落料拉深沖孔復(fù)合模設(shè)計

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1、 落料、拉深、沖孔復(fù)合模設(shè)計 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 學(xué) 生： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導(dǎo)教師： 四川理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 二零一五年六月 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)院： 機(jī)械學(xué)院 專業(yè)： 材控 班級：2011級1班 學(xué)號：11011023174 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時間 2015.3.9 教研室主任 （簽名） 院長

2、 （簽名） 一.畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 要求：要求有摘要（中、英文）、目錄、設(shè)計任務(wù)書、產(chǎn)品圖及設(shè)計說明書。。 1.工件工藝性分析 （1）根據(jù)工件圖，分析其形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量、裝配關(guān)系等要求。 （2）根據(jù)生產(chǎn)批量，決定模具的結(jié)構(gòu)形式、選用材料。 （3）分析工件所用材料是否符合沖壓工藝要求。 2.確定合理的工藝方案：應(yīng)有兩個以上的工藝方案比較分析。 （1）根據(jù)工藝分析，確定基本的工序性質(zhì)。如：落料—拉深 （2）根據(jù)工藝計算，確定工序數(shù)目。 （3）

3、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（材料、設(shè)備、工件精度）確定工序組合。如：復(fù)合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序 3.工藝計算 （1）計算毛坯尺寸，合理排樣，繪排樣圖，計算材料利用率。 （2）計算沖壓力，如：沖裁力、彎曲力、拉伸力、卸料力、推件力、壓邊力等以 便確定壓力機(jī)。 （3）計算壓力中心，防止模具受偏心負(fù)荷，受損。 （4）計算并確定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、墊板等）外形尺寸及 彈性元件的自由高度。 （5）確定凸、凹模間隙，計算凸、凹模工作部分尺寸。 4.模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定結(jié)構(gòu)

4、件形式和標(biāo)準(zhǔn)。 （2）繪制模具總體結(jié)構(gòu)草圖，初步計算并確定模具閉合高度，概算模具外形尺寸。 5.選擇沖壓設(shè)備 根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備及要完成的沖壓工序性質(zhì)、沖壓加工所需的變形力、變形功 和模具的閉合高度、輪廓尺寸等因素，選用壓力機(jī)的型號、規(guī)格。 6.模具圖樣設(shè)計 （1）繪制模具總圖 .主視圖：常取模具的工作位置（閉模狀態(tài)），采用剖面畫法。 .俯視圖或仰視圖：一般是將上模部分（或下模部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模俯視）可見部分。 .側(cè)視圖和局部視圖等：必要時畫。 .制件圖：常畫在圖樣的右上

5、角，要注明其材料、規(guī)格、制件本身的尺寸、公差、技術(shù)要求等。 .排樣圖：必須在制件圖下面繪制。應(yīng)標(biāo)明料寬、步距、搭邊值。 .技術(shù)要求及說明：一般在標(biāo)題的上面寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標(biāo)記所選設(shè)備型號等其他要求。 .列出零件明細(xì)表。 （2）繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖： 零號總裝圖1張(手繪)；模具工作部分零件圖8張（3號圖紙，機(jī)繪），要求總量達(dá)到1張零號圖紙 （3）編寫相應(yīng)技術(shù)文件： 畢業(yè)設(shè)計說明書一份，論文字?jǐn)?shù)不少于2萬字，用電腦打印。 （4）審核 按規(guī)定時間完成，上繳本課題設(shè)計資料進(jìn)行審核，并答辯。

6、 7.利用Solidworks軟件完成8個非標(biāo)件的三維建模。 8、利用Danaform軟件對拉深工藝進(jìn)行驗證。 二．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明 [1]《實用模具設(shè)計與制造手冊》，許發(fā)樾主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2000.10 [2]《沖模設(shè)計手冊》,《沖模設(shè)計手冊》編寫組編注 機(jī)械工業(yè)出版社 1999.06 [3]《實用沖壓技術(shù)手冊》， 王孝培主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2001.03 [4]《沖壓工藝與模具設(shè)計》,姜奎華主編 機(jī)械工業(yè)出版社1999.1 [5]《互換性與技術(shù)測量》,廖念創(chuàng)等 計量出

