模具的壽命。</p><p>　　沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點可轉化為求輪廓線的中心。</p><p>　　因為該零件為中心軸對稱零件，所以重心在對稱中心上。</p><p>　　4.1.3 工藝力計算</p>

56、<p><b>　?。?）落料力計算</b></p><p>　　F落 = KLtτ= 1.3Ltτ≈ Ltσb</p><p>　　式中 F落——落料力（N）；</p><p>　　L——工件外輪廓周長（㎜）；</p><p>　　t——材料厚度（㎜）；t=0.8mm</p><p>

57、;　　τ——材料的抗剪強度</p><p>　　σb——材料的抗拉強度。查表1-5（參考文獻[3]）得σb=520MPa</p><p>　　K——安全系數。是考慮到刀口鈍化、間隙不均勻、材料力</p><p>　　學性能與厚度波動等因素而增加的安全系數。</p><p><b>　　常取K=1.3。</b></p

58、><p>　　工件的輪廓周長L=（726-2×198）×4 + 2π×198 = 2563.44mm</p><p>　　則F落 = Ltσb = 2563.44×0.8×520N = 1066.39KN </p><p><b>　?。?）卸料力計算</b></p><p&

59、gt;<b>　　F卸=K卸F落</b></p><p>　　式中 K卸——卸料力系數，查表3-8（參考文獻[1]）得K卸=0.06</p><p>　　則卸料力 K卸=0.06×1066.39KN=63.98KN</p><p><b>　　（3）拉深力。</b></p><p>　　

60、由于該零件為盒形件，拉深力按式</p><p>　　F拉=（2b1+2b-1.72r）tσbK4</p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　F拉 —— 拉深力，N；</p><p>　　b1、b —— 盒形件的長與寬，mm；</p><p>　　t —— 材料厚度；</

61、p><p>　　σb—— 材料的抗拉強度。查表1-5（參考文獻[3]）得σb=520MPa；</p><p>　　K4 —— 一次拉深低矩形件系數，查表4-54（參考文獻[3]）有 </p><p><b>　　K4=0.7。</b></p><p>　　則 F拉 =（2×400+2×400-1.72&

62、#215;35）×0.8×520×0.7N</p><p><b>　　=450.89KN</b></p><p><b>　　(4) 壓邊力。</b></p><p>　　計算壓邊力的公式如下：</p><p><b>　　FQ = Aq</b>

63、</p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　FQ —— 壓邊力，N;</p><p>　　A —— 壓邊圈的面積，mm2；</p><p>　　q —— 單位壓邊力，查表5-21（參考文獻[4]）得q = 4MPa；</p><p><b>　　A = </b

64、></p><p>　　= 334414mm2</p><p><b>　　則壓邊力</b></p><p>　　FQ = Aq = 334414×4N = 1337.66KN</p><p><b>　　故總沖壓力為</b></p><p>　　F總 = F

65、落 + F卸 + F拉 + FQ </p><p>　　= 1066.39KN + 63.98KN + 450.89KN + 1337.66KN</p><p><b>　　=2919KN</b></p><p>　　4.1.4壓力機的初選</p><p>　　沖壓設備的選擇主要是根據沖壓工藝性質、生產批量大小、沖壓件

66、的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。沖壓生產中常用的沖壓設備很多，選用沖壓設備時主要考慮下述因素：</p><p>　?、贈_壓設備的類型和工作形式是否適應于應完成的工序；是否符合安全生產和環(huán)保的要求；</p><p>　?、跊_壓設備的壓力和功率是否滿足應完成的工序要求；</p><p>　　③沖壓設備的裝模高度、工作臺尺寸、行程等是否適合應完成工序所用的模具；

67、</p><p>　?、軟_壓設備的行程次數是否滿足生產率的要求等。</p><p>　　為了安全起見，防止設備過載。按公稱壓力F壓≥(1.3~1.5)的原則選擇壓力機。</p><p>　　查表9-3（參考文獻[3]）得，選取公稱壓力為5000kN的閉式單點壓力機JB31-500。該壓力機與模具設計的有關參數為：</p><p>　　公稱壓力

68、：5000kN</p><p><b>　　滑塊行程：700㎜</b></p><p>　　最大裝模高度：1000㎜</p><p>　　裝模高度調整節(jié)量：200㎜</p><p>　　工作臺尺寸：1500㎜（前后）×1700㎜（左右）</p><p>　　4.1.5 主要的工作尺寸計算

