油擋拉深落料模具設(shè)計(jì)【優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)資料】【12張CAD圖紙+說(shuō)明書(shū)】

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A4-反拉伸凸模.dwg---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

A4-卸料板.dwg---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

A4-凸模固定板.dwg---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

A4-凸凹模固定板.dwg---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

A4-下墊板.dwg---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

A4-上模座.dwg---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

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內(nèi)容簡(jiǎn)介：: XXXX學(xué)院說(shuō)明書(shū)題目：油擋拉深落料模具設(shè)計(jì)系部現(xiàn)代制造工程系專(zhuān) 業(yè) 名稱(chēng) 模具設(shè)計(jì)與制造班級(jí) 模具11302 姓名學(xué) 號(hào) 指導(dǎo) 教師 2015年9月30日油擋拉深落料模具設(shè)計(jì) 摘要本文主要介紹油擋拉深模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程，經(jīng)過(guò)零件的工藝分析、毛坯直徑的計(jì)算、排樣方案的設(shè)計(jì)、沖壓工藝參數(shù)的計(jì)算、沖壓力的計(jì)算、刃口尺寸的設(shè)計(jì)、模具總體方案的設(shè)計(jì)，確定了該模具的設(shè)計(jì)工藝流程及模具的結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)復(fù)合模具的特點(diǎn)，對(duì)該模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。模具中所設(shè)計(jì)的拉深和沖壓工序的二維裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖紙用AutoCAD電子圖板軟件繪制，最后完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和典型非標(biāo)準(zhǔn)零件制造工藝卡的填寫(xiě)。關(guān)鍵詞：模具；設(shè)計(jì)；拉深目錄1 緒論12 制件的結(jié)構(gòu)工藝性分析2 2.1工藝分析2 2.2毛坯直徑的計(jì)算23 沖壓工藝方案的確定44 沖裁間隙65 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算86 模具壓力中心的確定117 沖裁力，拉深力及其他力的計(jì)算12 7.1計(jì)算沖裁力12 7.2計(jì)算落料沖裁力12 7.3卸料力、壓邊力的計(jì)算12 7.4拉深力12 7.5按卸料力公式計(jì)算卸料力13 7.6壓邊力的計(jì)算15 7.6.1總沖壓力15 7.6.2初選擇壓力機(jī)158 排樣設(shè)計(jì)16 8.1排樣方法16 8.2搭邊值的確定16 8.3條料寬度的確定17 8.4導(dǎo)料板間距離的確定18 8.5材料利用率189 模具總體設(shè)計(jì)20 9.1模具類(lèi)型的選擇20 9.2定位方式的選擇20 9.3卸料方式的選擇20 9.4導(dǎo)向方式的選擇2010 主要零部件的設(shè)計(jì)2210.1落料凹模的設(shè)計(jì)22 10.1.1 落料凹模外形的確定22 10.1.2 落料凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇23 10.1.3 落料凹模精度與材料的確定2310.2頂彈裝置的設(shè)計(jì)2310.3卸料板的設(shè)計(jì)2410.4定位零件的設(shè)計(jì)2410.5推件塊的設(shè)計(jì)2510.6拉深凸模和凹模刃口圓角的設(shè)計(jì)25 10.6.1 拉伸凸模結(jié)構(gòu)的確定25 10.6.2 拉伸凸模高度的確定25 10.6.3 拉伸凸模材料的確定26 10.6.4 拉伸凸模精度的確定26 10.6.5 反拉伸凸模2610.7模座及其它零件的設(shè)計(jì)2711模具總裝圖28總結(jié)29致謝30參考文獻(xiàn)31III1 緒論隨著改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)和經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，以前的手工作坊和落后的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)的要求。