裝配圖沖大小墊圈復合模(論文+DWG圖紙),裝配,大小,墊圈,復合,論文,dwg,圖紙 1 摘要： 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國模具制造屬于專用設備制造業(yè)。本設計是 空氣濾清器殼反拉深、沖孔復合模設計，沖模的結構性能直接反映了沖壓技術水平的 高低。選用材料時應考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精 度，生產(chǎn)批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要 是確定沖床的類型和噸位。板料冷沖壓加工是機械加工的一個重要組成部分。它應用 十分廣泛。但由于傳統(tǒng)的加工存在著沖壓工藝方案選擇不合理、沖壓間隙選擇過大， 壓力機不相匹配等問題。本文就以空氣濾清器殼反拉深、沖孔復合模設計主要介紹了 沖壓模具設計的全過程： 1. 經(jīng)工藝分析工藝計算，間隙值的選擇，確定了該設計工藝流程及沖模結構形 式。 2. 同時對所設計的模具分別進行了分析說明， 3. 對壓力機做出了合理的選擇， 4. 整個過程采用 AutoCAD 軟件繪制模具的二維裝配圖和個別零件圖。 關鍵字：沖壓模；空氣濾清器殼；沖裁間隙；沖壓工藝。 Abstract: Board material cold to press , it processes to be machined one important component. It is very extensive that it employs . But because the choice with unreasonable choice and pressing the interval that traditional processing is pressing the craft scheme is too big, question of matching of the press. etc. This text presses The automobile rim falls the materal drawing compound mold with the main introduction of mold design to the clutch housing: 1. Calculate by analysis , craft by craft, interval choice of value, confirm this design technological process and structural form of trimming die. 2. Analyzed separately to moulds designed that explain at the same time , 3. Having made the rational choice to the press, 4. The whole course adopts AutoCAD software to draw the two-dimentional installation diagrams and specific part pictures of the mould . Key word: Press the mould ；automobile rim； the interval of blanking；press the craft。 2 目錄 1 前言 .......................................................................................................................................................................4 1．1 沖壓技術概述 ..............................................................................................................................................4 1．2 沖壓技術的發(fā)展趨勢 ..................................................................................................................................5 2 沖壓工藝分析 .......................................................................................................................................................6 2．1 零件材料的分析 ..........................................................................................................................................6 2．2 零件工藝性能分析 ......................................................................................................................................6 2．3 確定工藝方案與模具形式 ..........................................................................................................................6 2．4 沖壓工序數(shù)確定 ..........................................................................................................................................7 2．5 模具類型的確定 ..........................................................................................................................................8 2．6 工藝方案分析 ..............................................................................................................................................8 3 模具結構型式的確定 .........................................................................................................................................10 4 部分工藝參數(shù)計算 .............................................................................................................................................10 4．1 毛坯尺寸計算： ........................................................................................................................................10 4．2 反拉深次數(shù)計算 ........................................................................................................................................13 5 各部分工藝力計算 .............................................................................................................................................13 5．