【正文】 柱、導(dǎo)套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料機(jī)構(gòu)，抽芯機(jī)構(gòu)，推（頂）料（件）機(jī)構(gòu)，檢測與安全機(jī)構(gòu)等。由于模具的用途廣泛，模具的種類繁多，科學(xué)在進(jìn)行模具分類，對有計劃在發(fā)展模具工業(yè)，系統(tǒng)地研究、開發(fā)模具生產(chǎn) 技術(shù)，促進(jìn)模具設(shè)計、制造技術(shù)的現(xiàn)代化，充分發(fā)揮模具的功能和作用；對研究、制訂模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)水平，提高模具生產(chǎn)效率，縮短模具的制造周期都有十分重要的意義。設(shè)計一套完整的模具，要求設(shè)計者應(yīng)具有扎實的動手能力和廣闊的理論知識體系。當(dāng)模具間隙正常時這個過程大致可分為三個變形階段。 第二階 段 為 塑性變形階段 如圖 21b所示 :當(dāng)凸模繼續(xù)壓力，板料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服極限點，板料與凸模和凹模的接觸處產(chǎn)生塑性剪切變形。 第三階段 為 剪裂階段 如圖 21c、 d、 e 所示 :當(dāng)板料的應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度后，凸模再向下壓，則在板料與凸模和凹模的刃口接觸處分別產(chǎn)生裂 紋。 cebad 圖 21 沖裁變形機(jī)理 金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文） HdD拉深凹模毛坯拉深凸模工件 拉深變形機(jī)理 如 圖 22所示：在圓筒形工件的拉深過程中， 平板毛坯在拉深凹模壓力的作用下，拉深凸模頂 部的材料變形很小，而毛坯（ Dd）的環(huán)形區(qū)的金 屬在拉深凹模壓力的作用下，要受到拉應(yīng)力和壓 應(yīng)力的作用，徑向伸長，切向縮短，依次流入凸、 凹模的間隙里成為筒壁 ，最后平板毛坯完全變成 圖 22 無凸緣圓筒件的拉深 圓筒形工件。尺寸 Ф 39 mm 為 IT14 級，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壱?，無須另加整形工序。 （ 3） 落料、沖孔、拉深連續(xù)沖壓，采用連續(xù)模生產(chǎn)?？筛鶕?jù)沖壓件形狀、尺寸精度要求來決定的。 端蓋復(fù)合模具中的有關(guān)計算 工藝尺寸計算 〔 1〕 毛坯尺寸 如圖 31 所示， h=8+= d=391=38mm ，根據(jù)相對高度 h/d=查參考文獻(xiàn) [2]表 得修邊余量 Δ h=，則 H=h+Δ h=+= 毛坯D = 22+ 4 dH rd r 公式（ 31） = 3 8 4 3 8 9 .5 1 .7 2 2 3 8 0 .5 6 2+ ≈ （ mm） 〔 2〕 判斷拉深次數(shù) 毛坯的相對厚度 ： ()tD毛 坯 100= 100= 根據(jù)毛坯的相對厚度，并假定用壓邊圈，查參考文獻(xiàn) [1][表 ]，得極限拉深系數(shù) 1m =，由于 總m 1m ,故工件一次拉深成形即可。 因材料為 H62，根據(jù)料厚 t=，查表 3－ 1，得工件間 a=，側(cè)面 a1= 表 3－ 1 沖裁金屬的搭邊值 /mm aa1 a1a 料厚 t/mm 圓形 非圓形 a a1 a ～ 2 ～ 1 2 3 2 1～ 2 2 3 2～ 3 3 3 4 3 3～ 4 4 3 5 4 5 4 4～ 5 4 3 5 4 5 4 表中 a—— — 排樣時沖裁件與沖裁件之間 的距離（ mm）； a1—— 沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料 （ mm）。 條料寬度可用公式 33計算得出。 金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文） ?= bhnA 100% 公式（ 34） 則 ?= ( 2 2[1 π ) ]/5456100%≈ % 其中 ｎ — 送進(jìn)步距個數(shù)； A— 一個步距內(nèi)零件的實際面積（ mm2）。 〔 1〕落料力的計算 F 落 = =13 1 255 ≈ 55(KN) 式中 L— 沖裁件的周長（ mm）； t — 材料厚度（ mm）； τ — 材料的抗剪強(qiáng)度極限值 (MPa)。 