7、版社 1998.02 [6]《金屬材料及熱處理》,上海工大史美堂主編 上?？萍汲霭嫔?，1980.07 [7]《沖模圖冊》,李天佑主編 機(jī)械工業(yè)出版社，1995.10 [8]《模具工業(yè)》，模具工業(yè)雜志編輯部編輯出版 [9]《模具技術(shù)》，模具技術(shù)雜志編輯部編輯出版 [10]《沖壓模具設(shè)計實踐》100例，周本凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2008.3 [11]《模具設(shè)計指導(dǎo)》，史鐵梁主編 機(jī)械工業(yè)出版社，2008.4 三.進(jìn)度安排 四.畢業(yè)設(shè)計附圖 名稱：工件圖 1.材料技術(shù)要

8、求： （1）厚度 ?=1mm 材料：08 （2）表面質(zhì)量：平整 2.大批量生產(chǎn) 摘 要 關(guān)鍵詞：落料；拉深；沖孔；倒裝復(fù)合模 ABSTRACT This article is designed punching, blanking, Progressive Die, Die practical examples of relatively simple structure, easy to use and reliable. Stamping die mainly of sheet metal forming

9、 have been separated or parts of the processing methods. Because the production of large quantities of mold manufacturing, mold and stamping products to ensure dimensional accuracy and quality of products, Die Design and Manufacture of the main mold design, taking into account the work of the proces

10、s can meet the requirements of design, can be processed into qualified parts, as well as subsequent maintenance and storage, such as is reasonable. In the design of the gasket hole accuracy is more important outside the outer fillet size precision, not only have to consider so that the parts made to

11、 meet the job requirements, but also to ensure his life. the card order process, non-standard parts of the process of card processing technology. Keywords: Blanking; drawing; punching; flip composite film 目錄 第1章 緒論 ........................................ 錯誤！未定義書簽。 1.1課題背景 .....

12、.................................. 錯誤！未定義書簽。 1.2 我國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展方向 .................. 錯誤！未定義書簽。 1.3 課題研究的意義 ................................ 錯誤！未定義書簽。 第2章 零件工藝性分析 .............................. 錯誤！未定義書簽。 2.1工藝分析 ....................................... 錯誤！未定義書簽。 2.2 沖裁工藝方案的確定 .

13、........................... 錯誤！未定義書簽。 2.3模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 ........................... 錯誤！未定義書簽。 2.3.1 模具類型的選擇 ......................... 錯誤！未定義書簽。 2.3.2 操作與定位方式 ......................... 錯誤！未定義書簽。 2.3.3模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 .................... 錯誤！未定義書簽。 2.3.4 導(dǎo)向方式的選擇 ........................

14、. 錯誤！未定義書簽。 第3章 模具設(shè)計工藝計算 ............................ 錯誤！未定義書簽。 3.1 排樣、計算條料寬度及步距的確定 ................ 錯誤！未定義書簽。 3.1.1 排樣設(shè)計與計算 ......................... 錯誤！未定義書簽。 3.1.2 搭邊值的確定 ........................... 錯誤！未定義書簽。 3.1.3送料步距與條料寬度計算 .................. 錯誤！未定義書簽。 3.1.4 計算材料利

15、用率 ......................... 錯誤！未定義書簽。 第4章 工序力的計算 ................................ 錯誤！未定義書簽。 4.1計算沖裁力的公式 ............................... 錯誤！未定義書簽。 F 4.1.1落料力落的的計算 ....................... 錯誤！未定義書簽。 4.1.2沖頂孔力F沖的計算 ....................... 錯誤！未定義書簽。 4.1.3沖側(cè)孔力F沖的計算 ...........

16、............ 錯誤！未定義書簽。 4.1.4卸料力和推件力的計算 .................... 錯誤！未定義書簽。 4.1.5 拉深力的計算 ........................... 錯誤！未定義書簽。 4.2壓力中心的確定和初選壓力機(jī) ..................... 錯誤！未定義書簽。 4.2.1 確定壓力中心 ........................... 錯誤！未定義書簽。 4.2.2初選壓力機(jī) ............................. 錯誤！未定義書簽。

17、 第5章 凸模與凹模刃口尺寸的計算 ..................... 錯誤！未定義書簽。 5.1沖裁模刃口尺寸計算的基本原則 ................... 錯誤！未定義書簽。 5.2沖裁模刃口尺寸的方法 ........................... 錯誤！未定義書簽。 第6章 模具主要工作零部件設(shè)計 ...................... 錯誤！未定義書簽。 6.1沖孔凸模的設(shè)計 ............................. 錯誤！未定義書簽。 6.2 落料凹模的設(shè)計 ..........