1 反拉深力 ....................................................................................................................................................13 5．2 頂件力 ........................................................................................................................................................14 5．3 沖栽力 ........................................................................................................................................................14 6 凸、凹模結構及工作部分主要尺寸計算 .........................................................................................................16 6．1 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 ................................................................................................16 6． 2 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 ...................................................................................................17 6．3 沖孔凸模的設計 ........................................................................................................................................19 6． 3． 1 凸模的結構設計三原則 .................................................................................................................19 6． 3． 2 凸模的尺寸計算 .............................................................................................................................20 6． 3． 3 凸模的結構形式 .............................................................................................................................21 6．4 拉深凹模的設計 ........................................................................................................................................23 6． 4. 1 拉深模的凹模圓角半徑 ................................................................................................................20 6． 4． 2 拉深間隙 .........................................................................................................................................20 6． 5 凸凹模的設計 .............................................................................................................................................25 6． 5． 1 凸模的結構設計 .............................................................................................................................20 6． 5． 2 拉深凸模結構 .................................................................................................................................20 7 壓力設備選擇 .....................................................................................................................................................27 8 模具設計 .............................................................................................................................................................28 9 模具其他零件設計及計算 .................................................................................................................................28 3 9．1 沖模的導向裝置 ........................................................................................................................................28 9．1. 1 無導向沖栽條件 .................................................................................................................................29 9．1. 2 導板導向 .............................................................................................................................................29 9．1. 3 模架的導向 .........................................................................................................................................29 9．2 模架的類型及應用 ....................................................................................................................................29 9．