【正文】 卸料板）直接為凸模導(dǎo)向， 9 對(duì)小孔沖模，可以同時(shí)保護(hù)小凸模。 ④ 按送料方式分 按送料方式分為手工送料模、半自動(dòng)化沖模和自動(dòng)沖模。通用沖模有組合沖模、通用彎曲模等。 ② 復(fù)合模 復(fù)合沖壓是在沖床滑塊的一次行程中，在同一位置上，使材料順序完成幾個(gè)沖壓工序的方法，如落料 —— 沖孔、落料 —— 拉深、落料 —— 拉深 —— 沖孔等復(fù)合工序，該類模具稱為復(fù)合模。 一般認(rèn)為，當(dāng)連續(xù)沖壓的工位超過 5～ 8 位時(shí)，稱為多工位級(jí)進(jìn)模。 沖裁模與其他模具相比有兩大特點(diǎn) ：一是凸模和凹模之間有與沖裁材料性能和厚度有關(guān)的沖裁間隙值；二是凸模和凹模有鋒利的刃口，一般情況下其刃口為 90176。通過彎曲模在多品種小批量生產(chǎn)的企業(yè)應(yīng)用較為廣泛，彎曲件形狀可以是 V 形、 U 形多角彎曲、曲線形彎曲等，可根據(jù)產(chǎn)品零件特征分類，制造通用彎曲模來加工一定尺寸范圍內(nèi)的零件。集成化程度較高的軟件還包括： Pro/ENGINEER、UG 和 CATIA 等。企業(yè)間的交流必然要求模具的設(shè)計(jì)要有一個(gè)方便，快捷的平臺(tái)可供技術(shù)交流。現(xiàn)在精密模具的精度已達(dá) 2～ 3μm ，目前國(guó)內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國(guó)、日本等國(guó)的高精度三 坐 標(biāo)測(cè) 量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功 11 能。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需的零件，所以，也叫冷沖壓或材料沖壓。沖壓時(shí)模具保證了沖壓件的尺寸和形狀精度，制得的零件一般不進(jìn)行進(jìn)一步的加工。 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 12 圖 1 圓蓋零件 圖 Fig1 Rounded lid parts drawing 該零件是圓蓋薄板零件，如圖所示，板料厚度為 ，年產(chǎn) 50萬件，屬于批量生產(chǎn)，從以上信息可以應(yīng)用沖壓加工來完成。必須采用拉深 — 沖孔 — 翻邊的工藝。 成形工序是指坯料在模具壓力作用下，使坯料產(chǎn)生塑性變形，但不產(chǎn)生分離而獲得具有一定形狀和尺寸的沖壓件的加工方法。 第 1 種方法采用了集中的復(fù)合模，所以只用一副模具即可完成零件該部分的成形加工。并且大 噸位的壓力機(jī)占用的空間也比較大，造成了廠房、維護(hù)人員的浪費(fèi)。顯然拉深變形比第 1 種方法要緩和，所需要的拉深力也要小的多，模具也相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單。模具的形式很多，按工序組合程序可分為單工序模、復(fù)合模、連續(xù)模。 方案 3：全部工序分開，用單個(gè)模分別加工，用六副模具完成，沖壓順序按落料－拉深－沖孔－翻邊－拉深－切邊。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝調(diào)試維修困難，制造周期長(zhǎng)。 15 查《模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 ，可得邊修余量 1??h mm 排樣設(shè)計(jì) 沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方式稱為排樣。 ③提高材料的利用率，在不影響零件的性能的前提下，可以適當(dāng)?shù)母?變沖裁件的形狀。其材料利用率低，但制件的質(zhì)量和模具的使用壽命較高，多用于制件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。