柴油機油箱下殼體沖壓模具設計說明書

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　學 生： 盧志運 </p><p>　　指導教師： 郭占斌 </p><p>　　學 院： 工程學院 &l

2、t;/p><p>　　專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　班 級： 07級二班 </p><p><b>　　2011年6月</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計(論文)作者承諾保證書</p><p>

3、;　　本人鄭重承諾：本篇畢業(yè)設計(論文)的內容真實、可靠。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人愿承擔全部責任。</p><p><b>　　學生簽名：</b></p><p><b>　　年 月 　日</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計(論文)指導教師承諾保證書</p><p>　　本人鄭重

4、承諾：我已按有關規(guī)定對本篇畢業(yè)設計(論文)的選題與內容進行了指導和審核，該同學的畢業(yè)設計（論文）中未發(fā)現(xiàn)弄虛作假、抄襲的現(xiàn)象，本人愿承擔指導教師的相關責任。</p><p><b>　　指導教師簽名：</b></p><p><b>　　年 月 　日</b></p><p><b>　　目 錄</b&

5、gt;</p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1.概論1</b></p><p>　　1.1課題的背景及意義1</p><p>　　1.2 國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.2.1發(fā)展現(xiàn)狀1</p>&

6、lt;p>　　1.2.2發(fā)展趨勢2</p><p>　　2. 工件的工藝性分析3</p><p>　　2.1 工藝分析3</p><p>　　2.2 工藝方案確定3</p><p>　　3 拉伸工藝及拉伸模設計3</p><p>　　3.1 設計要點3</p><p>&l

7、t;b>　　3.2工藝計算4</b></p><p>　　3.2.1毛坯尺寸的計算5</p><p>　　3.3拉伸力的計算6</p><p>　　3.4壓邊力計算7</p><p>　　3.5壓力機的選擇8</p><p>　　3.6 拉深凸、凹模工作部分設計9</p>&

8、lt;p>　　3.6.1凸、凹模的結構9</p><p>　　3.6.2凸、凹模的圓角半徑9</p><p>　　3.6.3凸、凹模間隙Z的確定10</p><p>　　3.6.4凸、凹模工作部分尺寸及公差11</p><p>　　3.7其他零件的設計13</p><p>　　3.7.1導向裝置的確定

9、13</p><p>　　3.7.2壓邊圈的設計13</p><p>　　3.7.3 壓料筋的設計13</p><p>　　3.7.4 定位機構的設計14</p><p>　　3.7.5 調整塊的設計14</p><p>　　3.7.6緊固零件的選用14</p><p>　　3.8拉深

10、?？傃b圖14</p><p>　　4. 沖孔切邊模的設計15</p><p>　　4.1 沖裁力及壓力中心計算15</p><p>　　4.1.1沖裁力的計算15</p><p>　　4.1.2壓力中心的計算16</p><p>　　4.2 壓力機的選擇16</p><p>　　4.

11、2.1 卸料力的計算16</p><p>　　4.2.2 壓力機公稱壓力的計算17</p><p>　　4.3凸凹模確定18</p><p>　　4.3.1切邊凸凹模設計18</p><p>　　4.3.2沖孔凸凹模設計19</p><p>　　4.4凸凹模尺寸計算19</p><p&g

12、t;　　4.4.1凸、凹刃口尺寸的計算原則19</p><p>　　4.5 模板確定24</p><p>　　4.6 定位導向零件24</p><p>　　4.7 卸料裝置24</p><p>　　4.7.1彈性卸料裝置24</p><p>　　4.7.2廢料切刀裝置25</p><p

13、>　　4.8 導向裝置25</p><p>　　4.10 沖孔切邊模裝配總圖26</p><p><b>　　5 總結27</b></p><p><b>　　謝 辭28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><

14、p>　　汽油發(fā)電機油箱下殼體沖壓成型工藝分析及模具設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設計的零件為凸緣盒形件拉深件—汽油發(fā)電機油箱下殼體。下殼體采用的材料ST16號鋼及1.5mm厚度保證了足夠的強度和剛度。該零件外形基本對稱，材料是適于制造高變形性能，深拉延產品及形狀較復雜產品的鋼材。</p><p&g

15、t;　　首先對零件進行了工藝性分析，有拉深、沖孔、切邊等一系列工序。而且生產批量大，各工位有相互的尺寸關系，經過計算分析采用一次拉伸與沖孔切邊的工藝生產方案，可提高材料的利用率。經過計算分析完成該模具的主要設計計算，凸、凹模工作部分的設計計算，還有工位布置和主要零部件的結構設計，選擇合適的模具材料。拉伸又稱拉延、壓延或引伸。它是利用拉伸模具在壓力機的壓力作用下，將預先剪裁或沖裁成一定形狀的平板毛坯，拉制成立體空心件的加工方法。拉伸成型是

16、板材立體成形的最重要方法，以拉伸成形為主體的沖壓件非常多，在很多工業(yè)及生活用品中都又拉伸成形的制品，是沖模發(fā)展方向之一。在模具設計前必須對工件進行全面分析，然后合理確定工件的沖壓成形工藝方案，正確設計模具結構和模具零件的加工工藝規(guī)程，以獲得最佳的技術經濟效益。</p><p>　　關 鍵 詞：拉伸模，拉深，切邊，沖孔，設計。</p><p>　　Gasoline Generator Fue

