【正文】 浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )37 計(jì)算毛坯在 Solidworks 中分別對(duì)經(jīng)過對(duì)液壓成型零件和翻邊成型后零件的質(zhì)量和內(nèi)表面積進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)質(zhì)量互等原理來設(shè)計(jì)翻邊的量如上圖 52 所示 。其彈性卸料裝置的具體結(jié)構(gòu)和尺寸要求見三維模型和 CAD 圖。橡膠壓環(huán)與凹模零件之間夾了一層具有彈性的橡膠模，因此橡膠壓板也起到一定的夾緊作用。其上的螺釘孔可按三維裝配模形和 CAD 圖的尺寸要求來?加工。在凸模外沿處采用階梯狀，可與壓邊環(huán)配合，在最后的行程成型過程中保持和壓邊環(huán)的同步運(yùn)動(dòng)，使成型不出現(xiàn)明顯的紋路和裂痕，凸模模型如圖 46 所示，具體的凸模尺寸可見二維 CAD圖。則其總的壓力為 （412）??1058F???總 拉 深 壓 邊燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計(jì)32根據(jù)以上條件，選擇四柱式單動(dòng)薄板沖壓液壓機(jī)，其型號(hào)為：4000A。毛坯相對(duì)厚度： %tD?凸緣彎曲處的直徑： md大浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )31凸緣彎曲處的相對(duì)直徑： ??大緣 實(shí)查表得該尺寸處第一次拉深時(shí)極限拉深系數(shù)為：,而實(shí)際拉深系數(shù)為: （47）???大 緣 實(shí)筒形中面直徑為： 56mdt???凸緣相對(duì)直徑： 查表得該尺寸處第一次拉深時(shí)極限拉深系數(shù)為：,而實(shí)際拉深系數(shù)為: （48）???大可見，以上的分部分析符合一次拉深成形的要求。???? 用 SolidWorks 設(shè)計(jì)液壓成型模根據(jù)以上情況情況，用 SolidWorks 設(shè)計(jì)液壓成形模，為了方便液壓拉深成型，本人假設(shè)坯料經(jīng)這副液壓成模后成形模后的零件尺寸如圖 45 所示。4） 液壓凹模拉深不易出現(xiàn)皺紋 [6]。4） 液壓成形可不必使用特殊的專用冷沖壓設(shè)備。目前，拉深這種復(fù)雜的拋物線零件，已被液壓成形及橡膠成形所代替。根據(jù)以上情況和原來所確定的零件尺寸，在 SolidWorks 中進(jìn)行實(shí)體造型，確定如圖44 中的尺寸。 確定拉深件的尺寸精度設(shè)計(jì)拉深件時(shí)，由于影響拉深件尺寸精度因素很多，所以在保證拉深件使用的情況下，不要對(duì)其有過高的要求。 假如矩形盒件各圓角半徑要求較小，則可考慮增加一道整形工序，根據(jù)以上的尺寸要求，考慮到與矩形盒件的相似之處，可大概確定燈罩的尺寸，如圖 42 所示。2） 在工件的平面部分，尤其是在距離邊緣較遠(yuǎn)的位置上，應(yīng)盡量避免有凸起和凹坑現(xiàn)象，即使產(chǎn)品上要求其局部有凹坑及凸起，則高度也不能過大。圖 313 上模裝配體（12）生成沖裁模裝配體，如圖 314 所示。由于模柄長(zhǎng)度不得大于壓力機(jī)滑塊里模柄孔的深度，查手冊(cè)可采用 的 A 型模柄，即 模柄。凸模高度及所選擇的橡皮能夠滿足工作要求。(m)DC????凸③在 Solidworks 中進(jìn)行卸料板的造型，如圖 38 所示。（4）為凹模添加擋料銷孔，如圖 36 所示。因此，可采用型普通圓柱銷。? 凹模和下模座的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)緊固螺釘?shù)倪x擇及螺釘孔的計(jì)算凹模與下模座之間使用螺釘緊固，此處采用 4 個(gè)均布的 M10 內(nèi)六角圓柱螺釘。?? （36）??查手冊(cè)得，落料部分凹模和凸模的制造偏差分別為 .5??凹 03??凸 （37）??.?凹 凸經(jīng)驗(yàn)算不滿足 的條件，因此減小 、 的值，按下面的公式取axinZ????凹 凸 ?凹 凸值，即 （38）??????????凹 （39）??凸查手冊(cè)得模具磨損系數(shù) ，此零件的普通沖裁件的外形及孔內(nèi)公差為 ，75X ??浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )13則磨損量： 。要求設(shè)備的名義壓燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計(jì)12力要大于所許要的變形力，而且還要有一定的力量?jī)?chǔ)備，以防萬一。