這種排樣方法，材料利用率最高，但對(duì)制件的形狀結(jié)構(gòu)要求嚴(yán)格。搭邊雖然在沖裁過程中是廢料，但它在工藝上有很大的作用。 16 搭邊的大小與下列因素有關(guān)：材料的機(jī)械性能、工件的形狀與大小、材料的厚度、送進(jìn)方式及擋料方式的影響、排樣的形式、卸料的方式。材料的利用率是指零件的實(shí)際面積與材料面積的百分比。 單個(gè)零件的材料利用率 100?? SA? % 10 7 ??? %＝ % 式中， A —— 一個(gè)沖裁件的面積 (mm)2； 17 S —— 一個(gè)沖裁件所用板料的面積 (mm)2。工序草圖為該工序的加工簡(jiǎn)圖，其視圖應(yīng)盡量少，以能說明問題為限，工序草圖中僅要求工序所完成的加工尺寸，其他尺寸不要求標(biāo)注，工藝裝備要寫明模具的名稱及編號(hào)。 板料采用 1800 (mm)，橫裁得到?jīng)_壓板料。 工藝計(jì)算 凸凹模工作部分尺寸計(jì)算 沖裁件是測(cè)量光亮帶尺寸為制件尺寸。 ②考慮到?jīng)_裁中的磨損，設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模的基本尺寸應(yīng)取工件孔的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸；設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小值。 ③ 確定凸凹模工作部分的尺寸 對(duì)于落料模部分： )()( ?? ?????? dxDD d ? ?? (mm) 0 i n )()2( ?? ???? CDD dp 0 ?? (mm) 式中，當(dāng)制件精度為 IT14 時(shí)，則 x = ， ? = ， Cmin =。 ③ 確定凸凹模工作部分尺寸 沖孔直徑 Φ ： 0 )()( ?? ?????? pxdd p ? 0 ?? (mm) i n )()( ?? ?????? dZxdd d ? ?? (mm) 式中，當(dāng)制件精度為 IT14 時(shí)，則 x =， ?? mm； ⑷ 拉深模工作部分尺 寸 ① 確定凸凹模間隙及制造公差 拉深凸凹模間隙，可根據(jù)《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 查得：用壓邊裝置 )( ???? ttZ mm 查表 得： 凸模制造公差 ?p? mm， 凹模制造公差 ?d? mm ② 對(duì)于拉深模部分，由于m i nm a x ZZpd ??? ??，故可以采用凸凹模分開加工的方法。 ①落料工藝力 F ： 4 5 3 ???? FFF ? (kN) ②拉深工藝力 P ： ???? FFP ? (kN) 由計(jì)算知，要求壓力為 ， 從滿足工藝力的要求看，可選用 40 kN 的壓力機(jī)。 ②翻孔力 2F ： ?????? ??? bD tmF ? (kN) 式中， 500?b? MPa， ?pd mm， ?Fk 。 使用條料時(shí)，條料在模具中的定位有兩個(gè)內(nèi)容：一是在送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，其零件有擋料銷、定距側(cè)刃等。活動(dòng)擋料銷多用于倒裝復(fù)合模上。側(cè)刃一般分為矩形側(cè)刃、成形側(cè)刃和尖角側(cè)刃。在兩邊的定位上采用了導(dǎo)料銷，和凹模裝在一起，為滿足要求，只需一側(cè)安裝兩個(gè)導(dǎo)料銷就可以了。 卸料與出件裝置 卸料裝置的形式及特點(diǎn) 卸料裝置分為剛性卸料裝置和彈性卸料裝置兩種形式：剛性卸料裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，卸料力大，適用于平直度要求不高或厚板零件的卸料；彈性卸料裝置適用于材料較薄、制件要求平整的復(fù)合模。 卸料裝置和出件裝置的確定 對(duì)于圓蓋零件，在落料－拉深時(shí)，考慮到模具的結(jié)構(gòu)要求，在落料部分采用彈性卸料裝置。在拉深－翻孔－切邊時(shí)，采用打板裝置。 