17、l Tank Shell Under the Stamping Forming Process and Die Design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design of box-shaped flange parts for deep drawing parts - gasoline generator und

18、er the tank shell. Shell material used under No. ST16 steel and 1.5mm thickness to ensure sufficient strength and stiffness. This deformation of material is suitable for manufacturing high-performance and deep-drawing pr

19、oducts and more complex products shape.</p><p>　　We carried out the parts of analysis, there is deep drawing, punching, cutting-edge series of processes. And production volume, and the works are of the size

20、of the mutual relationship between the calculated and analyzed through the use of a stretching and punching the production of cutting-edge technology options to improve the utilization of materials. After completion of t

21、he analysis of the mold design，convex and concave die part of the design work，there are the major components of layout and</p><p>　　Also known as tensile drawing, rolling or extended. It is stretching the us

22、e of molds in the press under pressure, will be pre-cut or blanking plate into the shape of a certain rough, three-dimensional drawing made of hollow pieces of processing methods. It is stretching the use of molds in the

23、 press under pressure, will be pre-cut or blanking plate into the shape of a certain rough, three-dimensional drawing made of hollow pieces of processing methods. Prior the design of the die, the work-piec</p><

24、;p>　　Keywords：Pushing die，Drawing, Trimming, Punching, Desig</p><p><b>　　1.概論</b></p><p>　　1.1課題的背景及意義</p><p>　　設計的主要目的：通過對發(fā)電機油箱下殼體的分析設計合理的模具，使該模具能滿足發(fā)電機油箱下殼體生產的要求。油箱下

25、殼體屬拉深件系列，需采用拉深，沖孔切邊等一系列的工序，而且生產批量很大，經過分析可采用普通的拉伸單工序模和沖孔切邊復合模。設計的主要意義是：通過此次設計了解設計沖壓模的一般程序，了解相關的理論知識并加以應用和鞏固；熟練的運用有關技術資料，如《冷沖模國家標準》、《多工位級進模與沖壓自動化》、《冷沖壓技術》及其他有關規(guī)范等；初步的掌握設計冷沖壓模具的能力，也是檢驗對所學相關課程理論、技能的理解程度；培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的良好作風，為將來的工作打

26、下初步的基礎。</p><p>　　1.2 國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p><b>　　1.2.1發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　模具是機械制造業(yè)中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備,具有生產效率高、材料利用率高、制件質量優(yōu)良、工藝適應性好等特點,被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。用模具成型的制件所表現(xiàn)

27、出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工制造方法所無法比擬。我國模具行業(yè)將向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。模具在很大沖壓生產靠模具與設備完成其加工過程，生產率高，操作簡便，易于實現(xiàn)機械化和自動化，可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。沖壓產品一般不需要再經過機械加工便可使用，沖壓加工過程一般也無需加熱毛坯。所以，沖壓生產不但節(jié)約金屬材料，而且節(jié)約能源，沖壓產品一般還具有重量輕和剛

28、性好的特點。</p><p>　　雖然近年來我國模具行業(yè)發(fā)展迅速，但是離國內的需要和國際水平還有很大的差距。制造產業(yè)是一個國家的綜合國力及技術水平的體現(xiàn)，而模具行業(yè)的發(fā)展是制造產業(yè)的關鍵。針對這種情況，國家出臺了相應的政策，正積極發(fā)展模具制造產業(yè)。 </p><p><b>　　1.2.2發(fā)展趨勢</b></p><p>　?。?）制造沖壓件

29、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。</p><p>　　（2）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，產品的沖壓加工趨于更合理、更經濟。其中精密沖裁技術得到了較快發(fā)展，精密沖裁是

30、一種先進制造技術，可取代某些零件的切削加工，具有優(yōu)質、高效、低耗、應用廣的特點。以齒圈壓板精沖而論，在普通液壓機上進行精沖，工藝裝備簡單而工件精密[3]。它以金屬板材為原料，采用少無切削的塑性加工方法，一次成形即可得到尺寸精度高、剪切面粗糙度低的零件，采用精沖技術生產的零件稱為精沖件。</p><p>　　(3) 隨著計算機圖形技術的發(fā)展成熟，近年來在沖壓成形領域興起了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程(C

31、AE)和計算機輔助制造(CAM)技術。該技術的出現(xiàn)對傳統(tǒng)沖壓技術的變革產生了重要的影響。尤其是板料成形數值模擬技術的出現(xiàn)，使板料沖壓成形技術徹底擺脫了“經驗”和“定性”的水平，進入了“科學”和“定量”的發(fā)展階段。采用這一技術進行板材沖壓成形工藝過程的模擬，可以預知沖壓成形過程中金屬的流動、應力應變及厚度場的分布、模具受力及皺曲、破裂、沖擊線等可能的缺陷及失效形式。這為優(yōu)化工藝參數和模具結構提供了極為有效的工具，在減少甚至取消試模過程，縮

32、短產品開發(fā)周期，降低產品開發(fā)成本方面發(fā)揮著越來越重要的作用，已逐漸成為指導模具設計和優(yōu)化的重要手段。</p><p>　　(4)高速銑削加工，國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 </p&g

33、t;<p>　　(5)模具掃描及數字化系統(tǒng)，高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數據采集、自動生成各種不同數控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (6)