18、.................. 錯誤！未定義書簽。 6.3 落料拉深凸凹模的設(shè)計 ...................... 錯誤！未定義書簽。 6.4拉深沖孔凸凹模的設(shè)計 ....................... 錯誤！未定義書簽。 6.5凸模固定板的設(shè)計 ........................... 錯誤！未定義書簽。 6.6墊板的設(shè)計 ................................. 錯誤！未定義書簽。 6.7斜楔機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ............................. 錯誤！未定義

19、書簽。 6.8卸料裝置的確定 ............................. 錯誤！未定義書簽。 6.8.1卸料零件 ............................ 錯誤！未定義書簽。 6.8.2卸料板的設(shè)計 ........................ 錯誤！未定義書簽。 6.8.3卸料螺釘?shù)倪x用 ...................... 錯誤！未定義書簽。 6.9 彈性元件的選用與計算 ...................... 錯誤！未定義書簽。 6.9.1卸料彈簧的選用 .........

20、.......... 錯誤！未定義書簽。 6.9.2側(cè)滑柱復(fù)位彈簧選用 .................. 錯誤！未定義書簽。 6.10推件裝置設(shè)計 .............................. 錯誤！未定義書簽。 6.11定位方式的選擇 ............................ 錯誤！未定義書簽。 6.11.1送進(jìn)導(dǎo)向方式的選擇 ................. 錯誤！未定義書簽。 6.11.2送料定距方式的選擇及材料 .......... 錯誤！未定義書簽。8 6.12模架及導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計 ..

21、.................... 錯誤！未定義書簽。 6.12.2 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的設(shè)計 .................................. 40 6.12.3模柄及尺寸確定 ..................................... 40 第7章 基于Dynaform的拉深驗證 ..................... 錯誤！未定義書簽。 第8章 裝配圖 ...................................... 錯誤！未定義書簽。 總結(jié) ..........................

22、........................................................................ 錯誤！未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 477 致 謝 ..............................................................................

23、.................................................. 48 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第1章 緒論 1.1課題背景 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”和“價格低”的服務(wù)要求，并陸續(xù)開始使用UGNX4.0、CAXA、Solidworks、AutoCAD2007、Pro/Engineer等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optr

24、is和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。 UGNX4.0和Solidwork是比較常用的三維機(jī)械設(shè)計軟件，能滿足中小型企業(yè)模具設(shè)計需求。并能大大減少了設(shè)計師的工作量，節(jié)約了工作時間，提高了工作效率，使設(shè)計師把更多的精力用在新產(chǎn)品的開發(fā)及創(chuàng)新上。 1.2 我國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展方向 隨著國際交往的日益增多和外資在中國模具行業(yè)的投入日漸增加，中國模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)與世界模具產(chǎn)業(yè)密不可分，中國模具在世界中的地位和影響越來越重要。我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€方面： （1）模具結(jié)構(gòu)日趨大型、精密、復(fù)雜，模具壽命日益提高

25、 一方面由于成型（形）零件日趨大型化以及高效率生產(chǎn)所要求的一模多腔（如塑封模已經(jīng)達(dá)到一模幾百腔），使模具日趨大型化。另一方面，隨著零件微型化和模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求（如多工位級進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高），模具精度由原來的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差更是要求在1μm以下，這必將促進(jìn)超精密加工的發(fā)展。 （2）CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計制造中的廣泛應(yīng)用 模具制造是設(shè)計的延續(xù)，推行模具設(shè)計與制造一體化可達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的要求。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是當(dāng)今最合理的模具生產(chǎn)方式，即可用于建模、為數(shù)控加工提供NC程序，也可針對不

26、同的模具類型，以相應(yīng)的基礎(chǔ)理論，通過數(shù)值模擬方法達(dá)到預(yù)測產(chǎn)品成型（形）過程的目的，改善模具結(jié)構(gòu)。從CAD/CAE/CAM一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其核心理念是讓用戶在統(tǒng) 1 第1章 緒論 一的環(huán)境中實現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和攻效。 （3）快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的推廣應(yīng)用 快速模具制造及快速成型技術(shù)（RP）是在近兩年內(nèi)迅速發(fā)展起來的，并向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術(shù)相比，該技術(shù)具有制模周期短、成本低的特點，是綜合經(jīng)濟(jì)效益較顯著的模具制造技術(shù)。近年來快速模具制造嫁接

