【正文】 模具總體設(shè)計(jì) （一）模具的結(jié)構(gòu)形式 倒裝模具由于其推件裝置通常是剛性的，且結(jié)構(gòu)相對簡單，廢料排除方便，操作安全，故精拉深模具采用倒裝的結(jié)構(gòu)。 ⒊拉深力的計(jì)算 橫截面為矩形拉深件的拉深力為： F=KLt b? =?450??350=189000（ N） （ 36） 式中 F：拉深力 ,N； K: 修正因數(shù)，可取 ； L：橫截面周邊長度， mm； t：材料厚度， mm； b? ：材料的強(qiáng)度極限， MPa。 由相對轉(zhuǎn)角半徑 r/B=，查出 00 d/h =，得 k=([2] 圖 7118),則放大后的毛坯直徑 D=k 0D = 272=，取 283mm。 盒形件第一次拉深系數(shù) 1m 列于 [2]表 1417。 故取氣缸蓋罩拉深件尺寸公差等級為 .80? ；拉深件高度的極限偏差為 ? =IT14。 精拉深模具設(shè)計(jì) 沖壓工藝分析 （一） 拉深件的形狀特點(diǎn)及尺寸 圖 31 柴油機(jī)氣缸蓋罩 氣缸蓋罩成型件的 長 540mm，寬 135mm，高 85mm， 料厚為 。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時(shí)間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。它是控制扳料成形極限的一個(gè)重要依據(jù)； 點(diǎn)，此時(shí)變形達(dá)到極限應(yīng)變 max? 。例如在脹形工藝中，板材的硬化能夠減少過大的局部集中變形，使變形趨向均勻，增大成形極限；而在翻孔工序中，翻邊前沖孔邊緣部分材料的硬化容易導(dǎo)致翻邊時(shí)產(chǎn)生開裂，則降低了極限變形程度。這是因?yàn)椴牧系牧鸭y與缺陷在拉應(yīng)變的方向易于暴露和擴(kuò)展，沿著壓應(yīng)變的方向則不易暴露和擴(kuò)展。 塑性條件的物理意義：當(dāng)物體中的微元體上三個(gè)主應(yīng)力所決定的點(diǎn)在柱面上時(shí)，則此微元體處于塑性狀態(tài)，位于此表面以內(nèi)，則該微元體處于彈性應(yīng)力狀態(tài)，位于此表面以外沒有意義。坯料內(nèi)每一點(diǎn)上的受力情況，通常稱為點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。 （三）變形速度 變形速度是指單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)變的變化量，其對金屬塑性變形的影響一般憑生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)而定，通常是： ⒈對小零件的沖壓工序，例如沖裁、彎曲、拉深、翻邊等，一般可以不考慮速度因素，只需考慮設(shè)備的 構(gòu)造、公稱壓力、功率等； ⒉對于大型復(fù)雜零件的成形，坯料各部分的變形極不均勻，宜用低速。影響金屬的塑性和變形抗力的因素很多，這里只討論物理方而的因素。其耐磨、硬度、強(qiáng)度都較高。優(yōu)點(diǎn)是加工性好，有一定硬度。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 10 Mn—— 錳的直接影響不大，錳和硫生成 MnS 夾雜物，其數(shù)量和形態(tài)對沖壓性能有影響 。 3).良好的表面質(zhì)量 材料應(yīng)具有良好 的表面質(zhì)量，即材料表面應(yīng)光潔、平整和無銹等。 第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 9 (2)材料的抗壓失穩(wěn)起皺能力 在變形區(qū)部位，當(dāng)材料內(nèi)部主典是壓縮應(yīng)力時(shí)，如直壁零件的拉深、縮口及外凸曲線翻邊等，其變形主要是壓縮，厚度增加，這時(shí)容易產(chǎn)生失穩(wěn)。因此，對形狀復(fù)雜的汽車覆蓋件和摩托車油箱以及對材料強(qiáng)度要求不高的復(fù)雜拉深零件，多采用塑性很好的 08 Al 鋼板加工。由于各種不同的沖壓加工方法其應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)不同，對沖壓用沖壓材料的性能要求也不一樣。沖壓用板料的表面和內(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。 （二） 按照沖壓時(shí)的溫度情況有冷沖壓和熱沖壓兩種方式。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提 高其剛性。 沖壓工藝 沖壓工藝介紹 沖壓成形是塑性加工的一種方法， 是 指 在室溫下，利用安裝在 壓 力機(jī) 上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。 （四）編寫沖壓工藝過程卡 根據(jù)工藝分析編寫沖壓工藝過程卡。 圖 11 為氣缸蓋罩拉深成型零件的實(shí)體圖： 圖 11 氣缸蓋罩 氣缸蓋罩成型件的 長 540mm，寬 135mm，高 85mm， 料厚為 。 模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程 。 致 謝 ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Dynaform .................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 模具總體設(shè)計(jì) .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 I 氣缸蓋罩組合沖壓復(fù)合模具設(shè)計(jì) 氣缸蓋罩沖壓組合復(fù)合模具設(shè)計(jì) II 摘 要 冷沖壓是一種常用的機(jī)械制造工藝，其材料利用率高，生產(chǎn)率高。 工藝方案制定 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第五章 數(shù)值模擬及設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第六章 總 結(jié) .