〔 5〕卸料力的計算 卸F = 卸K 落F = 55=(KN) 〔 6〕推件力的計算 推F = 推K 落F = 55=（ KN） 〔 7〕頂件力的計算 頂F = 推F =（ KN） 〔 8〕選沖壓設(shè)備時的總壓力 總F = 落F + 卸F + 沖F + 拉F + 壓F + 頂F + 推F =55++15+15+++ =（ KN） 金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文） 初選壓力機(jī) 參照參考文獻(xiàn) [20]，對于淺拉深制件可按此式： 壓F ≥（ ～ ） 總F 作為 公稱壓力來選壓力機(jī)。 凸、凹模工作部分尺寸計算 沖孔間隙的確定 為保證凸凹模刃 口處產(chǎn)生的上、下裂紋相互重合，以便獲得良好的斷面質(zhì)量，合理的間隙 z，可通過理論計算法確定，也可通過經(jīng)驗估算法確定，為使在試模過程中使用方便，一般采用經(jīng)驗估算法確定。 確定凸、凹模刃口尺寸及制造公差時需要遵循以下原則：落料件尺寸取決于凹模尺寸，如圖 33（ a）所示；沖孔件尺寸取決于凸模尺寸，如圖 33（ b）所示。 表中， pd d — 分別 為沖孔凸、凹模的刃口尺寸（ mm）； P dDD— 分別 為落料凸、凹模的刃口尺寸（ mm）； pδ dδ — 分別為凸、凹模的制造公差（ mm）； 金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文） Δ — 工件的制造公差（ mm）； Zmin— 最小合理間隙 分 （ mm） ； x— 磨損系數(shù)。 沖孔時： p? + d? =+=0（ mm） max minzz ==（ mm） 因為 [ p? + d? =0] [ max minzz =]，所以沖孔凸、凹模的制造公差滿足設(shè)計要求。（查參考文獻(xiàn) [15][表 287]，取 C=） 因為 maxL = 210 .1 9 1 1 4 10 18 380=148(mm), 而設(shè)計的凸模 L=66（ mm） 148mm，所以所設(shè)計的凸模符合要求。查參考文獻(xiàn) [2][表 4． 30 圓形拉深模凸、凹 圖 34 外形尺寸標(biāo)注方式 模的制造公差 ]，根據(jù)材料為 H62，料厚 t=1mm，且工件直徑尺寸為 Φ 39 mm，所以取 d? =， p? =。該工件為一次拉深， pr =r工 件≥ t。拉深凹模圓角半徑確定的原則是在不產(chǎn)生起皺的前提下，凹模圓角半徑越大越好。 橡膠的選用 卸料橡膠的選用 〔 1〕假設(shè)考慮了模具結(jié)構(gòu)選用 4 個圓筒形的聚氨脂橡膠，則每個橡膠所承受的預(yù)壓力為 yF = Fn卸 = 43300 =825（ N） 〔 2〕確定橡膠的橫截面積 A 取 =yh 20% 0h ，查參考文獻(xiàn) [1][表 335，橡膠壓縮量與單位壓力 ]取 P =，則A= PFy = =330（ mm2 ） 〔 3〕確定橡膠的截面尺寸 選用直徑為 Φ 16mm 的卸料螺釘，取橡膠上螺釘過孔的直徑 d=20mm，則橡膠外徑D可根據(jù)公式（ 38）計算得出。在該模具 中，因為 Dh0 ＝ 3244 ＝ ，且 ，所以所選橡膠符合要求。 金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文） 選用直徑為 Φ 35mm 的空心螺紋管，取橡膠的螺紋管過孔 d=40mm。 對此橡膠圈進(jìn)行校核：當(dāng)所選橡膠滿足此式 ≤ H≤ 時，所選橡膠符合設(shè)計要求。 從上式表明，壓力機(jī)選擇后所設(shè)計的模具應(yīng)該使其閉合高度 H 模 不能大于壓力機(jī)的最大裝模高度 H1，否 則模具就不能在壓力機(jī)上使用。裝在下模部分的主要工作零件有件 4凸凹模 1和件 3凸凹模固定板 1配合后與件 5落料凹模、件 1 下模座疊在一起用螺釘連接后再用銷釘固定。 上模繼續(xù)下行，件 4凸凹模 1在第三道工序（沖孔）中 又作為沖孔凹模 使用 ，在拉 深 結(jié)束后與件 23 沖孔凸模完成沖孔工序。按每個零件在模具中作用不同，主要分為工藝性零件和結(jié)構(gòu)性零件兩大類。其所用材料、熱處理要求及技術(shù)條件等，對于簡化模具設(shè)計與制造、提高模具壽命、降低成本、縮短生產(chǎn)周期都具有十分重要的意義。淬火硬度達(dá) 60～ 64HRC。 〔 3〕沖孔凸模 凸模按工作斷面形狀區(qū)分，有圓形、方形、矩形、不規(guī)凸 則形狀模，根據(jù)沖壓件形狀，此處選用圓形凸模。 圖 52 圓形凸模 金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文） 〔 4〕落料 凹 模 凹模刃口形式 采用 刃口無斜度 的。 