27、了先進(jìn)的RP及NC技術(shù)，有效滿足了一些高精度、高壽命模具的生產(chǎn)需求。具體新技術(shù)包括快速原型制造技術(shù)（RPM）、表面現(xiàn)象成形技術(shù)、澆鑄成型制模技術(shù)、冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)等。 （4）新技術(shù)在塑料模具中的推廣應(yīng)用 采用新型熱流道技術(shù)是塑料模設(shè)計制造中的一大變革，可顯著提高模具制造的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源，國外模具企業(yè)已有一半用上了該項技術(shù)，有的企業(yè)甚至已達(dá)80%以上，氣體輔助注射成型也是塑料成型的一種新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好、易于成型、壁厚差異可以較大等優(yōu)點，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。 （5）提高

28、模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)進(jìn)一步增加規(guī)格、品種，發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡(luò)，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好、使用壽命長、價格低的優(yōu)質(zhì)模具標(biāo)準(zhǔn)件。 （6）開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 模具材料是模具工業(yè)的基礎(chǔ)。當(dāng)前，國外模具材料系列日趨完善與細(xì)化，系列化程度已越來越高。中國是世界第一產(chǎn)鋼大國，國內(nèi)開發(fā)的高級優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少，但推廣應(yīng)用不足，每年所需要約70萬頓模具鋼，有相當(dāng)一部分需要進(jìn)口。為了扭轉(zhuǎn)這種局面，應(yīng)根據(jù)模具對使用性

29、能的新要求，通過調(diào)整材料部分，或借助先進(jìn)的工藝方法和工藝手段，不斷開發(fā)具有特殊使用性能的新型模具材料。 （7）高速銑削在模具加工中的推廣應(yīng)用 高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高（為普通銑削加工的5～10倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點，是高精度型腔模具的重要加工手段。國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到40000～100000r/min，快速進(jìn)給速度達(dá)到30～40m/min，換刀時間可提高到1～3s，大副度提高了加工效率，并可獲得Ra≤10μm的加工表面粗糙度，形狀精度可達(dá)10μm。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)

30、展，特別是給汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新 2 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 的活力。 （8）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 隨著三坐標(biāo)測量機(jī)、掃描儀等先進(jìn)測量儀器的應(yīng)用，現(xiàn)代檢測技術(shù)正向高速度、高精度、高適應(yīng)性、數(shù)字化、自動化方向發(fā)展。 逆向工程（RE）又稱反向工程或求反工程，通過對實物或零件進(jìn)行掃描測量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息，然后充分利用CAD/CAM技術(shù)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的數(shù)字幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計，最后經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓こ谭治?、結(jié)構(gòu)設(shè)計和CAM編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。 （

31、9）開發(fā)成形新工藝和模具，培養(yǎng)新理念和新模式 在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形技術(shù)等。另外，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計、生產(chǎn)、管理理念與模式，主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計與制造等。此外，大力研發(fā)模具的拋光技術(shù)和模具制造設(shè)備，可進(jìn)一步改善成型產(chǎn)品的表

32、面質(zhì)量。 1.3 課題研究的意義 由于該沖壓模具的設(shè)計包含了產(chǎn)品的工藝分析、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、零部件尺寸的計算以及大量CAD制圖任務(wù)等，可以讓人更深入的了解整個設(shè)計過程。對即將跨入模具行業(yè)我們，能完成一個像這樣的課題，應(yīng)該很不錯了。這個課題不僅增加了我們對模具設(shè)計整體的感性認(rèn)識，并且充分的考驗了我們所學(xué)的知識（如大量CAD制圖技術(shù)）。更重要的是通過整個設(shè)計，知道了我們該改善的地方，增加了我們進(jìn)入這個行業(yè)的信心，以便更好的適應(yīng)這個行業(yè)。 3 第2章 零件工藝性分析 第2章 零件工藝性分析 2.1工藝分析 工件簡圖：如圖2-1

33、所示： 圖 2-1 工件圖 名稱：工件圖 1.材料技術(shù)要求： （1）厚度 ?=1mm 材料：08 （2）表面質(zhì)量：平整 2大批量生產(chǎn) 分析如下： 1材料名稱：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號：08 標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 699-1988 特性及適用范圍： 為極軟的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強度低的深沖壓或深拉延的

