落料、拉深、沖孔復(fù)合模的課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自行車中軸碗在生產(chǎn)中需要用到多種沖壓工藝，包括落料、拉深、沖孔、修邊，在沖壓生產(chǎn)中比較具有代表性。在生產(chǎn)中，為保證生產(chǎn)效率，其沖壓模具結(jié)構(gòu)應(yīng)采用復(fù)合模或級(jí)進(jìn)模。</p><p>　　通過零件圖，分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性，從而選擇壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，并通過選用標(biāo)準(zhǔn)模架等標(biāo)準(zhǔn)件，提高生產(chǎn)模具的效率。此套是提

2、供給大家學(xué)習(xí)參考用</p><p>　　關(guān)鍵詞：復(fù)合模；落料；拉深；沖孔；凸凹模；模架。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言5</b></p><p>　　1. 零件沖壓工藝分析6</p><p>　　1.1 制件介紹6

3、</p><p>　　1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析6</p><p>　　1.3 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析6</p><p>　　2. 零件沖壓工藝方案的確定7</p><p>　　2.1 沖壓方案7</p><p>　　2.2 各工藝方案特點(diǎn)分析7</p><p>　　2.3

4、 工藝方案的確定7</p><p>　　3. 沖模結(jié)構(gòu)的確定7</p><p>　　3.1 模具的結(jié)構(gòu)形式7</p><p>　　3.2 模具結(jié)構(gòu)的選擇8</p><p>　　4. 零件沖壓工藝計(jì)算8</p><p>　　4.1零件毛坯尺寸計(jì)算8</p><p><b>

5、;　　4.2 排樣8</b></p><p>　　4.3 拉深工序的拉深次數(shù)和拉深系數(shù)的確定9</p><p>　　4.4 沖裁力、拉深力的計(jì)算9</p><p>　　4.5 拉深間隙的計(jì)算11</p><p>　　4.6 拉深凸、凹模圓角半徑的計(jì)算11</p><p>　　4.7 計(jì)算模具刃口尺

6、寸11</p><p>　　4.8 計(jì)算模具其它尺寸12</p><p>　　4.9 校核凸模強(qiáng)度、剛度15</p><p>　　5. 選用標(biāo)準(zhǔn)模架15</p><p>　　5.1 模架的類型15</p><p>　　5.2 模架的尺寸15</p><p>　　6. 選用輔助結(jié)構(gòu)

7、零件16</p><p>　　6.1 導(dǎo)向零件的選用16</p><p>　　6.2 模柄的選用17</p><p>　　6.3 卸料裝置17</p><p>　　6.4 推件、頂件裝置17</p><p>　　6.5 定位裝置17</p><p>　　7. 編制沖壓工作零件工藝卡

8、18</p><p>　　7.1 落料凹模的選材、加工及熱處理工藝過程18</p><p>　　7.2 上凸凹模的選材、熱處理及加工工藝過程18</p><p>　　7.3 下凸凹模的選材、熱處理及加工工藝過程19</p><p>　　7.4凸模的選材、熱處理及加工工藝過程19</p><p>　　8. 編

9、制制件沖壓工藝卡20</p><p><b>　　9. 總結(jié)21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備。80年代以來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與

10、之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列有點(diǎn)，在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，起著越來越重要的作用。模具制造水平的高低，也成為了衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的作用標(biāo)志之一。</p><p>　　

11、在模具工業(yè)中，沖壓模具占有重要的比重。從模具角度看，模具是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的裝備，發(fā)達(dá)國(guó)家的模具總產(chǎn)值，早已超過了工作母機(jī)（機(jī)床）的總產(chǎn)值，其中為沖壓工藝服務(wù)的沖模約占模具總量的40％。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，沖壓方法的增值率達(dá)到原材料的3～12倍，具有明顯的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　以沖壓方法為主制造的零件，比較有代表性且與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的有汽車覆蓋件、搪瓷和不銹鋼器皿、各種家用電器的外殼等，它

12、們帶來了產(chǎn)品層出不窮的外觀變化。沖壓方法也能制造不少產(chǎn)品內(nèi)部的某些零件，甚至是關(guān)鍵零件，如鏈輪、汽車大梁、支架等。在制件尺寸大小、制件復(fù)雜程度、等方面，沖壓方法都有非常大的適用范圍。沖模在很大范圍內(nèi)涵蓋了其它模具（冷鍛模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模等）的共同內(nèi)容，所以掌握沖模技術(shù)，對(duì)了解其它類模具業(yè)很有幫助。</p><p>　　1. 零件沖壓工藝分析</p><p><b>

13、　　1.1 制件介紹</b></p><p>　　零件名稱：自行車中軸碗</p><p>　　材料：15鋼（滲碳淬火78HRA，層深0.3 mm）</p><p><b>　　料厚：2.5mm</b></p><p><b>　　批量：大批量</b></p><p&g