3 定位裝置 ....................................................................................................................................................30 9．4 卸料裝置 ....................................................................................................................................................30 9．4. 1 固定卸料裝置的形式 .........................................................................................................................29 9．4. 2 固定卸料板的固定方式 .....................................................................................................................29 9．5 推件裝置的設計 ........................................................................................................................................30 9．5. 1 推件板的結構形式 .............................................................................................................................29 9．5. 2 推件板的尺寸與公差 .........................................................................................................................29 9．5. 3 推件板的極點位置 .............................................................................................................................29 9．5. 4 打桿與打板的設計 .............................................................................................................................29 9．6 模柄的類型與選擇 ....................................................................................................................................29 9．7 凸模固定板 ................................................................................................................................................29 9．8 墊板 ............................................................................................................................................................29 9．9 緊固件 ........................................................................................................................................................29 9．10 定位銷 ......................................................................................................................................................29 10 模具的裝配 .......................................................................................................................................................38 10．1 復合模的裝配 ..........................................................................................................................................29 10．2 凸、凹模間隙的調(diào)整 ..............................................................................................................................29 11 凸凹模制造的工藝過程 ...................................................................................................................................37 10 模具的總裝配圖 ...............................................................................................................................................38 11 設計總結 ...........................................................................................................................................................40 12 致謝 ...................................................................................................................................................................41 13 參考文獻 ...........................................................................................................................................................42 4 1 前言 1．