34、覆蓋零件和焊接構(gòu)件。 力學(xué)性能： 抗拉強度 σb (MPa)：330~450 抗剪強度 ?c(MPa)：260~360 屈服強度 σs (MPa)：200 伸長率 δ5 (％)：≥ 32 4 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 斷面收縮率 ψ (％)：≥60 硬度 ：未熱處理≤131HB 2零件結(jié)構(gòu)：該工件為圓形帶孔拉深件，拉深高度不大，頂部的孔不在拉深變形區(qū)，側(cè)面的孔在拉深變形區(qū)。 3．尺寸精度：零件圖上的形狀尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，尺寸精度較低，可按IT14級確定工件的公

35、差，普通沖裁完全能滿足沖裁要求。 2.2 沖裁工藝方案的確定 該制件為典型的圓筒型拉深件，且頂部和側(cè)面各有一個Φ50和Φ7.5的圓孔。優(yōu)先考慮倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)，可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠，便于操作。通過設(shè)計合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方案可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強度不夠的問題。 確定拉深次數(shù)： h38??0.37遠(yuǎn)小于一次拉深時的相對高度0.71-0.57則可一次拉深成形。 d102 也可根據(jù)相對厚度查表確定出筒形件（帶壓邊圈）極限拉深系數(shù)m=0.53-0.55。而工件拉深系數(shù)d??0.79?m則可一次拉成。 .3

36、需要進(jìn)行落料、拉深、沖頂孔、沖側(cè)孔四道基本工序。?？刹捎靡韵氯N方案： （1）落料、拉深、沖孔、沖側(cè)孔單工序成形 （2）落料、拉深復(fù)合，沖頂孔，再沖側(cè)孔 （3）落料、拉深、沖頂孔、側(cè)孔一次復(fù)合這樣只需要一套模具即可完成 方案（1）模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要4套模具，工藝流程長，占用設(shè)備多，費工費時，且過多的模具投入又將進(jìn)一步降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。方案（2）需要3套模具，沖側(cè)孔通常需要懸臂沖孔，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造費用較高。雖效率有所提高但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足企業(yè)高精度、低成本、高效益的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)要求。為了滿足生產(chǎn)要求，對此類帶側(cè)孔的可一次拉深成形的圓筒形件可考慮采用一

37、套全新的工藝方案，即方案三。 5 第2章 零件工藝性分析 2.3模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 2.3.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓拉深。此制件帶有側(cè)孔為了方便斜楔機(jī)構(gòu)的設(shè)計宜采用倒裝復(fù)合模，同時也利于廢料排出。 2.3.2 操作與定位方式 根據(jù)零件的生產(chǎn)批量大，采用自動送料機(jī)構(gòu)能夠達(dá)到批量要求，零件尺寸適中，材料厚度較薄，為了便于操作和保證零件精度，采用四導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式；定位方式為導(dǎo)料銷（同側(cè)2個）定位，采用固定擋料銷定距控制條料的送進(jìn)步距。 2.3.3模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 由于沖裁件厚

38、度為1.0mm，相對較薄，卸料力不大，故采用彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈簧組成。出件方式為下出件方式，由推桿和推件塊組成的剛性推件裝置推出，沖孔的廢料可通過凸凹模的內(nèi)孔從沖床臺面孔掉下。 2.3.4 導(dǎo)向方式的選擇 采用四導(dǎo)柱模架，這種模架的剛度好，導(dǎo)向精準(zhǔn)。 6 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第3章 模具設(shè)計工藝計算 3.1 排樣、計算條料寬度及步距的確定 3.1.1 排樣設(shè)計與計算 （1）計算落料圓形件D的尺寸 22?2d?1.72rd?0.56rd2?22dHH?1.72rd?0.56r2 22222

39、 ?2?2?101?37.5?1.72?5?101?0.56?52 ?129.3mm =129.3mm （ 2）排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)與壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，排樣時應(yīng)考慮如下原則： 1.提高材料利用率（不影響制件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變制件形狀）。 2.排樣方法應(yīng)使操作方便，勞動強度小且安全。 3.模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。 4.保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。 圖3-1

40、排樣圖 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。 7 第3章 模具設(shè)計工藝計算 該零件落料件為規(guī)則圓形尺寸較大厚度較薄。為了保證加工和設(shè)計計算方便，采用直排排樣方法，這種排樣材料利用率較高，如圖3-1所示的排樣方法 。 表3-1 搭邊a和a1數(shù)值(低碳鋼) 3.1.2 搭邊值的確定 搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)