14、t;<b>　　零件圖：如圖1所示</b></p><p>　　1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析</p><p>　　由圖1可知，產(chǎn)品為圓片落料、有凸緣筒形件拉深、圓片沖孔，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱，孔壁與制件直壁之間的距離滿足L≥R+0.5t （查參考書[1]第75頁）的要求（L＝（35-19）÷2＝8，R+0.5t＝3+0.5×2.5＝4.25）。</p

15、><p>　　1.3 產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析</p><p><b>　　（1）尺寸精度</b></p><p>　　，為IT12；，查[7]第17頁表1－8，尺寸精度為IT13。零件圖上的未注尺寸公差要求為IT13。</p><p>　?。?）沖裁件斷面質(zhì)量</p><p>　　板料厚度

16、為2.5，查[1]第49頁表2.2，生產(chǎn)時(shí)毛刺允許高度為≤0.15mm，本產(chǎn)品在斷面質(zhì)量和毛刺高度上沒有嚴(yán)格的要求，所以只要模具精度達(dá)到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量可以保證。</p><p><b>　?。?）產(chǎn)品材料分析</b></p><p>　　對(duì)于沖裁件材料一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品所用的材料是15鋼，為優(yōu)質(zhì)碳

17、素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中，經(jīng)熱處理后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產(chǎn)品對(duì)于厚度和表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品的表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。</p><p><b>　　（4）生產(chǎn)批量</b></p><p>　　產(chǎn)品生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，適于采用沖壓加工的方法，最好是采用復(fù)合模或級(jí)進(jìn)模，這樣將很大地提高

18、生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　2. 零件沖壓工藝方案的確定</p><p><b>　　2.1 沖壓方案</b></p><p>　　完成此工件需要落料、拉深、沖孔、切邊四道工序。其加工方案分為以下8種：</p><p>　?。?）方案一：落料－拉深－沖孔－切邊。</p><p>

19、;　?。?）方案二：落料、拉深復(fù)合－沖孔－切邊。</p><p>　?。?）方案三：落料、拉深復(fù)合－沖孔切邊復(fù)合。</p><p>　　（4）方案四：落料、拉深、沖孔復(fù)合－切邊。</p><p>　?。?）方案五：落料、拉深、沖孔、切邊復(fù)合。</p><p>　　（6）方案六：落料、拉深級(jí)進(jìn)－沖孔－切邊。</p><p&g

20、t;　　（7）方案七：落料、拉深、沖孔級(jí)進(jìn)－切邊。</p><p>　?。?）方案八：落料、拉深、沖孔、切邊級(jí)進(jìn)。</p><p>　　2.2 各工藝方案特點(diǎn)分析</p><p>　　方案一的單工序模，模具制造簡(jiǎn)單，維修方便，但生產(chǎn)成本較低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)；方案五的四工序復(fù)合模，生產(chǎn)效率高，工件精度高，但模具制造復(fù)雜，調(diào)整和維修難度大；方案八的四工序級(jí)

21、進(jìn)模，生產(chǎn)效率高，但模具制造復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，工件精度較低；其余方案的特點(diǎn)介于上面已分析的三個(gè)方案之間。</p><p>　　2.3 工藝方案的確定 </p><p>　　結(jié)合本零件的設(shè)計(jì)要求，決定采用方案四，其生產(chǎn)效率高，制件精度高，模具制造和調(diào)整維修比較麻煩。在本設(shè)計(jì)中，將設(shè)計(jì)落料、拉深、沖孔復(fù)合模。</p><p>　　3. 沖模結(jié)構(gòu)的確定</

22、p><p>　　3.1 模具的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　復(fù)合?？煞譃檎b式和倒裝式兩種形式。</p><p>　?。?）正裝式的特點(diǎn)：工件和沖孔廢料都將落在凹模表面，必須清除后才能進(jìn)行下一次沖裁，造成操作不方便、不安全，但沖出的工件表面比較平直。</p><p>　?。?）倒裝式的特點(diǎn)：沖孔廢料由沖孔凸模落入凹模洞口中，積聚到一定的數(shù)量，由下

23、模漏料孔排出，不必清除廢料，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大。</p><p>　　3.2 模具結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　經(jīng)分析，若工件表面平直度較差，影響零件的使用，而工件和沖孔廢料在有氣源車間可以方便地清除。綜合比較兩種方式，決定采用正裝式復(fù)合模。</p><p>　　4. 零件沖壓工藝計(jì)算</p><p>　　4.1零

24、件毛坯尺寸計(jì)算</p><p><b>　　（1）確定修邊余量</b></p><p>　　制件要有拉深工序，且屬于有凸緣的筒形件拉深，凸緣直徑為60mm，料厚2.5mm，查[1]第143頁表4.14，選取修邊余量為3.0mm，故修邊前凸緣直徑為dt＝60+3.0×2＝66mm。</p><p>　　確定坯料直徑（參考[1]第143頁