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在 ： 大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加； “ 三資 ” 及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快 。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 2 課題主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 本課題主要的研究內(nèi)容是氣缸蓋罩沖壓模具的設(shè)計(jì) 與分析，對模具進(jìn)行三維造型 。 （三）沖壓工序的定位于沖壓設(shè)備的選擇 合理選擇定位基準(zhǔn)和定位方法是保證沖壓件質(zhì)量和尺寸精度的基本條件，也直接影響操作和安全；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。另外，對這些問題的研究，還能夠推動(dòng)沖壓技術(shù)與理論工作的進(jìn)步。與鑄件、鍛件相比，沖壓件具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。優(yōu)點(diǎn)為可消除內(nèi)應(yīng)力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低變形抗力，減少設(shè)備的動(dòng)力消耗。包括便于加工，容易得到高質(zhì)量和高精度的沖壓件，生產(chǎn)率高 （一次沖壓工序的極限變形程度大），模具壽命長．不產(chǎn)生廢品等。常用沖壓材料牌號有： 08, 08F, 08 Al , 10 等，其中以 08 Al 的塑性最好。 伸長率、杯突試驗(yàn)值越大，彎心直徑越小，則材料塑性越好。抑止起皺所必須的壓邊力和摩擦損失都相應(yīng)地降低，有利子提高極限變形程度。 Si—— 硅溶于鐵素體中，強(qiáng)化鐵素體的作用很大，增加強(qiáng)度，降低塑性，含硅量越低越好，深沖壓鋼板不能用硅脫氧 。 目前沖模常用的鋼材品種 有： （ 1) 碳素工具鋼（ T8A, T10A） 該種材料是沖模中應(yīng)用最廣、價(jià)格最便宜的材料，適宜簡單形式的沖模。 第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 11 (5) 硬質(zhì)合金（ YG、 YT） 這類材料是以碳化鎢、碳化鈦為基體，以鉆、鎳等鐵族金屬作粘接劑，經(jīng)燒結(jié)而成的一種多相組合材料。 影響金屬塑性和變形抗力的因素 能否充分利用金屬的塑性并在最小變形抗力的情況下獲得所需的工件，是沖壓加工中的一個(gè)重要問題。在塑性范圍內(nèi)，溫度增加主要影響金屬的軟化作用并使金屬發(fā)生物理化學(xué)變化。 （一）應(yīng)力狀態(tài) 模具對材料施加的外力引起材料內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)力，單位面積的內(nèi)力的大小稱為應(yīng)力。當(dāng)外部條件與內(nèi)因相符時(shí)，金屬即會(huì)從彈性變形轉(zhuǎn)為塑性變形。在材料的應(yīng)變狀態(tài)中，壓應(yīng)變的成分越多，拉應(yīng)變的成分越少，越有利于材料塑性的發(fā)揮；反之．越不利于材料塑性的發(fā)揮。材料加工硬化不僅使所需的變形抗力增加， 而且對沖壓成形有較大的影響。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 16 圖 24 金屬的應(yīng)力 應(yīng)變圖 1真實(shí)應(yīng)力曲線， 2假象應(yīng)力曲線 從圖 2— 4中可以看出塑性變形階段的三個(gè)特征點(diǎn)： 到塑性變形的轉(zhuǎn)折點(diǎn)； 。 以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線 。該零件的沖壓過程包括拉深 成形、整形、沖孔、切邊、翻邊等工序。 表 31 有凸緣拉深件高度的極限偏差 ? 注：本表為未經(jīng)整形所能達(dá)到的數(shù)值。 ⒉根據(jù)角部的拉深系數(shù)進(jìn)行校核：對于低盒形件，由于因角處變形最大，故變形程度可以用圓角處的假想拉深系數(shù)來表示： m=r/R=18/22= （ 31） 式中 r：盒形件角部的圓角半徑； R：盒形體角部的坯料半徑。一次拉深成型 r=pr ，毛坯尺寸計(jì)算方法為： 0D = ）（ )( 2 ???? HHBB （ 32） = ）（）（ 3 241 3 2 ?????????? =(取 272mm)。 根據(jù) [1]表 2411，取 q＝ ，得出壓邊力為 176kN。本工序中選用閉式上傳動(dòng)拉深壓力機(jī)，型號為： JA45200，其參數(shù)為： 總公稱壓力： 3250kN； 內(nèi)滑塊公稱壓力： 2020 kN； 參考文獻(xiàn) 25 外滑塊公稱壓力： 1250 kN； 內(nèi)滑塊行程： 670mm； 外滑塊行程： 425mm。 （五）確定模具壓力中心 模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使模具壓力中心與壓 力機(jī)滑塊中心軸線重合，以避免沖壓時(shí)產(chǎn)生偏心載荷，加劇模具及壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌間的磨損，影響模具及壓力機(jī)的壽命和沖壓質(zhì)量。因此，凹模圓角半徑大小要適當(dāng)。 ⒊首次拉深凸模的圓角半徑： pr =（ ） dr （ 39） 故取 pr =22mm； ⒋精拉深凹模的圓角半徑： pr =（ ri dd 2t） /2 （ 310） 故取 pr =18mm。 ⑶凸、凹模工作部分設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)凸模和凹模工作部分尺寸時(shí)，應(yīng)考慮模具的磨損 和拉深件的回彈，其尺寸公差只在最后一道工序考慮。 （二 ）壓邊裝置的設(shè)計(jì) 為了防止毛坯凸緣變形部分在拉深過程中起皺，通常使用的拉深模均設(shè)有壓邊裝置。