0043-殼體沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)【全套16張CAD圖】,全套16張CAD圖,殼體,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì),全套,16,cad 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 插圖清單 圖1 工件圖…………………………………………………………………2 圖2 條料的排樣……………………………………………………………7 圖3 拉深凸?！?3 圖4橡膠的選用……………………………………………………………14 殼體沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 摘 要：本設(shè)計(jì)題目是殼體落料拉深復(fù)合模，體現(xiàn)了帶窄凸緣筒形零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，具有設(shè)計(jì)意義。通過(guò)對(duì)該模具的設(shè)計(jì)，復(fù)習(xí)了我的沖壓模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為今后設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了制件的形狀及生產(chǎn)可行性，為合理選取沖壓工藝方案做好準(zhǔn)備；然后估算了落料毛坯的體積，便于排樣；最后分析模具結(jié)構(gòu)，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及卸料裝置的選取。 本制件是帶窄凸緣的筒形件，選擇合適的壓邊力是極為重要的，它具體應(yīng)在保證不起皺的前提下取最小值。卸料板在落料前兼起壓料作用。 本復(fù)合模具先由凸凹摸與落料凹模進(jìn)行落料工序，后由凸凹摸與拉深凸模進(jìn)行反向拉深工序。模具結(jié)構(gòu)屬于正裝式復(fù)合模，比較適宜本制件的成形。此外，在排樣的工作中力求板材利用率達(dá)到較高的水平。 關(guān)鍵詞：落料拉深復(fù)合模 反拉深 拉深間隙 窄凸緣筒形件 The Pressing Process and Die Design for the Shell ABSTRACT： The topic of the design is a shield produced by compound blanking and drawing dies, it is according to the requirements 、the contents、also the directions of cylindrical part which has a narrow flange. And it is of great significance. Throughing the die design of this part, my foundation knowledge of die design was enriched a lot. It will be helpful for my later's die-designing which are more difficult, in addition, I have gain countless experience . The design using blanking technique and foundation knowledge of die design, first by analysising the shape of the part and feasibility of producing. All have done are making preparation for reasonable selection of blanking technique scheme . Then calculated the volume of the blank flat,so it is simple for layout designing. Finally anlysised the die structure,confirmed the die designing parameter 、designing essences and selecting tripper. This part is a cylindrical part with a narrow flange, so tomake a suitable pressure-pad-force is very important. After make sure it will not wrinkle, it should be selected a minimum. The stripper also is act as a pressure-pad. First the compound die and blanking die doing the blanking process, then the compound die and the drawing punch doing the reverse drawing process, the structure is belonging to the simple compound die .It is quite suitable for this part 's forming. Furthermore, during the layout-design I try my best to make the sheet-utilization at a rather hign level. Keywords: compound blanking and drawing dies reverse drawing drawing clearance narrow flange tubular 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 2 產(chǎn)品名稱 殼體落料拉深復(fù)合模 零（部）件名稱 落料凹模 共（1）第（1）頁(yè) 材料牌號(hào) T10 毛坯 種類 棒料 毛坯外型尺寸 φ600x210㎜ 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái) 件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 05 下料 鋸割下料Φ600㎜×210㎜ 下料車間 鋸床 0.5 10 車 端面 模具車間 車床 20. 