1 沖壓技術概述 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離， 從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件) 的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工 (或稱壓力加 工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有 60～70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、 油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器 儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶 有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級， 且重復精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷 沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖 壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好， 生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是 使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料 在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序 綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻； 表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高； 屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗 5 材料的沖壓性能，以保證成品質量和高的合格率。 模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本 和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn)) 、復合模、多工位級進模(供大 量生產(chǎn)) ，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少 沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術合理地應用于小批 量多品種生產(chǎn)。 沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機 為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程 序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料 等工序，常常發(fā)生人身、設備和質量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。 1．2 沖壓技術的發(fā)展趨勢 進入 90 年代以來，高新技術全面促進了傳統(tǒng)成形技術的改造及先進成形技術的形成和發(fā)展。 21 世紀的沖壓技術將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向將更加突出“精、省、凈”的需求。 沖壓成形技術將更加科學化、數(shù)字化、可控化?？茖W化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質量、 成本、效益的預測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術將在實用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù) 字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復 雜形狀零件成形，從而真正進入實用階段。 注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實現(xiàn)多目標全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié) 向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 對產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設計甚至 構思時起，就能針對零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評估。 沖壓技術將具有更大的靈活性或柔性，以適應未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場多樣化、 個性化需求的發(fā)展趨勢，加強企業(yè)對市場變化的快速響應能力。 重視復合化成形技術的發(fā)展。以復合工藝為基礎的先進成形技術不僅正在從制造毛坯向直接 制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個零件向直接制造結構整體的方向發(fā)展。 深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應 用有限元、邊界元等技術，對沖壓過程進行數(shù)字模擬分析，以預測某一工藝過程中坯料對沖壓的 適應性及可能出現(xiàn)的質量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對生產(chǎn)過程的 直接指導作用。 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復 合材料或高分子材料替代。隨著材料科學的發(fā)展，加強研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā) 展和改善沖壓成形技術。 在模具設計與制造中，開發(fā)并應用計算機輔助設計和制造系統(tǒng)（CAD/CAM） ，發(fā)展高精度、 6 高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點金模具等）制造技術以及通用組合模具、成組模具、快速 換模裝置等，以適應沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 推廣應用數(shù)控沖壓設備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（FMS） 、多工位高速自動沖壓機以及智能機器 人送料取件，進行機械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。 精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術得 到不斷發(fā)展和應用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更 經(jīng)濟。 2 沖壓工藝分析 2．1 零件材料的分析 冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成的復合模、 級進模等各種模具。設計這些模具時，首先要了解被加工材料的力學性能。材料的力學性能是進 行模具設計時各種計算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝，設計沖壓模具前，必須要了解 和掌握材料的一些力學性能，以便設計。現(xiàn)將空氣濾清器殼零件材料為 10 號鋼的力學性能主要 參數(shù)及其概念敘述如下： （1）應力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是 N/mm ，用 Pa 表示。10 Pa=1MPa；1MPa = 2 6 1N/mm ；10 Pa = 1GPa。 2 9 （2）屈服點 σs：材料開始產(chǎn)生塑性變形時的應力值，單位是 N/mm 。彎曲、拉深、成形等工 2 序中，材料都是在達到屈服強度時進行塑性變形而完成該工序的成形的。經(jīng)查表取 σs = 210 MPa。 （3）抗拉強度 σb。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應力值，單位是 MPa。σb = 340MPa。 （4）抗剪強度 τb。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應力值，單位是 MPa。取 τb = 255～333MPa。 （5）彈性模量 E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標，彈性模量大，表示材料受力后變 形較小，或者說，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。E = 194 x 10 MPa。 3 （6）屈服比 σs/σb。