25、）</p><p>　　D＝＝75.46mm，取D＝75mm。</p><p><b>　　4.2 排樣</b></p><p>　?。?）單排（如圖2）</p><p><b>　　a. 搭邊</b></p><p>　　查[6]第67頁表3－20，選取a1＝1.5 mm,

26、a＝1.8 mm。</p><p>　　b. 送料步距和條料寬度</p><p>　　送料步距A＝75+1.5＝76.5 mm，條料寬度B＝75+2×1.8+2×0.6+0.8＝80.6 mm。</p><p><b>　　c. 板料利用率</b></p><p>　　查[1]第29頁表1.13,選用

27、2.5mm×600mm×500mm的板料。采用橫裁可裁條料數(shù)為n1＝600÷80.6＝7（條），余35.8mm，每條板料可沖制件數(shù)n2＝（500－1.5）÷76.5＝6（件），則每張板料可沖制件為n＝6×7＝42（件）。經(jīng)計(jì)算采用豎裁每張板料可沖制件數(shù)也是42件。板料利用率為</p><p>　　[42×3.14×35.52/（600×

28、;500）]×100%＝55.43％</p><p><b>　　交叉雙排（如圖3）</b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算可得條料寬度為B＝145，采用橫裁可裁成條料4條，每張條料可沖制件12件，每張板料可沖制件數(shù)為48；采用豎裁可裁成條料3條，每張條料可沖制件15件，每張板料可沖制件數(shù)為45。</p><p>　　經(jīng)上述分析，應(yīng)采用交

29、叉雙排，板料橫裁的方式。材料的利用率為</p><p>　　[48×3.14×35.52/（600×500)]×100%＝63.31％</p><p>　　4.3 拉深工序的拉深次數(shù)和拉深系數(shù)的確定</p><p>　?。?）判斷能否一次拉出</p><p>　　參考[1]第142、143頁，按h/d＝

30、11.5/37.5＝0.31，dt/d=66/37.5＝1.76，t/D＝2.5/75＝3.33％，查表可得h[1]/d[1]＝0.57，h[1]/d[1]>h/d，故制件能一次拉出。</p><p>　　（2）拉深系數(shù)的確定</p><p>　　由坯料直徑D＝75和筒形件的中線尺寸d＝37.5，可得拉深系數(shù)為m＝d/D＝0.5。</p><p>　　4.4

31、沖裁力、拉深力的計(jì)算</p><p><b>　　（1）落料工序</b></p><p>　　P＝＝235.5×2.5×400＝235.5 kN；</p><p>　　＝235.5×0.025＝5.89 kN；</p><p>　?。?35.5×0.06＝14.13 kN；<

32、/p><p>　?。?35.5+5.89+4.13＝255.5 kN。</p><p>　　式中： P－沖裁力，N；</p><p>　　L－沖裁件受剪切周邊長(zhǎng)度，；</p><p><b>　　t－沖裁件的料厚；</b></p><p>　　－材料抗拉強(qiáng)度，查[1]第27頁表1.10，取值為400

33、 MPa；</p><p><b>　?。读狭?，N；</b></p><p><b>　?。敿?N；</b></p><p>　?。读狭ο禂?shù)，查[1]第52頁表2.3，取值為0.025；</p><p>　?。敿ο禂?shù)，查[1]第52頁表2.3，取值為0.06；</p>&l

34、t;p>　?。瓫_裁工序所需力之和。</p><p><b>　?。?）拉深工序</b></p><p>　?。絒π（752-352）/4]×2.5＝7.9 kN；</p><p><b>　　kN；</b></p><p><b>　　kN。</b></p

35、><p>　　式中： －壓邊力，N；</p><p>　　－在壓邊圈下坯料的投影面積，mm2；</p><p>　?。瓎挝粔哼吜?，查表取值為2.5 MPa；</p><p>　?。罟ば蛩枇χ?。</p><p><b>　?。?）沖孔工序</b></p><p>　?。?/p>

36、＝59.66×2.5×400＝59.66 kN；</p><p>　?。?9.66×0.05＝2.98 kN；</p><p>　　＝59.66×0.06＝3.58 kN；</p><p>　?。?9.66+2.98+3.58＝66.22 kN。</p><p>　　式中： －推件力，N；</p

37、><p>　?。萍ο禂?shù)，查表取值為0.05；</p><p>　　－沖孔工序所需力之和。</p><p>　?。?）計(jì)算完成零件沖壓所需的力，并選擇壓力機(jī)</p><p>　?。?55.5+126.4+66.22＝448.36 kN</p><p>　　查[2]第389頁表13.10，初選公稱壓力為600 kN的JH2