34、優(yōu)質材料及先進表面處理技術，選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積、等離子噴涂等技術。</p><p>　　2. 工件的工藝性分析</p><p><b>　　2.1 工藝分析</b></p&

35、gt;<p>　　拉深件的工藝性是指拉深件對拉深工藝的適應性。在一般情況下，對拉深件工藝性影響最大的是幾何形狀尺寸和精度要求。良好的拉深工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產品質量穩(wěn)定等要求。本次畢業(yè)設計的沖壓件是發(fā)電機外殼沖壓件的生產過程的設計。該沖壓件屬于盒形件的拉伸，屬于大批量生產。由參考文獻[5]選用ST16號鋼，厚度為1.5mm， 厚度保證了足夠的強度和剛度，該材料是適于制造高變

36、形性能，深拉延產品及形狀較復雜產品的鋼材，故此工件的形狀滿足拉深工件的要求，可用拉深工序加工。從以上對發(fā)電機油箱下殼體的形狀分析當中不難看出工件除了拉深工序外還有沖孔、切邊工序，各工序間有相互尺寸關系。</p><p>　　2.2 工藝方案確定</p><p>　　油箱下殼體為尺寸較大的盒形件，材料較薄，表面質量要求高。下殼體成形時的變形性質不單是拉深，而且還有局部脹形，隨零件形狀尺寸不同

37、而差別很大，很難進行典型的工藝分析計算。經過分析計算該盒形件可一次性拉伸成型，坯料要在拉深成形工序后進行沖孔和切邊。</p><p>　　工序安排為：（1）油箱下殼體的拉深；（2）油箱下殼體沖孔切邊　</p><p>　　3 拉伸工藝及拉伸模設計</p><p>　　由于該沖壓件精度要求不高，且制件尺寸大，故采用導滑塊單工序拉伸模。</p><

38、p>　　拉伸是利用專用模具將平板毛坯制成開口空心零件的一種沖壓工藝方法。</p><p><b>　　3.1 設計要點</b></p><p>　　設計確定拉深模結構時為充分保證制件的質量及尺寸的精度，應注意以下幾點：</p><p>　?。?）拉深高度應計算準確，且在模具結構上要留有安全余量，以便工件稍高時仍能適應。</p>

39、<p>　?。?）拉深凸模上必須設有出氣孔，并注意出氣孔不能被工件包住而失去作用。</p><p>　　（3）有凸緣拉深件的高度取決勝于上模行程，模具中要設計有限程器，以便于模具調整。</p><p>　　（4）彈性壓料設備必須有限位器，防止壓料力過大。</p><p>　?。?）模具結構及材料要和制件批量相適應。</p><p&g

40、t;　?。?）模架和模具零件，要盡是使用標準化。</p><p>　　(7）放入和取出工件，必須方便安全。</p><p><b>　　3.2工藝計算</b></p><p>　　圖3-1 拉伸件二維圖</p><p>　　產品外形尺寸：320mm X 320mm X 150mm</p><p>

41、　　材料：st16鋼 鋼板及鋼帶在室溫下儲存，保證使用時不出現(xiàn)拉伸應變痕</p><p><b>　　用途：超深沖壓用。</b></p><p>　　取屈服強度：150Mpa 抗拉強度：260Mpa </p><p>　　材料厚度：1.5mm</p><p><b>　　技術要求：</b><

42、;/p><p>　　1.油箱殼體表面不得出現(xiàn)波浪紋等拉深缺陷。</p><p>　　2.拉深變薄最小處不得小于0.6mm。</p><p>　　3.沖裁毛刺不得大于0.1mm，法蘭邊不平度應不小于0.2mm。</p><p>　　性能：St16鋼在室溫下的機械強度與其基材的機械強度一致。在同樣的高溫下,st16鋼板的強度是鋁板強度的10倍因此鋼板

43、厚度可至少減少30%。由于在熱浸鍍加工過程中,熔融的鋁立即與空氣中的氧反應形成一層Al2O3保護層,使鋼板表面立即鈍化。這個保護層非常穩(wěn)定且不溶于水，即使后來鋼板表面被劃傷，這個保護層也具有自愈功能。因此，st16對化學腐蝕有極強的耐蝕性。St16鋼強度低,塑性好,適用于制造受力不大的沖壓件和拉深件,并有利于沖壓成形和制件質量的提高,還具有良好的沖壓成形性能,即有良好的抗破裂性,良好的貼模和定形性,所以具有良好的沖壓性能。</p&

44、gt;<p>　　表3-1 沖壓工藝方案</p><p>　　3.2.1毛坯尺寸的計算</p><p>　　確定能否一次拉伸成形：</p><p>　　如果盒形件的相對高度H/r不超過下表中所列的極限值，則盒形件可以用一道拉深工序成形，不然應采用多道工序拉深成形。</p><p>　　表3-2盒形件首次拉深成形的最大相對高度&l

45、t;/p><p>　　r/B=30/295=0.102 H/r=70/30=2.333所以該盒形件可以一次拉深成形</p><p>　　毛坯外形尺寸：由于該盒形件結構復雜且發(fā)電機油箱下殼體沖壓件要求的尺寸不高，所以采用估算法求毛坯外形尺寸。</p><p><b>　　長度方向上：</b></p><p>　　L1=18+

