【正文】 南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 零件的結(jié)構(gòu)，形狀等一些技術(shù)要求，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： （ 1）拉深件圓角半徑：拉深件的圓角半徑要適合，應(yīng)盡量大些，以便于成形和減少拉深次數(shù)，避免在拉深過程中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象即拉裂。通過文獻(xiàn)資料的檢索和閱讀，能夠提高分析問題和解決問題的能力。 （ 2）通過畢業(yè)設(shè)計認(rèn)識沖壓模具設(shè)計的基本過程及所要完成的工作，提高自己濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 查閱相關(guān)資料手冊、手工繪圖及計算機(jī)繪圖等基本能力。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達(dá)到較高水平 ， 包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。由此可見，支持和促進(jìn)冷沖壓技術(shù)的發(fā)展，對國民經(jīng)濟(jì)和加 速工業(yè)化建設(shè)，具有十分重要的意義。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 1 前言 模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 沖壓工藝是一種生產(chǎn)效率很高的，可實(shí)現(xiàn)少無切屑的先進(jìn)加工方法。沖壓模具的設(shè)計水平和制造精度是保證沖壓零件質(zhì)量的關(guān)鍵，因此，發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)工藝，必須大力發(fā)展沖模技術(shù)。雖 然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。 并且，精密、先進(jìn)加工設(shè)備在模具加工中的比重還比較低， CAD/CAE/CAM 等先進(jìn)加工技術(shù)的普及率還比較低，許多高精度復(fù)雜模具仍主要依賴國外進(jìn)口 。 2 沖壓工藝方案的確定 設(shè)計任務(wù)書 （ 1）要求：獨(dú)立完成給定零件的模具設(shè)計， 合理選擇各組成零件的材料，進(jìn)一步鞏固和提高機(jī)械專業(yè)設(shè)計的理論和技能。 （ 2）數(shù)據(jù)：依照下圖給出的零件圖紙參數(shù)。拉深件底與壁的圓角半徑應(yīng)滿足 r≥ t（ t為材料厚度） 。生產(chǎn)批量大時，沖壓工序應(yīng)盡可能組合在一起，用復(fù)合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡單模。工序組合需按照以下原則： （ 1）對沖帶孔的或有缺口的沖裁件，如選用簡單模，一般先落料，再沖孔或切口； （ 2）對于有孔的拉深件，一般先拉深，后沖孔，但孔的位置在零件底部且孔徑尺寸要求不高時，也可先沖孔后拉深； （ 3）對于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應(yīng)先形成內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀； （ 4）整形修邊工序，應(yīng)在沖壓件成型以后進(jìn)行。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 3 落料拉深 模的設(shè)計 模具總體設(shè)計 如前所述，模具設(shè)計包括模具結(jié)構(gòu)形式的選擇和設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計算，模具圖的繪制等內(nèi)容。在回程 時 由 打料塊 17 將工件從凸凹模內(nèi)推出。在變形程度允許的條件下，可適當(dāng) 加大毛坯尺寸，以提高模具的可靠性。 經(jīng)計算得 D0= 根據(jù)零件拉深高度及相對高度查表得 ， 修邊余量 = 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 為便于計算，取落料尺寸為 D=122mm。 加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費(fèi)用約占總成本的 60%~80%之多。 同時屬于工藝廢料的搭邊對沖壓工藝也有很大的作用。 （ 1） 搭邊值選擇 由零件尺寸查手冊得 進(jìn)距方向 a= 搭邊值為 =1mmm 于是 進(jìn)距 h=D+a=122+= 條料寬度 b=D+ =122+2 1=124mm 排樣圖如圖 所示 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 圖 排樣圖 查文獻(xiàn) [3]《模具設(shè)計與制造手冊》 12 頁板料規(guī)格表， 擬用 1mm 500mm 1000mm 冷軋鋼板。