【正文】 由于氣缸蓋罩屬于大型拉深件，故采用剛性壓邊圈對其進行壓邊，圖 38所示為氣墊壓邊裝置。凹凸模圓角處，筒壁和凸模完全脫離．接觸面最小。因此，間隙一般比毛坯厚度略大一些。 ⒉精拉深的圓角半徑： ii ）（? （ i=2,3，拉伸開始時，壓料圈 6壓料，拉伸完成后推件，在凹凸模的作用下完成拉伸成型。 （三）卸料、出件方式的選擇 根據(jù)零件加工的特點及質(zhì)量要求，拉深模具中采用剛性卸料的方式，通過使用推桿將壓邊圈與雙動液壓機的滑塊進行連接，依靠液壓機將零件推出。 （三）沖壓設(shè)備的選擇 設(shè)備類型的選擇主要取決于沖壓工藝要求和生產(chǎn)批量，在精拉深工序中 一般選用雙動拉深壓力機。材料為上海寶鋼 ST14拉深板，抗拉強度 b? =350MPa。 ⑶坯料尺寸的確定 坯料尺寸根據(jù)坯料面積與拉深件表面積 (包括切邊余量 )相等的原則求出，拉深件毛坯的形狀一般與工件的橫截面相似。 參考文獻 21 表 32 帶凸緣拉深件的切邊余量 ? （ mm） 注：本表適用于有凸緣筒形件和盒形件。 （二）拉深件的圓角半徑 如圖 32所示，拉深件底部圓角半徑應(yīng)滿足 tr1? ，為使拉深順利進行，一般取t53r1 ）（? ，此處取 1r =20mm。理想的擠壓速度是當凸模與毛坯料接觸時速度要低，擠壓時速度要均勻，滑塊速度 (經(jīng)驗得知，以12— 24mm/min為好 )； ⒍壓力機應(yīng)具有超載保險裝置，以避免由于坯料磷化層脫落成材料成分不均勻等一些未能預(yù)料的原因，使壓力機工作超載導(dǎo)至 損壞。在塑性力學(xué)中經(jīng)常采用直線指數(shù)曲線來近似代替實際硬化曲線。硬化曲線可以通過拉深、壓縮或板料的液壓脹形試驗等多種方法求得。在單向受拉或單向受壓時的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系可以用硬化曲線或用硬化曲線的數(shù)學(xué)表達式來表示。一種應(yīng)變狀態(tài)只有一組主應(yīng)變，可分解成兩部分。帶正號的正應(yīng)力或主應(yīng)力表示拉應(yīng)力，帶負號的正應(yīng)力或主應(yīng)力表示壓應(yīng)力。這是因為材料尺寸越大，組織和化學(xué)成分越不一致，雜質(zhì)分布越不均勻，應(yīng)力分布也不均勻。對金屬的塑性及變形能力的影響也越大，例 如，純鋼比碳鋼的塑性好、變形抗力低。 (6) 鋼結(jié)硬質(zhì)合金（ YE） 這是一種以合金鋼為基體，以碳 化鎢或碳化鈦為硬質(zhì)相，用燒結(jié)方法制造的一種材料。 (3） 高碳高鉻模具鋼（ Gr1 Cr12 MoV） 這類鋼具有強度高、耐磨、易淬透、變形小等優(yōu)點。 Al—— 鋁是鎮(zhèn)靜鋼最終脫氧劑，可與氮形成氮化鋁，顯著降低鋼板的應(yīng)變時效傾向，容易得到餅形鐵素體晶粒，改善沖壓性能。 (2)材料表面平整材料表面若撓曲不平，會影響剪切和沖壓時的定位精度，以及由于定位不穩(wěn)而造成廢品，或因沖裁過程中材料變形時的展開作用而損壞沖頭。 r 值的大小，表明板材平面方向和厚度方向上的變形難易程度 的比較，當 r1 時，板料厚度方向上的變形比寬度方向上的變形困難。若晶粒過細，則回彈現(xiàn)象增加。因此，要求材料應(yīng)有良好的塑性和塑性變形的穩(wěn)定性。材料質(zhì)量的好壞直接影響到?jīng)_壓工藝過程設(shè)計、沖壓件質(zhì)量、產(chǎn)品使用壽命和沖壓件成本：沖壓件材料費用往往要占沖件成本的 60% 80%。優(yōu)點為不需加熱、無氧化皮，表面質(zhì)量好，操作方便，費用較低。是一種高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁，到成形、精整的全 自動生產(chǎn)。全世界的鋼材中，有 60～ 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。 （三）模具總裝配圖和零件圖的繪制 繪制模具圖應(yīng)盡量采用 1:1的比例，直觀性好，便于發(fā)現(xiàn)問題；繪圖時遵循國家標準的機械制圖規(guī)定，在不違反制圖標準的前提下按照模具行業(yè)的習慣和特殊規(guī)定的繪制方法作圖。 