【正文】 其中 所對(duì)應(yīng)的角4r?4r度約 。 液壓拉深成形根據(jù) SolidWorks 中的零件尺寸可以知道所設(shè)計(jì)的零件中部是屬于拋物線形的，拋物線燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計(jì)28形零件目前應(yīng)用的較多，如汽車車燈外殼、自行車車燈等。液壓成形是指直接利用液體（水、油類）的壓力，使坯料成形的一種沖壓加工方法。3） 采用液壓拉深時(shí)，其拉深深度可加大并可加工形狀復(fù)雜的制品零件。不論是哪種類型，其原理全是一樣的。3） 采用液壓凹模成型，坯料定位容易，故質(zhì)量、精度高于液壓凸模拉深。其壓力可按下式確定： （44）1Ptd??式中 ——所需液體單位壓力（ ） ；MPa ——零件直徑（mm） ；——材料厚度（mm） ；t浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )29 ——坯料周邊產(chǎn)生拉深變形所需的拉應(yīng)力（ ） 。??則可以得到： （46）???????在實(shí)際生產(chǎn)中，采用最大單位壓力壓力： 。毛坯作為落料件，其精度應(yīng)低于 級(jí)。要形成以上的零件模型可以認(rèn)為通過(guò)一次拉深可以實(shí)現(xiàn)。壓力機(jī)上的單位壓邊力約為 ，則?????單邊力的的公式計(jì)算如下： （410）????2 ? ????????大緣 實(shí)然而本人設(shè)計(jì)的壓邊裝置是為了零件的定位和加緊，防止邊緣在拉深過(guò)程中起皺，同時(shí)要保證材料有一定的流動(dòng)性。 ，則不需要添加額外的力，壓邊裝置就可實(shí)現(xiàn)QF?壓 邊 卸卸料功能。工件經(jīng)拉深成形后嵌在下模的凹模內(nèi)，由頂出件的回彈和橡皮模液壓回復(fù)來(lái)頂出成形件。則凸模的表面形狀可按成形零件的凹面形狀尺寸確定。其內(nèi)孔的比拉深凸模的直徑大，在加工中的尺寸要求可在這個(gè)范圍內(nèi)，~.4m導(dǎo)向作用。LB?模具中各零部件見(jiàn)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)（1）液壓模中頂板和底板的設(shè)計(jì)：為了方便加工和模具的安裝，液壓模的頂板和底板的長(zhǎng)寬都取 320mm 320mm 的數(shù)據(jù)。其具體尺寸要跟導(dǎo)柱和導(dǎo)套相關(guān)聯(lián)，可見(jiàn) CAD 圖。（4）凹模零件和橡膠壓板的設(shè)計(jì)：根據(jù)壓邊環(huán)的外錐形結(jié)構(gòu)，橡膠壓板的內(nèi)孔配合處也采用相關(guān)的錐形結(jié)構(gòu)，同時(shí)此錐形結(jié)構(gòu)有利于圓板工件的定位，一定的錐面有利于圓板滑移到要求的位置，其外沿結(jié)構(gòu)與凹模外沿結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。這樣在開(kāi)模時(shí)，壓邊環(huán)退出橡膠凹模后，恢復(fù)液體壓力，在一定的液體壓力作用下，橡膠模自動(dòng)回彈恢復(fù)到原來(lái)的形狀，同時(shí)把成型零件頂出。當(dāng)其離開(kāi)到一定程度時(shí)，液壓槽內(nèi)液體沖壓，橡膠模開(kāi)始恢復(fù)原型，零件應(yīng)橡膠模的彈力而向上彈，工件就這樣頂出了。翻邊后的零件如圖 52 所示。然而在實(shí)際生產(chǎn)中，燈照的尺寸精度要求不是很高，其它不重要的地方可以適當(dāng)按加工條件和要求改進(jìn)。圖 53 經(jīng)過(guò)翻邊后的零件質(zhì)量特性燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計(jì)38圖 54 經(jīng)過(guò)液壓模后的零件質(zhì)量特性 驗(yàn)算拉深系數(shù)根據(jù)翻邊模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，零件在翻邊成型過(guò)程中，零件的內(nèi)沿部分被壓緊，真正的拉深彎曲的地方是零件的外沿部分，對(duì)液壓成型后的零件進(jìn)行計(jì)算分析。