【正文】 基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和初步掌握拉伸模的設(shè)計方法和原理，利用UG NX三維CAD軟件，設(shè)計一個給定零件的拉伸模沖壓共工藝與模具，并對模具的材料與結(jié)構(gòu)進行分析計算，確定拉伸工藝與模具材料及結(jié)構(gòu)尺寸。分階段完成調(diào)研、方案論證、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與分析，UG NX三維CAD建模、二維工程圖紙生成、畢業(yè)設(shè)計論文書寫與整理等工作。通過本課題的設(shè)計與研究，了解拉伸模的一般設(shè)計方法，與制作工藝，學(xué)習(xí)UG NX三維CAD的操作使用與設(shè)計思想，掌握綜合運用所學(xué)機械制圖、機械原理、機構(gòu)設(shè)計、計算機輔助設(shè)計與制造等知識的能力和解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生勇于實踐、開拓創(chuàng)新的精神。2． 沖裁零件工藝分析及工藝方案確定 彎曲件的工藝分析零件圖：如圖11所示生產(chǎn)批量：大批量材料：Q235A材料厚度：1mm圖21 零件圖 結(jié)構(gòu)與尺寸該零件結(jié)構(gòu)較簡單，尺寸較小。在零件中還有一孔，需要考慮沖孔的最小的尺寸。沖孔的最小的尺寸和孔的形狀、板材的力學(xué)性能和厚度相關(guān)，因受凸模強度的限制，沖孔的尺寸不宜過小。查表得d=3t=1滿足要求?？纂x邊緣之間的距離受模具的強度和沖裁件的質(zhì)量的限制，其值不能過小，一般取a2t,a=6t=1滿足要求。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)形狀，需要進行落料、沖孔和彎曲三道基本工序。工件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料的和結(jié)構(gòu)的選擇，保證模具的復(fù)雜程度和模具的使用壽命。原料采用條料。零件圖上的尺寸無特殊要求，屬自由尺寸，可按IT14級選取，利用普通沖裁方式可以達到圖樣要求。 工藝方案的確定在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點確定沖裁工藝的方案。該產(chǎn)品的材料為Q235A，厚度t=1mm，抗剪切強度為τ=310380Mpa,抗拉強度σb=380 470Mpa,伸縮率δ=2125%,屈服強度σs=2240 Mpa，具有較高的強度、剛度和塑性，滿足沖裁工藝對材料的要求，適合于沖壓加工，能夠保證沖壓過程的完成，根據(jù)工件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔、彎曲三道基本工藝，按其先后順序組合，可得如下幾種方案。(1)落料——彎曲——沖孔；單工序模沖壓(2)落料——沖孔——彎曲；單工序模沖壓。(3)沖孔——落料——彎曲；連續(xù)模沖壓。(4)沖孔——落料——彎曲；復(fù)合模沖壓。方案（1）（2）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機一次行程內(nèi)完成一個沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產(chǎn)批量大，尺寸又較這兩種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，勞動強度大，故不宜采用。方案（3）屬于連續(xù)模，是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道沖壓工序的模具。于制件的結(jié)構(gòu)尺寸小，厚度小，連續(xù)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又因落料在前彎曲在后，必然使彎曲時產(chǎn)生很大的加工難度，因此，不宜采用該方案。方案（4）屬于復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道沖壓工序的模具。采用復(fù)合模沖裁，其模具結(jié)構(gòu)沒有連續(xù)模復(fù)雜，生產(chǎn)效率也很高，又降低的工人的勞動強度，所以此方案最為合適。根據(jù)分析采用方案（4）復(fù)合沖裁 3． 沖裁工藝與設(shè)計計算相對彎曲半徑為：R/t=10/1=10式中：R——彎曲半徑（mm） t——材料厚度（mm） ，可見制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)該先求變形區(qū)中性層曲率半徑β（mm）。β=r0+kt (3—1)式中：r0——內(nèi)彎曲半徑k——中性層系數(shù)表31 板料彎曲中性層系數(shù)r/t1Kr/t234567≥8K根據(jù)r/t，由表3—1查出中性層位移系數(shù)k值為：k1= k2=計算出圖32中的LL2的長度分別為：圖32零件圖L2=7 L3=12再根據(jù)公式(31) 得β1=r1+ k1t =10+1=β2= r2+ k2t=1+1=根據(jù)ββ2與角度計算LL2 弧長的展開長度：L1=πβα/180176。=180176。/180176。=L2=πβα/180176。=90176。/180176。=計算毛坯總長：L=L1+L2+L3+L4=++7+12=54mm根據(jù)計算得：工件的展開尺寸為5410（mm）,如圖3—2所示。圖3—2 零件展開外形尺寸、計算條料寬度及步距的確定排樣時零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ鳌４钸呏低ǔＳ山?jīng)驗確定，表所列搭邊值為普通沖裁時經(jīng)驗數(shù)據(jù)之一。 搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進凹模，增加刃口磨損表2—2給出了鋼（%～%）的搭邊值。該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表3—2中查出：兩制件之間的搭邊值a1=（mm）,側(cè)搭邊值a=(mm)。表3—2搭邊a和a1數(shù)值材料厚度圓件及r＞2t的工件矩形工件邊長L＜50mm矩形工件邊長L＞50mm或r＜2t的工件工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a ＜ ~~~~~~~~~~~12設(shè)計如下兩種方案：圖33方案①圖34 方案②方案①步距h=10+= 條料寬度b=54+3=57沖壓件的面積A=5410=540mm，一個步距的材料利用率η=nA/bh=1540/5713=%方案②步距h=54+=，條料寬度b=10+3=13，沖壓件的面積A=5410=540mm，一個步距的材料利用率η=nA/bh=1540/13=%方案①的利用率高，選擇方案① 沖裁力的計算計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹姸?，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計算：Fp=Kp tLτ （3—2）式中 τ——材料抗剪強度，見附表（MPa）；L——沖裁周邊總長（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)值的變化或分布不均），潤滑情況，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。 根據(jù)常用金屬沖壓材料的力學(xué)性能查出Q235的抗剪強度為τ=310380Mpa取τ=345(MPa) 總沖裁力、卸料力、推料力、頂件力、彎曲力和總沖壓力由于沖裁模具采用彈壓卸料裝置和自然落料方式。總的沖裁力包括：F——總沖壓力 Fp——總沖裁力 FQ——卸料力 FQ1——推料力。FQ2——頂件力① 總沖裁力：Fp=F1+F2 （3—3）F1——落料時的沖裁力。 F2——沖孔時的沖裁力.落料時的周邊長度為：L1=2（54+10）=128（mm）根據(jù)公式F1=KptLτ （3—4） =1128345 =(KN)沖孔時的周邊長度為：L2=πd=3=（mm） F2= KptLτ =1345=(KN) 總沖裁力：Fp=F1+F2=+4,2=(KN)表3—3卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKxKtKd鋼≤＞~＞~＞~＞~~~~~鋁、鋁合金純銅，黃銅~~~~對于表中的數(shù)據(jù)，厚的材料取小直，薄材料取大值。② 卸料力FQ的計算FQ=Kx Fp (3—5)式中： K—卸料力系數(shù)。查表3—3得KＸ＝~，取KＸ＝根據(jù)公式3—5 FQ ＝ KＸ Fp　　　　　　　　 ＝　　　　　　　　 ＝(KN)③ 推料力FQ1的計算 FQ1=Kt Fp (3—6) Kt——推料力系數(shù)。 查表3—3得Kt＝, 根據(jù)公式3—6 FQ1=n K