課題主要設(shè)計任務(wù) ⒈設(shè)計出氣缸蓋罩精拉深模具的裝配圖，沖孔切邊復(fù)合模裝配圖，及模具主要零件的零件圖； ⒉用 Solidworks對精拉深模具及復(fù)合模的各個進行三維造型，并進行裝配； ⒊對設(shè)計的模具零件結(jié)構(gòu)進行 dynaform分析，并對其進行完善和優(yōu)化。首先，模具的發(fā)展朝著高效，簡易，多功能，高壽命，高精度的方向發(fā)展。模具種類繁多，但其發(fā)展重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。 分析結(jié)果及問題解決 .................... 錯誤 !未定義書簽。 三維造型基礎(chǔ) ............................... 錯誤 !未定義書簽。設(shè)計中， 在設(shè)計過程中，首先分析了零件的外形特征及工藝性，安 排了成形工藝，計算了相關(guān)參數(shù)及工作尺寸，選擇了沖壓設(shè)備，進行了模具的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，再 利用三維設(shè)計軟件 Solidworks 完成了拉深、切邊模具和零件的幾何形狀造型，并運用 dynaform仿真軟件對沖壓過程進行了模擬。通過分析得到的成形極限圖，找出了模具設(shè)計中存在的問題，通過修改模具結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)，使問題得以改善。 Solidworks 簡介 ............................. 錯誤 !未定義書簽。 SimulationeXpress ........................... 錯誤 !未定義書簽。 我國雖然 很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。其次，隨著模具 CAD和 CAM技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，模具 CAD/CAM系統(tǒng)已在技術(shù)發(fā)達國家完全實用化，并且沖壓過程的計算機分析和仿真技術(shù)已能在工程實際中幫助解決傳統(tǒng)方法難以解決的模具設(shè)計和沖壓工藝設(shè)計難題，如拉裂預(yù)測，回彈計算 和起皺預(yù)測等。 課題主要設(shè)計步驟 沖壓件工藝設(shè)計 （一）沖壓件工藝分析 第一章 緒論 3 （審查沖壓件的工藝性） 分析沖壓件成形的結(jié)構(gòu)工藝性沖壓件的形狀特點 、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求； （沖壓件的成本分析 ） 闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟效益。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計 4 （四） 運用 模擬仿真軟件分析 （ 五 ）編寫模具設(shè)計計算說明書 記錄模具設(shè)計的過程與相關(guān)說明。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。缺點是有加工硬化現(xiàn)象，嚴重時使金屬失去進一步變形能力。因此，一方面應(yīng)提高沖壓件結(jié)構(gòu)的工藝性以改善沖壓過程的變形材料牌號 熱沖壓溫度（ ℃ ） 加熱 終止 ≥ Q235A， 15， 20， 25g， 22g 900～ 1050 700 16Mn,16MnRE,15MnV, 950～ 1050 750 15MnVRE,15MnTi,14MnMoV, 950～ 1050 750 18MnMoNb,18MnMoNbRE, 950～ 1050 750 15MnVN,15MnVNRE 950～ 1050 750 Cr5Mo,12CrMo,15CrMo 900～ 1000 750 4MnMoVBRE, 1050～ 1100 850 12MnCrNiMoVCu 1050～ 1100 850 14MnMoNbB 1000～ 1100 750 0Cr13,1Cr13 1000～ 1100 850 1Cr18Ni9Ti,12Cr1MoV 950～ 1100 850 黃銅 H62， H68 600～ 700 400 鋁及其合金 L2， LF2， LF21 350～ 400 250 鈦 420～ 560 350 鈦合金 600～ 840 500 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計 8 條件，來降低對材質(zhì)的要求，另一方面又需要提高和穩(wěn)定材料質(zhì)量，以適應(yīng)沖壓過程的 變形要求，生產(chǎn)出優(yōu)良的沖壓件。