15 磨 磨平面 模具車間 磨床 10 20 劃線 模具車間 5 25 鉗工 鉆螺孔及銷孔 模具車間 6 30 熱處理 淬火，回火60~64HRC。 熱處理車間 2 35 磨內(nèi)孔 模具車間 磨床 15 40 平磨 磨上下面，基準(zhǔn)面，對(duì)90° 模具車間 磨床 6 45 鉗工 裝配 模具車間 20 設(shè)計(jì)日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會(huì)簽 日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡2 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 8 產(chǎn)品名稱 墊片落料拉深復(fù)合模 零（部）件名稱 拉深凸模 共（1）第（1）頁(yè) 材料牌號(hào) T10A 毛坯 種類 棒料 毛坯外型尺寸 φ300x255㎜ 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái) 件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 05 下料 鋸割下料Φ300㎜×255㎜ 下料車間 鋸床 0.5 10 車 端面 模具車間 車床 20. 15 磨 磨平面 模具車間 磨床 10 20 劃線 模具車間 5 25 鉗工 鉆螺孔及銷孔 模具車間 6 30 熱處理 淬火，回火60~64HRC。 熱處理車間 2 35 線切割 模具車間 線切割 15 40 平磨 磨上下面，基準(zhǔn)面，對(duì)90° 模具車間 磨床 6 45 鉗工 裝配 模具車間 20 設(shè)計(jì)日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會(huì)簽 日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 目 錄 1緒論……………………………………………………………………………………1 2 殼體的落料拉深工序的沖壓工藝分析……………………………2 2.1落料拉深件工藝分析…………………………………………………………2 2.2 沖壓工藝方案的確定…………………………………………………………2 2.3模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定…………………………………………………3 2.4拉深工藝計(jì)算和工藝方案……………………………………………………4 2.5 壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用………………………………………5 2.6排樣設(shè)計(jì)………………………………………………………………………7 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………10 3.1模具工作部分的計(jì)算………………………………………………………………10 3. 2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………13 3.3 模具總裝圖…………………………………………………………………19 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………28 致謝………………………………………………………………………………29 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………30 1 緒 論 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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。 拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級(jí)以下，不宜高于IT11級(jí)。 有凸緣圓筒形件是最典型的拉深件，其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就一個(gè)拉深，根據(jù)計(jì)算確定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度,改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度的同時(shí),還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的強(qiáng)度. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長(zhǎng)度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 2 殼體的落料拉深工序的沖壓工藝分析 2.1落料拉深件工藝分析 原始資料：如下圖示 材料：08F 厚度：1.5mm 批量：中批量 技術(shù)要求：一般公差，線性尺寸的未注公差按GB/T1804 圖1 t 圖示零件材料為08鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。 外形落料的工藝性：該帶凸緣筒形件屬于中等尺寸零件，料厚1.5mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 拉深的工藝性：觀察零件圖可知尺寸精度要求一般，屬于帶凸緣拉深。 