41、量。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗確定的。考慮： 1.材料的力學(xué)性能。塑性好的材料，搭邊值要大—些，硬度高與強度大的材料，搭邊值小一些。 2.材料的厚度。材料越厚，搭邊值也越大。 3.工件的形狀和尺寸。工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值也越大。 4.排樣的形式對排的搭邊值大于直排的搭邊。 5.運料及擋料方式用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。 該制件是圓形制件，根據(jù)尺寸從表3-1中查出，兩制件之間的搭邊值a1=0.8（mm）,側(cè)搭邊值a=1.0(mm)。 由于該制件的材料是08鋼，所以兩制件之間的搭邊值為： a1

42、=0.8（1～1.2）=0.8～0.96(mm) 取a1=0.8(mm) 8 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 側(cè)搭邊值： a=1.0（1～1.2）=1.0～1.2(mm) 取a=1.0(mm) 3.1.3送料步距與條料寬度計算 在排樣方案和搭邊值確定之后，就可以確定條料的寬度，進(jìn)而確定導(dǎo)料板間的距離。 （1）送料步距A：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個步距可沖出一個或多個零件。送料步距公式由公式3-1計算。 A=D+a1 (3-1)

43、 式中 D――平行于送料方向的沖裁件寬度； a1――沖裁件之間搭邊值。 A=D+a1 =129.3+0.8 =130.1mm （2）計算條料寬度有三種情況需要考慮； ①有側(cè)壓裝置時條料的寬度。 ②無側(cè)壓裝置時條料的寬度。 ③有定距側(cè)刃時條料的寬度。 表3-2 條料寬度偏差（mm） 根據(jù)模具設(shè)計要求和每次能保證順利沖裁采用無側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料銷（兩個）送進(jìn)。 條料寬度B計算：條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值－△。條料

44、寬度由公式3-2計算。 B=（D+2a+C）錯誤！未找到引用源。 (3-2) 9 第3章 模具設(shè)計工藝計算 式中 D――沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； a――沖裁件與條料側(cè)邊的搭邊； C――條料與導(dǎo)料板之間的間隙（即條料的可能擺動量）。 經(jīng)查表3-2和表3-3得 △=0.6mm C=0.5mm。 0 B?=（D+2a+C)0 ?? ? = 131.30 ?0.6mm 表3

45、-3 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙Zmin（mm） 3.1.4 計算材料利用率 定義：沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的指標(biāo)。 一個步距內(nèi)的材料利用率?計算公式如下： ??A?100% (3-3) BS 式中 A——一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積； B——條料寬度； S——步距。 10 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 由公式（3-3）得 ??A?100% BS

46、 A??r2 ?? ?r2BS?1000?76.9 11 第4章 工序力的計算 第4章 工序力的計算 4.1計算沖裁力的公式 計算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(jī)、設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹姸取毫C(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。普通平刃沖裁模，其總沖裁力FP按公式（4-1）計算： Fp=KptLτ （4-1） 式中 τ——材料抗剪強度，見附表（MPa）； L——沖裁周邊總長

47、（mm）； t——材料厚度（mm）。 系數(shù)KP是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或一般取1～3。在此模具中KP取1.3。當(dāng)查不到抗剪強度r時，可以用抗拉強度σb代替τ，而取Kp=1的近似計算法計算。 ?的數(shù)值取決于材料的種類和坯料的原始狀態(tài)，可在設(shè)計資料及有關(guān)手冊中查找，本設(shè)計?的取值通過查表3-2確定，取?＝300MPa。 4.1.1落料力F落的的計算 落料時的周邊長度為：L1=πD=406.2mm 落料力由公式（4-1）計算 F落?KPtL1? ?1.3?1.0?406.2?300?15

48、8KN 4.1.2沖頂孔力F沖的計算 沖裁落料周邊總長為L2=?d2 12 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 沖孔力由公式（4-1） F2?KPtL2? ?1.3?1.0???50?300 ?19.5KN 4.1.3沖側(cè)孔力F沖的計算 沖孔力由公式（4-1） F3?KPtL2? ?1.3???7.5?300 ?3KN ??斜楔和斜楔滑塊接觸角50???60?取??50? ??90????40 斜楔斜角P?F3tan??2.5KN 故總沖孔力F沖

