畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)

1、<p>　　全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)</b></p><p>　　DESIGN OF BLANKING DRAWING DIE COMPOSITE MOLD</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ………

2、……………………………………………………………………………4</p><p>　　關(guān)鍵詞 …………………………………………………………………………………4</p><p>　　1 前言…………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1 沖模的優(yōu)勢(shì)………………………………………………………………………5</p>

3、<p>　　1.2 研究目的和意義…………………………………………………………………5</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………………6</p><p>　　1.4 沖壓模具三維CAD設(shè)計(jì)…………………………………………………………6</p><p>　　2 工件工藝性的分析………………………………

4、…………………………………6</p><p>　　2.1 零件要求…………………………………………………………………………6</p><p>　　2.2 材料的工藝性分析材料…………………………………………………………7</p><p>　　2.3 沖壓工藝方案的確定……………………………………………………………8</p><p>　　

5、2.3.1 方案的制定……………………………………………………………………8</p><p>　　2.3.2 論述方案特點(diǎn)…………………………………………………………………8</p><p>　　3 主要涉及尺寸的計(jì)算………………………………………………………………9</p><p>　　3.1 毛坯尺寸的確定………………………………………………………………

6、…9</p><p>　　3.2 排樣的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………10 </p><p>　　3.3 材料利用率……………………………………………………………………10</p><p>　　3.4 壓力中心的確定………………………………………………………………10</p><p>　　3.5 沖壓工藝力的

7、設(shè)計(jì)……………………………………………………………10</p><p>　　3.6 沖裁間隙………………………………………………………………………11</p><p>　　4 零件的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………11</p><p>　　4.1 沖裁凸模、凹模的尺寸計(jì)算…………………………………………………11</p>

8、<p>　　4.2 沖裁模凹?！?2</p><p>　　4.2.1 凹模的類型確定……………………………………………………………12</p><p>　　4.2.2 凹模厚度計(jì)算………………………………………………………………12</p><p>　　4.2.3 螺孔與銷孔的定位……………………

9、……………………………………13</p><p>　　4.2.4 凹模設(shè)計(jì)……………………………………………………………………13</p><p>　　4.2.5 凹模的強(qiáng)度校核……………………………………………………………14</p><p>　　4.3 導(dǎo)料和擋料方式的確定………………………………………………………14</p><p&g

10、t;　　4.3.1 擋料方式……………………………………………………………………14</p><p>　　4.3.2 導(dǎo)料方式……………………………………………………………………15</p><p>　　4.3.3 卸料版與凸模單邊間隙的確定……………………………………………15</p><p>　　4.3.4 卸料板設(shè)計(jì)圖……………………………………………

11、…………………15</p><p>　　4.4 拉深相關(guān)計(jì)算…………………………………………………………………16</p><p>　　4.4.1 拉深相關(guān)系數(shù)的計(jì)算………………………………………………………16</p><p>　　4.4.2 拉深模的間隙………………………………………………………………16</p><p>　　4.4

12、.3 凸、凹模的尺寸計(jì)算………………………………………………………16</p><p>　　4.5 拉深凸?！?7</p><p>　　4.6 固定板設(shè)計(jì)……………………………………………………………………18</p><p>　　4.7 凸凹模的計(jì)算…………………………………………………………………19&

13、lt;/p><p>　　4.8 模座的確定和選擇……………………………………………………………21</p><p>　　4.9 導(dǎo)套及導(dǎo)柱確定………………………………………………………………21</p><p>　　4.10 壓力機(jī)的確定……………………………………………………………… 21</p><p>　　4.10.1 拉深力的計(jì)算

14、…………………………………………………………… 21</p><p>　　4.10.2 壓邊力的計(jì)算…………………………………………………………… 22</p><p>　　4.11 壓邊圈確定………………………………………………………………… 22</p><p>　　4.12 壓力機(jī)的公稱壓力的選擇………………………………………………… 23</p&

15、gt;<p>　　4.13 模柄的確定………………………………………………………………… 23</p><p>　　4.14 彈簧的確定………………………………………………………………… 23</p><p>　　4.15 頂件塊的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 23</p><p>　　5 模具的總裝圖………………………

16、……………………………………………25</p><p>　　6 結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………27</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………27</p><p>　　致謝 …………………………………………………………………………………29</p><p>&l

17、t;b>　　落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué) 生：譚 巍</p><p><b>　　指導(dǎo)老師： 周光永</b></p><p>　　（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 長(zhǎng)沙 410128）</p><p>　　摘 要：本文介紹了模具設(shè)計(jì)的步驟，對(duì)模具的一些結(jié)構(gòu)作了相應(yīng)的介紹。對(duì)在模具