38、1系列開式固定臺(tái)壓力機(jī)（型號(hào)為JH21-60）。其最大裝模高度為300mm，裝模高度調(diào)節(jié)量為70mm，工作臺(tái)孔尺寸為150mm，主電機(jī)功率為5.5 kW。</p><p>　　4.5 拉深間隙的計(jì)算</p><p>　　拉深間隙指單邊間隙，即。拉深工序采用壓邊裝置，并且可一次成形，查[1]第137頁表4.11，可得拉深間隙為Z＝1.05t＝1.05×2.5＝2.625 mm，取Z

39、＝2.63 mm。</p><p>　　4.6 拉深凸、凹模圓角半徑的計(jì)算</p><p>　?。?）凹模圓角半徑的計(jì)算</p><p>　　一般來說，大的可以降低極限拉深系數(shù)，而且可以提高拉深件的質(zhì)量，所以盡可能大些但太大會(huì)削弱壓邊圈的作用，所以由下式確定： </p><p><b>　?。剑?.48&

40、lt;/b></p><p><b>　　?。?.5。</b></p><p>　　式中： D－坯料直徑，mm；</p><p>　?。寄Ｖ睆?，由于拉深件外徑為40 mm,此處取值為40 mm。</p><p>　?。?）凸模圓角半徑的計(jì)算</p><p>　　對(duì)拉深件的變形影響，不像那

41、樣顯著，但過大或過小同樣對(duì)防止起皺和拉裂及降低極限拉深系數(shù)不利。的取值應(yīng)比略小，可按下式進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　＝0.8×7.5＝6（mm）</p><p>　　對(duì)于制件可一次拉深成形的拉深模，、應(yīng)取與零件圖上標(biāo)注的制件圓角半徑相等的數(shù)值，但如果零件圖上所標(biāo)注的圓角半徑小于、的合理值，則、仍需取合理值，待拉深后再用整形的方法使圓角半徑達(dá)到圖樣要求。</p>

42、<p>　　4.7 計(jì)算模具刃口尺寸</p><p>　?。?）落料模刃口尺寸</p><p>　　查表可得 ＝0.36 mm,=0.50 mm</p><p>　　-＝0.50-0.36＝0.14 mm</p><p>　　＝+0.03 mm，＝-0.02 mm</p><p>　　由此可得

43、 </p><p>　　故能滿足分別加工的要求。</p><p>　　查表可得磨損系數(shù)X＝0.5，落料件基本尺寸為75 mm，取精度為IT13，則其公差，上偏差和下偏差分別為＝0.23mm和-0.23mm。由此可得</p><p><b>　　(mm)</b></p><p><b>　　(mm)</

44、b></p><p>　　（2）拉深模工作部分尺寸計(jì)算</p><p>　　對(duì)于制件一次拉深成形的拉深模，其凸模和凹模的尺寸公差應(yīng)按制件的要求確定。此工件要求的是外形尺寸，設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)，應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。由此可得</p><p><b>　　(mm)</b></p><p><b>　　(mm

45、)</b></p><p>　　式中： D－拉深件的基本尺寸，mm；</p><p>　　－拉深件的尺寸公差，從零件圖可知其值為0.05mm。</p><p>　?。?）沖孔模刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　查表可得 ＝0.36 mm,=0.50 mm</p><p>　　-＝0.50-0.

46、36＝0.14 mm</p><p>　?。?0.025 mm,＝-0.02 mm</p><p>　　由此可得 。故能滿足分別加工的要求。</p><p>　　查[1]第60頁表2.6，可得磨損系數(shù)X＝0.5，孔的基本尺寸為19 mm，取精度為IT13，則公差為，上偏差和下偏差分別取值為+0.17 mm和-0.17 mm。由此可得</p>

47、<p><b>　?。╩m），</b></p><p><b>　　（mm）。</b></p><p>　　4.8 計(jì)算模具其它尺寸</p><p><b>　?。?）凹模</b></p><p><b>　　a. 凹模壁厚</b></p

48、><p>　　查[6]第630頁表14－5，由落料件的直徑為75，料厚為t＝2.5，可取凹模壁厚為40。</p><p><b>　　b. 凹模厚度</b></p><p>　　查[6]第631頁圖14－15，凹模厚度h可根據(jù)沖裁力選取。由沖裁力為255.5kN，可得凹模厚度為h＝28mm。</p><p><b>

49、;　　c. 刃壁高度</b></p><p>　　查[6]第630頁刃壁高度的計(jì)算方法，垂直于凹模平面的刃壁，其高度可按下列規(guī)則計(jì)算：</p><p>　　沖件料厚t≤3 mm，＝3 mm；</p><p>　　沖件料厚t>3 mm,=t。</p><p>　　由零件料厚為t＝2.5 mm,可得刃壁高度＝3 mm。</