就得去尋找一種適合的方式來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶(hù)的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來(lái)創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專(zhuān)用設(shè)備生產(chǎn)的方式模具。做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。2 制件的結(jié)構(gòu)工藝性分析2.1工藝分析由零件圖21可知，該工件有落料和拉深兩個(gè)工序，外形簡(jiǎn)單、精度要求不高。材料為10鋼：具有良好的塑性、焊接性、可鍛性及良好的沖壓性能，常用來(lái)制造焊接結(jié)構(gòu)件和沖壓件。工件結(jié)構(gòu)形狀：工件為圓形，拐角處全為圓弧過(guò)度，對(duì)凸模和凹模沒(méi)什么要求，該零件形狀比較簡(jiǎn)單,其尺寸精度、各處的圓角半徑均符合拉深工藝要求。尺寸精度：按公差I(lǐng)T14查出來(lái)。尺寸精度較低，普通沖裁完全能夠。2.2毛坯直徑的計(jì)算圖2-1 零件圖第一部分面積計(jì)算：工件為無(wú)底凸緣件，根據(jù)拉深件尺寸，其零件高度為h=6.5，則查表可知切邊余量=1.0，則H=h+=7.5mm,d=45.5mm, 根據(jù)公式： (2-1)如下圖代入數(shù)據(jù)第二部分面積計(jì)算根據(jù)帶凸緣拉深件尺寸計(jì)算，則H=6.5mm, d=30.5mm, 取. 根據(jù)公式：(2-2)如下圖代入數(shù)據(jù)最終確定該毛坯:圖2-2 毛坯的工件展開(kāi)圖3 沖壓工藝方案的確定該工件包拉深、反拉深兩個(gè)基本過(guò)程，可以有以下三種工藝方案：方案一：先拉深，再反拉深，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：拉深反、拉深復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：拉深、反拉深級(jí)進(jìn)沖壓,采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一：?jiǎn)喂ば驔_模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖模。該模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求。方案二：復(fù)合沖模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。該模具只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都很高，該工件生產(chǎn)批量大要求定位精度高能保證較好制件內(nèi)、外相對(duì)位置的準(zhǔn)確性所以采用復(fù)合模了能更好的達(dá)到要求。方案三：級(jí)進(jìn)模（又稱(chēng)為連續(xù)模、跳步模）：是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。它也只需要在一副模具內(nèi)可以完成多道不同的工序，可包括沖裁、彎曲、拉深等，具有比復(fù)合更好的生產(chǎn)效率。但是模具的體積比較大，生產(chǎn)成本高，浪費(fèi)材料。難以保證制件內(nèi)、外相對(duì)位置的準(zhǔn)確性因此制件精度不高，而該工件制件內(nèi)、外相對(duì)位置的準(zhǔn)確性要求較高所以不能滿(mǎn)足工件的要求。通過(guò)對(duì)上述三種方案的的分析比較，因?yàn)樵撝萍木纫蟛桓?，用于大批量生產(chǎn),制件有內(nèi)、外相對(duì)位置的準(zhǔn)確性的要求。所以該制件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。尺寸精度：公差I(lǐng)T14取。尺寸精度較低，普通沖裁完全能夠。工件的厚度：t=1.5mmD=73mmD1=50mm工件的最大內(nèi)徑：d2=45.5mm反拉深凸緣直徑：d3=40毛坯的相對(duì)厚度：t/D100=1.5/73100=2.051.5t/D1100=1.5/50100=31.5根據(jù)毛坯的相對(duì)厚度查表3.1得:正拉深m1=0.60;m2=0.75;m3=0.80;m4=0.84反拉深：m1=0.50;m2=0.70;m3=0.75;m4=0.78毛坯的總拉深系數(shù)：mB1=d2/D=45.5/73=0.623mB2=d3/D1=40/50=0.80判斷零件能否一次拉深成行，滿(mǎn)足的條件是總拉深系數(shù)mB和第一次允許的極限拉深系數(shù)m1的關(guān)系。若mBm1說(shuō)明拉深工件的實(shí)際變形程度比第一次容許的極限變形程度要小，所以可以一次拉深成行。若mBm1,則需要多次拉深才能夠成形。正拉深：mB1m1;0.623060;所以可以一次拉深成型形。反拉深：mB2m1;0.800.50;所以可以一次拉深成形。表3.1無(wú)凸緣筒形件不帶壓邊圈時(shí)的極限拉深系數(shù)拉深系數(shù)毛坯的相對(duì)厚度t/D%1.52.02.53.03.0m1m2m3m4m5m60.650.800.840.870.90_0.600.750.800.840.870.900.550.750.800.840.870.900.530.750.800.840.870.900.500.700.750.780.820.854 沖裁間隙表4.1沖裁模初始用間隙2c(mm)材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax小于0.5極小間隙0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.03.54.04.55.56.06.58.