18、設(shè)計(jì)時(shí)，一些相關(guān)零件的設(shè)計(jì)的問(wèn)題也作了一點(diǎn)解釋；文章涉及了拉深模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的方面以及影響模具設(shè)計(jì)的參數(shù)。具體內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：工件的工藝性分析；沖壓工藝方案的確定；模具的尺寸的計(jì)算校核，以及材料的選用；確定零件的工藝。本模具設(shè)計(jì)采用復(fù)合模設(shè)計(jì)方案，對(duì)零件排樣、凹凸模間隙、刃口尺寸、凹凸模外形尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，選擇合適的其他零件。</p><p>　　關(guān)鍵詞：落料；拉深；復(fù)合模；</p><p

19、>　　Design of blanking drawing die composite mold </p><p>　　Student: Tan Wei</p><p>　　Tutor: Zhou Guangyong</p><p>　　(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changs

20、ha 410128，China)</p><p>　　Abstract: This article describes the steps of the mold design, made ??the introduction of mold structure. In the mold design, there also made a little explanation of some parts of

21、 the design problem; The articles should consider some aspects when drawing die design and the mold design parameters. The specific content is as follows: the analysis of the process of the workpiece; stamping process to

22、 determine the program; check of the calculation of the dimensions of the mold, as well as the select</p><p>　　Key words: blanking；drawing；composite mold</p><p><b>　　1 前言</b></p&

23、gt;<p>　　沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的工件加工方法。沖壓利用沖壓模具對(duì)板料進(jìn)行加工。</p><p>　　沖模根據(jù)用途分為：?jiǎn)喂ば蚰?、?jí)進(jìn)沖模、復(fù)合沖模、精沖模、通用與經(jīng)濟(jì)沖模</p><p>　　1.1 沖模的優(yōu)勢(shì)</p><p>　　CAD、CAM、CAE的大量應(yīng)用，大大減化了模具的設(shè)計(jì)、制造。大大提升了模具制造質(zhì)量、效率。<

24、;/p><p>　　沖壓設(shè)備自動(dòng)化、高速化。高速?zèng)_床達(dá)到上萬(wàn)次/每分鐘，大大提高了效率，確保了生產(chǎn)的安全。</p><p>　　模具的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化。使得模具的設(shè)計(jì)和制造主要圍繞成形零件展開(kāi)。</p><p>　　新材料、新技術(shù)的大量使用。使得模具的性能提高、加工快速簡(jiǎn)便。</p><p>　　我國(guó)沖壓模具產(chǎn)品均出口較大幅度的增長(zhǎng)。國(guó)際采購(gòu)商通過(guò)

25、國(guó)內(nèi)某網(wǎng)站采購(gòu)沖壓模具的數(shù)量仍逆勢(shì)上揚(yáng)。我國(guó)沖壓模具的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力正在不斷提升。</p><p>　　隨著汽車工業(yè)近年以超過(guò)20％的增幅發(fā)展，以及車型改款加速等等因素的刺激，進(jìn)入汽車領(lǐng)域的沖壓模具企業(yè)和模具產(chǎn)品比前幾年有大幅增加。汽車企業(yè)也對(duì)模具產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高要求，促使模具企業(yè)加緊改進(jìn)，不斷提高水平。這些都促使沖壓模具企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升。</p><p>　　模具技術(shù)水平的高低是衡量

26、一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。我國(guó)工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展要求模具行業(yè)向大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命和多功能方向發(fā)展。</p><p>　　隨著我國(guó)工業(yè)的崛起，模具工業(yè)得到迅猛的發(fā)展。模具設(shè)計(jì)與制造已成為一個(gè)行業(yè)，越來(lái)越引起人們的重視。而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)。沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。整個(gè)行業(yè)處于青春期，行業(yè)所呈現(xiàn)的良好的發(fā)展趨勢(shì)是前所未有的。</

27、p><p>　　1.2 研究目的和意義</p><p>　　模具是工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、鑄壓或鍛壓成型、冶煉、沖壓、拉伸等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。 簡(jiǎn)而言之，模具是用來(lái)成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過(guò)所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。在外力作用下使坯料成為有特定形狀和尺寸的制件的工具。廣泛用于沖裁、成形、沖壓、模鍛

28、、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造，以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的壓塑或注塑的成形加工中。模具具有搞的生產(chǎn)效率，低的加工成本，而且材料利用率高，產(chǎn)品尺寸精確穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等一些列優(yōu)點(diǎn)，適合于大批量生產(chǎn)。所以研究模具，使模具簡(jiǎn)單，耐用，高效，精確，經(jīng)濟(jì)的意義非凡。</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)幾十年努

29、力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。雖然如此，我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無(wú)論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國(guó)際

30、水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國(guó)外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來(lái)越多。NC、D

31、NC技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，</p><p>　　1.4 沖壓模具三維CAD設(shè)計(jì)</p><p>　　三維CAD技術(shù)的出現(xiàn)，使零件設(shè)計(jì)及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以直接在非常直觀的三維環(huán)境下進(jìn)行，模具設(shè)計(jì)完成后，可直接根據(jù)投影關(guān)系自動(dòng)生成工程圖，徹底解決了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的弊端。目前，三維CAD技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)，縮短了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和產(chǎn)