50、p><p><b>　?。?）上凸凹模</b></p><p>　　上凸凹模的結(jié)構(gòu)是落料凸模和拉深凹模，其長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)落料凸模的要求計(jì)算，壁厚根據(jù)落料凸模和刃口尺寸和拉深凹模直徑計(jì)算。</p><p>　　此處落料凸模采用有固定卸料板的凸模，長(zhǎng)度可按下公式計(jì)算：</p><p>　　式中： L－上凸凹模的長(zhǎng)度，mm；<

51、;/p><p>　　H1－上凸模固定版的厚度，mm；</p><p>　　H2－卸料板的厚度，mm。</p><p>　　Y－附加長(zhǎng)度，包括凸模刃口的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定版與卸料板的安全距離。</p><p>　　在此固定版厚度取值為H1＝25 mm。對(duì)于卸料板，查《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》，根據(jù)其料厚t＝2.5，卸料板寬度與凹模外徑相當(dāng)，

52、取其寬度為B＝155，則卸料板厚度取值為H2＝14 mm。附加長(zhǎng)度取值為Y＝26。則上凸凹模的總長(zhǎng)度為</p><p><b>　　。</b></p><p>　　上凸凹模做拉深凹模的部分壁厚為</p><p><b>　　。</b></p><p>　　這部分的高度取值為20 mm，保證拉深件所需

53、的深度14mm，再附加一定的長(zhǎng)度。其余部分的壁厚取13.34mm。上凸凹模的結(jié)構(gòu)如圖4所示。</p><p><b>　?。?）下凸凹模</b></p><p>　　下凸凹模的結(jié)構(gòu)是拉深凸模和沖孔凹模，其長(zhǎng)度根據(jù)拉深凸模的要求進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，下凸凹模的長(zhǎng)度可由下凸凹模固定板厚度、下推板厚度和附加長(zhǎng)度相加取得。下凸凹模固定板的厚度取與上凸凹模固定板厚度相等的值，

54、即25 mm。下推板此處的作用相當(dāng)于壓邊圈，其厚度取為21 mm。附加長(zhǎng)度主要考慮滿足制件的拉深深度要求，取14 mm。由此可得下凸凹模的長(zhǎng)度為</p><p><b>　　。</b></p><p>　　下凸凹模做沖孔凹模的部分壁厚為</p><p><b>　　。 </b></p><p>

55、;　　做沖孔凹模部分的刃壁高度可參照前面凹模的計(jì)算方法，取值為3 mm。所以刃壁部分的厚度取值為7.835 mm，其余部分壁厚可取的稍小，取為6 mm。下凸凹模的結(jié)構(gòu)如圖5所示。</p><p><b>　?。?）凸模</b></p><p>　　凸模即為沖孔凸模，其長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定。從模具結(jié)構(gòu)可以看出，其長(zhǎng)度可由凸模固定板厚度、上凸凹模長(zhǎng)度確定?？捎邢率竭M(jìn)行

56、計(jì)算</p><p>　　式中： －凸模固定板厚度，取為25mm；</p><p>　?。贤拱寄ｉL(zhǎng)度，mm；</p><p>　　Y－附加長(zhǎng)度，由拉深件深度、料厚和凸模進(jìn)入下凸凹模的深度確定。凸模進(jìn)入下凸凹模的深度取為1mm，則Y＝14-2.5-1＝10.5 mm。</p><p>　　由此可得凸模的長(zhǎng)度為</p>&l

57、t;p><b>　　。</b></p><p>　　為增加凸模的強(qiáng)度，可設(shè)計(jì)成階梯式?jīng)_頭段的直徑為，此段的長(zhǎng)度為15 mm；第二段直徑為20 mm，長(zhǎng)度為29.5 mm；第三段與凸模固定板配合，直徑取為22 mm，長(zhǎng)度為35 mm。</p><p>　　4.9 校核凸模強(qiáng)度、剛度</p><p>　?。?）凸模的強(qiáng)度校核公式為P/Fmin

58、≤</p><p>　　式中： P－沖孔沖裁力，N；</p><p>　　Fmin－凸模最小斷面面積，；</p><p>　　－凸模材料的許用壓應(yīng)力，MPa。此處材料選用Cr12，查表可得＝（1000～1600），MPa，取＝1200 MPa。</p><p>　　由前可知凸模的沖裁力P＝59.66 kN＝59660 N，F(xiàn)min＝＝2

59、73.8 mm2。由此可得P/Fmin＝59660÷273.8＝217.9 MPa<，所以符合要求。</p><p>　　凸模剛度的校核公式為≤/</p><p>　　式中： －凸模最大自由長(zhǎng)度，mm；</p><p>　　E－凸模材料彈性系數(shù)，MPa,取E＝2.1×105MPa；</p><p>　　Jmin