材料選用 Cr12MoV，淬火硬度達(dá) 58～ 62HRC。 該零件材料選用 45 鋼 制造 ，熱處理后硬 度為 43～ 48HRC，與落料凹模 5 上的銷孔 過渡配合的部分 Ra= mμ 。該零件材料選用 45 鋼，熱處理后硬度為 43～ 48HRC，與落料凹模 5上的銷孔 過渡配合的部分 Ra= mμ 。由于考慮安裝卸料螺釘、橡膠圈等所需的空間，故采用長方形卸料板。該零件為非標(biāo)準(zhǔn) 零件， 選用 45鋼 制造 ，淬火硬度達(dá) 43～ 48HRC， 與工件接觸的端面 部分表面粗糙度為 mμ 。 〔 4〕頂桿、推桿 頂桿和推桿主要是在將沖壓件頂出時，作為推動頂件器 25 和壓邊圈 6 的中間零件，故對其主要的要求是導(dǎo)向時平穩(wěn)性好，因此選用帶螺紋的桿件，分別與頂板 16和下頂板 29相連接，都選用 45鋼制造， 熱處理后硬度為 40～ 45HRC。 〔 6〕壓邊裝置 壓邊圈的作用是為防止拉深件在拉深過程中起皺。主要包括支撐零件，如上、下模座、模柄、凸凹模固定板、墊板等；導(dǎo)向零件，如導(dǎo)柱、導(dǎo)套等；緊固零件，如螺釘、銷釘、卸料螺釘?shù)取８鶕?jù) 上述條件，查參考文獻(xiàn) [2][表 后側(cè)導(dǎo)柱模座尺寸 ]?。合履Ｗ?L B H=200 160 55 HT200,上模座 L BH=200 160 45 HT200。 〔 2〕模柄 為標(biāo)準(zhǔn)件， 選用 Q235 制造 ，模柄與上模座是剛性連接，不能發(fā)生相對運動。為便于模具裝配，墊板上的螺釘過孔直徑可比螺釘直徑增大 ～ 。 〔 5〕 凸 凹 模固定板 1 選用 45鋼 制造 ， 為使件 4凸凹模 1的定位準(zhǔn)確可靠，采用 H7/m6 的過渡配合 。 其厚度為凸凹模設(shè)計長度 L 的（ 6～ 100%）。 該模具中， 導(dǎo)柱、導(dǎo)套均 選用 20 鋼 制造 ，滲碳淬硬 ， 硬度達(dá) 58～ 62HRC，保證 滲碳深度 ～，導(dǎo)柱的外表面和導(dǎo)套的內(nèi)表面，表面粗糙度 達(dá) ～ m。 LL1H(閉合高度)123 4 1015s金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文） 2d2d 2H d 1d1+1h3LHh2h143215 緊固零件 本副模具中的緊固零件主要有 螺釘、銷釘 及卸料螺釘。 〔 2〕 螺釘 材料為 45 鋼，用于 連接 模具 中相關(guān)的 零 部 件， 且應(yīng) 均勻分布。 〔 3〕 卸料螺釘 用于連接卸料板，主要承受拉應(yīng)力，選用 M16內(nèi)六角式 的標(biāo)準(zhǔn)件 。 則 H=（ 45+10） +78+（ ～ 1） 1880 =～ 36（ mm ） 1— 上模座； 2— 卸料螺釘； 3— 墊板； 因為 此卸料螺釘控制彈壓卸料板的行程， 4— 彈壓卸料板； 5— 凸凹模 2 所以 H的取值應(yīng)與計算結(jié)果一致，不再適當(dāng)加 圖 57 深，取整值為 36mm 。 4）卸料和頂件裝置的相對位置符合圖紙技術(shù)要求的規(guī)定，工作面不允許有傾 斜 或單邊偏擺。 模具的裝配要點 在沖模制造過程中 ,要制造出一副合格優(yōu)質(zhì)的沖裁模 ,除了保證沖模零件的加工精度外，還需要有一個合理的裝配工藝來保證沖模的裝配質(zhì)量。 〔 2〕 合理的選擇裝配順序 沖裁模的裝配，最主要是保證凸、凹模的對中，使其間隙均勻。其安裝順序可按下述 步金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文） 驟 進(jìn)行： 1）把 凸 凹模 1 裝入 凸凹模 固定板 1中且 將 底面磨平。 5）把 第四步裝配好的部件 插入 件 5 落料 凹?？變?nèi)。 7） 按圖樣要求 加工 出 圓柱銷釘 ，并壓入 圓柱銷。 11）打標(biāo)記交付生產(chǎn)使用。在設(shè)計中，我基本掌握了沖裁模的設(shè)計要領(lǐng)，學(xué)會了模具的設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)設(shè)計，工藝分析，工藝安排以及工藝計算等細(xì)節(jié)問題，同時，我還學(xué)會了如何編寫技術(shù)說明書和如何查閱 相關(guān)資料 。 通過這次的模具設(shè)計，使我對模具了解從無到有，由淺到深。在此，我衷心的感謝各位指導(dǎo)老師。 金肯職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 2021 屆 畢業(yè)設(shè)計 說明書 （論文）