在設(shè)計(jì)中，其數(shù)據(jù)不可能做到完全的數(shù)據(jù)統(tǒng)一，小量的差異可以忽略不計(jì)。因此，在對(duì)模具結(jié)構(gòu)分析時(shí)，只要對(duì)這部分進(jìn)行分析就可以了。 裝配圖模型 液壓模裝配好以后，可的到液壓模示意圖 48，具體的尺寸要求可見(jiàn)零件圖和裝配圖。（5）彈性卸料裝置的設(shè)計(jì)：在壓邊環(huán)和環(huán)形擋塊之間通過(guò)螺釘連接，在螺釘上加上彈簧，使模具在開(kāi)模時(shí)，凸模先推出，壓邊環(huán)在彈簧壓力和重力的作用下，壓緊零件，使其脫離凸模。凹模零件根據(jù)凸模的大小來(lái)來(lái)設(shè)計(jì)擴(kuò)大凹模內(nèi)槽的尺寸，具體的數(shù)據(jù)可見(jiàn) CAD 圖。在環(huán)形擋塊的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)較深的沉頭孔，其孔的深度與安裝其上的螺釘長(zhǎng)度和壓變環(huán)的行程有關(guān)，這樣保證壓邊環(huán)在整個(gè)工作過(guò)程中的正常運(yùn)行。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)加工中，其加工尺寸在模具要求功能不變的情況下可活性調(diào)節(jié)。其三維模型如圖 47 所示，具體其它尺寸及要求可見(jiàn)二維 CAD 圖。圖 46 凸模模型壓邊環(huán)的設(shè)計(jì)壓邊環(huán)的計(jì)算：壓邊環(huán)在液壓凸模上做上下運(yùn)動(dòng)，壓邊環(huán)通過(guò)螺釘與環(huán)形擋塊連接，浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )33它與橡膠壓板之間應(yīng)該是動(dòng)配合，其外圓柱與橡膠壓板的配合處采用圓錐形，其角度與橡膠壓板的孔圓錐角度相同。橡皮膜厚度 ，最高壓力可達(dá) ，橡皮膜壽命可 2 萬(wàn)件以上，拉深系數(shù)可達(dá) ，10MPa ~4拉深深度可達(dá)直徑的 倍左右，橡皮膜與高壓液體組成一個(gè)流體凹模。模具結(jié)構(gòu)形式選擇在這模具中，工件的高度為 60mm，為了零件便于卸料和取出，模具行程在每次的工作中至少為 120mm。 根據(jù)本人的設(shè)計(jì)需要在模具上增加一個(gè)卸料裝置，其裝置又具有壓邊功能，則采用彈簧卸料，其作用力作用在環(huán)形鋼圈上，環(huán)形圈會(huì)托住拉深零件的邊緣，使零件頂出，具體可見(jiàn)三維模型，其卸料力是為了取出成形零件。計(jì)算成形力并選用液壓機(jī)根據(jù)液壓拉深成形中采用最大單位壓力 。毛坯形狀及尺寸是落料模沖壓落料后的成形件。燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計(jì)30 圖 45 液壓成型后的零件模型和尺寸根據(jù)已知結(jié)構(gòu)特點(diǎn)得知，上一道工序成形件是直徑 為 190mm 的 1060 的鋁板圓形D坯坯料，板材厚度為 t=，而成型后的坯件尺寸可見(jiàn)上圖，板材厚度 t=（理論假設(shè)） ，凸緣直徑 ，???????緣 大 邊 緣，兩個(gè)圓角半徑分別為 ，??r， ，查手冊(cè)可得，圓筒的內(nèi)徑公差為 ， 公差為2r3r 10.?D緣。根據(jù)以上條件，得知所需要液體單位壓力為：= (N) （44）????40??如果所拉深零件形狀較為復(fù)雜，若使成形能得到零件底部較小的圓角半徑時(shí)，則必須加大液壓力，其值為： （46）ztPr??式中 ——零件底部的圓角半徑（mm） ；r ——材料的屈服強(qiáng)度（ ） ；z?Ma——材料厚度（mm） 。液體的壓力，對(duì)成形有很大影響。這種液壓凹模拉深，其液壓特點(diǎn)是：1） 液壓凹模拉深時(shí)，由于有很高的液體靜壓力，可將坯料緊緊地壓在凸模之上，故工件底部不易變薄。液壓成形盡管有上述優(yōu)點(diǎn)，但它用液體充當(dāng)凸、凹模，因此操作工藝較一般鋼模及橡皮模復(fù)雜的多，故目前使用的還不夠廣泛。液壓成形較其他成形有如下優(yōu)點(diǎn)：1） 模具制造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短。