此工件為帶窄凸緣圓筒形工件，要求外形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可采用落料拉深工序加工。工件底部圓角半徑r＝7.5mm,外形尺寸為220mm， 220mm的公差等級(jí)為IT12級(jí)，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃?jí)的要求。工件的總體高度到最后可由修邊達(dá)到要求。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。 2.2沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，再拉深。采用單工序模生產(chǎn) 方案二：落料－拉深復(fù)合模沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：拉深采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 表一 簡(jiǎn)單模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模比較 類型因素 生產(chǎn)批量 尺寸精度 形狀大小 制造安裝成本 安全性 復(fù)合模 中大批量 高 中小型 高 差 級(jí)進(jìn)模 中大批量 較高 中小型 較高 較好 簡(jiǎn)單模 小批量 低 無(wú)要求 低 較好 采用方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩套模具，生產(chǎn)效率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具生產(chǎn)效率高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進(jìn)操作不方便，加之工件尺寸偏大。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件若能一次拉深，則其沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 2.3模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 1）工作零件安裝結(jié)構(gòu)：本零件的沖壓包括落料和拉深兩個(gè)工序，為方便落料件和拉深件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即凸凹模安排在上模。 2）送料方式：是中小批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，能簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，更能節(jié)約成本。 3）定位裝置：本工件在拉深復(fù)合模中尺寸是相對(duì)較大的，又是批量生產(chǎn)，落料時(shí)采用擋料銷定位，送料時(shí)廢料孔與固定擋料銷作為粗定距。 4）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于采用了手工送料方式，為了提高開敞性便于送料，且其工件較大，采用中間導(dǎo)柱模架可承受較大的沖壓力。 5）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，落料件的廢料靠剛性卸料板從凸凹模上刮下，筒形拉深件靠上?；爻虝r(shí)打桿和推件塊的共同作用把其從凸凹模中頂出。 2.4拉深工藝計(jì)算和工藝方案 本制件的工藝計(jì)算屬于相對(duì)簡(jiǎn)單的。其主要的內(nèi)容包括計(jì)算毛坯直徑、確定拉深次數(shù)及相關(guān)尺寸等。 2.4.1 工藝方案的確定 根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是相對(duì)簡(jiǎn)單的帶凸緣圓筒形拉深件。所以它的工序只有一個(gè)：拉深。 2.4.2計(jì)算毛坯尺寸 查沖壓手冊(cè)表4-5選取修邊余量δ=6mm. 查沖壓手冊(cè)表4-7拉深件毛坯直徑計(jì)算公式P187頁(yè)序號(hào)20則可按下面的公式計(jì)算： 當(dāng)r≠r1時(shí)D2=d12+6.28rd1+8r2+4d2h1+6.28r1d2+4.56r12+d42-d32 d1=208 r=6.75 d2=221.5 h1=63 r1=2.25 d3=226 d4=280代入數(shù)據(jù)后得D≈373 mm 2.4.3 拉深次數(shù)的確定 采用查表法。根據(jù)t/D×100=1.5/373×100=0.4和工件相對(duì)高度h/d=72/221.5≈0.325，查沖壓手冊(cè)表4-20得h1/d1=0.48。因0.325〈0.48，且總拉深系數(shù)mt=d/D=221.5/373≈0.594>0.54(極限拉深系數(shù)值)故可以一次拉深成形。d凸/d=280/221.5≈1.264<1.4,屬窄凸緣筒形拉深件。 2.4.4確定是否用壓邊圈 拉深中，是否采用壓邊圈裝置，主要取決于拉深坯料的相對(duì)厚度大小，具體選擇方法可參照下表所列的條件決定采用壓邊圈的條件 表二 采用壓邊圈的條件 拉深方法 第一次拉深 以后各次拉深 t/D × 100 m 1 t/D × 100 m n 用壓邊圈 可用壓邊圈 不用壓邊圈 ＜ 1．5 1．5 ～ 2．0 ＞ 2．0 ＜ 0．6 0．6 ＞ 0．6 ＜ 1 1 ～ 1．5 ＞ 1．5 ＜ 0．8 0．8 ＞ 0．8 相對(duì)厚度t/D×100=1.5/373×100=0.4，查表得，需要采用壓邊圈。首次拉深時(shí)一般采用平面壓邊裝置。再次拉深時(shí)，采用筒形壓邊圈。一般來(lái)說(shuō)再次拉深所需要的壓邊力較小，而提供壓邊力的彈性力卻隨著行程而增加，所以要用限位裝置。 