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9401.2000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2001.3001.6800.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0720.0920.1000.0600.0720.0920.1040.1260.140注：取08好鋼沖裁皮革、石棉和紙板時(shí)，間隙的25%凸模和凹模的制造公差1和2必須滿(mǎn)足不等式t+aZmax-Zmin。因?yàn)榘寄榭?，公差取單向正值；凸模為軸，公差取單向負(fù)值。生產(chǎn)中對(duì)普通沖裁件，凹模刃口尺寸制造公差按IT7級(jí)精度選取；凸模刃口尺寸公差按IT6級(jí)精度選取。設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿(mǎn)足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱(chēng)為最小合理間隙Cmin，最大值稱(chēng)為最大合理間隙Cmax。考慮到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過(guò)程中，凹模與落料件之間，在拉深過(guò)程中，拉深凸模和拉深凹模間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。根據(jù)沖材模初始用間隙表查得材料10鋼的最小雙面間隙2Cmin=0.132mm，最大雙面間隙2Cmax=0.240mm。5 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算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(lái)實(shí)現(xiàn)和保證。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當(dāng)重要的。在決定模具刃口尺寸及制造公差時(shí)，需考慮以下原則：落料件的尺寸取決于凹模的磨損，沖裁件的尺寸取決于凸模尺寸?？紤]到?jīng)_裁時(shí)凸、凹模的磨損，在設(shè)計(jì)凸、凹模刃口尺寸時(shí)，對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后變大的，其刃口公稱(chēng)尺寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減少的，其刃口公稱(chēng)尺寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較大的數(shù)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。在確定模具刃口制造公差時(shí)，要既能保證工件的精度要求，又要保證合理的間隙數(shù)值。采用凸凹模分別加工，凸凹模分別加工是指在凸模與凹模分別按各自圖樣上標(biāo)注的尺寸及公差進(jìn)行加工，沖裁間隙由凸凹模刃口尺寸及公差保證，這樣就需要分別計(jì)算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并標(biāo)注在凸凹模設(shè)計(jì)圖樣上，這樣加工方法具有互換性，便于成批制造，主要用于簡(jiǎn)單，規(guī)范形狀（圖形，方法或矩形）的沖件。(1)落料時(shí)，因?yàn)槁淞霞砻娉叽缗c凹模刃口尺寸相等或基本一致，應(yīng)該先確定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸為基準(zhǔn)，又因?yàn)槁淞霞叽鐣?huì)隨凹模刃口的磨損而增大，為了保證凹模磨損到一定程度仍能沖出合格零件，故凹?；境叽鐟?yīng)該取落料件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸，落料凸模的基本尺寸則是凹?；境叽缟蠝p去最小合理間隙。 (5-1) (5-2) 落料凸模最大直徑（mm）落料凹模最大直徑（mm） D 工件允許最大尺寸（mm）沖裁工件要求的公差 X 系數(shù)，為避免多數(shù)沖裁件尺寸都偏向于極限尺寸，此處可取X=0.5。落料可以看出未注公差處理，對(duì)于未標(biāo)注公差可按IT14級(jí)計(jì)算，根據(jù)教材上表查得，沖裁模刃口雙面間隙：、凹、凸模制造偏差，這里可以按IT10來(lái)選取:落料刃口尺寸：73.2mm工件尺寸公差按IT14級(jí)精度選取，查表5-1得工件尺寸偏差、，表5.1 常見(jiàn)零件公差等級(jí)表公差等級(jí)IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm336610101818303050508080120120180180250250315315400400500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.55 校核間隙：不滿(mǎn)足+條件，但相差不大，可作如下 = = =72.83 = =72.68(2)拉深時(shí)，拉深模直徑尺寸的確定的原則，與沖裁模刃口尺寸的確定基本相同，只是具體內(nèi)容不同，這里不在復(fù)述。拉深凸模和凹模的單邊間隙Z=1.1t=1.65mm，計(jì)算凸凹模制造公差，按IT8級(jí)精度選取，對(duì)于拉深尺寸、，。