考慮經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性，所以采用滑動(dòng)導(dǎo)向式。為了使工件能夠方便的從模具中取出等因素，所以，選用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)模架。 模具閉合高度的確定 ① 對(duì)于落料－拉深模 模具的閉合高度一般通過下式確定： H 模 =上模座厚度＋凹模墊板厚度＋凹模高度＋凸模墊板厚度＋凸模厚度＋下模座高度－凸模進(jìn)入凹模的深度 該模具由于下模座能夠滿足強(qiáng)度要求，所以沒有用墊板，上模座由于頂件裝置的需要，墊板選為 6mm，凸模長(zhǎng)度為 20mm，凹模高度為 50mm，則該模具的實(shí)際閉合高度為： H模 =30 + 20 + 6 + 50 +40－ 6 =140(mm) 查開式壓力機(jī)規(guī)格知道， 40kN 壓力機(jī)的最大閉合高度為 160mm，最小 125mm(封閉調(diào)節(jié)高度 35mm)，故所設(shè)計(jì)的模具閉合高度 H模 = 140mm滿足要求，高度設(shè)計(jì)合理。 5 強(qiáng)度校核 落料拉深模具強(qiáng)度校核 1 凸模強(qiáng)度校核 凸模正常工作的條件是其刃口斷面承受的徑向壓應(yīng)力不應(yīng)超過磨具材料的許用壓應(yīng)力， 即 式中： —— 凸模刃口斷面承受的壓應(yīng)力 ,MPa； —— 作用在凸模端面上的總沖壓力， N； S—— 凸模刃口端面面積， m 。 2 凸凹模強(qiáng)度校核 凸凹模正常工作的條件是其刃口斷面承受的軸向壓應(yīng)力和徑向不應(yīng)超過磨具材料的許用壓應(yīng)力， 即 式中： —— 凸凹模刃口斷面承受的壓應(yīng)力 ,MPa； —— 作用在凸凹模端面上的總沖壓力， N； S—— 凸凹模刃口端面面積， m 。 沖孔模具強(qiáng)度校核 凸模強(qiáng)度校核 凸模正常工作的條件是其刃口斷面承受的軸向壓應(yīng)力不應(yīng)超過磨具材料的許用壓應(yīng)力， 即 式中： —— 凸模刃口斷面承受的壓應(yīng)力 ,MPa； —— 作用在凸模端面上的總沖壓力， N； S—— 凸模刃口 端面面積， m 。 拉深翻孔切邊模具強(qiáng)度校核 1 凸模強(qiáng)度校核 凸凹模正常工作的條件是其刃口斷 面承受的軸向壓應(yīng)力和徑向不應(yīng)超過磨具材料的許用壓應(yīng)力， 即 式中： —— 凸模刃口斷面承受的壓應(yīng)力 ,MPa； —— 作用在凸模端面上的總沖壓力， N； S—— 凸模刃口端面面積， m 。 2 凹模強(qiáng)度校核 凹模正常工作的條件是其刃口斷面承受的軸向壓應(yīng)力和徑向不應(yīng)超過磨具材料的許用壓應(yīng)力， 即 式中： —— 凹模刃口斷面承受的壓應(yīng)力 ,MPa； —— 作用在凹模端面上的總沖壓力， N； S—— 凹模刃口端面面積， m 。 6 結(jié)論 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)得到了一次綜合運(yùn)用的機(jī) 會(huì)。在確定零件的加工工藝時(shí)，我開始確定只用一副模具來加工，但在后續(xù)的設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)其根本就不符合零件的加工要求，是不可實(shí)現(xiàn)的；考慮事情沒有從全方位出發(fā)。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是圓蓋 的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) ，我感到比以前的課程設(shè)計(jì)所涉及的知識(shí)更加深，設(shè)計(jì)難度加大了，而且很難著手開始。在此，我 由衷地向老師表示深深的謝意。