2.4.5 選取凸模與凹模的圓角半徑 根據(jù)沖壓手冊(cè)P307頁(yè)當(dāng)工件直徑d>200mm時(shí),拉深凹模圓角半徑應(yīng)按下式確定: r凹min=0.039d+2(mm) d為凹模內(nèi)徑=226mm 采用合適的R凸、R凹與凸凹模間隙Z可以減小拉深系數(shù)。 采用過(guò)小的R凸、R凹和Z會(huì)使拉深過(guò)程中摩擦阻力與彎曲阻力增加，危險(xiǎn)斷面的 變薄加劇，而過(guò)大的R凸、R凹和Z則會(huì)減小有效的壓邊面積，使板料的懸空部分增加，易于使板料失穩(wěn)起皺，所以對(duì)拉深都不利。 且為了制造方便，綜上考慮取r凹=11mm 2.5壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用 因?yàn)楸局萍禽S對(duì)稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心。 2.5.1 壓力計(jì)算 本制件拉深時(shí)需要采用壓邊圈。其拉深力的計(jì)算公式應(yīng)該以生產(chǎn)中常用的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： 壓邊圈產(chǎn)生的壓邊力F壓大小應(yīng)適當(dāng)，F(xiàn)壓太小，防皺效果不好；F壓太大，則會(huì)增大傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面上的拉應(yīng)力，從而引起材料嚴(yán)重變薄甚至拉裂。因此，實(shí)際應(yīng)用中，在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選小的壓邊力。其計(jì)算公式可按下式計(jì)算： 落料拉深工序 ① 落料力 P=1.3Dt 查表可知式中=294MPa D=373 t=1.5mm 則：P=1.3×373××1.5×294N≈671.5KN ② 卸料力 Q=kP 查表可知式中k＝ 0.04 則：Q=0.04×671.5KN≈27KN ③ 拉深力 F = d0 t k1бb 查沖壓手冊(cè)表4-85可知 式中k1＝0.82 бb＝392 MPa 則：F= ×223×1.5×0.82×392N ≈337KN ④ 壓邊力 Q壓邊力= 查表可知式中q=2.5MPa 則：Q壓邊力= ＝272.13KN 確定壓力機(jī)噸位: 這一工序的最大總壓力F總=F落料+F卸料+F壓邊 ≈671.5KN+27KN+272.13KN ≈970.6KN 選擇壓力機(jī)公稱壓力時(shí)需注意，當(dāng)拉深工作行程較大，尤其落料拉深復(fù)合模時(shí)，應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用壓力曲線之下。而不能簡(jiǎn)單地按壓力機(jī)公稱壓力大于工藝壓力的原則去確定壓力機(jī)的規(guī)格，否則可能發(fā)生壓力機(jī)超載而損壞。 在實(shí)際生產(chǎn)中可以按下式來(lái)確定壓力機(jī)的公稱壓力： Fg≥(1.6～1.8) FZ 則可得：Fg介于1553.0～1747.1之間 2.5.2 壓力機(jī)的選用 壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件，因此，工作行程根據(jù)拉深力的計(jì)算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機(jī)：閉式壓力機(jī)機(jī)身左右封閉，剛度好，多點(diǎn)壓力機(jī)抗偏載能力強(qiáng)，綜合考慮后，采用閉式雙點(diǎn)壓力機(jī)。且所需壓力機(jī)的公稱壓力Fg介于1553.0～1747.1kn之間 故選用JB36-200B 表三JB36-200B所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 壓力機(jī)型號(hào) JB36-200B 公稱壓力（KN） 2000 公稱壓力行程（mm） 13 滑塊行程（mm） 400 滑塊行程次數(shù)（次/分鐘） 18 最大裝模高度（mm） 600 裝模高度調(diào)節(jié)量（mm） 250 導(dǎo)軌間距離（mm） 2430 滑塊底面前后尺寸（mm） 1150 工作臺(tái)板左右尺寸（mm） 2350 工作臺(tái)板前后尺寸（mm） 1250 2.6 排樣設(shè)計(jì) 2.6.1 確定零件的排樣方案 設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。排樣合適恰當(dāng)不僅可以降低成本，提高材料的利用率，而且可以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)該零件的圖形分析可知：筒形件是由落料件后續(xù)拉深成型的。其排樣方安比較簡(jiǎn)單，容易確定，這里就采用直排的形式來(lái)確定落料的排樣。其排樣簡(jiǎn)圖如下： 圖2 2.6.2 條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算 查表取得搭邊值為a=2mm和a1=1.5mm。 條料寬度的計(jì)算：B=D+ 2a, 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得進(jìn)距為377 mm。 進(jìn)距的計(jì)算：由s=D+ a1,代入數(shù)據(jù)計(jì)算得進(jìn)距為374.5 mm。 材料利用率的計(jì)算：根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用A×L×t=1200 mm×1600 mm×1.5 mm的冷軋薄鋼板。 縱向剪板條數(shù)：n1===3條余69mm 每條落料個(gè)數(shù)：n2===4條余100.5mm 落料工序板料利用率： = 代入數(shù)據(jù) n1＝3 n2＝4 D=284mm 得 ==68.26% 橫向剪板條數(shù)：n1===4條余92mm 每條落料個(gè)數(shù)：n2===3條余75mm 落料工序板料利用率： = 代入數(shù)據(jù) n1＝4 n2＝3 D=373mm 得 ==68.26% 因此采用縱排或橫排均可以。 