因拉深件注外形形尺寸，按凹模進(jìn)行配作： (5-3) 式中: d-拉深件內(nèi)形尺寸： d-凸模尺寸： -拉深件尺寸公差。即有 =47.02=32.02 拉深凹模則在凸模的基本尺寸,并要求按單面（或雙面）拉深間隙配作：（雙面間隙）6 模具壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，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。沖壓的壓力中心，可以按下述原則來(lái)確定：a對(duì)稱(chēng)形狀的單個(gè)沖裁件，沖壓中心就是沖裁件的幾何中心。b工件形狀相同且分布位置對(duì)稱(chēng)時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱(chēng)中心重合。c形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可用解析法求出沖模的壓力中心。根據(jù)上面的原則和圖可知，該工件工件形狀相同且分布位置對(duì)稱(chēng)。所以沖模的壓力中心就是工件的幾何中心處，所以求得模具壓力中心的坐標(biāo)值為（0,0）。7 沖裁力，拉深力及其他力的計(jì)算7.1計(jì)算沖裁力計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力Fp一般可以按下式計(jì)算： Fp=KptL （7-1）式中: -材料抗剪強(qiáng)度，表7.1（MPa）； L-沖裁周邊總長(zhǎng)（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(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)Kp，一般取13,Kp=2.材料10鋼查表7.1其抗剪強(qiáng)度在260340之間=3007.2計(jì)算落料沖裁力沖裁周邊的總長(zhǎng)（mm）落料周長(zhǎng)為： L=D=3.1473.2 （7-2） =230(mm) 由公式71得落料沖裁力為：F1=KptL =1.31.5230340=152.5(KN)7.3卸料力、壓邊力的計(jì)算由于沖裁模具采用剛性卸料裝置和自然落料方式。 F-總沖壓力。 Fp-沖材力和拉深。 FQ-卸料力。7.4拉深力 F拉=KtL=151365N （7-3）式中: L-拉深零件的凸模周邊長(zhǎng)度 K-系數(shù)，這里取1 -材料抗剪強(qiáng)度 t-材料厚度7.5按卸料力公式計(jì)算卸料力FQFQ=KxFp (7-4)查表7.3得 Kx=0.04根據(jù)公式得FQ=KxFp=0.04153490=6100N表7.1部分常用沖壓材料的力學(xué)性能材料名稱(chēng)牌號(hào)材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度()抗拉強(qiáng)度(b)伸長(zhǎng)率屈服強(qiáng)度電工用純C鐵0.025DT1、DT2、DT3已退火18023026普通碳素鋼Q195未退火2603203204002833200Q2353103803804702125240Q2754005005006201519280優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08F已退火22031028039032180082603603304503220010260340300440292102028040036051025250454405605507001636065Mn已退火60075012400不銹鋼1Cr13已退火320380400470211Cr18Ni9Ti熱處理軟化43055054070040200鋁L2、L3、L5已退火8075110255080冷作硬化1001201504鋁錳合金LF21已退火701101101451950硬鋁LY12已退火10515015021512淬硬后冷作硬花28032040060010340純銅T1、T2、T3軟態(tài)160200307硬態(tài)2403003銅H62軟態(tài)26030035半硬態(tài)30038020200H68軟態(tài)24030040100半硬態(tài)28035025表7.2部分常用沖壓材料的力學(xué)性能拉深系數(shù)修正系數(shù)拉深系數(shù)修正系數(shù)0.551.000.570.930.600.860.620.790.650.720.730.660.700.600.701.000.720.550.950.750.500.670.900.750.450.830.800.400.640.800.700.600.50表7.3卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKxKtKd鋼0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.097.6壓邊力的計(jì)算本模具的壓邊圈有頂料的作用，壓邊力也是沖裁時(shí)的頂件力故可以按頂件力公式求頂件力由表7.3得Kd=0.06。F頂=KdFp=0.06305320.92=18.3(kN)F壓=/4D2-（d+2rd）2P （7-5）式中: rd-凹模的圓角半徑rd=2.5 P-單位壓邊力，查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)P=2.53.0取2.8再按公式74計(jì)算壓邊力其中F壓=0.785442-（44+22.5）22.8=6(KN)由以上的計(jì)算可知18.2kN起到頂件的作用，本模具中的壓邊圈主要的作用是頂件。