【正文】 精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。 本設(shè)計(jì)題目為端蓋，但對做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的及意義。其目的有以下幾點(diǎn)： ，全面系統(tǒng)鞏固課堂教學(xué)的基本知識，進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。 ―冷沖壓模 具設(shè)計(jì) ‖等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。 第 10–頁 共 37 頁 3. 掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 本課題的意義是：通過對該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者冷沖模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的冷沖模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。 第 2章 沖壓工件的工藝性分析 沖裁件的工藝性的感念 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零 件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）。 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高，成本低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。影響沖裁件工藝性的因素很多，如沖裁件的形狀特點(diǎn)，尺寸大小、尺寸大小標(biāo)注方法精、度要求和材料性能等。良好的沖裁工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命長、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單等。 [1] [1]——劉建超、張寶忠主編《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》高等教育出版社 料： 08鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，且市場上也易購得此種材料，價(jià)格適中。 ： 沖裁件的形狀應(yīng)該盡量簡單，對稱，最好是由圓弧和直線組成。應(yīng)該避免沖裁件上有過長的懸臂和狹槽，其最小寬度要大于料厚 t的兩倍，即 b＞ 2t。 由工件圖看，該工件只有落料，拉深和沖孔三個工序，形狀較為簡單，結(jié)構(gòu)對稱。沖裁件內(nèi)，外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角，拉深部分有 R=1mm的拉深圓角過渡。該工件有一個φ 18mm的孔和兩個φ 5mm的孔 ,孔與邊緣之間的距離是 5mm(φ5mm的孔與R10mm之間的距 離 ,φ18mm與φ 28mm之間的距離 )。故可以采用復(fù)合沖壓工序 ,這樣可以大大提高工作效率 ,并減輕工作量 ,節(jié)約能源 ,降低成本 ,而且避免原有的加工方法中須將手伸入模具的問題 ,對保護(hù)操作者安全也很有利。 : 為降低沖壓成本，獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，在不影響沖壓件使用要求的前提第 11–頁 共 37 頁 下，應(yīng)盡量采用經(jīng)濟(jì)精度。所謂經(jīng)濟(jì)精度是指模具達(dá)到最大許可磨損時(shí)，其所完成的沖壓加工在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)而在經(jīng)濟(jì)上又最合理的精度。沖裁件的精度一般滿足其經(jīng)濟(jì)精度要求。 該工件圖上除 ?? mm , ?? mm和筒外徑 0 ?? mm有精度要求外 ,其余尺寸未注公測量》機(jī)械工業(yè)出版社 [3]—— 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會 組編《冷沖模設(shè)計(jì)及制造》機(jī)械工業(yè)出版社 : 可以沖裁。 第 12–頁 共 37 頁 第 3章 沖壓工藝方案的確定 : （ 1）保證沖裁件質(zhì)量 。 （ 2）經(jīng)濟(jì)性原則 （ 3）安全性原則 . [4] [4]—— 丁松聚主編 冷沖模設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 ： 由工件圖看 ,該工件包括落料 ,拉深和沖孔三個基本工序 ,其中拉深過程中能否一次成形 ,保證工件平整而且無裂紋是該工件模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 .下面判斷該工件是否可一次拉成 . 由工件圖可知 ,該工件為有凸緣圓筒形件 ,要求內(nèi)形尺寸 ,沒有厚度不變的要求 .此工件的形狀滿足拉深工藝要求 ,可用拉深工序加工 .Ф24 ? mm為 IT12級 ,滿足拉深工序?qū)ぜ墓畹燃壍囊?,且 08鋼拉深性能好 . ,預(yù)算毛坯直徑 : 因板料厚度 t=2mm1mm,故按板厚中 線尺寸計(jì)算 . d=282=26mm, td =28+2=30mm, ??ddt .由表 42有凸緣圓筒形拉深件的修邊余量δ [5]查得 :,修邊余下公式： 圖（第 13–頁 共 37 頁 222221 1 2 5 5303544 mmdDa ????? ）（）（ ?? 22 )42 mm　rdra ???????? ）（（ ???? 式中 r=1mm,d=30mm. 23 7 mmdHa ????? ?? 式中 H=, d=28mm. 式中 r=1mm,d=22mm. h/d的值，判斷能否一次拉成。 (1)毛坯相對厚度 %%100342%100 ????Dt . (2)凸緣相對直徑 ?ddt 30/26=. (3)工件相對拉深高度 1 5 )228( )( ????dh . [0]由表 49帶凸緣筒形件第一次拉深的最大相對高度 h(1)/d(1)查得 ?dh ∽，因 ?dh 11dh ,故可一次拉成。 在滿足確 定工藝方案的主要原則的前提下，可有以下四種不同的工藝方案： 方案一：先落料，然后沖孔和拉深在同一工步； 方案二：落料，沖孔為同一工步首先完成，然后進(jìn)行拉深； 方案三：落料，拉深為同一工步首先完成，然后進(jìn)行沖孔； 方案四：先拉深，然后落料和沖孔在同一工步。 若采用方案一加工工件，不易保證兩個Ф 5mm孔之間的中心距長度尺寸 48mm的精度，而且易使內(nèi)孔沖頭磨損，降低模具壽命；若采用方案二加工工件，雖沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率也較高，但拉深成形困難，易產(chǎn)生廢品；若采用方案三加工工件，模具結(jié)構(gòu)簡單， 壽命長，且沖壓件的形位精度和尺寸精度準(zhǔn)確，表面質(zhì)量高，生產(chǎn)效率高，操作方便；若采用方案四加工工件，雖能保證沖壓件的形位精度和尺寸精度，但拉深時(shí)，壓邊圈易松動，條料可能單邊拉入拉深凹模，使條料變形。 經(jīng)分析，比較最后確定方案三。 第 14–頁 共 37 頁 第 4章 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，模架主要有兩大類：一類是由上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架；一類是由彈壓導(dǎo)板，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。模架是整副模具的 骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘，壓板固定在壓力機(jī)工作臺面上。上，下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動，保證沖裁過程中間隙均勻。 模架的基本要求： （ 1）要有足夠的強(qiáng)度與剛度； （ 2）要有足夠的精度（如上，下模座要平行，導(dǎo)柱，導(dǎo)套中心要與上，下模座垂直，模柄要與上模座垂直等）。 （ 3）上，下模之間的導(dǎo)向要精確（導(dǎo)向件之間的間隙要很小，上，下模之間的移動應(yīng)平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象）。 由上述看，選擇模架非常重要 。為了滿足模架的基本要求及保證模具的使用壽命，且后側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便。故該復(fù)合模選用第 15–頁 共 37 頁 后側(cè)導(dǎo)柱模架。 [4] 沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置?？刂扑土喜骄嗟亩ㄎ?，稱為擋料；控制條料寬度方向上的定位，稱為導(dǎo)料。沖裁條料時(shí)，導(dǎo)料零件有導(dǎo)料板和導(dǎo)料銷等，保證進(jìn)距的擋料銷和定距側(cè)刃等。導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷對條料或卷料的側(cè)邊進(jìn)行導(dǎo)向，以保證其正確的送進(jìn)方向的板件或銷。條料靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N的一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn)，以免送偏。 [3] 根據(jù)工件圖 ，該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，為了保證條料緊靠導(dǎo)料板一側(cè)送進(jìn)時(shí)，常采用有側(cè)壓裝置，所以條料采用導(dǎo)料板，送進(jìn)步距控制采用擋料銷。 ，出件方式的選擇 卸料裝置分固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀三種。其中卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸凹模上的沖裁件或廢料的板件。固定卸料裝置裝于下模的凹模上，結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大，使用安全可靠，一般僅起卸料作用，用于硬料、厚料。出件裝置主要有剛性出件裝置與彈性出件裝置兩種，剛性出件裝置一般用于上模，它是在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r(shí)，利用壓力機(jī)滑塊 上的打料桿，撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板（塊），將凹模的工件推出，因次推件力大，而且工作可靠。 因?yàn)楣ぜ虾駷?2mm ，卸料力相對較大，故采用彈壓卸料裝置，卸料可靠。該模具采用彈性打件，并利用裝在壓力機(jī)工作臺下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。 凸模用凸模固定板固定，固定方法通常是將凸模壓入固定板內(nèi)，其配合為臺階式凸模用 H7/h6，直通式凸模用 N7/h6 P7/h6；凹模用導(dǎo)料板定位，一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上。 沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ⑴壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力，即 總壓 FF ? ，式中 壓F —所選壓力機(jī)的噸位， 總F —沖裁時(shí)的總力； ⑵根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程（沖程）次數(shù)，如復(fù)合模工作需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機(jī)。 ⑶根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺面尺寸，如有推件時(shí)應(yīng)考慮臺面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過。 第 16–頁 共 37 頁 ⑷選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。 ⑸模柄直徑，長度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄直徑、 深度尺寸相當(dāng)。 ⑹壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的 2∽ 。 ⑺壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。 ⑻壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。 [5] 為安全起見，防止設(shè)備的超載，可按公稱壓力 壓F ≥（ ∽ ） 總F 的原則選取壓力機(jī)。參照許發(fā)樾主編《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》附錄 B3開式雙柱可傾式壓力機(jī) [6]主要技術(shù)規(guī)格，選取公稱壓力為 400KN的開式雙柱可傾式壓力機(jī)，該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)系數(shù)為： 公稱壓力： 400KN； 滑塊行程： 100mm； 滑塊行程次數(shù)： 45次 /mim 最大閉合高度： 330 mm； 最大裝模高度： 265 mm； 封閉高度調(diào)節(jié)量： 65 mm； 工作臺尺寸（前后左右）： 460 mm 700 mm； 模柄孔尺寸（直徑深度）：φ 50mm 70mm； 最大傾斜角度： 030 [6]——許發(fā)樾主編《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》機(jī)械工業(yè)出版社。 第 5章 主要工藝參數(shù)計(jì)算 在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義 ，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件形狀尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。 沖裁件在條料，帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是降低成本和保證沖裁件質(zhì)量及模具壽命的有效措施，故排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則： ⑴提高材料利用率； ⑵排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率雖高，但過小時(shí)搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口，因此確定搭 邊值時(shí)應(yīng)考慮如下因素： ①材料的力學(xué)性能，軟材料，脆材料，搭邊值要大一些；硬材料，搭邊值可小一些； ②材料的厚度，材料越厚，搭邊值也越大； ③零件的形狀和尺寸，零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大； ④排樣的形式，對排的搭邊值大于直排的搭邊值； ⑤送料及擋料方式，用手工送料且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些，用側(cè)刃定距比用第 17–頁 共 37 頁 擋料銷定距的搭邊值小一些； ⑥卸料方式，彈性卸料比剛性卸料的搭邊值要小一些。 由表 312搭邊 a和 1a 數(shù)值查得： 1a =， a=. [3] ⑴送料步距： 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距。送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點(diǎn)之間的距離。每次只沖一個零件的步距 s的計(jì)算公式為：s=D+ 1a ， D—平行于送料方向的沖裁件寬度， 1a —沖裁件之間的搭邊值?！鄐=38+2=40mm. ⑵條料寬度： 條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值， [6]——由許發(fā)樾主編 《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》機(jī)械工業(yè)出版社附錄 A沖壓常用材料的性能和規(guī)格查得。故 F= 2 260=。 ?F ： ?F = NFK 30 9200 98 6005 ????? ，式中 ?K =． ： 由于該零件為有凸緣圓筒形件的拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形件近似計(jì)算，按下式： bt dtKF ??? ，式中 tF —拉深力， d—拉深件的直徑 d =24mm， t—材料厚度， K—修正因數(shù)， b? —材料的強(qiáng)度極限， b? =330Mpa．拉深系數(shù) m= ??Dd ，由表 418修正因數(shù) K[6]的數(shù)值，查得修正因數(shù) K=，則 tF = 24 2330=． 壓邊力 QF 用下式計(jì)算， QF =AP ，式中 A— 壓邊圈面積，A= 222 mm　 ???