即使得在傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力與在危險斷面上的抗拉強(qiáng)度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。 （ 2）錐形部分的拉深次數(shù) 由 文獻(xiàn) [1]《沖壓工藝與模具設(shè)計實(shí)用技術(shù) 手冊 》 138 頁可知， 相對厚度 =, = =, = = 因此這部分為淺錐形，而淺錐形可以一次拉成。會使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。 因此 = = F= （ 3）拉深力的計算 拉深力的近似計算公式 為 （ ） 式中 d— 圓筒形零件的直徑（ mm） 1K — 系數(shù)， — 材料的抗拉強(qiáng)度（ MPa） 整個拉深過程分為錐形拉深和筒形拉深兩部分，拉深力應(yīng)分開計算： 因此 錐形部分拉深力 = KN 圓筒形部分拉深力 = KN （ 4）拉深時壓邊力的計算 壓邊力的大小對拉深件的質(zhì)量是有一定影響的，如果過大，就要增加拉深力，因而會使制件拉裂，而壓邊圈的壓力過小就會使工件的邊壁或凸緣起皺，所以壓邊圈的壓力必須適當(dāng)。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 所以 Q =6497N 初步預(yù)選壓力機(jī) 根據(jù)以上所計算得到的沖壓力， 落料拉深復(fù)合模選擇公稱壓力為 250KN 的型號為 JH2125的開式固定臺壓力機(jī)。模具兩刃口尺寸中總有一個基準(zhǔn)尺寸，設(shè)計和制造模具時，可分別根據(jù)工件的精度要求，決定第一件為基準(zhǔn)件，把間隙取在另一件上。一般模具精度比工件精度至少高兩個級別。間隙 C 查 文獻(xiàn) [1]（表 2— 10，） 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 有 = () 式中， 為最大板料厚度， k 為間隙系數(shù)。 （ 3）凹模開孔位置計算 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 凹模上的螺釘初選 M12 的內(nèi)六角，孔中心距離邊緣的最小距離 B =15mm,所以，在此取該邊距為 15mm。 凸凹的結(jié)構(gòu)形式如圖 所示 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 圖 凸凹模 卸料 板的設(shè)計 本套模具采用固定卸料板，卸料板的作用是防止板料卡在凸模上，卸料板與落料凸模的間隙應(yīng)小于板料厚度的一半，取其間隙為 。件 2 為扭簧。固定板厚度為 20mm。模架簡圖如下所示 圖 模架 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 模柄的選擇 如圖 所示， 本套模具采用凸緣 式模柄，這是因為凸緣式模柄可以開打料桿孔，以便于打料。 模柄的結(jié)構(gòu)形式安裝固定方式如下圖： 圖 模柄 . 9 出件裝置的設(shè)計 為防止開模后 沖件卡在上模上，本套模具在上模 處 設(shè)計了打料桿與打料塊作為出件裝置，打料桿安裝在模柄 的 中心 孔 中，打料塊安裝在凸凹模的上部，回程時，打料桿頂?shù)綁毫C(jī)模柄孔頂部時，打料桿停止 上行，并推動打料塊下行，從而將沖件推出。 選擇濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 （ GB/） 標(biāo)準(zhǔn)中的 mm的圓柱銷進(jìn)行定位。 彈簧變形量為 30mm。 模具總體結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖 沖孔 翻邊模 1—— 下模座， 2—— 導(dǎo)柱， 3—— 固定板， 1 1 16—— 螺釘， 6—— 彈簧 ,7—— 承料圈， 8—— 導(dǎo)套， 9—— 彈壓卸料板， 10—— 卸料橡膠， 11—— 上模座，14—— 模柄， 1 23—— 圓柱銷， 17—— 墊板， 18—— 上模固定板， 19—— 翻邊凹模，20—— 沖孔凸模， 22—— 凸凹模。 該模具采用了中間導(dǎo)柱模架進(jìn)行導(dǎo)向，這是為了保證均勻的沖裁間隙，提高模具的刃模壽命，并使模具的調(diào)試簡單化。在翻邊過程中，變形區(qū)在凸模的作用下，其內(nèi)經(jīng)不斷的擴(kuò)大，直至翻邊結(jié)束。 因此 K=17/27= 由 文獻(xiàn) [2]257 頁 表 64 得，極限翻邊系數(shù) [K]=K,所以，翻邊可一次成形。一般， k 取 。 模具工作部分尺寸及公差計算 由模具結(jié)構(gòu)圖 可 知，該模具工作部分尺寸及公差計算，主要包括 沖孔凸凹模刃口尺寸及公差計算、翻邊模工作部分尺寸計算等 。 （ 2）翻邊模工作部分尺寸計算 圓孔翻邊時，材料沿切向伸長，其端面的材料變薄。 由沖壓件的零件圖可知： 翻邊孔的直徑為 mm 由文獻(xiàn) [1]《沖壓工藝與模具設(shè)計實(shí)用技術(shù)》可知， 凸模直徑 計算公式為 （ ） 凹模直徑 計算公式為 （ ） 式中， d—— 翻邊孔的中徑； 翻邊孔的制造