32、品的更新周期，使得開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品達(dá)到“高質(zhì)量、低成本、上市快”的目標(biāo)成為可能。</p><p>　　2 工件工藝性的分析</p><p><b>　　2.1 零件要求</b></p><p>　　圖1所示為目標(biāo)零件，材料：10鋼； 厚度：1mm</p><p><b>　　圖1 零件圖</b>&l

33、t;/p><p>　　Fig 1 Part drawing</p><p>　　2.2 材料的工藝性分析材料：</p><p>　　材料：10鋼，抗剪強(qiáng)度τ=250~333MPa，抗拉強(qiáng)度=294~432MPa，屈服強(qiáng)度：=206MPa，厚度為1mm，該零件是圓筒件，可以保證彎曲時(shí)毛坯不會(huì)產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)。綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性等性能得到較好配合，其沖裁、拉深加工性較

34、好，適于大批量生產(chǎn)。</p><p>　　拉深變形過(guò)程大致是直徑為D的圓形平板毛坯被凸模拉入凸凹模的間隙里，形成直徑為d，高為H 的空心圓柱。在這一過(guò)程中，板料金屬是如何流動(dòng)的呢？</p><p>　　把直徑為D的圓板料分成兩部分：一部分是直徑為d的圓板，另一部分直徑為（D—d）的圓環(huán)部分，把這塊料拉深成直徑為d的空心圓筒。在這個(gè)拉深實(shí)驗(yàn)完成后，發(fā)現(xiàn)板料的第一部分變化不大，即直徑為d的圓板

35、仍然保持原形狀作為空心圓筒的底，板料的圓環(huán)部分變化相當(dāng)大，變成了圓柱的筒壁，這一部分的金屬發(fā)生了流動(dòng)。</p><p>　　扇形chef是從板料圓環(huán)上截取的單元，經(jīng)過(guò)拉深后變成了矩形chef。扇形單元體變形是切線方向受壓縮，徑向受拉深，材料向凹?？诹鲃?dòng)。設(shè)扇形面積為，拉深后矩形面積為，由于拉深使厚度變化很小，可認(rèn)為拉深前后面積相等，即所以。</p><p>　　綜合起來(lái)看，平板毛坯的環(huán)形區(qū)

36、的金屬在凸模壓力的作用下，要受到拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的作用，徑向伸長(zhǎng)、切向縮短，依次流入凸、凹模的間隙里成為筒壁，最后使平板毛坯完全變成圓筒形工件。</p><p>　　拉伸時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)和形變情況。拉伸的變形區(qū)比較大，金屬流動(dòng)性比較大，拉深過(guò)程容易起皺、拉裂而失敗。因此，有必要分析拉深時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)，找出發(fā)生起皺、拉裂的根本原因，在制定工藝和設(shè)計(jì)模具時(shí)注意它，以提高拉深件的質(zhì)量。</p><

37、p>　　設(shè)在拉深件的某一時(shí)刻，分析各部分的應(yīng)力狀態(tài)。</p><p>　　平面凸緣部分------主變形區(qū) 由于凸模向下壓，迫使板料進(jìn)入凹模，故在凸緣產(chǎn)生徑向拉應(yīng)力，小單元體互相擠壓產(chǎn)生切向壓應(yīng)力，由于壓邊圈提供的壓邊力產(chǎn)生法向壓應(yīng)力，在這3個(gè)主應(yīng)力中的絕對(duì)值比、絕對(duì)值小得多，凸緣上、是變化的，由凸緣外到內(nèi)，是由小變大，而的絕對(duì)值是由大變小的，凸緣最外緣的壓應(yīng)力是最大的，則材料在切向上必然是壓縮變形。如果

38、被拉深的材料厚度較薄壓邊力太小，就有可能使凸緣部分的材料失穩(wěn)而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象。</p><p>　　筒壁部分------傳力區(qū) 該部分受到凸模傳來(lái)的拉應(yīng)力和凸模阻礙材料切向自由壓縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，顯然的絕對(duì)值大，徑向是拉深變形，徑向的拉深是靠壁厚的變薄來(lái)實(shí)現(xiàn)的，故筒壁上厚下薄。</p><p>　　底部圓角部分------過(guò)渡區(qū) 該部分受到徑向拉應(yīng)力和切向拉應(yīng)力的作用，厚度方向上受到凸模