做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)需要查閱大量的資料，老師也為我們提供了大量手冊(cè)、圖集等參考資料，為我們的設(shè)計(jì)提供了很大的方便。因此，我應(yīng)更加努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，這樣才能不斷提高自己的專業(yè)水平和綜合素質(zhì)，在 32 今后的工作崗位上，才能更好的發(fā)揮自己的才能。由于本次設(shè)計(jì)全部采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行，培養(yǎng)了使用 AutoCAD、 word 等計(jì)算機(jī)軟件的能力。 —— 拉深力系數(shù)； —— 翻邊力系數(shù)； —— 切邊力系數(shù)。 —— 拉深力系數(shù)； —— 翻 邊力系數(shù)； —— 切邊力系數(shù)。 —— 拉深力系數(shù)。 —— 拉深力系數(shù)； —— 沖裁力系數(shù)。 —— 拉深力系數(shù)。 ③對(duì)于拉深－翻孔－切邊模 模 具的閉合高度 H模 可以通過下式確定： H 模 =上模座厚度＋凸模長(zhǎng)度＋凸模墊板厚度＋凹模厚度＋凹模墊板厚度＋下模座高度－凸模進(jìn)入凹模的深度 該模具上模座墊板厚度為 10mm，凸模長(zhǎng)度為 36mm, 凹模高度為 26mm, 則該模具的實(shí)際閉合高度為： H模 = 25 + 36 + 10 + 26 +10+30－ 12 =125(mm) 查開式壓力機(jī)規(guī)格可知， 40kN 壓力機(jī)的最大閉合高度為 160mm，最 小 125mm(封閉調(diào)節(jié)高度 35 mm)，故所設(shè)計(jì)的模具閉合高度 H模 = 125mm滿足要求，高度設(shè)計(jì)合理。 ② 對(duì)于沖孔模，由工件的最大外形尺寸 及一定的凹模壁厚 (28mm)處選，再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體的結(jié)構(gòu)尺寸： 上模座尺寸： 256363 ?? (mm)，材料： HT200； 下模座尺寸： 306363 ?? (mm)，材料： HT200； 導(dǎo)柱尺寸： 11016? (mm)，材料： 20 鋼，熱處理方式：滲碳淬火 +低溫回火(58~62HRC)； 導(dǎo)套尺寸： 236516 ?? (mm)，材料： 20 鋼，熱處理方式：滲碳淬火 +低溫回火 25 (58~62HRC)； 模柄采用旋入式模柄 C30； 模具閉合高度：最大 155mm，最小 125mm。導(dǎo)柱 、 導(dǎo)套與上，下模座孔之間采取過盈配合的連接方式，工作 可靠。 模架中的 導(dǎo)向裝置可以提高模具精度，減少壓力機(jī)對(duì)模具精度的不良影響，同時(shí)節(jié)省調(diào)整時(shí)間，提高工件精度和模具壽命，因此，批量生產(chǎn)用沖壓模具廣泛采用導(dǎo)向裝置。出件裝置采用推件塊裝置。它兼有壓料和出件的兩個(gè)作用。 對(duì)于拉深－翻孔－ 切邊部分，由于其是前面工序的后續(xù)工序，前面工序沖孔，材料可直接放在凸模上來進(jìn)行定位，同時(shí)在壓邊圈設(shè)計(jì)有凹槽，可同時(shí)進(jìn)行定位。 定位及送進(jìn)方式的確定 材料的送進(jìn)方式有導(dǎo)銷式和導(dǎo)板式，對(duì)于該零件采用導(dǎo)板式送料方式。定距側(cè)刃常用于控制連續(xù)模的送料步進(jìn)。 定位零件的種類及特點(diǎn) 23 擋料銷分為固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷和始用擋料銷。 由計(jì)算知，要求壓力為 ， 從滿足工藝力的要求看，可選用 40 kN 的壓力機(jī)。取 6?n 。 ②拉深力 2F ： ????? Fbp ktdF ?? ? (kN) 式中， 500?b? MPa， ?pd mm， ?Fk 。 ③ 確定凸凹模工作部分的尺寸 對(duì)于拉深模部分： 0 4 ??? ??? ddd dPp ?(mm) )(