采用液壓成形的零件，可以得到較理想的尺寸精度和表面質(zhì)量的制品。本人的課題設(shè)計(jì)就按以上的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。圖 44 零件的尺寸圖根據(jù)以上的步驟，用 SolidWorks 測(cè)得成型件的上表面面積為 ，質(zhì)量為 。根據(jù)上述信息，得： （42）~03td?? （43）2.因此，在本人的這課題設(shè)計(jì)中，在最后的工序中零件本身的的卷邊形狀在一定程度上減弱了零件拉深后的彎曲回彈，同時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)和使用中，對(duì)燈罩的尺寸精度要求不需要很高。其斷面精度一般可取 IT12~IT14 級(jí)，查使用手冊(cè)，得表 41 和表42：表 41 拉深件內(nèi)形或外形的直徑公差 （單位：mm）拉深件直徑 d材料厚度50?50~100 100~3001 ???表 42 拉深件高度尺寸公差 （單位：mm）燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計(jì)26拉深件高度 H18?18~30 30~50 50~80 80~120材料厚度 不帶凸緣帶凸緣的不帶凸緣帶凸緣的不帶凸緣帶凸緣的不帶凸緣帶凸緣的不帶凸緣帶凸緣的1?? ? ? ? ?根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)要求，本人所設(shè)計(jì)的零件尺寸精度為如圖 43 所示。~12t的變化為 。圖 4—1 矩形盒件尺寸示意圖浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )25圖 42 燈罩尺寸圖 設(shè)計(jì)拉深件時(shí)，對(duì)拉深件厚度不均勻現(xiàn)象的考慮在拉深件時(shí)，拉深件由于各處變形不均勻，所以拉深過(guò)程中材料厚度要發(fā)生變化。一般來(lái)說(shuō)，拉深件的圓角半徑越大越好。3） 設(shè)計(jì)曲面空心件時(shí)，應(yīng)盡量避免有尖底形狀。圖 315 沖裁模裝配體浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )23圖 316 沖裁模1——板料 2——下模座 3——卸料板 4——內(nèi)六角螺釘 5——凸模 6——工件7——擋料銷 8——橡膠環(huán) 9——導(dǎo)柱 10——導(dǎo)套 11——上模座 12——卸料螺釘13——內(nèi)六角螺釘 14——模柄 15——定位銷 16——墊板第四章 液壓模的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)拉深件時(shí)應(yīng)遵循的原則在將平板坯料通過(guò)拉深方法變成各種形狀的空心件的拉深工藝過(guò)程中，材料本身要發(fā)生流動(dòng)，其流動(dòng)的難易程度直接決定工件拉深的可能性和拉深次數(shù)的多少。圖 314 沖裁模裝配體使用 Solidworks 的“測(cè)量”功能，測(cè)得摩具的閉合高度為 。根據(jù)所選用的螺釘尺寸，上模座的沉頭孔的直徑和深度分別取 和9mm，其通孔直徑為 9mm，根據(jù)凸模的尺寸，螺釘孔和銷釘孔分布在直徑為 225mm 的圓周上。30m85???模具往壓力機(jī)上安裝時(shí)，模柄外采用套筒。四個(gè)卸料螺釘采用均布方式，其分布位置可以參考下模座上螺釘?shù)姆植嘉恢茫踩≡谥睆?130mm 的圓周上。在此凸模高度可近似取 （316）????凸 卸 料 板 壓 縮 （ ）④在 Solidworks 中進(jìn)行凸模零件的造型，如圖 310 所示。凸模高度 應(yīng)考慮卸料板厚度 及橡皮壓縮后D凸 H凸 H卸的高度等。圖 38 卸料板（7）凸模與墊板的設(shè)計(jì)計(jì)算①選用墊板：為了增加鑄鐵模座的抗壓能力，應(yīng)采用墊板。②卸料板尺寸：根據(jù)橡皮和凸模尺寸及其布置，取卸料板的外徑 ，卸料板厚250m?度 取 12mm。圖 36 加擋料銷孔（5）向下模裝配體中插入擋料銷及緊固件并完成下模設(shè)計(jì)，如圖 37 所示。固定擋料銷的數(shù)量選用 3 個(gè)，其中的一個(gè)擋料銷用來(lái)保證條料的送進(jìn)步距，其位置位于凹?？