首先建立沖裁后的板材零件 （1）根據(jù)以上尺寸先建立窄卷材的展開模型燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計(jì)10圖 3—2 窄卷材的展開模型（2）根據(jù)拉伸切除和陣列特征得到最終板料形狀圖 3—3 窄卷材沖壓完后的模型使用測(cè)量功能測(cè)量完成沖裁前后的板料的面積在 Solidworks 中利用測(cè)量功能測(cè)量完成沖裁前后的板料的面積，在測(cè)量沖裁前的板料面積對(duì)話框中顯示出所選面的面積為 196000 ,此為沖裁前板料的表面積，所選面的周2m長(zhǎng)為 2392mm。之后，上模架開始上升，在此同時(shí)上模架和凸模套環(huán)同步上升直到彈簧恢復(fù)到平衡狀態(tài)。模具在合模的過程中，先由下模的大型推桿件推動(dòng)翻邊凸模，使翻邊凸模上升到一定的高度，以便與上模下壓過程中，凹模和凸模把零件夾在中間，然后繼續(xù)下移，當(dāng)零件下移到碰到下模定位板的錐形孔的沉頭面時(shí)，零件的邊緣開始拉深成型。模具在合模的過程中，先由壓邊環(huán)向下與橡膠壓板的內(nèi)錐形孔壓緊，并沒有壓緊工件，只留有一部分的間隙以便于零件拉深成型時(shí)的金屬流通 [5]。圖 23 液壓模內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 翻邊模的設(shè)計(jì)，該模具可以實(shí)現(xiàn)沖壓得到旋轉(zhuǎn)突起零件邊緣的翻邊成型（結(jié)合設(shè)計(jì)尺寸要求） ，其內(nèi)部大概結(jié)構(gòu)可見圖 24。在批量生產(chǎn)中，利用旋壓機(jī)來加工的經(jīng)濟(jì)性不如采用模具來加工成型。根據(jù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，利用 Solidworks 軟件畫出三維模型。根據(jù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，利用 Solidworks 軟件畫出三維模型?；緝?nèi)容及擬解決的主要問題：1) 設(shè)計(jì)落料模具2) 設(shè)計(jì)液壓拉深模具 3) 設(shè)計(jì)翻邊模具4) 設(shè)計(jì)卷邊模具落料模具的設(shè)計(jì)主要是為了得到圓形板料的設(shè)計(jì)，根據(jù)逆向設(shè)計(jì)和理論要求，確定圓形板料的尺寸，根據(jù)圓形板料的尺寸來設(shè)計(jì)落料模具。 該行業(yè)的其它相關(guān)零件的研究根據(jù)本人的資料搜所，找到類似零件模型的加工成型研究，在此舉幾個(gè)例子。越來越多的生活用品考慮到使用鋁板沖壓成形，鋁制用品也受到人們的喜好，可見燈罩選用鋁材沖壓成型是很好的選擇，這樣更加具有經(jīng)濟(jì)性。 在我國(guó)已加入世界貿(mào)易組織的形勢(shì)下，各種型號(hào)鋁制燈罩的產(chǎn)量及價(jià)格不能滿足燈具行業(yè)中劇烈競(jìng)爭(zhēng)的要求，為了改革工藝，提高制品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，改善工人的勞動(dòng)條件及降低制品成本，經(jīng)研究表明，鋁制燈罩采用冷擠壓方法是一種行之有效的、具有高質(zhì)量、高精度、高產(chǎn)量、低消耗、低投資及低成本等優(yōu)點(diǎn)。研究成果是得到四副模具三維模型和相對(duì)應(yīng)的二維CAD圖尺寸圖。根據(jù)使用的不同，對(duì)零件的質(zhì)量評(píng)價(jià)有所不同。根據(jù)所得的直徑來確定原始坯料的一些尺寸，為后續(xù)的設(shè)計(jì)和研究提供一定的依據(jù)。 flanging。盡管國(guó)外鋁擠壓生產(chǎn)能力大量過剩，但中國(guó)鋁擠壓材還是有相當(dāng)大的國(guó)外市場(chǎng)待開發(fā)。中國(guó)還需要增建200 MN與150 MN的工業(yè)材擠壓機(jī)各1臺(tái) [2]。其加工方法：按無凸緣的直接反擠壓，其工藝過程如圖13所示，冷擠壓后，還要進(jìn)行端部翻邊工序 [1]。液壓模具的設(shè)計(jì)主要是為了得到旋轉(zhuǎn)突起零件的設(shè)計(jì)（具體結(jié)構(gòu)可見模型） ，根據(jù)逆向設(shè)計(jì)和理論要求，確定所要設(shè)計(jì)零件的尺寸，根據(jù)所確定尺寸數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)液壓模具。卷邊模具的設(shè)計(jì)主要是為了得到零件的翻起邊緣向內(nèi)卷起的設(shè)計(jì)，考慮到卷邊成型的功能不能在翻邊模具中實(shí)現(xiàn)，因此需要設(shè)計(jì)卷邊模具來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榇肆慵x用鋁材，故其的可塑形比較好，而且零件是旋轉(zhuǎn)體薄件，傳統(tǒng)方法是可以采用旋壓機(jī)來加工。