39、的彎曲作用而產(chǎn)生壓應(yīng)力。材料變形為平面應(yīng)變狀態(tài)，徑向拉深變形，是靠壁厚變薄來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這部分材料變薄最為嚴(yán)重，最容易出現(xiàn)拉裂，此處稱為危險(xiǎn)斷面。</p><p>　　圓筒的底部----不變形區(qū) 這部分材料一開(kāi)始就被拉入凹模中，始終保持平面狀態(tài)，它受兩向拉應(yīng)力和的作用。變形是三向的，是拉深，是壓縮。由于拉深變形受到凸模摩擦力的阻止，故變薄很小，可忽略不計(jì)。</p><p>　　2.3 沖壓

40、工藝方案的確定</p><p>　　2.3.1 方案的制定</p><p>　　該零件包括需落料、拉深成形兩道工序，可以采用的工藝方案有</p><p>　　方案一：先落料，后拉深，采用單工序模制造</p><p>　　方案二：先落料，后拉深，采用復(fù)合模制造 </p><p>　　方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序、兩副模

41、具才能完成，效率較低，且精度不易保證。如此浪費(fèi)了人力，物力，財(cái)力。從經(jīng)濟(jì)角度考慮不妥當(dāng)，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。</p><p>　　方案二結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需一副模具即可成型，且精度易保證。</p><p>　　考慮人力成本，材料節(jié)約，工件精度等因素故采用方案二</p><p>　　2.3.2 論述方案特點(diǎn)</p><p>　　模具采用了導(dǎo)柱和

42、導(dǎo)套組成導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，從而提高了沖模的沖裁精度。</p><p>　　模具落料凹模和沖孔凸模固定在下模上，凸凹模固定在上模上，模具結(jié)構(gòu)緊湊，在壓力機(jī)的一次行程下，可以同時(shí)完成沖孔與落料工序。</p><p>　　卸料器安裝在上模上。同時(shí)有頂桿作用可使其上、下移動(dòng)。而下模安裝有卸料板組成的卸料機(jī)構(gòu)，從而沖裁后零件容易落下，條料也很容易恢復(fù)到原位。</p><p>　　凸凹

43、模的內(nèi)孔作為拉深的凹模，而外援作為落料的凸模。同一個(gè)部件幷起兩種功能作用</p><p>　　條料在送進(jìn)過(guò)程中，采用定位銷定位。</p><p>　　3 主要涉及尺寸的計(jì)算</p><p>　　3.1 毛坯尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)毛坯尺寸的確定原則可知有兩種方法來(lái)計(jì)算毛坯的計(jì)算原則：</p><p>　

44、　面積相等原則：由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對(duì)于不變薄拉深，假設(shè)材料厚度拉深前后不變，拉深毛坯的尺寸按“拉深前后的表面積相等”來(lái)確定。</p><p>　　圖2 毛坯尺寸工藝圖</p><p>　　Fig2 Blank dimensions artwork </p><p><b>　　(1)</b></p><

45、p><b>　　(2)</b></p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　mm (4)</p><p><b>　　(5)</b></p><p><b>　　(6)</b></p

46、><p><b>　　(7)</b></p><p><b>　　(8)</b></p><p><b>　　(9)</b></p><p><b>　　(10)</b></p><p><b>　　(11) </

47、b></p><p><b>　　(12)</b></p><p>　　3.2 排樣的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)沖件的圖形，所以設(shè)計(jì)單排排列是最方便且最省材料的方法。</p><p>　　圖3 排樣圖形設(shè)計(jì)</p><p>　　Fig3 Layout of graphic desi

48、gn</p><p>　　由課本表2.8（沖裁金屬材料的搭邊值）查得</p><p><b>　　側(cè)搭邊值 </b></p><p><b>　　正搭邊值 </b></p><p>　　由課本表2.9（裁剪公差及條料與導(dǎo)料板之間的間隙）</p><p><b>　　

49、條料寬度公差 </b></p><p>　　條料與導(dǎo)料板間的間隙 </p><p><b>　　(13)</b></p><p>　　3.3 材料利用率</p><p><b>　　(14)</b></p><p>　　3.4 壓力中心的確定</p>

50、;<p>　　對(duì)稱形狀的沖裁件，其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心點(diǎn)，所以該零件的壓力中心點(diǎn)是圓心O點(diǎn)</p><p>　　3.5 沖裁工藝力的計(jì)算</p><p>　　沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)?？紤]到成本和沖裁件的質(zhì)量要求，此用平刃口模具沖裁，沖裁力F（N）：</p><p><b>　　(15)<

51、;/b></p><p>　　式中 L——沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　t——材料厚度（mm）；</p><p>　　τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；</p><p>　　K——系數(shù)，一般取值為1.3；</p><p><b>　　3.6 沖裁間隙</b></p>

52、<p>　　沖裁間隙對(duì)沖裁斷面有極大的影響，還影響模具壽命和沖裁件的尺寸精度。合理的沖裁間隙能使斷面較好，所需沖裁力小，模具壽命長(zhǎng)。</p><p><b>　　(16)</b></p><p>　　式中： ——單邊間隙；</p><p><b>　　t——材料厚度；</b></p><p