60、－凸模最小斷面慣性矩，mm4,圓形斷面Jmin＝；</p><p>　?。С邢禂?shù)，取值為2；</p><p>　　n－安全系數(shù)，鋼取n＝2～3。</p><p>　　代入公式可得＝131.4 mm。實(shí)際凸模長(zhǎng)度L3＝79.5，即L3<,所以凸模剛度符合要求。</p><p>　　5. 選用標(biāo)準(zhǔn)模架</p><p&

61、gt;<b>　　5.1 模架的類型</b></p><p>　　模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上，為縮短模架制造周期，降低成本，我國(guó)已制定出模架標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)模架導(dǎo)向用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套間的配合性質(zhì)，模架分為滑動(dòng)導(dǎo)向模架和滾動(dòng)導(dǎo)向模架兩大類。每類模架中，由于導(dǎo)柱安裝位置和數(shù)量的不同，由有多種模架類型，如：后側(cè)導(dǎo)柱式、中間導(dǎo)柱式、對(duì)角導(dǎo)柱式和四角導(dǎo)柱式。</p

62、><p>　　選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)，要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)、坯料定位和出件方式、板料送進(jìn)方向、導(dǎo)柱受力狀態(tài)和操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。</p><p>　　在此選用滑動(dòng)導(dǎo)向型的后側(cè)導(dǎo)柱式模架。</p><p><b>　　5.2 模架的尺寸</b></p><p>　　選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長(zhǎng)度及寬

63、度上都應(yīng)比凹模大30～40mm，模版厚度一般等于凹模厚度的1～1.5倍。選擇模架時(shí)，還要考慮模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系，例如模架與壓力機(jī)工作臺(tái)孔的關(guān)系，模座的寬度應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)的孔徑每邊約大40～50mm。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，凹模采用圓形的結(jié)構(gòu)，其工作部分基本尺寸為mm，壁厚為40mm，所以其外徑基本尺寸為155 mm，厚度為h＝28 mm。模具的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度與最小裝模高度之間

64、，其關(guān)系為：</p><p><b>　?。?0≤H≤－5</b></p><p>　　由上面壓力機(jī)的選擇可知道=300 mm，= －70=230 mm。所以H應(yīng)介于225mm～310mm之間。</p><p>　　查[2]第416～419頁表15.2，選用的模架為、上模座、下模座分別為：</p><p>　　模架：

65、 250×250×（240～285） GB/T2851.3</p><p>　　上模座：250×250×50 GB/T2855.5</p><p>　　下模座：250×250×65 GB/T2855.6</p><p>　　由此可知其最大裝模高度為285mm，最

66、小裝模高度為240mm，符合H的要求。下模座周界尺寸為250×250，而凹模的外徑為155mm，所以周界尺寸符合要求。下模座厚度為65mm，而凹模的厚度為28mm，也符合要求。工作臺(tái)孔尺寸為150mm，模座的寬度也比工作臺(tái)孔尺寸大，也符合要求。</p><p>　　根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，可知其閉合高對(duì)為</p><p>　　式中： －模具的閉合高度，mm；</p>&l

67、t;p>　?。夏Ｗ穸?，mm，由前可知＝50 mm；</p><p>　?。蠅|板厚度，mm，此處選＝5 mm；</p><p>　?。鼓９潭ò搴穸?，mm，由前可知＝25 mm；</p><p>　　－上凸凹模長(zhǎng)度，mm，由前可知＝65 mm；</p><p>　?。萍穸龋琺m，此處＝2.5 mm；</p><

68、;p>　　－下推板厚度，mm，由前可知＝21 mm；</p><p>　　－下凸凹模固定板厚度，mm，由前可知＝25 mm；</p><p>　?。聣|板厚度，mm，選取＝5 mm；</p><p>　?。履Ｗ穸龋琺m，由前可知=65 mm。</p><p>　　綜上可得 ＝50+5+25+65+2.5+21+25+5+60＝263

69、.5 mm，所以介于225mm和310mm之間，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　6. 選用輔助結(jié)構(gòu)零件</p><p>　　6.1 導(dǎo)向零件的選用</p><p>　　導(dǎo)向裝置可提高模具精度、壽命以及工件的質(zhì)量，而且還能節(jié)省調(diào)試模具的時(shí)間，導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)的主意事項(xiàng)：</p><p>　　（1）導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)在凸模工作前或壓料板接觸到工件前充

70、分閉合，且此時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)柱上端距上模座上平面有10～15 mm的間隙；</p><p>　?。?）導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模板裝配后，應(yīng)保持導(dǎo)柱與下模座的下平面、導(dǎo)套上端與上模座的上平面均留2～3 mm的間隙；</p><p>　?。?）對(duì)于形狀對(duì)稱的工件，為避免合模安裝時(shí)引起的方向錯(cuò)誤，兩側(cè)導(dǎo)柱直徑或位置應(yīng)有所不同；</p><p>　?。?）當(dāng)沖模有較大的側(cè)向壓力時(shí)，模