49、?F?F2?P?180KN 4.1.4卸料力和推件力的計算 在沖模結(jié)束時，由于材料彈性回復(fù)（包括徑向彈性回復(fù)和彈性翹曲的回復(fù)）及摩擦的存在，將沖落部分材料強塞到凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需力稱卸料力，將強塞到凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱推件力。因此，需要有推件力和卸料力的作用。卸料力和推件力計算公式如下： 卸料力 FQ?KFP (4-2) 推件力

50、 FQ1?nK1FP (4-3) 式中 FP——沖裁力（N）； K——卸料力系數(shù)，其值為0.02～0.06（薄料取大值，厚料取小值）； K1——推料力系數(shù)，其值為0.03～0.07（薄料取大值，厚料取小值）； n——梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量（n?h/t）； h——直刃口部分的高（mm）。 卸料力和推料力的系數(shù)通過查表4-1確定，卸料力系數(shù)取K＝0.05，推件力系數(shù)取 13 第4章 工序力的計算 K1＝0.055。 梗塞在

51、凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量取n＝4 由公式（4-2）得卸料力 FQ?KFP ?0.05?180 ?9KN 由公式（4-3）得推料力 FQ1?nK1FP ?4?0.055?180 ?39.6kN 表4-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 4.1.5拉深力的計算 根據(jù)公式 F??d1t?bK1 (4-4) F─拉深力； t─板

52、料厚度； d1─拉深后工序件直徑； 14 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） ?b─拉深件材料抗拉強度； K1─修正系數(shù) 查參考文獻(xiàn)【1】表5-18 K1=0.33 則： F拉?0.33???102?400?42KN 4.1.6 壓邊力的計算 ? 根據(jù)公式 F壓?D02?d2）q?Aq （4-5） 4 查參考文獻(xiàn)【1】表5-30 q?2.0～2.5 ?129.32-1022）?2.5?12.4KN

53、則 F壓?4 4.1.7 總壓力的計算 總壓力等于該模具中所用壓力之和，采用彈性卸料裝置下出件的模具時的總壓力為： F總＝F沖?F推?F卸?F壓?F拉 ?180?39.6?9?12.4?42 ?283?N 故模具的總壓力為283?N 4.2壓力中心的確定和初選壓力機(jī) 4.2.1 確定壓力中心 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。對于帶有模柄的沖壓模，壓力中心應(yīng)通過模柄的軸心線

54、。否則會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 15 第4章 工序力的計算 模具的壓力中心，可安以下原則來確定： 1.對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 2.工件形狀相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 3.各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用 點的坐標(biāo)位置0，0（x=0，y=0），即為所求模具的壓力中心。 圖4-1 壓力中心 其中L1、L2、L3???

55、LN分別為各沖裁周邊長度。明顯可以確定壓力中心即為沖 裁件幾何中心，見圖4-1 4.2.2初選壓力機(jī)錯誤！未找到引用源。 根據(jù)沖壓力的計算和壓力中心的計算，選 擇開式壓力機(jī)的型號為J21G-20 (1)公稱壓力P?630KN?1.3F總?367.9KN (2)滑塊行程H?2.5h?95mm (3)最大封閉高度H= 3 16 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第5章 凸模與凹模刃口尺寸的計算 5.1沖裁模刃口尺寸計算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合

56、理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)： 1.由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。 2.在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。 3.沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，結(jié)果使間隙磨摩愈大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時考慮下述原則： （1）落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時孔的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計落料

57、模時，以凹模為準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計沖孔模時，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 （2）考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸模基本尺寸則應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格制件。凸、凹模的間隙應(yīng)取最小合理間隙值。 （3）確定沖模刃口制造公差時，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過小），會使模具制造困難，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口精度要求過低（制造公差過大），則生產(chǎn)出來的制件可能不合格，會使模具的壽命降低。若制件沒有標(biāo)準(zhǔn)公差，則對于非圓形

58、件按國家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級處理，沖模則可按IT11級制造；對于圓形件，一般可按IT7～I(xiàn)T9級制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。生產(chǎn)中對普通沖裁件，凹模刃口尺寸制造公差按IT7級精度選取；凸模刃口尺寸公差按IT6級精度選取。 17 第5章 凸模與凹模刃口尺寸的計算 5.2沖裁模刃口尺寸的方法 ⑴ 凸、凹模刃口尺寸的確定原則 ①考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應(yīng)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