53、>　　——光亮帶寬度，即產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入的深度；</p><p>　　——產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入材料的相對(duì)深度；</p><p>　　β——剪裂紋與垂線間的夾角。</p><p>　　也可查課本表2.12（落料、沖孔模刃口使用間隙）</p><p><b>　　最小間隙 </b></p><p&g

54、t;<b>　　最大間隙 </b></p><p><b>　　4 零件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 沖裁凸模、凹模的尺寸計(jì)算</p><p>　　表1 凸凹模分別加工的工作部分尺寸的計(jì)算公式</p><p>　　Table 1 Intensive processing wo

55、rk part of the size of the calculation formula, respectively</p><p>　　凸凹模采用分開(kāi)加工，采用這種方法，要分別澆筑凸模凹模的刃口尺寸與制造公差，它適用于圓形和簡(jiǎn)單形狀的公件</p><p>　　式中：、——分別為沖孔凸、凹模刃口尺寸，mm；</p><p>　　——分別為落料凸、凹模的刃口尺寸，

56、mm；</p><p>　　△——工件制造公差，mm；</p><p><b>　　X——磨損系數(shù)；</b></p><p>　　——最小合理間隙值（雙面），mm；</p><p>　　、——凸、凹模制造公差，mm；</p><p>　　D、d ——分別為落料件外徑和內(nèi)徑的基本尺寸，mm;<

57、/p><p>　　由課本表2.17 (磨損系數(shù))查的</p><p>　　由課本表7.18（沖裁和拉深件未標(biāo)注公差尺寸的偏差）</p><p>　　由表2.14（規(guī)則形狀的沖裁時(shí)，凸、凹模的制造公差）查的</p><p><b>　　由以上數(shù)據(jù)計(jì)算出；</b></p><p>　　4.2 沖裁模凹模

58、</p><p>　　4.2.1 凹模的類型確定</p><p>　　由于該零件有凸緣部分，所以要選用壓邊圈，考略壓邊圈的運(yùn)動(dòng)，選用階梯型直壁凹模。這種類型凹模刃口強(qiáng)度高，制造方便，刃磨后型孔尺寸基本不變，對(duì)沖裁間隙無(wú)明顯影響。</p><p>　　凹模的錐角和后角和刃口直壁高h(yuǎn)均和材料有關(guān)。通常；；</p><p>　　凹模外形為筒件，由

59、于尺寸較大，采用銷釘和螺栓緊固在模座上；鑲塊與凹模采用H7/n6過(guò)渡配合</p><p>　　4.2.2 凹模的厚度計(jì)算</p><p>　?。?） 厚度 （17）</p><p>　　式中： b——垂直送料方向凹模型孔壁間最大距離，mm；</p><p>　　K——

60、由b和材料厚度t決定的凹模厚度系數(shù);</p><p>　　由課本表2.20（凹模厚度系數(shù)K值）：</p><p>　　故凹模的厚度大于24.5mm即可；</p><p>　　（2）凹模壁厚計(jì)算 （18）</p><p><b>　　取</b><

61、;/p><p>　　故凹模壁厚大于49mm即可;</p><p>　?。?）凹模寬度計(jì)算 （19）</p><p><b>　　取</b></p><p>　?。?）凹模的長(zhǎng)度計(jì)算

62、 （20）式中：——沿送料方向凹模型孔壁間最大距離,mm;</p><p>　　——沿送料方向凹模型孔壁至凹模邊緣的最小距離，mm;</p><p>　　由課本表2.21（凹模型孔壁至凹模邊緣的最小距離）查的：</p><p><b>　　=50 mm</b></p><p><b>　　=122.5 mm&l

63、t;/b></p><p>　　4.2.3 螺孔與銷孔的定位</p><p>　　由表2.22（螺孔與銷孔間及至刃口邊的最小距離）查的：</p><p>　　刃口與螺紋孔的距離要大于11mm;</p><p>　　刃口與銷孔的距離要大于10mm.</p><p>　　4.2.4 凹模設(shè)計(jì)圖</p>

64、<p>　　綜上的結(jié)果，確定凹模的A=212 mm, B=220 mm ,H=60 mm；材料選擇：Cr12MoV 確定圖形如下，二維——圖4，三維圖——圖5</p><p><b>　　圖4 凹模設(shè)計(jì)圖</b></p><p><b>　　Fig4 P</b></p><p>　　圖5 凹模設(shè)計(jì)圖(

65、三維)</p><p>　　Fig 5 P（There）</p><p>　　4.2.5 凹模的強(qiáng)度校核</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>　　式中： F——沖裁力，N；</p><p>　　——彎曲應(yīng)力的計(jì)算值，MPa；</p><p>&