46、+28.5+54.5+203++43+322</p><p><b>　　=455.76mm</b></p><p><b>　　寬度方向上：</b></p><p>　　L2=602+2+190+20</p><p>　　=367.68 mm</p><p>　　表3-3盒

47、形件的修邊余量</p><p>　　盒型件的拉深高度為H=h+</p><p>　　其中彎曲部分的展開長度為 l=H+0.57</p><p>　　式中 H –盒形件高度（包括修邊余量）；</p><p>　　-盒形件底部圓角半徑。</p><p>　　圓角拉深部分展開后的毛坯半徑R為</p><

48、;p>　　取拉伸高度H=h+=66+0.04*66=68.64mm</p><p>　　L=H+0.57=68.64+0.57*30=85.74mm</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　==64.17mm</b></p><p><b>　　3.3拉伸

49、力的計算</b></p><p>　　計算拉深力的目的，是為了合理地選用壓力機和設計拉深模具。在整個拉深過程中，除了需要使用毛坯變形的拉深力外，還有壓邊力。所以，總的拉深力為拉深力與壓邊力之和。拉深力根據拉深件危險斷面上的拉力必須小于材料的強度極限為原則進行計算。</p><p><b>　　盒形件拉深力：</b></p><p>

50、<b>　　式中 </b></p><p>　　L —— 盒形件周邊長（mm）;</p><p>　　—— 材料的抗拉強度（N/）；</p><p>　　t—— 材料厚度（mm）；</p><p>　　K——系數， K=0.5~0.8 .</p><p>　　L=1342+2282+23.14

51、30=912.4mm</p><p>　　=0.6912.41.5260=142.334KN</p><p><b>　　3.4壓邊力計算</b></p><p>　　拉伸時，壓邊力過大，會增大拉伸力，引起拉伸時制件破裂；壓力過小，制件在拉伸時會出現(xiàn)邊壁或凸緣起皺。因此，控制適當的壓邊力是很重要的。但壓邊力的計算只是為了確定壓邊裝置，而在生產中

52、則是通過試模調整確定壓邊力的大小。壓邊力Q可按表 所列公式計算，拉伸時單位壓邊力q值可按表3-5 查得</p><p>　　表3-4 壓邊力Q的計算公式（N）</p><p>　　表3-5拉伸時單位壓邊力q的數值</p><p><b>　　盒形件的壓邊力</b></p><p>　　Q= F q （取q=3.5 N/）

53、</p><p>　　估算在壓邊圈下毛坯投影面積</p><p>　　F=216366-195295=21531</p><p>　　Q= F q=215313.5=75358.5N</p><p><b>　　總的拉伸力</b></p><p>　　F=P+Q=142.334KN+75.359K

54、N=217.693KN</p><p><b>　　3.5壓力機的選擇</b></p><p>　　采用液壓機，液壓機的公稱壓力應大于 F = P+Q=217.693KN</p><p>　　YQ27-160液壓機參數查參考文獻[1]如表3-6所示，公稱壓力及頂出力均符合要求。模具閉合高度為236mm ≤液壓機最小閉合高度1000-700=30

55、0mm，可在凹模上部加墊座，墊板高度204mm，則模具最終閉合高度為440mm。</p><p>　　下底板尺寸780mm×480mm 小于工作臺尺寸960mm×800mm </p><p>　　該設備可用于本道工序的成型。</p><p><b>　　表3-6液壓機參數</b></p><p>　

56、　3.6 拉深凸、凹模工作部分設計</p><p>　　3.6.1凸、凹模的結構</p><p>　　設計拉伸模時，凸模與凹模的結構是否合理，將直接關系到拉伸件的質量</p><p>　　盒拉伸過程中材料的變形程度。根據該沖壓件的拉伸工藝特點，該沖壓件的外</p><p>　　尺寸大，所需的拉伸力大，所以采用壓邊圈的拉伸凸凹模結構。凹模采用整

57、體式</p><p>　　如圖3-1，凸模也采用整體式如圖3-2。</p><p>　　圖3-1 凹模結構 圖3-2 凸模結構</p><p>　　3.6.2凸、凹模的圓角半徑</p><p>　　拉伸模的圓角半徑，應盡量可能設計的大些。大的圓角半徑可以降低拉伸</p><

58、;p>　　系數，而且可提高拉伸件的質量。但圓角半徑太大，會降低壓邊圈的作用，引起</p><p>　　拉伸件起皺，不利于拉伸。首次拉伸凹模圓角半徑，可采用查表—所列數值，毛</p><p>　　坯材料較薄應取大值，毛坯材料較厚取小值；拉伸鋼件取大值，拉伸有色金屬取</p><p>　　小值。矩形件的拉伸凹模圓角半徑，考慮到角部的變形量較大，為便于金屬的流<

59、;/p><p>　　動，角部的凹模圓角半徑可略大于直邊的凹模圓角半徑。</p><p>　　表3-7拉伸凹模圓角半徑</p><p>　　凸模的圓角半徑，除最后一道工序外，在其余各次拉伸工序中，其圓角半</p><p>　　徑應盡量與凹模圓角半徑相等，或略小些，即：</p><p><b>　　=（0.6~1）&