69、</p><p>　　沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁間隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實現和保證。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當重要的。在決定模具刃口尺寸及制造公差時，需考慮以下原則：</p><p>　?、倏紤]落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應先決定凸

70、模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。</p><p>　　②考慮到沖裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模刃口尺寸時，對基準件刃口尺寸在磨損后變大的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內較小的數值。對基準件刃口尺寸在磨損后減少的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內較大的數值。這樣，在凸模磨損到一定程度的情況下，任能沖出合格的零件。 </p><p>　　③考慮沖件精度與模具精度之間的關系，選擇模

71、具制造公差時，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高2~3級。</p><p>　　工作零件部分主要包括：拉深凸模、落料凹模、凸凹模。</p><p>　　落料刃口尺寸的計算 </p><p>　　根據凸模與凹模刃口尺寸的確定原則，落料時應首先確定凹模刃口尺寸。</p><p>　　具體尺寸計算如下： <

72、/p><p>　　查表3-7（參考文獻[4]）知，沖裁刃口的雙面間隙 Zmin = 0.10mm , </p><p>　　Zmax = 0.13mm。</p><p>　　查表3-18知，凸、凹模的制造公差值：δ凸 = 0.035mm ,δ凹 = 0.050mm。</p><p><b>　　校核：</b></p&g

73、t;<p>　　Zmax - Zmin = 0.03 δ凸 + δ凹 =0.085</p><p>　　不滿足 Zmax - Zmin ≧ δ凸 + δ凹 條件，故凸模和凹?？梢圆捎门浜霞?lt;/p><p><b>　　工的方法制作。</b></p><p>　　對于工序圖中未標注公差尺寸R198，可查表得其尺寸的極限偏差Δ

74、= </p><p>　　0.30mm。查系數值表3-19（參考文獻[4]）有χ= 0.5。</p><p>　　對于工序圖中未標注公差尺寸330，可查表得其尺寸的極限偏差Δ=1.60mm。 </p><p>　　查系數值表3-19（參考文獻[4]）有χ= 0.5。</p><p>　　現以凹模為基準件，根據凹模磨損后的尺寸變化情況，將工序

75、圖中的各尺 </p><p><b>　　寸進行分類：</b></p><p>　　磨損后變大的尺寸：198 。</p><p>　　磨損后不變的尺寸：330±1.60。</p><p>　　凹模刃口尺寸計算如下：</p><p><b>　　第一類尺寸 </b>

76、</p><p>　　198凹 =（198-0.5×0.30） =197.85mm</p><p>　　第二類尺寸 e凹 = D中間尺寸± </p><p>　　330凹=330± ×1.6=330±0.2mm</p><p>　　凸模由凹模的實際尺寸按間隙要求配作，其雙

77、面間隙為0.10~0.13mm（保證雙面最小間隙即可）。</p><p>　?。?）拉深工作部分尺寸計算</p><p>　　拉深凸模和凹模的單邊間隙按式Z/2 = 1t計算，Z/2 =0.8mm。</p><p>　　由于拉深件的公差為IT14級，故凸凹模的制造公差可采用IT10級精度，為</p><p>　　δ凸 = δ凹 =0.23mm

78、。</p><p>　　由零件圖可知，制件尺寸標注在外形，這以凹模尺寸為基準，通過減少凸模尺寸以保證間隙，其相應的凸凹模尺寸的計算如下：</p><p>　　=（400-0.75×1.4）</p><p><b>　　= 398.95</b></p><p>　　= （400-0.75×1.4-1.6

79、）</p><p><b>　　= 397.35</b></p><p>　　凸模和凹模的圓角半徑：</p><p>　　①凹模的圓角半徑r凹按式r凹=20t=16mm。</p><p>　　②凸模的圓角半徑r凸等于工件的圓角半徑，即r凸=r=15mm。</p><p>　　4.2 模具總體設計&

80、lt;/p><p>　　4.2.1 模具結構形式的選擇</p><p>　　沖壓工藝確定之后，應通過分析與比較，盡量選擇合理的模具結構形式，讓它盡可滿足以下要求：</p><p>　?、倌軌驔_出合乎技術要求的工件；</p><p>　?、谀軌驖M足需要的生產率；</p><p>　?、凼鼓＞咧圃旌托弈１M可能方便；</p