71、座上應(yīng)裝設(shè)止推墊，避免導(dǎo)套、導(dǎo)柱承受側(cè)向壓力；</p><p>　?。?）導(dǎo)套應(yīng)開排氣孔以排除空氣。</p><p>　　根據(jù)所選擇的模架，選用導(dǎo)柱的規(guī)格為：35×230（GB/T 2861.1），選用導(dǎo)套的規(guī)格為35×125×48（GB/T 2861.6）。</p><p><b>　　6.2 模柄的選用</b>

72、</p><p>　　根據(jù)壓力機(jī)模柄孔的尺寸：直徑: 50 mm，深度: 60 mm，選擇凸緣式模柄，查[2]第437頁表15.20，可知其參數(shù)如下：</p><p>　　d=50㎜，極限偏差±0.05 mm，d1=132 mm,總高度L=91 mm，凸緣高L1=23 mm，模柄倒角高度L2=5 mm，打桿孔d2=15 mm，凸緣螺釘環(huán)繞直徑d3=91 mm，凸緣固定螺釘沉孔的直

73、徑d4=11 mm，沉孔臺(tái)階直徑d5=18 mm，臺(tái)階高度h=11 mm，材料為Q235。</p><p><b>　　6.3 卸料裝置</b></p><p>　　固定卸料板的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時(shí)也可作壓料板用以防止材料變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證卸料板有足夠的剛度，其厚度H=（0.5～0.8）落料凹模的厚度。前面已對(duì)固定卸料板進(jìn)行選

74、擇，其厚度為14 mm，寬度為155 mm。</p><p>　　6.4 推件、頂件裝置</p><p>　　推件裝置裝在上模內(nèi)，通過沖床滑塊內(nèi)的打料機(jī)構(gòu)完成推件的動(dòng)作。利用彈性元件定出。剛性推件裝置的典型結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮推力均衡分布和盡可能減少對(duì)模柄和模座強(qiáng)度的削弱的原則來設(shè)計(jì)。頂件裝置的作用是將工件從凹模中定出，利用彈簧和氣墊驅(qū)動(dòng)頂桿訂出工件。</p><p>　　上

75、模座的3個(gè)頂桿查[2]第463頁表15.44，選取的規(guī)格為：直徑d＝12 mm，長(zhǎng)度L=80 mm，材料45鋼，頂桿12×80 JB/T7650.3。</p><p><b>　　6.5 定位裝置</b></p><p>　　為限定被沖材料的進(jìn)給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置。用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷、

76、導(dǎo)料板、擋料銷、定位板、導(dǎo)向銷。定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強(qiáng)度，以保證工作精度、質(zhì)量的穩(wěn)定；定位裝置應(yīng)可以調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀察和便于操作的地方；定位精度要求高時(shí)，要考慮粗定位和精定位兩套裝置。</p><p><b>　　固定擋料銷的選用：</b></p><p>　　落料凹模上部設(shè)置固定擋料銷，采用固定擋料銷進(jìn)行定距。擋料裝置在復(fù)合模中,主要作用是保持沖件輪廓

77、的完整和適量的搭邊。在此選鉤形擋料銷,因其固定孔離刃口較遠(yuǎn),因凹模強(qiáng)度要求,結(jié)構(gòu)上帶有防轉(zhuǎn)定向銷。</p><p>　　查[2]第468頁表15.49，選取的固定擋料銷的具體參數(shù)為：</p><p>　　大頭端直徑：d＝8 mm,極限偏差為；</p><p>　　銷部直徑：d1＝4 mm，極限偏差為；</p><p>　　頭部高度：h＝3 m

78、m；</p><p>　　總長(zhǎng)度：L＝13 mm。</p><p>　　標(biāo)記為：固定擋料銷 A8 JB/T 7649.10。</p><p>　　7. 編制沖壓工作零件工藝卡</p><p>　　7.1 落料凹模的選材、加工及熱處理工藝過程</p><p>　　沖裁模的凹模承受較大的拉應(yīng)力，凸模承受較大的壓應(yīng)力。凸

79、、凹模正常失效一般是由于刃口部位的磨損。因?yàn)檫@類磨具，特別是工件批量、加工板料強(qiáng)度高的模具，要求模具材料必須具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。根據(jù)沖壓的板料和批量情況表，選取落料凹模的材料為GrWMn。其加工工藝過程卡如表1所示：</p><p><b>　　表 1</b></p><p>　　7.2 上凸凹模的選材、熱處理及加工工藝過程</p><p>