60、lt;/b></p><p>　　所以取拉伸凸模圓角半徑衛(wèi)15，凹模為12</p><p>　　3.6.3凸、凹模間隙Z的確定</p><p>　　拉深模間隙，是指凸模與凹模之間的單邊間隙。決定凸模和凹模單邊間隙Z時，不僅要考慮材質和板厚，還要注意工件的尺寸精度和表面質量，尺寸精度高，表面粗超度數值低時，模具的間隙應取得小一些，間隙值應與板料厚度相當。由于拉深

61、時產品上部尺寸變厚。因此，一般拉深凸模與凹模之間的間隙必須大于材料的厚度。間隙過小，拉深毛坯材料受到阻力大，會使產品被拉裂，加速模具磨損；間隙過大，拉深毛坯易起皺，會降低產品的尺寸精度。</p><p>　　間隙值的確定方法，用壓邊圈拉深時，單邊間隙根據拉深材料性質、厚度確定。</p><p>　　用壓邊圈時， </p><p><b>　

62、　Z=</b></p><p>　　式中 ——材料最大厚度；</p><p>　　Z——凸、凹模單面間隙；</p><p>　　K——間隙系數，見表3-8。</p><p><b>　　表3-8間隙系數k</b></p><p>　　注：1.表中數值適用于一般精度（未注公差尺寸的

63、極限偏差）工件的拉深;</p><p>　　2.未道工序括弧內的數字適用于較精密拉深件（IT11~IT13級）。</p><p>　　由上表知：取間隙系數k=0.2 即Z=1.2mm</p><p>　　3.6.4凸、凹模工作部分尺寸及公差</p><p>　　確定凸模和凹模工作部分尺寸時，應考慮模具的磨損和拉深件的回彈，只在最后一道工序

64、標注公差。</p><p>　　當拉深件尺寸標注在外形時，</p><p>　　當拉深件尺寸標注在內形時，</p><p>　　式中 ——凹模的基本尺寸；</p><p>　　——凸模的基本尺寸；</p><p>　　——拉深件外徑最大極限尺寸；</p><p>　　——拉深件內徑最大極限尺

65、寸；</p><p><b>　　——拉深件公差；</b></p><p>　　、——凹模和凸模的制造公差 ，見下表。</p><p><b>　　Z——拉深模的間隙</b></p><p>　　表3-9凸模和凹模的制造公差 （mm）</p><p>　　由表得尺寸295、1

66、96的=0.08、=0.05；</p><p><b>　　=mm；</b></p><p><b>　　=mm；</b></p><p><b>　　=mm；</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p>　

67、　尺寸60、66的=0.05、=0.03</p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p>

68、;<b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　圖3-3凸模</b></p><p>　　3.7其他零件的設計</p><p>　　3.7.1導向裝置的確定</p><p>　　凹模和壓邊圈采用下模背靠導向塊式導向；導向機構應</p><p>　　對稱布置，導向尺

69、寸應根據模具的工作形成和輪廓尺寸而</p><p>　　定，導向間隙一般為0.1±0.02mm。結構如圖3-4</p><p>　　3.7.2壓邊圈的設計</p><p>　　在拉深模中，壓邊圈的作用是用來防止在拉深過程中</p><p>　　產品邊壁或凸緣起皺。影響起皺的因素有毛坯的厚度、拉深系數和凹模工作部分的形狀。相對厚度愈小

70、，毛坯抵抗失穩(wěn)的能力就愈差，就愈容易起皺；拉深系數愈小，變形程度大，也就容易起皺；平端面凹模比錐形凹模拉伸時容易起皺。壓邊圈由液壓機液壓墊頂出，其壓邊力的大小不會隨凸模行程而產生大的變化，不會造成拉深后期壓邊力陡升，筒壁拉力增大。結構圖如圖3-5</p><p><b>　　圖3-5壓邊圈</b></p><p>　　3.7.3 壓料筋的設計</p>&

71、lt;p>　　拉伸寬凸緣的矩形件時，為防止凸緣平面與圓角半徑處起皺，</p><p>　　可在壓邊圈上鑲嵌拉伸凸筋，并在拉伸凸筋相對應的拉伸凹模上</p><p><b>　　應作出凹槽。</b></p><p>　　為了增加進料阻力，使拉伸件表面承受足夠的拉應力，減少由</p><p>　　于回彈而產生的凹面、扭

72、曲、松弛和波紋等缺陷，還常在凹模上采</p><p>　　用拉伸筋。在拉伸筋的作用下，板料在拉伸使還可增大徑向拉應力，減少切向壓應力，以防止起皺現(xiàn)象的發(fā)生。如圖3-6該拉伸筋用螺釘固定在壓邊圈的鑲件上。</p><p>　　3.7.4 定位機構的設計</p><p>　　在壓邊圈上加工定位塊滑槽，定位塊在上面能夠根據坯料的尺寸進行調節(jié)。在縱軸方向上布置兩個定位塊，橫

73、軸方向上布置一個定位塊，便于沖壓作業(yè)。</p><p>　　3.7.5 調整塊的設計</p><p>　　調整塊的作用主要是通過調整塊的高度來調節(jié)壓邊圈對坯料的壓力，若壓邊力過大使制件拉裂或變薄，過小時凸緣易起皺。調整塊的高度可在試模時視拉深情況調整，但調整塊上表面與壓邊圈表面距離不能大于板厚</p><p>　　3.7.6緊固零件的選用</p>&l

