【正文】 (418) = kN （3）翻孔力計算：F 翻 =π st(D d0) (419)?式中: s——材料的屈服強(qiáng)度，其值查表 8 可得, s=240MPa；? D——翻邊直徑（mm）。表 黑色金屬的力學(xué)性能材料名稱 牌號 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度τ/MPa抗拉強(qiáng)度b/MPa?伸長率δ10(﹪)屈服強(qiáng)度s/MPa?Q195 260320 320400 2833Q215 270340 340420 2631 220普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235未退火310380 380470 2125 240Q255 340420 420520 1923 260Q275 400500 500620 1519 28005 200 230 2805F 210300 260380 3208F 220310 280390 32 18008 260360 300450 32 20010F 220340 280420 30 19010 250370 300440 29 21020 320440 360510 25 25040 440560 520670 18 340優(yōu)質(zhì)碳素鋼45已退火440580 550700 16 360則 F 落 =320= kN （2）卸料力 F 卸 =K 落 F 落 (48)南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）29式中: K 卸 因數(shù)，查表 得，K 卸 = 表 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) (單位為 mm)料厚 K 卸 K 推 K 頂≤ ＞ ＞ ＞ 鋼＞ 鋁、鋁合金 紫銅、黃銅 則 F 卸 =K 落 F 落 == kN （3）拉深力計算　 由于該零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形件近似計算． F 拉 =πKdt b （49）?式中: F 拉 －拉深力（Ｎ） ；　 d－拉深件直徑，d=60mm；　 t－材料厚度 ；　 b－材料的強(qiáng)度極限(MPa),可由表查得? K－修正因數(shù)，由表 查得修正因數(shù) K=表 修正系數(shù) KK2 和 λλ2拉深系數(shù)m1 K1 λ1 拉深系數(shù)m2 K2 λ2 則 F 拉 =πKdt b=60400kN? = kN南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）30則 F 總 =F 落 +F 卸 +F 拉 =++ kN= kN圖 落料拉深件 輔助零件設(shè)計 首先根據(jù)模具尺寸選擇模架類型，選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，再根據(jù)凹模周界和閉合高度，在表 中選擇適合的模架。 圖 排樣圖 半成品尺寸計算 計算毛坯翻邊預(yù)制孔直徑 dd=D2() 式中：D—翻邊直徑（mm）,D=16mm+1=17mm ； H—翻邊高度（mm）,H=； r—豎邊緣的圓角半徑（mm） ，r=1mm ； t—料厚（mm）,t=1mm.則 d=17mm 2(1)mm=翻邊高度 h= 時，翻邊系數(shù) K=d/D=，查表 3，用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時，[K] （極限翻邊系數(shù)） =K=，即一次能安全翻出 h= 的高度。為了使作用在毛坯側(cè)表面上的應(yīng)力沿切離毛坯周長的變化不大，必須使搭邊的最小寬度大于塑變區(qū)的寬度，而塑變區(qū)寬度與材料性質(zhì)和材料厚度有關(guān)，一般約等于 。為了使作用在毛坯側(cè)表面上的應(yīng)力沿切離毛坯周長的變化不大，必須使搭邊的最小寬度大于塑變區(qū)的寬度，而塑變區(qū)寬度與材料性質(zhì)和材料厚度有關(guān)，一般約等于 。首先將該零件分成圓，圓環(huán)，圓錐臺三個簡單的幾何體，由表 1 查得它們的面積公式分別為：A1=πd 12/4=38/4=A2=π(d 32d22)/4=（5842)/4=1256A3=πl(wèi)(d 12+d22)/2=40=則毛坯展開尺寸 D= 表 1 有凸緣圓簡件的修邊余量 △h（mm ） 凸緣的相對直徑d凸/d 凸緣直徑 d凸 附圖25 150 2 100 3 150 3 200 5 250 300 6 5 4 3南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）16圖 輪 盤 零 件 圖南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）17圖 輪 盤 零 件 三 維 圖 沖 裁 力 的 計 算(1)沖 裁 力 計 算 ： ?tLFO?式 中 —— 沖 裁 件 周 長 （ mm)； L —— 材 料 厚 度 ；T —— 材 料 抗 剪 強(qiáng) 度 （ Mpa） 。沖孔與修邊復(fù)合。 該工件設(shè)計的出擬工藝方案方案一：落料拉深與沖中間孔復(fù)合——外緣翻邊復(fù)合。 (4) 由于該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，不宜采用單一工序，而用級進(jìn)模模結(jié)構(gòu)又太復(fù)雜，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）14所以適用于復(fù)合模。沖壓件的工藝性，是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖壓件的結(jié)構(gòu)、形狀，尺寸及公式差等技術(shù)要求是否符合沖壓加工的工藝要求。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）11設(shè)計要求:設(shè)計該零件的沖裁模 沖壓零件圖如下圖所示:沖壓技術(shù)要求:1. 材料:Q235；南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）122. 材料厚度:；:大批量生產(chǎn)；第 二 章 零件的工藝性分析 零 件 工 藝 性 分 析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）10速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機(jī)紛紛投入使用。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）7（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。當(dāng)沖壓件尺寸很大時，為便于制造模具及簡化模具結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用單工序模；當(dāng)沖壓件尺寸小且形狀復(fù)雜時，為便于生產(chǎn)操作，常采用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模。