塑性好的材料，允許的成形極限大，這樣可減少工序，減少因材質(zhì)不良而產(chǎn)生的廢品、次品。因此，鋼板的晶粒大小應(yīng)適中。所以 r 值大的材料，在復(fù)雜形狀的曲面零件拉深成形時，厚度方向上變形比較困難，而在板料平面內(nèi)的壓縮變形比較容易，毛坯中間部分起皺的趨向性降低，也就是抗壓失穩(wěn)起皺的能力高，有利于沖壓加工的進行和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。在變形工序中，材料表面的平面度也會影響材料的流向，引起局部起皺或破裂。鋼中鋁的最佳質(zhì)量分數(shù)為%%。用于沖壓力大、壽命高、形狀復(fù)雜的沖模。它既具有合金鋼的可鍛造性、可加工性、可焊接性及熱處理的性能，又具有硬質(zhì)合金的高硬度、高耐磨性的特點。 （二）變形溫度 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計 12 在沖壓工藝中、有時也采用加熱成形的方法。例如厚板沖裁，產(chǎn)生剪裂紋時凸 模擠入板料的深度與板料厚度的比值 (稱相對擠入深度 )比薄板沖裁時小。 （二）塑性條件 (屈服條件 ) 決定受力物體內(nèi)質(zhì)點由彈性狀態(tài)向塑性狀態(tài)過渡的條件，簡稱為塑性條件。如圖 2— 3所示，第一部分是以平均應(yīng)變力為各向應(yīng)變值的三向等應(yīng)變狀態(tài) m? =(1? + 2? +3? )/3,表示了微元體體積的變化。在受到二向以上應(yīng)力作用時的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，其應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系是相當復(fù)雜的。繪制硬化曲線時，如果應(yīng)力指標采用假象應(yīng)力來表示則稱為假象應(yīng) 力曲線。 圖 25 各種材料的硬化曲線 第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 17 沖壓設(shè)備 沖壓設(shè)備主要有機械壓力機和液壓機。 選用沖壓設(shè)備準則 選用沖壓設(shè)備的準則為： ⒈ 在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力機； ⒉ 在小批量生產(chǎn)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)中，多采用液壓機 ； ⒊ 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機 ； ⒋在缺少設(shè)備的情況下，可用摩擦壓力機及大噸位的液壓機。凸緣圓角半徑一般取 ?2r 3t，盡可能使 ?2r 1/5H，此處取 2r =20mm。 根據(jù)拉深件的形狀尺寸，故取 ? =6mm。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計 22 首次拉深凹模圓角半徑 dr =10mm,凸模圓角半徑 pr =（ ） ， pr 取 8mm。 圖 33 毛坯尺寸圖 ⑷壓邊力和拉深力的計算 ⒈是否采用壓邊的條件可根據(jù)表 33來確定。壓力機噸位的選擇： 對于單動壓力機： F 1F + yF ； 對于雙動壓力機： 1F LF ， 2F yF 。在模具中，壓邊圈同時起到壓邊和沖壓完成后的卸料功能。 主要零部件設(shè)計 （一）凹、凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹凸模結(jié)構(gòu)形式設(shè)計得是否合理，不但關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，而且直接影響拉