74、t;p>　　模具中緊固零件主要包括螺釘、銷釘。其中螺釘主要起拉緊、連接沖模各類零件，使其成為一體。而銷釘則起定位作用。選用時一般選用內六角螺釘。其特點是緊固牢靠，由于螺釘頭埋在模板內，則模具的外型比較美觀。螺釘一般擁35鋼制作，其頭部淬火硬度為35—40HRC；銷釘可以用T7、T8及45鋼制成，淬火硬度為48—52HRC。銷釘的外表面粗糙度Ra要求較高，一般在1.60μm以上。</p><p>　　3.8拉

75、深?？傃b圖 </p><p>　　圖3-7拉深模主視圖</p><p>　　圖3-8拉伸模俯視圖</p><p>　　4. 沖孔切邊模的設計</p><p>　　4.1 沖裁力及壓力中心計算</p><p>　　4.1.1沖裁力的計算</p><p>　　沖裁力是指沖裁時凸模所承受的最大壓力，包

76、括施加給板料的正壓力和摩</p><p><b>　　阻力。</b></p><p>　　平刃口沖裁模的沖裁力F一般按下式計算：</p><p>　　式中 ——沖裁力；</p><p><b>　　——沖裁周邊長度；</b></p><p><b>　　——材料厚

77、度；</b></p><p><b>　　——材料抗剪強度；</b></p><p><b>　　——系數。</b></p><p>　　系數是考慮到實際生產中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數，一般取。</p><p>　　為計算

78、簡便，也可以按下式估算沖裁力：</p><p>　　式中 ——材料抗拉強度</p><p>　　切邊周長L1=3082+1382+21001/1241101mm</p><p>　　沖孔周長L2=154+10.5221.37mm</p><p>　　沖裁周邊長L=L1+L21322mm</p><p>　　代入公式得

79、，F(xiàn)13221260343720N</p><p>　　4.1.2壓力中心的計算</p><p>　　沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。對于有模柄 的沖模來說，須使壓力中心通過模柄的中心線。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響產品質量和降低模具壽命甚至損壞模具。確定壓力中心，主要對復雜制件的落料模、多凸模沖孔模以及

80、級進模與意義。</p><p>　　在實際生產中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過程中發(fā)生變化的情況，或者由于沖件的形狀特殊從模具結構考慮，不宜于使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時應注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機允許的范圍。</p><p>　　由于該沖壓件的沖裁形狀幾乎是對稱的，只有一小部分是在偏心位置上，對壓力中心的影響不大。所以可以以產品的幾何中心為壓力中心，進行切邊沖孔

81、。</p><p>　　4.2 壓力機的選擇</p><p>　　4.2.1 卸料力的計算</p><p>　　卸料力是從壓力機或卸料裝置中獲得的。所以在選擇設備的公稱壓力或設計</p><p>　　沖模時，應分別予以考慮。影響卸料力的因素較多，主要有材料的力學性能、材料的厚度、模具間隙、凹模洞口的結構、搭邊大小、潤滑情況等，實際工作中通常采

82、用經驗公式：</p><p>　　式中 ——為卸料力；</p><p><b>　　——為沖裁力；</b></p><p>　　——為卸料力系數，見表4-1這里取0.045。</p><p><b>　　表4-1卸料力系數</b></p><p>　　注：卸料力系數，在沖多

83、孔、大搭邊和輪廓復雜制件時取上限值。</p><p>　　=0.045343720N=15467N</p><p>　　4.2.2 壓力機公稱壓力的計算</p><p>　　壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。計算總沖壓力，原則上只計算同時發(fā)生的力，并應根據不同的模具結構分別對侍。</p><p>　　式中 ——卸料力；</p>

84、;<p><b>　　——沖裁力。</b></p><p><b>　　代入，得</b></p><p>　　表4-2 壓力機參數</p><p>　　J21M-80壓力機參數查參考文獻[4]得表4-2所示，</p><p>　　公稱壓力F=800KN＞沖壓力FZ =360KN。<

85、;/p><p>　　模具閉合高度為198mm ＜ 壓力機最大裝模高度330mm。</p><p>　　模具下底板尺寸630mm×380mm ＜ 工作臺尺寸1000mm×600mm </p><p>　　公稱力行程4.0mm＞板厚+凸、凹模刃模量。</p><p>　　該設備可用于本道工序的成型。</p><

86、p><b>　　4.3凸凹模確定</b></p><p>　　4.3.1切邊凸凹模設計</p><p><b>　　圖4-1切邊凸模</b></p><p><b>　　圖4-2切邊凹模</b></p><p>　　凸模沖裁處留出一條切口，深度大概2-5左右，沖裁時就不至

87、于被切斷。該切邊凸凹模采用倒裝式結構，凸模用螺釘固定在下模座上。凹模采用矩形板狀結構裝在凹模固定板，在實際生產中，由于沖裁件的形狀和尺寸千變萬化，因而大量使用外形為圓形或矩形的凹模板，在其上面開設所需要的凹模洞口，用螺釘和銷釘直接固定在模板上。</p><p>　　凹模采用螺釘和銷釘定位固定時，要保證螺孔（或沉孔）間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具壽命。</p>