是材料的屈服強度與抗拉強度之比，其值越小，表示材料允許的塑性變形 區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時，所需的壓邊力和所需克服的摩擦力相應的減小， 有利于提高成形極限。 （7）伸長率 δ。在材料性能實驗時，試件由拉伸試驗機拉斷后，對接起來測量長度，其伸長量 7 與原長度之比稱為伸長率，其數(shù)值用“％”表示，其數(shù)值越大表示材料的塑性越好。經(jīng)查表可得， 材料為 10 號鋼的伸長率 δ=31％。 綜上所述，對空氣濾清器殼零件材料 10 號鋼的力學性能分析，主要是為了便于模具設計中 各參數(shù)的計算，故在后序的模具設計中各參數(shù)的計算均以上面所取的數(shù)值進行計算。 2.2 零件工藝性的分析 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括 備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質量檢驗—組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點 要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同 一個零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)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。 該零件為空氣濾清器殼，結構簡單，對稱，是典型的沖壓件。在沖壓過程中要注意控制沖載 程度，加工時，根據(jù)零件的結構，形狀等一些技術要求，應考慮以下幾點： （1）凸、凹模間隙的決定：對于斷面垂直度、尺寸精度要求不高的零件，在保證零件要求的前 提下，應以降低沖載力，提高模具壽命為主，采用大間隙；對于斷面垂直度、尺寸精度要求較高 的零件，應選用較小的間隙值。間隙 Z=2t(1-h/t)tanβ。 （2）考慮模具刃口鈍利情況：當模具刃口磨損成圓角變鈍時，刃口與材料接觸面積增加，應力 集中效應減輕，擠壓作用大，延緩了裂紋的產(chǎn)生，制件圓角大，光亮帶寬，但裂紋發(fā)生點要由刃 口側面向上移動，毛刺高度加大，即使間隙合理，也仍會產(chǎn)生毛刺。 根據(jù)零件圖，初步分析可以知道空氣濾清器殼零件的沖壓成形需要多道工序才能完成，進行 反拉深，形成外形尺寸形狀，其次沖孔。 綜上所述，空氣濾清器殼由原始毛坯沖壓成形應包括的基本工序有：反拉深，沖孔復合模等。 2.3 確定工藝方案和模具形式 在沖壓分析的基礎上，找出工藝與模具設計的特點與難點，根據(jù)實際情況提出各種可能的沖 壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質，工序數(shù)目，工序順序及組合方式等，有時同一種沖壓零件也可 能存在多個可行的方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點，應從產(chǎn)品質量生產(chǎn)效率，設備占用情況，模 具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全程度等方面進行綜合分 析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡單的方法，最快 的速度，最少的勞動量，最少的費用，可靠的加工出符合圖樣各項要求的零件，在保證加工質量 的前提下，選擇經(jīng)濟合理的工藝方案。 確定工藝方案及模具形式： 1、根據(jù)對沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質量要求的分析結果，確定沖壓所需的基本 的工序，反拉深，沖孔復合。 8 2、根據(jù)初步工藝計算，確定工藝數(shù)目，如沖壓次數(shù)等。 3、根據(jù)個別工序的變形特點、質量要求等確定工序順序。 一般可按照下列原則進行： 1） 、對沖帶孔的或有缺口的沖裁件，如選用簡單模，一般先落料，再沖孔或切口，使用級進 模，則先沖空孔或切口后落料 2） 、對于到孔的拉深件，一般先拉深，后沖孔，但孔的位置在零件底部且孔徑尺寸要求不高 時，也可先沖孔后拉深。 3） 、對于形狀復雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應先形成內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。 4） 、整形或校平工序，應在沖壓件基本成型以后進行。 4、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產(chǎn)批量大時， 沖壓工序應盡可能組合在一起，用復合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡單模。 由于離合器沖壓成形需要的多道工序完成，因此選擇合理的成形工藝方案十分重要，考慮到 生產(chǎn)批量大，應在生產(chǎn)合格零件的基礎上盡量提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。 要提高生產(chǎn)成本，應該盡量選擇合理的工藝方案，選擇復合能復合的工序，但復合程度太高， 模具的結構復雜，安裝調(diào)試困難，模具成本高，同時可能降低模具的強度，縮短模具壽命。 根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序，為了提高生產(chǎn)率，保證模具結構簡單，沖 壓件尺寸穩(wěn)定、精度高，沖壓該零件的基本工序為反拉深，沖孔復合模。 圖 1.1 所示為空氣濾清器殼零件，材料為 10 號鋼，厚度為 t=2mm，大批量生產(chǎn)。而冷沖壓 是一種先進的金屬加工方法，這是建立在金屬塑性變形的基礎上，利用模具與沖壓設備對板料金 屬進行加工，以獲得所需要的零件形狀和尺寸。冷沖壓和切削加工相比較，具有生產(chǎn)率高，加工 成本低，材料利用率高，產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定，操作簡單，容易實現(xiàn)機械化和自動化等一系列優(yōu)點， 特別適合大批量生產(chǎn)，因此，此零件的生產(chǎn)選用沖壓加工較為經(jīng)濟合理。 圖 1.1 空氣濾清器殼 9 2．4 沖壓工序數(shù)確定 由零件圖（1.1） ，沖壓開始，毛坯材料應先進行落料工序，通過計算初步確定毛坯的外形尺 寸，落料件為圓形，壓力中心在圓心上，為典型的落料；落料之后包括了正拉深、反拉深、沖孔、 等工序；進行拉深時，須用經(jīng)驗公式計算拉深系數(shù) m，判斷是否可以一次拉深成形，通過驗算可 知此零件可以一次拉深成形；然后在沖中心孔，綜上可知，沖壓此零件主要有以下幾個基本工序： （1） 落料； （2） 正拉深； （3） 反拉深； （4） 沖中間孔； 2．5 模具類型的確定 沖壓生產(chǎn)的模具制造費用比較高，占沖壓件總成本的 10%~30%，甚至更高，所以采用沖壓 加工的生產(chǎn)方式，必須視生產(chǎn)批量決定采用何種模具形式，由表 2-8[2]：生產(chǎn)批量與模具形式之 間的關系，參考知，此工件為大批量生產(chǎn)，如果采用單工序模，雖然單工序模具有結構簡單，操 作安全方便，模具使用壽命高，成本低等優(yōu)點，但最主要是工序數(shù)較大，生產(chǎn)批量大，形狀較為 復雜，采用單工序模很難達到精度要求，且生產(chǎn)率低，位置誤差較大，故不采用單工序模；所以 模具形式采用級進模與復合模較為合理，顯然此工件滿足沖壓工藝的要求，成形時包括了落料、 反拉深、沖孔、壓筋等工序，整形與車邊采用專用模具與車床進行，且工件體積較大，拉深與壓 筋都比較容易實現(xiàn)，但由此工件的形狀分析知不適合采用級進模。通過表 2-9[2]單工序模、級進 模與復合模的比較，綜合考慮各種生產(chǎn)成本和經(jīng)濟性，確定此工件的沖壓成形模具采用復合模具。 2．6 工藝方案分析 采用落料拉深沖孔復合模，而本人要做的是毛坯已經(jīng)是落料正拉深之后的零件了，所以工藝 方案為反拉深沖孔復合模。 3 模具結構型式的確定 通過以上工藝分析與工藝方案的確定，選定模具種類：落料模，拉深模，沖孔模等，而落料 與正拉深復合，反拉深與沖孔復合，整形為一套模具，總共為二套模具，本設計只設計其中的反 拉深與沖孔復合模具，綜合上面的分析，畫出模具的結構草圖： 10 ?50H7r63H7h6?35H7r6 ?16H7m?16H7m?81H7h6?16H7h98 H7h68Hh6 4 部分工藝參數(shù)計算 4．