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)行拉深、翻邊、卷邊，這些主要通過設(shè)計(jì)的模具和壓力機(jī)等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。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帶動(dòng)板料，讓卡在凸模上的板料脫落，而被沖落下來的圓形板料會(huì)沿著下模座和凹模的中心通孔掉落。當(dāng)上模離開到一定距離后，凹模槽內(nèi)的液體通過外部的聯(lián)通器沖壓，使橡膠模恢復(fù)到原來的形狀，同時(shí)把成型零件頂出。 對(duì)卷邊模工作過程和原理的解釋說明 在開始工作時(shí)，模具處于開模狀態(tài)，在模具的一邊通過人工或機(jī)械手送入經(jīng)過反邊處理過的零件，因?yàn)橥鼓５耐怀鐾庑问沽慵行亩ㄎ弧?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。?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 ） 。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 。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。一般來說， 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。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。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。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。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?，也取在直?130mm 的圓周上。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。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拉深方法變成各種形狀的空心件的拉深工藝過程中，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。一般來說，拉深件的圓角半徑越大越好。~12t的變化為 。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。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。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。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。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） 。毛坯形狀及尺寸是落料模沖壓落料后的成形件。 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，具體可見三維模型，其卸料力是為了取出成形零件。橡皮膜厚度 ，最高壓力可達(dá) ，橡皮膜壽命可 2 萬件以上，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。其三維模型如圖 47 所示，具體其它尺寸及要求可見二維 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)工作過程中的正常運(yùn)行。（5）彈性卸料裝置的設(shè)計(jì)：在壓邊環(huán)和環(huán)形擋塊之間通過螺釘連接，在螺釘上加上彈簧，使模具在開模時(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。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。圖 53 經(jīng)過翻邊后的零件質(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。翻邊后的零件如圖 52 所示。這樣在開模時(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)到原來的形狀，同時(shí)把成型零件頂出。其具體尺寸要跟導(dǎo)柱和導(dǎo)套相關(guān)聯(lián)，可見 CAD 圖。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)