88、<p>　　切邊凸、凹模結構如圖4-1、圖4-2</p><p>　　4.3.2沖孔凸凹模設計</p><p>　　圖4-3沖孔凸模 圖4-4沖孔凹模</p><p>　　由于需要沖的孔尺寸較小，選用臺階式凸模鑲在凸模固定板里面，通過凸模固定板與上模座用螺釘連接。凸模固定板要為工件讓位，模具閉合沖孔完后通過推件

89、塊把工件頂出。沖孔凸、凹模結構如圖4-3、圖4-4</p><p>　　4.4凸凹模尺寸計算</p><p>　　4.4.1凸、凹刃口尺寸的計算原則 </p><p>　　沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度。模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設計沖裁模的主要任務之一。從生產實踐可發(fā)現(xiàn)：由于凸凹模之間存在間隙

90、，使落下的料或伸出的孔卻帶有錐度，且落料時因落料件光面尺寸與凹模刃口尺寸相等或基本一致，應先確定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸為基礎。又因落料件尺寸會隨凹模刃口的磨損而增大，故凹?；境叽鐟÷淞霞叽绻罘秶鷥鹊妮^小尺寸。</p><p>　　沖孔時因孔的光潔表面尺寸與凹模刃口尺寸相等或基本一致，應先確定凸模刃口尺寸，即以凸模刃口尺寸為基準。又沖孔的尺寸會隨凸模刃口的磨損而減小，故凸模基本尺寸應取沖件孔尺寸公差

91、范圍內的較大尺寸。</p><p>　　凸、凹模分別加工法：</p><p>　　由于加工模具的方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計算公式與制造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為以下兩種情況：凹模與凸模分開加工，凸模和凹模配合加工，從此工件的結構上分析，選擇凸模與凹模分開加工的制造方法：采用這種方法，凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸，要分別標注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差（凸模δp

92、、凹模δd），適用于圓形或簡單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙2Cmax，必須滿足下列條件：</p><p><b>　　或取： </b></p><p>　　也就是說，新制造模具應該是，否則制造的模具部隙已超過允許變動范圍2Cmin～2Cmax,影響模具的使作壽命。</p><p>　　此法是指凸、凹模分別按各自圖樣上標注的尺

93、寸及公差進行加工，沖裁間隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保證。其優(yōu)點是凸、凹模具有互換性，便于成批制造。但受沖裁間隙的限制，要求凸、凹模的制造公差較小，主要適用于簡單規(guī)則形狀的沖件。在這種情況下需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。落料時間隙取在凸模上，則凹模尺寸：</p><p><b>　　凸模尺寸：</b></p><p>　　沖孔時，間隙取在凹模上，則凸模尺寸：

94、</p><p><b>　　凹模尺寸：</b></p><p><b>　　孔心距 ：</b></p><p>　　式中 Dd、Dp —— 分別為落料凹模和凸模的刃口尺寸（mm）；</p><p>　　dd 、dp —— 分別為沖孔凹模和凸模的刃口尺寸（mm）；</p><p&

95、gt;　　D、d —— 分別為落料件外徑和沖孔件孔徑的基本尺寸（mm）；</p><p>　　δd、δp —— 分別為凹模和凸模的制造公差（mm）；</p><p><b>　　X—— 系數；</b></p><p>　　Δ —— 公件的公差（mm）；</p><p><b>　　最小合理間隙。</b&g

96、t;</p><p>　　表4-3沖裁時凸、凹模的制造公差 </p><p>　　表4-4沖裁模初始雙邊間隙</p><p>　　工件無特殊要求，工件內外形公差均為IT14。</p><p><b>　　圖4-5制件圖</b></p><p>　　分析如上尺寸得：切邊尺寸366、213為落料尺

97、寸；</p><p>　　15、10為沖孔尺寸；</p><p>　　342、110為孔心距；</p><p>　　切邊尺寸366查參考文獻[3]表6-12得Δ為1.40 =-0.040 =+0.060 ，213查公差表得Δ為1.15 =-0.030 =+0.045 .Zmin=0.060，Zmax=0.080，系數x=0.5.</p><p

98、>　　尺寸366：、=0.10>Zmax-Zmin=0.02</p><p>　　但相差不大，可調整如下：</p><p>　　δd =0.4（Zmax-Zmin）=0.40.02=0.008</p><p>　　δp =0.6（Zmax-Zmin）=0.60.02=0.012</p><p><b>　　=</b

99、></p><p><b>　　=</b></p><p>　　尺寸：213：、=0.75>Zmax-Zmin=0.02</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　沖孔尺寸：15查參考

100、文獻[2]表5-6得Δ為0.43、同樣查得10 的Δ為0.36</p><p>　　=-0.02 =+0.02 Zmin=0.060，Zmax=0.080，系數x=0.5.</p><p>　　沖孔尺寸： =0.04>Zmax-Zmin=0.02</p><p>　　但相差不大，可調整如下：</p><p>　　δd =0.4（Z

101、max-Zmin）=0.40.02=0.008</p><p>　　δp =0.6（Zmax-Zmin）=0.60.02=0.012</p><p><b>　　沖孔尺寸：</b></p><p>　　孔心距；342、110</p><p>　　切邊尺寸342查參考文獻[1]表3-15得Δ為1.40，110查參考文獻[1

102、]表3-15得Δ為0.87</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=（mm）</b></p><p><b>　　4.5 模板確定</b></p><p>　　根據各個模塊確定模板寬度和長度，厚度。</p><p>　　上