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 模具工作部分的計(jì)算 3.1.1 拉深模的間隙 深間隙對(duì)拉深過(guò)程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度，而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進(jìn)行。因此，應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值，既可保證工件的要求，又能使拉深順利進(jìn)行。 本模具的拉深間隙查表得出：Z1/2=1.t=1.65mm 3.1.2 拉深模的圓角半徑 凸模、凹模的選用在制件拉深過(guò)程中有著很大的作用。凸模圓角半徑的選用可以大些，這樣會(huì)減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力，工件不易被拉裂，極限拉深因數(shù)會(huì)變小些；凹模的圓角半徑也可以選大些，這樣沿凹模圓角部分的流動(dòng)阻力就會(huì)小些，拉深力也會(huì)減小，極限拉深因數(shù)也會(huì)相應(yīng)減小。但是凸、凹模的圓角半徑也不易過(guò)大，過(guò)大的圓角半徑，就會(huì)減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積，板料懸空面積增大，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。 3.1.3 模具工作部分的尺寸和公差 0 落料件尺寸公差為φ373-0.89 由表2-31公式進(jìn)行計(jì)算： D凹=（D-x△）+δ凹 +0.060 =（373-0.5×0.89）0 =372.56～372.62 （查表2-30 X=0.5 δ凹=+0.060） D凸=（D-x△-2c）-δ凸 0 =（373-0.5×0.89-0.132）-0.04 =372.38～372.42 δ凸=-0.040 Cmin=0.066 Cmax=0.120 查表2-23 δ凹的絕對(duì)值與δ凸的絕對(duì)值之和=0.060+0.040〈2Cmax-2Cmin =0.24-0.1332 =0.108mm 故上述計(jì)算是恰當(dāng)?shù)摹? 拉深前的毛坯取未注公差尺寸的極限偏差。由《沖壓手冊(cè)》表4-75公式計(jì)算： D凹=（d+0.4△+2c）+δ凹 +0.12 =（220+0.4×0.46+2×1.65）0 =223.48～223.60 C=1.1t=1.65mm δ凹=0.12 0 D凸=（d+0.4△）-δ凸=（220+0.4×0.46+）-0.08 = 220.10～220.18 δ凸=-0.08 3.1.4凸模部分的設(shè)計(jì)及長(zhǎng)度計(jì)算 由于工件的形狀簡(jiǎn)單且對(duì)稱，本模具為落料-拉深復(fù)合模，為了實(shí)現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面應(yīng)比落料凹模端面低。 凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，拉深凸模的L長(zhǎng)度可按下式計(jì)算：L=H固+H凹-H低 式中：H固———凸模固定板的高度（50mm） H凹———凹模的高度(210mm) H低———裝配后拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板厚太小，確定H低=5mm 則：L =210mm+50mm-5mm=255mm 該模具凸模因?yàn)楦叨容^大，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度58—62HRC）外，材料用T10-A優(yōu)質(zhì)工具鋼。 3.1.5凸凹模的設(shè)計(jì)及長(zhǎng)度計(jì)算 外形落料凸模內(nèi)形拉深凹模的凸凹模：其外形可用數(shù)控車床加工和外圓精磨，用四個(gè)M30的螺釘固定在墊板上，由于其內(nèi)部的拉深凹模的形狀，致使凸凹模的強(qiáng)度和剛度下降，這里也采用淬火變形小的CrWMn模具鋼。為了加強(qiáng)強(qiáng)度和剛度，這里把凸凹模做成整體式的，不必再作凸凹模固定板。其長(zhǎng)度可按下式計(jì)算： L＝H凹＋H卸＋H固－H頂 其中：H凹———凹模的高度(210mm) H卸———固定卸料板的高度(50mm) H固———凸凹模固定部分的長(zhǎng)度(60mm) H頂———頂件塊的高度(80mm) 則：L＝210mm＋50mm＋60mm－80mm＝240mm 3.1.6 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸 由于拉深凹模外形尺寸較大，為了工作過(guò)程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表3-1。 表3-1 模架規(guī)格選用 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 600×90 HT200 燜火 下模座 600×90 HT200 燜火 導(dǎo)柱 A70h7×550 A75h7×550 20 滲碳HRC58～62 導(dǎo)套 A70h7×550 A75h7×550 20 滲碳HRC58～62 模具的閉合高度H閉=H上+H凹模+H凸凹模+H下－（凸凹模刃面高度差+拉深件高度－料厚）=90+210+240+90-（3+73.5-1.5）=555mm 式中：H凹—凹模厚度，H凹=210mm； 　　　H壓—壓邊圈的厚度，H壓＝80mm； 　 由此可見模具的實(shí)際閉合高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所采用模架的最大閉合高度。