81、><p>　　④使模具的壽命足夠長；</p><p>　　⑤使模具易于安裝調解，且操作方便、安全。</p><p>　?。?）模具結構的形式</p><p>　　在確定采用復合模后，便考慮采用正裝式還是倒裝式復合模。大多數情況優(yōu)先采用倒裝式復合模，這是因為倒裝復合模的沖孔廢料可以通過凹凸模，從壓力機工作臺孔中漏出。工件由上面的凹模帶上后，由推件裝

82、置推出，再由壓力機上附加的接件裝置接走。條料由上模的卸料裝置脫出。這樣操作方便而且安全，能保證較高的生產率。而正裝式復合模，沖孔廢料由凸模帶上，再由推料裝置推出，工件則由下模的推件裝置推出，條料由上模卸料裝置脫出，三者混雜在一起，如果萬一來不及排除廢料或工件而進行下一次沖壓，就容易崩裂模具刃口。</p><p>　　因此，這副盥洗池毛坯復合模采用倒裝式結構。</p><p><b&g

83、t;　?。?）推件裝置</b></p><p>　　在正裝式復合模中，沖裁后工件嵌在下模部分的落料凹模內，需由剛性或彈性推件裝置推出。剛性推件裝置推件可靠，可以將工件穩(wěn)當地推出凹模。但在沖裁時，剛性推件裝置雖工件不起壓平作用，故工件平整度和尺寸精度比彈性推薦裝置時要低些。</p><p>　　根據生產實際經驗，用剛性推件裝置已能保證盥洗池展開的所有尺寸精度，又考慮到剛性裝置結構

84、比較緊湊，維護方便，故這副模具采用剛性推件裝置。</p><p><b>　?。?）卸料裝置</b></p><p>　　復合模沖裁時，條料將卡在凹凸模外緣，因此需要在下模裝卸料裝置。</p><p>　　在下模的彈性卸料裝置有兩種形式：一種是將彈性零件，裝設在卸料板與凹凸模固定板之間；另一種是將彈性零件裝設在下模板下面。由于盥洗池條料卸料力不

85、大，故采用前一種結構，并且使用橡膠作為彈性零件。</p><p><b>　　（4）導向裝置</b></p><p>　　由于展開形狀為軸對稱形狀，為使沖裁時不宜偏心，上壓力中心在對稱軸上，所以選擇四角滑動導柱導套。</p><p>　　4.2.2 模具主要零件的設計</p><p><b>　?。?）拉深凸模

86、</b></p><p><b>　?、偻鼓Ｐ问?lt;/b></p><p>　　方形凸模選擇臺階式凸模</p><p><b>　　②凸模長度</b></p><p>　　L=H1+H2+H3</p><p>　　式中 H1——凸模固定板厚度；</p>

87、<p>　　H2——墊塊的高度；</p><p>　　H3——凹模的高度。</p><p><b>　　如圖所示：</b></p><p>　　圖4-2 凸模高度的確定</p><p><b>　?、弁鼓２牧?lt;/b></p><p>　　凸模刃口要有很高的耐磨性

88、，并能承受沖裁時的沖擊力，因此應有高的</p><p>　　硬度與適當的韌性。因而選用材料Cr12MoV。 </p><p><b>　?、芷渌?lt;/b></p><p>　　凸模工作部分的表面粗糙度Ra=0.8~0.4um。固定部分為Ra=1.6~1.8um。</p><p>　　所以凸模零件圖，如圖所示

89、：</p><p><b>　　圖4-5 凸模</b></p><p>　?。?）落料凹模的設計</p><p><b>　　①凹模的外形尺寸</b></p><p>　　凹模厚度 H=Kb(≥15mm）=0.18x726=132mm</p><p>　　凹模壁厚 c=（1.