66、lt;b>　　H——凹模厚度；</b></p><p><b>　　d——凹模直徑；</b></p><p><b>　　——下模座的直徑；</b></p><p>　　——許用彎曲應(yīng)力，MPa; 對(duì)于材料Cr12MoVde，取300～500 MPa</p><p>　　所以凹模

67、的強(qiáng)度符合條件。</p><p>　　4.3 導(dǎo)料和擋料方式的確定</p><p>　　4.3.1 擋料方式</p><p>　　常見(jiàn)的限定條料送進(jìn)距離的方式有：用銷釘?shù)謸醮钸吇蚬ぜ喞?，限定條料送進(jìn)距離的擋料銷釘定距；用側(cè)刃在條料側(cè)邊沖切各種形狀的缺口，限定條料送進(jìn)的距離的側(cè)刃定距。</p><p>　　考慮到材料的節(jié)約，模具的儉約，在

68、此選用擋料銷定距。數(shù)據(jù)選用查表</p><p>　　表2 定位板或定位銷的工作部分高度 h mm</p><p>　　Table 2 Positioning plate or working part of the locating pin height h</p><p>　　板料的厚度 t=1,所以銷釘?shù)暮穸葹?mm</p><p>

69、;　　4.3.2 導(dǎo)料方式</p><p>　　該模具需用卸料板，可以用卸料板附帶導(dǎo)向裝置。查課本表2.26（固定卸料板的厚度）選用h=9,H=12.5</p><p>　　4.3.3 卸料板與凸模單邊間隙的確定 </p><p>　　表3 卸料板空與凸模的單邊間隙 mm </p><p>　

70、　Table 3 Stripper plate empty and punch the unilateral clearance</p><p>　　板料的厚度 t=1,所以單邊間隙為0.2 mm；</p><p>　　4.3.4 卸料板設(shè)計(jì)圖</p><p>　　結(jié)合以上的有關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)卸料板，材料為Q235，輪廓如下圖</p><p>

71、;　　圖6 卸料板設(shè)計(jì)圖（三維）</p><p>　　Fig 6 Stripper plate design（There-dimensional）</p><p>　　圖7 卸料板設(shè)計(jì)圖</p><p>　　Fig 7 Stripper plate design</p><p>　　卸料板緊固在凹模上，緊固件選用M8和Φ8的銷釘；配合

72、選用H7/n6</p><p>　　4.4 拉深相關(guān)計(jì)算</p><p>　　4.4.1 拉深相關(guān)系數(shù)的計(jì)算</p><p>　　拉深系數(shù) (22)</p><p>　　式中：m——有凸緣圓筒件的拉深系數(shù)；</p><

73、p>　　d——工件圓筒部分直徑；</p><p><b>　　D——毛坯直徑。</b></p><p>　?。?）毛坯相對(duì)厚度 t/D=1/122.5=0.0081</p><p>　　（3）凸緣的而相對(duì)直徑</p><p>　?。ㄗ⑼咕壍耐鈴?，凸緣的內(nèi)徑）</p><p>　　由表4.1

74、2（有凸緣圓筒形件第一拉深的最小拉深系數(shù)）查的</p><p>　　=0.5<m,所以工件可一次拉深。</p><p>　　4.4.2拉深模的間隙</p><p>　　拉深模的的間隙是指凸、凹模橫向尺寸的差值。</p><p>　　間隙過(guò)小，工件的質(zhì)量好，但拉深力大，工件易拉斷，模具磨損嚴(yán)重，壽命短。</p><p&

75、gt;　　拉深間隙過(guò)大，拉深力較小，模具的壽命雖然提高了，但工件的易起皺，變厚，側(cè)壁不直，口部邊線不齊，有回彈，質(zhì)量不能保證。由表4.28（有壓邊圈拉深時(shí)單邊間隙值）查得</p><p>　　Z/2=(1～1.1)t=1.1</p><p>　　4.4.3 凸、凹模的尺寸計(jì)算</p><p>　　由課本表4.29查的</p><p><

76、;b>　　(23)</b></p><p>　　式中：——凹模、凸模的徑向尺寸；</p><p>　　——拉深件的外形最大尺寸；</p><p>　　——凹模、凸模制造公差；</p><p><b>　　——零件尺寸公差</b></p><p>　　查課本表7.18（沖裁和拉深件

77、未標(biāo)注公差的尺寸的額偏差）查的 =±0.74 mm;</p><p>　　凸凹模尺寸 mm</p><p><b>　　凸模尺寸 mm</b></p><p><b>　　4.5 拉深凸模</b></p><p>　　凸模放置在沖裁的凹模中，所以凸模高度小于凹模高度。&l

78、t;/p><p>　　凸模高度=凹模高度-3+模座槽深=60-3+5=62 mm (24)</p><p>　　由于其體原因，凸模中設(shè)計(jì)一個(gè)通氣孔,查表4。</p><p>　　圖8 拉深凸模設(shè)計(jì)圖</p><p>　　Fig 8 Drawing punch design</p><p>　　表4 拉深