103、模板：630mm X 380mm X 35mm</p><p>　　下模板：630mm X 380mm X 40mm</p><p>　　4.6 定位導向零件</p><p>　　定位裝置的作用是限定毛坯（條料或塊料）送進沖模的毛坯有正確的位置，以保證沖出合格的工件。根據不同的毛坯扣模具結構．必須采用各種型式的定位裝置。這里采用一個與該沖壓件結構相適應的鑲嵌以防止在

104、切邊與沖孔時該沖壓件跑位。如圖4-6：</p><p><b>　　圖4-6 定位鑲塊</b></p><p><b>　　4.7 卸料裝置</b></p><p>　　4.7.1彈性卸料裝置</p><p>　　板料經切邊、沖孔后，由于彈性變形恢復的作用，將使</p><p&

105、gt;　　沖裁件卡在凹模內，為使沖裁工作繼續(xù)進行必須將沖裁件推</p><p>　　出。所以必需采用卸料裝置。常用的卸料裝置有剛性卸料板和彈壓卸料兩種，剛性卸料板卸料力大，卸料可靠，但產品的平直度不高。彈壓卸料裝置卸料力較小，但它既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質量較好，平直度較高。因此，質量要求較高的沖裁件或簿板沖裁宜采用彈壓卸料裝置。該沖壓件所需的卸料力不大，采用彈壓卸料裝置有利提高產品的質量，故采用卸

106、料螺釘的彈壓卸料。</p><p>　　4.7.2廢料切刀裝置</p><p>　　對于落料或成形件的切邊，如果沖件尺寸大或板料厚度大，將廢料切開而卸料。當凹模向下切邊時，同時把已切下的廢料壓向廢料切刀上，從而將其切開。對于沖件形狀簡單的沖裁模，一般設兩個廢料切刀；沖件形狀復雜的沖裁模，可以用彈壓卸料加廢料切刀進行卸料。</p><p><b>　　圖4-

107、8廢料切刀</b></p><p><b>　　4.8 導向裝置</b></p><p>　　常用的導向裝置有導板式、導柱導套式、滾珠導向式。這里采用導柱導套式</p><p>　　4.10 沖孔切邊模裝配總圖</p><p><b>　　圖4-9 主視圖</b></p>

108、<p><b>　　圖4-10俯視圖</b></p><p><b>　　5 總結</b></p><p>　　本課題來自企業(yè)規(guī)模生產課題，其工序安排和成型方法在企業(yè)生產中得到認可。通過對油箱上殼體的工藝分析，得出影響成形質量的主要因素，如：起皺、拉裂、變薄等；本課題的難點在于拉伸模的設計，該拉伸模采用壓邊圈在接觸坯料的地方有較大摩擦

109、，需硬度較大的材料，在壓邊圈上設置了壓料筋以防皺。用調整塊的高度來調節(jié)壓邊圈對坯料的壓力防止壓邊力過大使制件拉裂或變薄。該拉伸模很好的運用了壓邊圈、壓料筋、調整塊等結構有效的減少缺陷的產生。</p><p>　　經過這幾個月的畢業(yè)設計，使我對模具設計的過程有了較深刻的認識和全面的掌握。并能較熟練的運用CAD、Pro/E、CAE等軟件，為以后的工作做好準備。但設計中難免有錯誤和不足之處，懇請各位導師、各位教授批評指

110、正，不勝感激。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　首先，非常感謝老師們在這次設計過程中給予我的悉心的指導與幫助。</p><p>　　特別要感謝劉昌棋老師給我的指導，在設計和說明書的寫作過程中，我始終得到劉老師的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對模具設計與制造的整個工藝流程

111、也有了一個基本的掌握。</p><p>　　另外，還要感謝和我同組的其他同學，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。</p><p>　　總之，我的設計是老師和同學共同完成的結果，在設計的這些日子里，我們合作的非常愉快，教會了我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W表示感謝！參考文獻</p><p>　　

112、（1）翁其金，徐新成，沖壓工藝及沖模設計，機械工業(yè)出版社，2004.07</p><p>　?。?）翁其金，冷沖壓技術，機械工業(yè)出版社，2000.11 </p><p>　　（3）陳炎肆，郭景儀，沖壓模具設計與制造技術，北京出版社，1991.04</p><p>　　（4）王衛(wèi)衛(wèi)，材料成形設備，機械工業(yè)出版社，2

113、004.08</p><p>　?。?）鐘翔山，冷沖模設計應知應會，機械工業(yè)出版社，2008.08</p><p>　?。?）沖模設計手冊編寫組，沖模設計手冊，機械工業(yè)出版社，1988.07</p><p>　?。?）王孝培 .沖壓設計資料 .北京：機械工業(yè)出版社，1983.11</p><p>　?。?）朱輝，東華大學， 畫法幾何及工程制圖

114、，上海科學技術出版社，1982.6</p><p>　?。?）大典編委會，中國模具設計大典3，江西科學技術出版社，2003.01</p><p>　　（10）李碩本.沖壓工藝理論與新技術.北京:機械工業(yè)出版社,2002.11</p><p>　?。?1）李天佑，沖模圖冊，機械工業(yè)出版社，1988.11</p><p>　　（12）徐進等，模具