查標(biāo)準(zhǔn)件的資料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)模具的實(shí)際閉合高度還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它標(biāo)準(zhǔn)的最大閉合高度。所以此制件不能采用標(biāo)準(zhǔn)模架。 為了節(jié)省加工時(shí)間，只有在模具標(biāo)準(zhǔn)模架的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。因?yàn)槟＞叩姆忾]高度H應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大封閉高度Hmax=600mm和最小封閉高度Hmin之間，一般取： Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm 由此可以看出，要想讓制件順利加工和從模具上取出，只有使模具有足夠的封閉高度： Hmax≥H+5mm=555+5=560mm Hmin≤H-10mm=555-10=545mm 要使模具具有足夠的封閉高度，只有改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度： 導(dǎo)柱：A70h7×550 A75h7×550 ； 導(dǎo)套：A70H7×180×73 A75H7×180×73 為了使模座有足夠的強(qiáng)度，上，下模座的厚度應(yīng)該再增加一些。 模具選用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，可承受較大的沖壓力，為了防止裝模時(shí)上模旋轉(zhuǎn)180度裝配，將模架中兩對(duì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套做成粗細(xì)不等。 導(dǎo)柱α/mm×L/mm為φ70×550 導(dǎo)柱α/mm×L/mm為φ75×550 導(dǎo)套α/mm×L×D為φ70×180×73 導(dǎo)套α/mm×L×D為φ75×180×73 H上模=90mm———上模座厚度 H墊板=30mm———下模座墊板厚度 H卸=50mm———固定卸料板厚度 H凸模固定=35mm———凸模固定板厚度 H下墊板=30mm———下模墊板厚度 H下模=30mm———下模座厚度 模具實(shí)際閉合高度：H閉= H上模+H墊+H凸凹模+H凹模+ H下墊板+ H下模- H入=90+30+240+210+30+30-75=555mm 式中：H凸凹模=240mm———凸凹模的高度 H凹模=210mm———凹模的厚度 H入=75mm———凸凹模進(jìn)入落料凹模深度 由此可見該模具實(shí)際閉合高度小于所選壓力機(jī)的最大裝模高度600m 所以可以使用。 3.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1 拉深凹模 內(nèi)、外形尺寸和厚度已由前面的計(jì)算確定；拉深凹模需要有三個(gè)以上的螺釘與上模座固定，還需要兩個(gè)與上模座同時(shí)加工的銷釘孔。 3.2.2 拉深凸模 圖3 拉深凸模的外形尺寸〔工作尺寸〕由前面的計(jì)算確定。它需要三個(gè)以上的螺紋孔，以便與下模座固定。拉深凸模上一般開有出氣孔，這樣會(huì)使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無(wú)法卸件。查表，本凸模出氣孔的直徑為φ9.5mm　 3.2.3 壓邊圈 在拉深工序中，為保證拉深件的表面質(zhì)量，防止拉深過(guò)程中材料的起皺，常采用壓邊圈用合適的壓邊力使毛坯的變形區(qū)部分被壓在凹模平面上，并使毛坯從壓邊圈與凹模平面之間的縫隙中通過(guò)，從而制止毛坯的起皺現(xiàn)象。 壓邊圈的內(nèi)形與拉深凸模間隙配合，外形套有半成品制件。一般與頂料桿(三根以上)、橡皮等構(gòu)成彈性卸料系統(tǒng)。 3.2.4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 對(duì)于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。因?yàn)楸局萍暮穸葹?mm，所以采用H7/h6。 3.2.5卸料彈簧的選擇 F卸=27KN擬選用12個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧擔(dān)負(fù)卸料力約為2250N。 彈簧的工作壓縮量h工=73.5+1.0+0.5=75.0mm 式中a為落料凹模高出拉深凸模的距離， 取a=1mm b 為卸料板超出凸凹模刃口的距離，以保證卸料，取b=0.5mm 查《沖壓手冊(cè)》表10-1選用彈簧為D2=95mm d=10mm h0=300mm hj=184mm Fj=2870N除去75mm的工作壓縮量 h預(yù)= (hj／ Fj) F預(yù)=72mm 計(jì)算后且應(yīng)滿足如下條件:hj> h工+ h預(yù)+ h修磨 hj=184>72+75+6=153mm 故所選彈簧是合適的. 3.2.6橡膠的選擇 查教材表2.9.12擬采用圓筒形的橡膠d=30mm D=√(d2+1.27Fxy／p)=73mm 圖4 此外 0.5≤（HO／D）≤1.5 取HO=75mm 3.2.7推桿長(zhǎng)度 推桿長(zhǎng)度〉模柄總長(zhǎng)+凸凹模高度-推件塊厚度 =90+240-40=290mm 3.2.8其他零件 模具其他零件的選用見表五．