7.6.1總沖壓力F=Fp+FQ + F拉（7-6）根據(jù)公式75得F=310（kN）7.6.2初選擇壓力機(jī)壓力機(jī)噸位的大小的選擇，首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提。要求設(shè)備的名義壓力要大于所需的變形力，而且還要有一定的力量?jī)?chǔ)備，以防萬(wàn)一。從提高設(shè)備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長(zhǎng)設(shè)備的壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，要求設(shè)備容量有較大的剩余。因，故總沖壓力 (7-7) = 因此初選壓力機(jī)J23-40，公稱(chēng)壓力為400KN。8 排樣設(shè)計(jì)8.1排樣方法根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)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(duì)排、混合排、多排等多重形式。采用少、無(wú)廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。根據(jù)我設(shè)計(jì)模具制件的形狀、厚度、材料等方面的全面考慮，排樣方法采用直排式排樣法。如圖81所示圖81排樣圖8.2搭邊值的確定排樣時(shí)沖裁件制件以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。搭邊的作用一式補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格制件；二是增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；同時(shí)，搭邊還可以避免沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命?？紤]到制件的結(jié)構(gòu)形狀，該制件采用有廢料排樣。具體方案如表8.1因?yàn)樵撝萍牧虾穸葹?.5mm，查表可知，a1=1.5，a=2。表8.1 工件的搭邊值材料厚度t圓形或圓角r2t矩形件邊長(zhǎng)L50 mm工件間a側(cè)面a工件間a側(cè)面a0.5-0.81.01.21.51.80.8-1.20.81.01.21.51.2-1.51.522.528.3條料寬度的確定排樣方式和搭邊值確定以后，條料的寬度和進(jìn)距也就可以設(shè)計(jì)出。計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮；a有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。b無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。c有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。無(wú)側(cè)壓裝置的模具，其條料寬度應(yīng)考慮在送料過(guò)程中因條料的擺動(dòng)而使側(cè)面搭邊減小。為了補(bǔ)償側(cè)面搭邊的減小部分，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量。故條料寬度公式：B=D+2a+c （8-1）其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為。式中: D-條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。 a-側(cè)搭邊值。 C-條料與導(dǎo)料板之間的間隙（既條料的擺動(dòng)量）：B100,C=0.51.0;B100,C=1.01.58.4導(dǎo)料板間距離的確定條料的寬度確定了，進(jìn)而就可以確定導(dǎo)料板間距離。表8.4導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙Zmin（mm）材料厚度t/mm有側(cè)壓裝置條料寬度B/mm100以下100以上0.50.5112233445555555888888導(dǎo)料板間距離公式：A=B+Z=D+2a+Z （8-2）Z導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙查表8.4得Z=5(mm)由公式82得：A=D+2a+Z =73+21.2+5 =80.4（mm）8.5材料利用率材料利用率通常以一個(gè)進(jìn)距內(nèi)制件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率表示：=(nA1/hB)100% （8-3）式中: -材料利用率（%） n-沖裁件的數(shù)目 A1-沖裁件的實(shí)際面積(mm2) B-板料寬度(mm) h進(jìn)距計(jì)算沖壓件的面積： A1=3.1436.52 =4183.3(mm)條料寬度計(jì)算： B=73mm+2mm1.2mm =75.4(mm)進(jìn)距的計(jì)算： H=73+1.0 =74(mm)一個(gè)進(jìn)距的材料利用率由公式83得：1=(nA1/hB)100% =(14183.265/75.474)100%=74.2%總的材料利用率：根據(jù)查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)選用標(biāo)準(zhǔn)鋼板為長(zhǎng)寬=BL=20001200；采用縱向剪切的方法剪鋼板沒(méi)張鋼板上可剪得的條料數(shù):n1=2000/75.4=26條余27(mm)每條板材上可剪得的沖壓件數(shù)：n2=1200/74=16（個(gè)）材料的總利用率：2=n1n2A1/LB100%=26164183.265/412002000100%=72.65%由此可之，值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。