1 毛坯尺寸計算： 尺寸不變原理 拉深前和拉深后材料的體積不變；對于不變薄拉深因假設變形 中材料厚度不變，既拉深前毛坯的面積與工件面積相等。 相似原理 毛坯的形狀一般與工件截面形狀相似；毛坯的周邊必須制成光滑曲 線，無急劇的轉折。如圖示零件其毛坯既為圓形。這樣，當工件的重量、體積或面 積已知時，其毛坯尺寸就可以求得。其具體方法有：等重量法，等體積法，等面積 法，分析圖解法和作圖法等。在生產(chǎn)上應用的最多的是等面積法，下面就用等面積 法求出圖示零件的毛坯尺寸。先計算零件的表面積。因材料厚度為 3mm，則以中徑 來計算。由于拉深時材料厚度不均勻，機械性能有方向性，模具的間隙不均勻以及 毛坯定位不準確等原因，拉深后工件的口部是不齊平的。為使工件整齊，應切去不 平的部分。在生產(chǎn)上用的最多的是等面積法來計算零件的毛坯尺寸。先計算零件的 表面積，因材料厚度大于 1mm,如以外徑和外高或內(nèi)部尺寸來計算，則毛坯尺寸誤差 大。故對于料厚大于 1mm 的工件，應以零件厚度的中線為準來計算，即零件尺寸從 料厚中間算起。 由于拉深時材料厚度不均勻，機械性能有方向性，模具的間隙不均勻以及毛坯定位不準確等 原因，拉深后工件的口部是不平齊的。為使工件整齊，應切去不平的部分。因而計算毛坯時應在 工件高度方向上加一修邊量 δ。根據(jù)零件的尺寸取修邊余量的值為 2mm。查表 5—7， 《沖壓工藝 與模具設計實用技術》 在拉深時，雖然拉深件的各部分厚度會發(fā)生一些變化，但如果采用適當?shù)墓に嚧胧?，則其厚 度的變化量還是并不太大。在設計工藝過程時，可以不考慮毛坯厚度的變化，為了便于計算把零 件和毛坯分解成若干個簡單幾何體，分別求出其面積后相加。 毛坯的外徑與零件的外徑相等，都為 102，根據(jù)面積相等法可以算出平板材料第一次正拉深 11 之后毛坯的高度 h 為 54.27，寬度為 102. 4．2 計算反拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時，必需保證使毛坯在變形過程中的應力既不超過材料的變形極限， 同時還能充分利用材料的塑性。也就是說，對于每道拉深工序，應在毛坯側壁強度允許的條件下， 采用最大的變形程度，即極限變形程度。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應力與在危險斷面上 的抗拉強度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實際生產(chǎn)過程 中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗的方法得出的，我們可以通過查表來取值。 該工件反拉深為工件第 2 次拉伸，因此可以計算其拉深系數(shù)來確定拉深次數(shù)。 其反拉深系數(shù)為： 83.01//??Ddm 查表 4-1，m =0.72~0.74 之間，而 m> m ,所以反拉深過程可以一次拉深成功。2 2 5 各部分工藝力計算 5．1 反拉深力 第 2 次拉深力的計算公式為 F = d t k …………………………………………2.9 2?b?2 依據(jù)(P175， 《沖壓工藝與模具設計實用手冊》 ) 式中 F — 拉深力（N）2 —材料的抗拉強度（MPa） 10 號鋼抗拉強度為 340MPab? d —第 2 次拉深成品的直徑 t—板料厚度（mm） k —修正系數(shù)。查表 4-7 為 0.742 因此，該零件的拉深力的計算公式為 F = d t k …………………………………………2.102?b?2 =2 N74.03814.?? =131144 N 拉深功：A = F h /1000=3737.6 W2?max2 12 5．2 頂件力 頂件力的計算公式可按下式： = ………………………………………2.14頂F拉頂K? 式中 ——頂件力（N） ；頂 ——頂件力系數(shù)；查表 2-8 = 0.06頂 頂 =頂 拉頂 = 0.06 131144? =7867 N 5．3 沖裁力 沖裁力是沖裁過程中凸模對材料的壓力。它是隨凸模行程而變化的。通常所說的沖裁力是 指沖裁力的最大值。它是選用壓力機、模具設計以及強度校核的重要依據(jù)。一般用下列經(jīng)驗公式 計算： 沖裁力 ………………………………2.11 LtF?b? 式中 F——沖裁力(N) ——零件周長（mm） ， ——材料的抗拉強度極限（MPa）b —板料厚度（mm）t 因此 =34163.2 NbrtF??2? 6 凸、凹模結構及工作部分主要尺寸計算 6．1 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的計算： 由式 ……………………………3.8 dDd?????0)75.( ……………………3.92pCp?? 依據(jù)（P54， 《沖壓工藝模具學》 ） 以上各式中，查表可知 分別為+0.025、-0.035 。間隙 C 查表（表 2—10， 《沖壓工藝pd?、 模具學》 ） 有 …………………………3.10mtC2)(0.1?12.0)75.8???dD 13 m12.0)85(?? 08.)47.??pd 08.1? 6．2 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 對于圓行或-簡單規(guī)則形狀的沖裁件 ,采用凸凹模分別加工的方法,沖孔時,由于零件孔尺寸為 16,根據(jù)沖孔時間隙取在凹模上,則首先確定基準件凸模刃口尺寸 ,再加上 便是凹模刃口尺pdminZ 寸。 …………………3.30)(pdp?????? ……………………3.4dZ0min 式中 ——沖孔凸、凹模刃口尺寸pd d —零件孔徑公稱尺寸（mm） ——零件公差(mm)? ——最小合理間隙(mm)minZ 、 —凹、凸模制造偏差,查表其值分別為+0.02、-0.02d?p 帶入數(shù)值可以算出 =16 =16.246 02.?d02.? 采用凸凹模分別加工法,需要分別標注凸凹模刃口尺寸及公差,為了保證合理間隙, 必須滿足下列條 件: | |+| | 。帶入數(shù)值校核間隙可知滿足要求.pd?minaxZ 6.3 沖孔凸模的設計 6.3.1）凸模的結構設計的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結構形式的凸模都滿足如下三原則。 ① 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位否則將造 成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時可造成啃模。 ② 防止拔出 回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結構應能防止凸模從固定板中拔出來。 ③ 防止轉動 對于工作段截面為圓形的凸模，當然不存在防轉的問題?？墒菍τ谝恍┙孛姹容^簡單的凸模， 例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定 段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉動，否則將啃模。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設計各種凸模的時，應注意都要滿足 14 這三條原則。 6.3.2） 凸模的尺寸計算 凸模工作部分的尺寸計算，參見前面的主要工藝參數(shù)的計算。其他部分結構寸的計算如下： （1）凸模長度 L 凸模長度 L 應根據(jù)模具的結構確定。采用固定卸料板和導尺時，凸模長度應該為： L=h +h +h +h123 式中 h ---固定板厚度（mm） h ---卸料板厚度（mm）2 h ---導尺厚度（mm）3 h---附加長度（mm） h 主要考慮凸模進入凹模的深度，模具閉合狀態(tài)下，卸料板到凸模固定板間的安全距離 （15~20mm）以及總修磨量（4~6mm）等因素后確定。而本沖孔凸模為下固定板加上外出部分。 一般情況下，凸模的強度是足夠的，不必作強度效核，但是，在凸模特別細長或凸模的斷面 尺寸很小而坯料厚度較大的情況下，必須進行效核，對于本題的凸模，凸模并不特別細長，所以 不須進行強度效核。 凸模外形尺寸形狀如下圖所示: 4.1 凸模外形尺寸圖 凸模的外形尺寸已標準化，用以上方法求得的外形尺寸應向接近的標準尺寸靠攏。故凸模尺 寸、強度和剛度足夠，一般不再進行強度和剛度的核算。 6.3.3 凸模的結構形式 當沖裁形狀復雜，公差等級高，尺寸大或尺寸較小的零件時，可以采用鑲拼式凹模，但