79、凸模出氣孔尺寸mm</p><p>　　Table 4 Drawing punch air flow measurements</p><p>　　凸模緊固在下模座上，緊固件選用M8和Φ8的銷釘；配合選用H7/n6</p><p>　　材料選擇：Cr12MoV</p><p>　　凸模的圓角半徑大于t，考慮工件要求，取值r=3.5mm.&

80、lt;/p><p>　　具體設(shè)計(jì)如圖7和圖8</p><p>　　圖9 拉深凸模設(shè)計(jì)圖（三維）</p><p>　　Fig 9 Drawing punch design（There-dimensional）</p><p>　　4.6 固定板設(shè)計(jì) </p><p>　　圖10 固定板設(shè)計(jì)圖</p>

81、;<p>　　Fig 10 Fixed plate design</p><p>　　可以看出凸模的橫截面積較大，且該凸模也是拉深的凹模，所以確定該凸凹模為整體式。用固定板固定。</p><p>　　由于，設(shè)計(jì)固定板為邊長(zhǎng)200mm的正方形。</p><p>　　固定板緊固在上模座上，緊固件選用M8和Φ8的銷釘；配合選用H7/n6；如圖9，圖10；&

82、lt;/p><p>　　圖11 固定板設(shè)計(jì)圖（三維）</p><p>　　Fig 11 Fixed plate design（There-dimensional）</p><p>　　4.7 凸凹模的計(jì)算</p><p>　　復(fù)合模中的凸凹模，其最小壁厚受強(qiáng)度的限制。確定凸凹模的最小壁厚</p><p>　　由課本表

83、2.23查得：</p><p>　　最小壁厚a=2.7 mm</p><p>　　最小直徑 D=18 mm</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　用于凹模部分的人口圓角半徑，查下表</p><p>　　表5 首次拉深凹模的圓角半徑 mm</p><p&g

84、t;　　Table 5 Deep drawing die radius for the first time</p><p>　　所以圓角取值r=12 mm</p><p><b>　　凸模的長(zhǎng)度計(jì)算</b></p><p>　　凸模的長(zhǎng)度L應(yīng)根據(jù)凸模的結(jié)構(gòu)確定。采用固定板，和卸料板</p><p><b>

85、　?。?5）</b></p><p>　　試中：——固定板厚度，mm；</p><p>　　——卸料板厚度，mm；</p><p>　　——拉深高度，mm；</p><p>　　——附加高度，mm；</p><p>　　圖12 凹凸模設(shè)計(jì)圖</p><p>　　Fig 12 Co

86、ncave and convex mold design</p><p>　　圖13 凹凸模設(shè)計(jì)圖（三維）</p><p>　　Fig13 Concave and convex mold design（There-dimensional）</p><p>　　根據(jù)之前所設(shè)計(jì)零件的數(shù)據(jù)：=20 mm;</p><p><b>　　

87、=12.5 mm;</b></p><p><b>　　=22 mm;</b></p><p><b>　　=15.5 mm.</b></p><p>　　L=20+12.5+22+15.5=70 mm.</p><p>　　凸凹模的材料選用：Cr12MoV</p><

88、;p>　　4.8 模座的確定和選擇</p><p>　　選擇后側(cè)導(dǎo)柱模座，>固定板的長(zhǎng)度。確定上（下）模座：</p><p>　　上（下）模座250×250×45 GB2855.5-81(GB2855.6-81)HT200</p><p><b>　　模具的閉合高度：</b></p><p&

89、gt;<b>　　(26)</b></p><p>　　4.9 導(dǎo)套及導(dǎo)柱確定</p><p>　　由D=50 mm, d=35mm，確定導(dǎo)套為A35H6×115×48 GB2861.6-81</p><p>　　由d=35 mm,確定導(dǎo)柱為A35h5×200 GB2861.1-81</p>&

90、lt;p>　　4.10 壓力機(jī)的確定</p><p>　　4.10.1 拉深力的計(jì)算</p><p>　　由課本表4.17（計(jì)算拉深力實(shí)用公式）查的該零件的拉深力公式為</p><p><b>　　(27)</b></p><p>　　式中：——拉深力，mm；</p><p>　　——圓

91、筒拉深的額直徑，mm；</p><p>　　——材料抗拉強(qiáng)度，MPa；</p><p><b>　　——系數(shù)；</b></p><p>　　查課本表4.20（寬凸圓筒形件第一次拉深時(shí)的系數(shù)值）得=1.10</p><p><b>　　=440 MPa</b></p><p>

92、　　4.10.2 壓邊力的計(jì)算</p><p>　　拉深過(guò)程中，壓邊圈的作用是用來(lái)防止工件邊壁或者凸緣起皺。隨著拉深深度的增加而需要的壓邊力應(yīng)減少。</p><p>　　圓筒形件第一次拉深的壓邊力 (28)</p><p>　　式中：p——單位單位壓邊力，MPa；由表4.26查的p=2.7</p><p&g