9 模具總體設(shè)計(jì)9.1模具類(lèi)型的選擇由以上沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓，模具為倒裝落料拉深復(fù)合模。9.2定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用帶導(dǎo)尺的固定導(dǎo)料板?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用固定擋料銷(xiāo)定距，而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長(zhǎng)度有一定余量，可以靠操作工目測(cè)來(lái)定，待沖第二個(gè)工件時(shí)用固定擋料銷(xiāo)來(lái)定位。9.3卸料方式的選擇剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)，常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，主要用在沖料厚在2mm及以下厚度的板料，由于有壓料作用，沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。因?yàn)楣ぜ虾駷?.5mm，卸料力一般，可采用彈性卸料裝置。所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。9.4導(dǎo)向方式的選擇方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱(chēng)的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。但是不能使用浮動(dòng)模柄。方案三：采用四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。方案四：采用中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱(chēng)線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。只能一個(gè)方向送料。（a）（b）（c）（d）圖9-1 導(dǎo)柱模架（a）下模座（b）導(dǎo)柱（c）導(dǎo)套（d）上模座根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用中間導(dǎo)柱模架。10 主要零部件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。10.1落料凹模的設(shè)計(jì)10.1.1落料凹模外形的確定凹模的形狀一般和沖壓件的材質(zhì)以及厚度有關(guān)，其主要決定因素的為工件的厚度。所以我們一般通過(guò)工件的厚度來(lái)計(jì)算凹模的外形尺寸。凹模的外形計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下所示：凹模板厚度尺寸 H=Kb1 （10-1）凹模板型孔和邊的距離尺寸 c1.5H （10-2）最終凹模的邊長(zhǎng) L=b1+2c （10-3）最終凹模的寬帶 B=b2+2c （10-4）式中：b1-帶凸緣端蓋的長(zhǎng)度方向的最大尺寸； b2-帶凸緣端蓋件的寬帶方向最大外形尺寸； K-系數(shù)，主要受到帶凸緣端蓋厚度的影響，查表10-1。表10.1 系數(shù)K值材料料寬s/mm材料厚度t/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表10-1得：K=0.3。根據(jù)公式（10-1）可計(jì)算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb2 =0.375 =22.5（mm）根據(jù)公式（10-2）可計(jì)算凹模邊壁厚：c1.5H =1.522.5 =33.75（mm）取凹模邊壁厚為35mm。由于采用復(fù)合模，所以需要根據(jù)排樣圖來(lái)確定凹模板的長(zhǎng)、寬的尺寸。結(jié)合模具結(jié)構(gòu),選擇圓形凹模，取整后?。篋H=160mm30mm10.1.2落料凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇該模具生產(chǎn)的工件尺寸精度比較高，工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，所以我們選擇直通式的刃口最為合適。這種類(lèi)型的刃口強(qiáng)度也十分的足夠，經(jīng)過(guò)修模后仍然可以很好的工作。10.1.3落料凹模精度與材料的確定凹模在模具設(shè)計(jì)中是模具設(shè)計(jì)的核心零件，而且也要靠凹模來(lái)保證工件的精度和表面光滑度，所以它精度和表面粗糙度一定不能太低，否則會(huì)降低工件的成品率，常用的材料我們可以使用選擇Cr12，平行度一般選擇0.02，內(nèi)型腔的的精度為IT7級(jí)。10.2頂彈裝置的設(shè)計(jì)因?yàn)楸灸＞叩膲哼吶Φ闹饕饔檬琼敿皇菈哼?，所以采彈頂器上頂?shù)姆绞絹?lái)頂件使得毛坯的變形穩(wěn)定。