表五模具其他零件的選用 序號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 規(guī)格/ mm 熱處理 1 卸料板 1 45 50×850×850 2 上模座 1 HT200 600×90　 燜火 3 彈簧 12 65Mn 10×300×95 40～45HRC 4 擋料銷 3 45 M30×240 5 螺釘1 4 40 M30×180 40～45HRC 6 上模固定板 1 Cr12 280×400×220 7 模柄套 1 45 260×110 滲碳58～62HRC 8 打桿 1 20 80×670 40～45HRC 9 模柄 1 40 220×200×260 50～56HRC 10 推件塊 1 45 φ272×270 40～45HRC 11 凸凹模 1 CrWMn 500×240 60～62HRC 12 銷釘1 2 T10A M30×180 30～35HRC 13 退料板螺釘 4 45 M30×240 30～35HRC 14 導(dǎo)套 2 20 70×180×73 滲碳56～58HRC 15 導(dǎo)柱 2 20 70×550 滲碳56～58HRC 16 下模座 1 HT200 90×670 燜火 17 落料凹模 1 T10A φ600×210 滲碳58～62HRC 18 銷釘2 2 45 M30×270 19 螺釘2 4 45 M30×240 20 銷釘3 2 45 φ20×150 21 螺釘3 1 45 M30×180 22 螺釘4 2 45 M20×150 23 夾板 2 45 600×600 40～45HRC 24 推銷 4 T8A φ40×180 45～50HRC 25 拉深凸模 1 T10A φ300×255 60～62HRC 26 壓邊圈 1 T8A φ390×80 56～58HRC 27 下模固定板 1 45 600×600×40 40～45HRC 3.3 模具總裝圖 由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，其工作過(guò)程是：將條料沿?fù)趿箱N送進(jìn)，前端再由擋料銷進(jìn)行精定位，坯料放在落料凹模表面上，卸料板在此兼起壓料作用，由凸凹模和落料凹模完成第一道落料工序，凸凹模繼續(xù)下行，毛坯在凸凹模、拉深凸模以及壓邊圈共同作用下，被反向拉入凸凹模中，產(chǎn)生塑性變形而制成所要求的零件。當(dāng)凸凹模隨上模部分回升時(shí)，零件制品在推件塊及推桿的作用下，將其從凸凹模內(nèi)推出。而壓邊圈在緩沖器系統(tǒng)作用下又回到原位，準(zhǔn)備下一次拉深。 結(jié)束語(yǔ) 殼體屬于簡(jiǎn)單拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件是由落料拉深和切邊沖孔兩道工序復(fù)合而成的，然后相應(yīng)選取各工序所需的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)是殼體的第一個(gè)工序落料拉深模具設(shè)計(jì)，需要計(jì)算拉深時(shí)的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。 本落料拉深件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是高度太高不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導(dǎo)柱、導(dǎo)套的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。便以以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 本模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為模具工業(yè)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn) [1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：高等教育出版社，2006 [2]王孝培主編.沖壓手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [3]許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [4]楊玉英主編.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [5]模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì).沖壓設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1999 [6]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版.2005 [7]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 [8]薛彥成主編.公差配合與技術(shù)測(cè)量[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [9]李易、于成功主編.現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造[M].北京：金版電子出版公司，2003 [10]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問(wèn)答[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [11]翟德梅主編.金屬與塑料成型機(jī)械[M].河南機(jī)電高等專科學(xué)校2005 [12]楊占堯主編.沖壓模具圖冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2006 [13]寇世瑤主編.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004 [14]王曉江主編. 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)英語(yǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [15]程培源主編. 模具壽命與材料[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 22