90、5~2）H（≥30~40mm），取c=82mm</p><p>　　式中 b——沖裁件的最大外形尺寸</p><p>　　K——系數，考慮板料厚度的影響。查表4—3得：K=0.18</p><p><b>　?、诎寄５墓潭ǚ椒?lt;/b></p><p>　　凹模一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上，螺釘和銷釘的數量、規(guī)

91、格和</p><p>　　它們的位置尺寸均可在標準中查得，也可根據結構需要作適當的調整。</p><p>　　在這里采用螺釘和銷釘固定在下模座上。</p><p>　　③凹模的主要技術要求</p><p>　　凹模的型孔軸線與頂面應保持垂直，凹模的底面與頂面應保持平行。</p><p>　　為了提高模具壽命與沖裁件精度

92、、凹模的底面和型孔的孔壁應光滑，表</p><p>　　面粗糙度為 Ra=0.8~0.4um，底面與銷控的Ra=1.6~0.8um。</p><p>　　凹模的材料與凸模一樣，材料為Cr12MoV，其熱處理硬度應略高于凸模，達到58~60HRC。</p><p>　　凹模零件，如圖所示：</p><p><b>　　圖4-6 凹模

93、</b></p><p><b>　?。?）凸凹模設計</b></p><p>　　凸凹模長度 L凸凹=H1+H2+H3=16+19+25=60㎜</p><p>　　式中 H1——卸料板厚度，查表14-10（參考文獻[3])得，</p><p><b>　　H1=25㎜；</b>&l

94、t;/p><p>　　H2——卸料板下平面到凸凹模固定板上平面的之間距離，</p><p><b>　　取H2=235㎜；</b></p><p>　　H3——凸凹模固定板的的厚度，一般?。?.6~0.8）倍凹模</p><p>　　板厚度，取H3=75㎜。</p><p>　　凸凹模的材料為Cr12

95、MoV，其熱處理硬度為60~64HRC,零件如圖所示： </p><p><b>　　圖4-7 凸凹模</b></p><p>　?。?）定位零件的設計</p><p><b>　?、贀趿箱N</b></p><p>　　選用活動擋料銷，查表8-35（參考文獻[10]）得具體參數如下：&

96、lt;/p><p><b>　　材料：65Mn鋼 </b></p><p>　　熱處理：淬火HRC52～56</p><p>　　規(guī)格：擋料銷12×20 JB/T7649.10-2008</p><p>　　固定擋料銷零件圖，如圖所示：</p><p>　　圖4-8 固定擋料銷</p

97、><p>　　（5）卸料零件的設計</p><p><b>　?、傩读习?lt;/b></p><p>　　本模具采用彈性卸料裝置，卸料板厚度查表14-10（參考文獻[3])</p><p>　　得， H1=25㎜，其周界與落料凹模同等大小。</p><p><b>　?、谛读下葆?lt;/b&g

98、t;</p><p>　　查表8-11（參考文獻[2]）卸料螺釘的相關參數如下：</p><p><b>　　材料：45鋼 </b></p><p>　　熱處理：淬火HRC35～40</p><p>　　規(guī)格：卸料螺釘M12×450 </p><p>　?。?）推桿零件的設計&l

99、t;/p><p><b>　?、俅驐U</b></p><p>　　打桿材料選用45鋼。</p><p>　　由于零件結構的限制，其結構形式采用簡單的圓柱式推桿，其直徑按</p><p>　　模柄孔大小確定，d=40mm，打桿長度L=L1+L2+C=425+338+15=778mm</p><p>　　

100、式中 L1—推出狀態(tài)時，打桿在固定板下平面以下的長度；</p><p>　　L2—模柄、墊板和固定板的長度</p><p>　　C—考慮各種誤差而加的常數，通常取C=10~15在此取15mm</p><p><b>　?、谕萍K</b></p><p>　　推件塊按落料凹模配作，保證間隙在（0.5~1）mm,推件

101、塊凸臺與凸模</p><p>　　固定板之間的間隙在此取0.5mm,推件塊高度取L=85㎜。材料選用45鋼。</p><p>　?。?）固定板、墊板設計</p><p><b>　?、?凸模固定板</b></p><p><b>　　材料選用45鋼。</b></p><p>

102、　　凸模固定板厚度為（0.5~0.8）倍落料凹模板厚，即(66~105.6)mm，</p><p>　　在此取75mm，其周界尺寸與落料凹模同等大。</p><p><b>　?、?凸凹模固定板</b></p><p><b>　　材料選用45鋼。</b></p><p>　　凸模固定板厚度為（0.