59、的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 ②考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。 ③考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時，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。 ⑵ 凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸 其公式見表5-1 表5-1 凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸的計算公式 ? 表示：Dp，Dd——分別為落料凸，凹

60、模刃口尺寸 dp，dd— 分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸 D， d— 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸 p，d—分別為凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7. Δ——制件的制造公差 Zmin—最小合理間隙 X—磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間。 零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT14，X=0.5。為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙（Zmax），凸模和凹模制造公差必須 18 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） p+d≤Zmax - Zmin ⑶凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸

61、 對于沖制復(fù)雜形狀沖件的模具或單件生產(chǎn)的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。 凸凹模工作部分尺寸計算：其落料件按凹模磨損后尺寸增大（A類尺寸），減?。˙類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減?。˙類尺寸），增大（A類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。因為工件屬沖孔，根據(jù)設(shè)計要求確定凸模刃口尺寸并依次為基準(zhǔn)配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。 ⑷凸、凹模刃口尺寸的計算方法 ①落料刃口尺寸計算 對于落料部分按未注公差I(lǐng)T14級計算，所以落料件尺寸為 0?129.3-1mm，根據(jù)查表得沖裁刃口雙面間隙為Zmin＝

62、0.100mm, Zmax＝0.140mm. ?129.3的制造公差查表得 ?凹＝0.040mm，?凸＝0.030mm ?凹+?凸=0.040+0.030mm=0.07mm Zmax-Zmin=0.140-0.100mm =0.04 mm 由于?凹+?凸＞Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模配合加工法。磨損系數(shù)為x=0.5.則凹 模刃口尺寸為 D凹 =(D-x△）+δ凹0 =(129.3-0.51)+0.25 0 =128.8+0.25 0 凸模刃口尺寸d凸按凹模實際尺寸配制，其雙面間隙為0.1

63、0～0.14mm為保證模 具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造是按最小間隙Zmin=0.10mm配合間隙。 ②沖頂孔刃口尺寸計算 對于?500?0.62的孔，制造公差查表得 對于沖孔部分按未注公差I(lǐng)T14級計算，所以沖孔件尺寸為 19 第5章 凸模與凹模刃口尺寸的計算 ?50mm， ?50的制造公差查表得 ?凹＝0.030mm，?凸＝0.020mm ?凹+?凸=0.030+0.020mm=0.05mm Zmax-Zmin=0.140-0.

64、100mm =0.04 mm 由于?凹+?凸＞Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模配合加工法。磨損系數(shù)為x=0.5.則凸模刃口尺寸為 d凸 =(D+x△）0??凸 =(50+0.5?0.62)0?0.155 =50.30?0.155 凹模刃口尺寸D凹按凸模實際尺寸配制，其雙面間隙為0.10～0.14mm為保證模具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造是按最小間隙Zmin=0.10mm配合間隙。 ③沖側(cè)孔刃口尺寸計算 對于?7.50 ?0.36 的孔，沖孔部分按未注公差I(lǐng)T14級計

65、算，所以沖孔件尺寸為 ?7.5mm， ?7.5的制造公差查表得 ?凹=0.02mm ?凸=0.02mm 由 ?凹+?凸=0.02+0.02mm=0.04mm 即?凹+?凸= Zmax-Zmin凸故采用分開加工，則： d凸=(d+x△)0-δ凸 =（7.5+0.50.36）0-0。02mm =7.68 0-0.09mm D凹 =（d+x△+Zmin）+δ凹0 =

66、（7.5+0.50.36+0.10）+0.020 mm 20 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） =7.78+0.02 0 mm ④拉深刃口尺寸計算 對于拉深部分直徑?1000?0.87制造公差查表得 δ凹=0.035mm δ凸=0.025 mm 拉深凸模和凹模的單邊間隙查表，按Z/2=（1~1.1）t,取Z=2。則可求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸為： d凸=（D+0.5△）0??凸 =（100+0.50.87）0 ?0.22mm ≈100.440 ?0.22 mm 拉深凹模刃口尺寸D凹按凹模實際尺寸配制，其雙面間隙 。21 1mm 第6章 模具主要工作零部件設(shè)計 第6章 模具主要工作零部件設(shè)計 6.1沖孔凸模的設(shè)計 ①沖孔小凸模采用螺塞固定在落料凹模上，凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu) 確定，同時考慮凸模的修模量及固定板、與卸料板之間的安全距離等因素。 （a）