因此，在確定工藝方案時，應(yīng)從工廠現(xiàn) 有的生產(chǎn)條件出發(fā)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和滿足生產(chǎn)批量要求的前提下，尋求以最經(jīng)濟(jì)合理的 方式完成沖壓件的加工過程。工序數(shù)量主要取決于工件的復(fù)雜程度、尺寸精度要求及材料的沖壓工藝性能。必要時，應(yīng)建議產(chǎn)品設(shè)計部門重新設(shè)計。 因 此 ， 沖 壓 中 的 安 全生 產(chǎn) 是 一 個 非 常 重 要 的 問 題 。 沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為材料的分離和成形兩大類，每一類中包括許多不同的工序分離工序是在沖壓過程中，使沖壓件與板料在切應(yīng)力和拉應(yīng)力作用下，沿一定的輪廓線相互分離，其沖壓件分離面質(zhì)量應(yīng)該滿足一定的要求。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。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。不同于其它毛坯制造廠。 (4)生活日用品沖壓廠。 (1)汽車行業(yè)的沖壓。沖壓設(shè)備主要有機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)。沖壓件具有薄，均，輕，強(qiáng)的特點(diǎn)，且工作精度高，價格一致。沖壓加工要求被加工材料具有較高的塑性和韌性，較低的屈強(qiáng)比和時效敏感性，一般要求碳素鋼伸長率 δ≥16%、屈強(qiáng) σs/σb≤70%，低合金高強(qiáng)度鋼 δ≥14%、σ s/σb≤80%。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來。 (2)汽車等行業(yè)零部件類沖壓。這些廠都是在我國家用電器發(fā)展起來后才出現(xiàn)的，大南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）2部分分布在家電企業(yè)內(nèi)。由 于 畢 業(yè) 設(shè) 計 的 設(shè) 計 面 較 廣 ， 有 一 定 難 度 。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(jī)、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。成形工序主要包括彎曲、拉深、脹形、 翻邊、擴(kuò)口、旋壓等工序 沖壓板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均 勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方向性；均 勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。分析沖壓件的工藝性，主要包括如下兩方面內(nèi)容： ① 對產(chǎn)品圖進(jìn)行工藝性審查 根據(jù)產(chǎn)品圖樣，認(rèn)真分析研究該沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小及精度要求，病的可能 性，由此了解它們對沖壓加工難易程度的影響情況。沖壓工藝方案的確定，要求工藝人員能在一系 列技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特征具體條件下，通過對各種方案反復(fù)研究，從中尋求最合理、最有效的工 藝方案。工序的組合要考慮組合的必要性、可行性與組合方式三個 方面。 (3)選擇模具類型工藝方案確定后，即確定了沖壓加工的工序數(shù)量、順序以及工序的組合方式。設(shè)備選擇主要包括設(shè)備 類型和設(shè)備規(guī)格選擇兩方面。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。(2.)沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設(shè)計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具 CAD/CAM 技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為 15000~40000r/min） ，加工精度一般可達(dá) 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra≤1 微米） ，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高 3 攝氏度） 、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣） ，因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到 300mm /min，加工精度可達(dá)177。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。本 次 設(shè) 計 的 輪 盤 零 件 的 材 料 為 Q235， 厚 度 為 ， 如 圖 及 圖 所 示 。該工件外輪廓為圓形，直徑為 58mm。由 于 本 制 件 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 精 度 要 求 不 高 ， 經(jīng) 分 析 由 落 料 、 沖 孔 、 彎 曲 三 道 工 序組 成 。 工序組合方案及比較方案一：落料拉深與沖中間孔復(fù)合，外緣翻邊。大大提高了工件的生產(chǎn)效率。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的工件。Q235A 在沖裁時的搭邊值，t=。Q235A 在沖裁時的搭邊值，t=。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）22表 低碳鋼的極限翻邊系數(shù) K比 值 d/t翻邊方法孔的加工方法100 50 35 20 15 10 8 5 3 1 形凸模鉆后去毛刺用沖孔模沖孔 —— 柱形凸模鉆后去毛刺用沖孔模沖孔 ——南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）23第 四 章 模具總體設(shè)計 落料拉深復(fù)合模模具設(shè)計 模具結(jié)構(gòu) 第一道工序采用復(fù)合模成形,結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示: 圖 落料拉深復(fù)合模1—頂桿 2—內(nèi)六角螺釘 3—卸料板 4—擋料銷 5—凸模固定板 6—墊板 7—內(nèi)六角南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書