籽厮土戏较虻闹行木€上，另外兩個(gè)用于條料側(cè)面的定位。107986GB??兩個(gè)銷釘沿凹模軸線對(duì)稱分布，銷釘孔直徑為 10mm，與凹模邊緣之間的距離一般不小于 8mm,所以可與螺紋孔分布在同一圓周上，該圓直徑為 。一般來(lái)說(shuō)， M10 的螺紋孔與凹模邊緣的距離要大于 11mm，與凹模刃口的距離要大于 17mm，所以凹模中螺紋孔可以分布在直徑為：之間，????~8250m12????在這里取 225mm 的圓周作為凹模螺紋孔的分布圓周。根據(jù)下模座的厚度（55mm） ，選擇長(zhǎng)度為 60mm 的 內(nèi)六角圓柱螺釘。250?在 SolidWorks 環(huán)境中進(jìn)行凹模的初步造型，其模型如圖 34 所示。???對(duì)落料件，應(yīng)該先根據(jù)工件確定凹模尺寸，得落料模凹模和凸模工件直徑分別為： （310）?????????????凹凹 （311）??????min000in .?? ?????凸凸凸 凹 模具零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算選定孔口形式：因?yàn)楣ぜa(chǎn)批量較大且材料較薄，所以選用刃口強(qiáng)度高、修模后孔口尺寸不變的圓柱形孔口凹模。對(duì)本人的課題設(shè)計(jì)，設(shè)備的名義壓力可取工藝變形力的 倍，即????根據(jù)上述工藝力的計(jì)算值，可選用 壓力機(jī)，其主要參數(shù)為：最大封閉高度160KN，封閉高度調(diào)節(jié)量 ，最小封閉高度 ，工作臺(tái)max0HmH?調(diào) min160H?孔直徑 ，模柄孔尺寸（直徑 深度）為 。例如，某道沖壓工序的工藝變形力為 ， 那么，選擇的設(shè)備噸位一般為 。?查手冊(cè)此材料的卸料力系數(shù) 為 ~,在此取上限為 ，則落料的卸料力為 卸 （32）(N)FK???卸 卸 落 料式中 ——沖裁所需卸料力（N ） 。在測(cè)量沖裁后的板料面積對(duì)話框中顯示出所選面的面積為 ,此2m為沖裁后板料的表面積。 工件的排樣方案根據(jù)本人的設(shè)計(jì)，查手冊(cè)得知工件與板料邊緣的搭邊值 =3mm，工件間的搭邊值a=3mm。上摩架繼續(xù)上升，直到夾緊定位裝置中的螺釘帶動(dòng)壓環(huán)上升時(shí)，整個(gè)上模架全部離開(kāi)下模架。 對(duì)卷邊模工作過(guò)程和原理的解釋說(shuō)明 在開(kāi)始工作時(shí)，模具處于開(kāi)模狀態(tài)，在模具的一邊通過(guò)人工或機(jī)械手送入經(jīng)過(guò)反邊處理過(guò)的零件，因?yàn)橥鼓５耐怀鐾庑问沽慵行亩ㄎ弧４藭r(shí)，凹模套環(huán)和夾緊卸料環(huán)同步下移，工件的外邊緣開(kāi)始拉深變形，直到上模下降到規(guī)定的高度。當(dāng)上模離開(kāi)到一定距離后，凹模槽內(nèi)的液體通過(guò)外部的聯(lián)通器沖壓，使橡膠?；謴?fù)到原來(lái)的形狀，同時(shí)把成型零件頂出。之后，凸模下壓拉深工件，而凹模裝置中，在液體壓力的作用下，使工件包向凸模，逐漸性成凸模的形狀，由于凹模處采用軟性材料的橡膠模，在拉深成型的過(guò)程中，不會(huì)壓緊半徑較小的變形面，此橡膠模起到保護(hù)零件的作用。該卸料裝置由卸料板、卸料橡皮和卸料螺釘三部分組成，在合模時(shí)卸料橡皮處于壓縮狀態(tài)，開(kāi)模后其恢復(fù)原形，故卸料橡皮的彈性恢復(fù)力和卸料裝置的重力使得卸料板下移來(lái)帶動(dòng)板料，讓卡在凸模上的板料脫落，而被沖落下來(lái)的圓形板料會(huì)沿著下模座和凹模的中心通孔掉落。圖 24 翻邊模內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖卷邊模的設(shè)計(jì)，該模具可以實(shí)現(xiàn)沖壓得到旋轉(zhuǎn)突起零件邊緣的卷邊成型（結(jié)合設(shè)計(jì)尺寸要求） ，其內(nèi)部大概結(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖 25。首先在一般的鋁料板料中沖壓出所要求尺寸的圓形鋁板，之后，圓形鋁板要進(jìn)行拉