103、5~0.8）倍落料凹模板厚，即(66~105.6)mm，</p><p>　　在此取75mm，其周界尺寸與落料凹模同等大。</p><p><b>　?、?墊板</b></p><p><b>　　材料選用Q235。</b></p><p>　　墊板厚度取h=15㎜。</p><

104、p><b>　?。?）橡膠元件設計</b></p><p>　　橡膠是沖模中常用的彈性元件，其許用負荷比彈簧大，安裝調整也很方 便。卸料、頂件常選硬橡膠，拉壓邊多選用軟橡膠。</p><p><b>　?、?橡膠壓力P</b></p><p><b>　　P=Aq</b></p>

105、<p>　　式中 P——橡膠壓力，N；</p><p>　　A——橡膠橫截面積，mm2；</p><p>　　q——橡膠壓縮的單位壓力，MPa,q值與橡膠的的壓縮量有關，其值見 表11-5（參考文獻[10]）。</p><p>　　P = F卸 = 63.98KN</p><p>　　A = 8902

106、-7262=265024mm2</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　q = P/A = 63980/265024 = 0.24 </p><p>　　考慮到卸料板的行程L≥150，故而取q = 0.46，則橡膠的自由高度</p><p>　　H ≥ L/0.46 = 150/0.46 =

107、326 mm</p><p>　　取橡膠的自由高度 H = 330mm。</p><p>　?。?）模架、模柄的選擇</p><p><b>　?、?模架</b></p><p>　　前面所確定的模架為四角導柱模架，凹模周界尺寸L=890mm、B=890mm, 又依模具結構草圖及以上得到

108、的各板厚度,可知模具閉合高度 H=900mm </p><p><b>　　② 模柄</b></p><p>　　本模具采用凸緣模柄,模柄相關參數如下： </p><p><b>　　材料：45鋼 </b></p><p>　　規(guī)格：B型凸緣模柄 Φ180mm×258mm。</

109、p><p>　　(10)螺釘和銷釘的選擇</p><p>　　查表8-6、8-9(參考文獻[2])得：</p><p>　　4.2.3 校核壓力機</p><p>　　模具的閉合高度H模具應介于壓力機的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin</p><p>　　之間，否則就不能保證正常工作。其關系為：</p>

110、;<p>　　Hmax-5mm≥H模具+T≥Hmin +10mm</p><p>　　Hmax-T-5mm≥H模具≥Hmin-T+10mm</p><p>　　1000-50-5mm≥H模具≥800-50+10mm</p><p>　　945mm≥H模具≥760mm</p><p>　　顯然前面初選的壓力機能夠滿足要求。<

111、/p><p>　　式中 Hmax—壓力機的最大閉合高度</p><p>　　Hmin—壓力機的最小閉合高度</p><p><b>　　T—墊板厚度</b></p><p>　　壓力機主要技術參數如下：</p><p>　　公稱壓力：5000kN</p><p>&

112、lt;b>　　滑塊行程：700㎜</b></p><p>　　最大裝模高度：1000㎜</p><p>　　裝模高度調整節(jié)量：200㎜</p><p>　　工作臺尺寸：1500㎜（前后）×1700㎜（左右）</p><p>　　4.3 模具的裝配與調試</p><p>　　4.3.1 模架

113、總裝圖</p><p>　　圖4-9 模具裝配圖</p><p>　　1-上模座 2-導柱 3-導套 4-上墊板 5-凸模固定板 6-橡膠 7-卸料板 8-凹模9-墊塊10-固定</p><p>　　11-墊板 12-下模座 15-頂桿16-彈簧 18-凸模 19-頂塊 20-凹凸模 21-擋料銷 23-卸料螺釘 24-模柄 25-打桿</p><

114、;p>　　通過以上設計，可得到如圖所示的模具總裝圖，模具上模部位主要有上模座、墊板、凹凸模、固定板、橡膠、卸料板等組成。下模部分由下模座、凸模固定板、凸模、墊板等組成，卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。</p><p>　　模具工作工程：沖裁時，彈性卸料板先壓住條料起校平作用。繼續(xù)下行時，落料凹模將彈性卸料板壓住，落料凸模進入落料凹模中，同時拉深凸模也進入拉深凹模中，于是同時完成落料與拉深工序。當上模