93、t;　　D——平板毛坯直徑，mmm；</p><p>　　d——拉深的直徑，mm；</p><p>　　r——拉深凹模圓角半徑，mm；</p><p>　　4.11 壓邊圈的確定</p><p>　　根據(jù)凸模、凹模形狀的要求設(shè)計(jì)如下圖</p><p>　　圖14 壓邊圈設(shè)計(jì)</p><p>

94、　　Fig 14 Blankholder design</p><p>　　圖15 壓邊圈設(shè)計(jì)</p><p>　　Fig 15 Blankholder design（There-dimensional）</p><p>　　4.12 壓力機(jī)的公稱壓力的選擇</p><p>　　拉深深度只有22mm，屬于淺拉深，

95、 (29)</p><p><b>　　, </b></p><p>　　壓力選擇開(kāi)式可傾壓力機(jī)，根據(jù)壓力，選擇J23-25</p><p>　　該壓力機(jī)的基本數(shù)據(jù)：</p><p>　　公稱壓力 250KN</p><p><b>　　滑塊行程65mm</b><

96、;/p><p>　　最大封閉高度270mm</p><p>　　模柄孔尺寸：直徑40 mm ,深度60 mm </p><p>　　4.13 模柄的確定</p><p>　　由于模炳孔的直徑40 mm,確定模柄為A40×85 GB2862.3-81. Q235</p><p>　　

97、4.14 彈簧的確定</p><p>　　壓邊力F=10601 N,應(yīng)用五個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧受力為2120 N;由于壓邊圈的行程是25mm,所以選擇10×60×130 GB2083-80;</p><p>　　4.15 頂件塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　零件被壓入凸凹模后，卡在凸凹模中，需頂件塊，零件是一次拉深，無(wú)整形，可把頂件塊按，零件形狀

98、設(shè)計(jì)制造。如圖</p><p><b>　　圖16 頂件塊</b></p><p>　　Fig 16 Push block</p><p><b>　　圖17 頂件塊</b></p><p>　　Fig 17 Push block（There-dimensional）</p>

99、<p>　　4.16 支架的設(shè)計(jì)</p><p>　　零件加工中，需要前后定位，設(shè)計(jì)一個(gè)擋料快，擋料快固定在支架上。</p><p><b>　　圖18 支架</b></p><p>　　Fig 18 Stand</p><p><b>　　圖19 支架</b></p>

100、<p>　　Fig 19 Stand（There-dimensional）</p><p>　　4.17 擋料元件</p><p>　　t=1 mm,所以選擇h=3 mm的擋料快，固定在支架上</p><p><b>　　5. 模具的總裝圖</b></p><p>　　圖20 模具總裝圖</p&

101、gt;<p>　　Fig 20 Mold assembly drawing</p><p>　　圖21 模具總裝圖</p><p>　　Fig 21 Mold assembly drawing（There-dimensional）</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)先落料，后拉深，應(yīng)保證模具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模端面低。</p>

102、<p>　　模具總裝配圖是裝配、安裝及拆繪模具零件圖的依據(jù)，能更清楚的表達(dá)模具的主要結(jié)構(gòu)形狀、工作原理、各零件之間的裝配關(guān)系及固定連接方式。模具視圖一般為主視圖和俯視圖，主視圖應(yīng)標(biāo)明模具的閉合高度.</p><p><b>　　6 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月忙碌又緊張地設(shè)計(jì)，我終于完成了老師布置的題目：落料拉深件的設(shè)計(jì)。</p

103、><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了許多的困難。首先是計(jì)算的復(fù)雜，計(jì)算毛坯直徑時(shí)，涉及的尺寸很多而且還帶根號(hào)，計(jì)算量很大；還有計(jì)算拉深力、壓邊力時(shí)得查閱大量的表。其次是知識(shí)的完美結(jié)合，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，很多知識(shí)以前都沒(méi)有學(xué)過(guò)，這就需要我查閱手冊(cè)、資料，然后與我們平常所學(xué)結(jié)合到一塊，做到融會(huì)貫通。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，我也總結(jié)了許多：</p><p>　　1.選擇模具結(jié)構(gòu)（根據(jù)零件圖樣及計(jì)算要求，結(jié)合生產(chǎn)

104、實(shí)際情況，提出模具結(jié)構(gòu)方案分析比較，選擇最佳結(jié)構(gòu)）</p><p>　　2.采用標(biāo)準(zhǔn)零部件（應(yīng)盡量選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及工廠沖模標(biāo)準(zhǔn)件，便模具設(shè)計(jì)典型化及制造簡(jiǎn)單化，縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低成本）</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王樹(shù)勛,高廣升. 冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)大全[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，<

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