80、;　　上凸凹模的結(jié)構(gòu)是落料凸模和拉深凹模?？紤]到上凸凹模有階梯結(jié)構(gòu)，所以不能采用線切割方法加工，外表面屬凸模加工，采用成形磨削，內(nèi)表面屬凹模加工，采用電火花成形加工。選取凸凹模的材料為Gr5Mo1V，其加工工藝過程為： （1） 外表面加工工藝過程：準(zhǔn)備毛坯－車削外形－熱處理（硬度要求達(dá)到58～62HRC）－成形磨削－精修。</p><p>　?。?）內(nèi)表面加工工藝過程：準(zhǔn)備毛坯－粗車內(nèi)形面－

81、熱處理（硬度要求達(dá)到58～62HRC）退磁處理－電火花加工型孔。</p><p>　　7.3 下凸凹模的選材、熱處理及加工工藝過程</p><p>　　下凸凹模的結(jié)構(gòu)是拉深凸模和沖孔凹模，結(jié)構(gòu)和上凸凹模類似，所以可采用與之相似的工藝過程進(jìn)進(jìn)行加工。材料也選用Gr5Mo1V。</p><p>　　7.4凸模的選材、熱處理及加工工藝過程</p><p

82、>　　沖裁沖孔凸模必須具有良好的韌性，以防止由于承受較強(qiáng)的彎曲和沖擊載荷造成折斷、崩刃而早起失效。更加應(yīng)該重視模具材料的淬透性，形狀復(fù)雜的模具應(yīng)重視其熱處理變形性、可加工性和磨削性。查表選凸模的材料為Cr12，加工工藝過程如表2所示：</p><p><b>　　表 2</b></p><p>　　8. 編制制件沖壓工藝卡</p><p&g

83、t;　　該制件的沖壓工藝過程卡及相應(yīng)沖壓工藝說明如表3所示：</p><p><b>　　表 3</b></p><p><b>　　9. 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過兩個(gè)星期的努力，我完成了沖壓模具設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我獲得了不小的收獲。</p><p>　　這個(gè)學(xué)期開設(shè)

84、了《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》的課程，了解了一定的沖壓模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)。但是由于沒有深入地應(yīng)用，對(duì)所學(xué)的知識(shí)都沒能很好地掌握，比如對(duì)于一些計(jì)算公式的適用，就沒有很好地了解。在這次課程設(shè)計(jì)中，進(jìn)行了大量的計(jì)算，比如沖裁力的計(jì)算、模具刃口尺寸的計(jì)算和模具長(zhǎng)度的計(jì)算等。通過這些計(jì)算，我對(duì)課程基礎(chǔ)知識(shí)有了比較深入的理解，達(dá)到了鞏固理論知識(shí)的目的。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)中，參考了不少的文獻(xiàn)，對(duì)知識(shí)的擴(kuò)充有了很大的幫助。

85、在實(shí)際中我基本沒有接觸過沖壓模具，所以對(duì)沖壓模具的了解很少。在參考文獻(xiàn)中，通過閱讀大量的模具裝配圖，對(duì)模具的結(jié)構(gòu)有了一定的了解，對(duì)以后走向工作有很大的幫助。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)要求用Auto CAD出圖，通過繪制模具裝配圖和部分零件圖，我的Auto CAD操作水平也有所提高。這次課程設(shè)計(jì)要求很嚴(yán)格，很多是按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求來操作的，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了很好的基礎(chǔ)。</p><p&g

86、t;<b>　　謝 辭</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，通過兩個(gè)星期的努力，我得到了很大的收獲，多方面的知識(shí)得到了鞏固和提高。但我的收獲離不開老師的知道和同學(xué)們的幫助，在此我對(duì)他們致以衷心的感謝。</p><p>　　首先感謝我的指導(dǎo)老師－－**老師，他們給我指明了課程設(shè)計(jì)的大致結(jié)構(gòu)和方向，在設(shè)計(jì)過程中，遇到困難時(shí)也得到了他們的悉心指導(dǎo)。</p&

87、gt;<p>　　在此也對(duì)宿舍里的同學(xué)表示衷心的感謝，遇到困難時(shí)除了老師的指導(dǎo)，也有和同學(xué)們討論解決的，并且在整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過程中，宿舍里一直保持著很好的學(xué)習(xí)氛圍，為完成課程設(shè)計(jì)創(chuàng)造了良好的環(huán)境。</p><p>　　再次對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><

88、p>　　[1] 張如華，趙向陽，章躍榮.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.3.</p><p>　　[2] 郝濱海.沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.1.</p><p>　　[3] 付建軍.模具制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.11.</p><p>　　[4] 周玲.沖模設(shè)計(jì)實(shí)例詳解

89、[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.3.</p><p>　　[5] 周本凱.沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)踐100例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.3.</p><p>　　[6] 《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)－模具手冊(cè)之四[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，</p><p><b>　　1988.7.</b></p><