115、回程時，彈性卸料板在橡膠作用下將條料從凸凹模上卸下，而打桿受到壓力機橫梁的推動，通過打桿將落料拉深件從凹凸模中自上而下推出，沖裁時，條料在模具上定位是采用布置在條料前的一個固定擋料銷進行定位擋料。</p><p>　　4.3.2模具的裝配</p><p>　　根據復合模裝配要點，本副模具的裝配選凸、凹模為基準件，先裝下模，再裝上模，裝配后，應保證間隙均勻，落料凹模刃口面應高出拉深凸模工作面

116、5mm，</p><p>　　并調整間隙、試沖、返修。具體裝配如下：</p><p><b>　　凸、凹模預配</b></p><p>　?。?） 裝配前仔細檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。</p><p>　?。?） 將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不適合者應重

117、新修磨或更換。</p><p><b>　　凸模裝配 </b></p><p>　　以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固。</p><p><b>　　裝配下模 </b></p><p>　?。?） 在下模座上劃中心線，按中心預裝凹模、導料板；</p>

118、<p>　　（2） 在下模座、導料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲；</p><p>　?。?）將下模座、導料板、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。</p><p><b>　　裝配上模 </b></p><p>　?。?） 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與

119、固定板組合裝入凹模；</p><p>　?。?） 預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；</p><p>　?。?） 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊；</p><p>　?。?） 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸凹模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm；</p><

120、;p>　　（5） 復查凸、凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘；</p><p>　?。?） 切紙檢查，合適后打入銷釘。</p><p>　　試沖與調整： </p><p>　　裝機試沖并根據試沖結果作相應調整。</p><p>　　5 切邊、沖孔翻孔復合模設計</p><p>　　5.1 零件的工藝計算<

121、/p><p>　　5.1.1 各部分工藝力計算</p><p><b>　?。?） 翻邊力計算</b></p><p>　　用圓柱形平底凸模翻邊時，可按下式計算：</p><p>　　F=1.1πtσs(D-d)</p><p><b>　　式中</b></p>&

122、lt;p><b>　　F——翻邊力，N；</b></p><p>　　t——材料的厚度，mm；</p><p>　　σs——材料的屈服極限，MPa; σs = 215MPa</p><p>　　D——翻邊后孔的直徑，mm；</p><p>　　d——預制孔的直徑，mm。</p><p>　　

123、則有 F翻=1.1π×0.8×215×（40.8-26.25）=8650N。</p><p><b>　?。?）沖壓力的計算</b></p><p><b>　　沖裁力</b></p><p>　　F沖 = Ltσb = [（450-60×2）×4+2π×60+π

124、×25]×0.8×520</p><p>　　= 738524.8N</p><p><b>　　卸料力</b></p><p>　　F卸 = K卸×F沖 =0.06×738524.8=44311.5N</p><p><b>　　頂件力</b>&l

125、t;/p><p>　　F頂= K頂×F沖 =0.06×738524.8=44311.5N</p><p><b>　　5.1.2壓力中心</b></p><p>　　由于該制件中心對稱，因此其壓力中心與重心重合，即幾何中心。</p><p>　　5.1.3壓力機的初選</p><p&g

126、t;<b>　　對于淺拉深可按式</b></p><p>　　F壓≥(1.3~1.8)</p><p>　　估算公稱壓力來選取壓力機。</p><p>　　總沖壓力 F總 = F翻+F沖+F卸 +F頂</p><p>　　=8650+738524.8+44311.5+44311.5</p><p&

127、gt;　　=835797.8N</p><p>　　則 F壓 = 1.6=1337276.48N=1337.3KN</p><p>　　查表9-4（參考文獻[3]）得，選取公稱壓力為1600kN的閉式雙點壓力機J36-160B。該壓力機與模具設計的有關參數為：</p><p>　　公稱壓力：1600kN</p><p><b>　

128、　滑塊行程：315㎜</b></p><p>　　最大裝模高度：670㎜</p><p>　　裝模高度調整節(jié)量：250㎜</p><p>　　工作臺尺寸：1250㎜（前后）×2000㎜（左右）</p><p>　　5.1.4 主要的工作尺寸計算</p><p>　　翻孔凸、凹模工作部分尺寸的確定&

129、lt;/p><p><b>　　①翻孔模的間隙</b></p><p>　　查表5-8（參考文獻[3]）有翻邊凸、凹模的單邊間隙值Z=0.60mm。</p><p><b>　?、诜淄鼓３叽缬嬎?lt;/b></p><p>　　翻孔凸模的尺寸按下式計算</p><p>　　將D0=