橡皮的選用如下：(一)確定自由高度 H自=L工/0.250.30+h修磨（10-5）L工沖模的工作行程h修磨預(yù)留的修磨量，根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取46。L工應(yīng)為沖壓工作行程再加13mm。本模具工作形成應(yīng)為拉深深度加2mm取10mm,h修磨取5mm。H自=10/0.3+5=38.33(mm)(二)確定L預(yù)和H裝。L預(yù)=（0.100.15）H自=（0.100.15）38.33=3.835.75取L預(yù)=4.33(mm)。H裝=H自-L預(yù)=38.33-4.33=34(mm)(三)確定橡皮的橫截面積A A=F/q （10-6）由前面可知F=18.3kN,q=0.260.5Mpa由于本模具工作行程教大取中間值q=0.35Mpa 所以A=18300/0.35mm2 =52885mm210.3卸料板的設(shè)計(jì)本模具采用帶導(dǎo)尺的固定卸料板，模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有導(dǎo)料的作用。查表10.2得卸料板厚度為16mm。表10.2復(fù)合模圓形厚凹模典型組合尺寸（GB2858.681）凹模周界D6380100125（140）160200250（280）315卸料板63880101001012512（140）14160162001825020（280）223152510.4定位零件的設(shè)計(jì)定位零件采用始用擋料銷(xiāo)對(duì)條料送進(jìn)時(shí)的首次定位，使用時(shí)用手壓住擋料銷(xiāo)，條料定位后，在彈簧的作用下?lián)趿箱N(xiāo)自動(dòng)退出。采用固定擋料銷(xiāo)對(duì)條料第2次送進(jìn)時(shí)定位，送料時(shí)，需要人工抬起條料送進(jìn)。并將擋料銷(xiāo)套入下一個(gè)孔中，向前抵住搭邊而定位，擋料銷(xiāo)固定部分的直徑應(yīng)小于工作部分的直徑很多，固定部分的直徑選為4mm，工作部分的直徑選為15mm，這樣可以不削弱凹模的強(qiáng)度。并且制造簡(jiǎn)單、使用方便。固定擋料銷(xiāo)固定在凹模上，使用于帶固定擋料板的沖裁。設(shè)計(jì)導(dǎo)正銷(xiāo)的級(jí)進(jìn)模時(shí)，擋料銷(xiāo)的位置應(yīng)保證導(dǎo)正銷(xiāo)在導(dǎo)正條料過(guò)程中條料活動(dòng)的可能。固定擋料銷(xiāo)的位置可以由公式確定。e=c-d/2+0.1 （10-7）式中: c-送料步距； d-擋料銷(xiāo)頭部直徑； 0.1-導(dǎo)正銷(xiāo)往前推的活動(dòng)余量e=74.2-15/2+0.1=66.8即固定擋料銷(xiāo)的位置在距落料凸模外圓66.8mm處。采用45鋼制造，熱處理硬度4348HRC。10.5推件塊的設(shè)計(jì)推件塊的外圓和內(nèi)圓分別與正拉深凹模和反拉深凸模成間隙配合查表10.3得與反拉深凸模和正拉深凹模的間隙為0.03，推件塊的固定部分距頂端5mm處工成135便于與正拉深凹模固定，推的長(zhǎng)度大于工件的深度。根據(jù)推件塊的安裝位置和推出的長(zhǎng)度求得其長(zhǎng)度=推出長(zhǎng)度+限位的長(zhǎng)度+活動(dòng)量=15+5+4=24(mm)10.6拉深凸模和凹模刃口圓角的設(shè)計(jì)10.6.1拉伸凸模結(jié)構(gòu)的確定凸模結(jié)構(gòu)我們?cè)O(shè)計(jì)為直柱形的，依靠臺(tái)階進(jìn)行固定。10.6.2拉伸凸模高度的確定凸模高度的固定要根據(jù)模具的實(shí)際情況，凸模的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算示意圖如下所示，如圖10-3所示。圖10-3 凸模高度尺寸凸模高度為：L=h1+h2+H (10-8)式中: h1-凸模固定板厚度，可得：h1=36.5mm； h2-卸料板厚度，橡膠或彈簧的高度，可得：h2=40.5mm； H-附加長(zhǎng)度。附加長(zhǎng)度包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凸凹模的深度。由公式(10-8)得： L=36.5+40.5+4.5=81.5(mm)10.6.3拉伸凸模材料的確定本模具需要有比較高的耐磨性和較長(zhǎng)的壽命，并且在沖壓過(guò)程中，要持續(xù)的受到?jīng)_壓力，所以我們需要選擇強(qiáng)度和韌性都比較好的材料。所以我們選擇Cr12，能很好的滿(mǎn)足帶凸緣端蓋生產(chǎn)的需要，模具材料熱處理為HRC5862HRC。10.6.4拉伸凸模精度的確定凸模作為工作零件，直接決定了工件的精度，根據(jù)實(shí)際需要，我們選擇使用IT7級(jí)，表面粗糙度為Ra1.6um。10.6.5反拉伸凸模本次設(shè)計(jì)中除了拉伸，還有反拉伸的工序，需要設(shè)計(jì)反拉伸的凸模。反拉伸需要在拉伸將要進(jìn)行結(jié)束的時(shí)候進(jìn)行。反拉伸的凸模如圖10-4所示：圖10-4 凸模高度尺寸10.7模座及其它零件的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用復(fù)合模生產(chǎn)，使用壓入式模柄比較合適。模柄設(shè)計(jì)的原則，除了和壓力機(jī)的直徑一致，同時(shí)還要保證長(zhǎng)度不能大于沖床滑塊內(nèi)的孔的深度。根據(jù)壓力我們選擇直徑

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