【正文】 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計 24 式中 maxP ：最大拉深力 (N)； h：拉深深度（ mm）； c：系數(shù)，取 。對于本副模具來說，壓力中心就在矩形對角線處。它影響拉探件質(zhì)量、拉深力的大小以及模具的壽命。剛性壓邊圈主要用于大型拉深件的拉深模，安裝在雙動壓力機的外滑塊上。 為了提高成形質(zhì)量和成形極限、盡量降低筒壁傳力區(qū)的最大拉力，或提高危險斷面的承載能力，在模具設(shè)計和制造中，除了對凹凸模的尺才公差嚴格要求外，對其表面質(zhì)量還應(yīng)有以下要求： ⒈凸、凹模加工后的表面，不 允許有影響使用的砂眼、縮孔、裂紋和機械損傷等缺陷； 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計 30 ⒉凹模工作表面和型腔表面的粗糙度應(yīng)達到及 aR ．而凹模圓角處的表面粗糙度數(shù)值一般要求為 aR ，目的是降低徑向拉應(yīng)力，保證拉深順利進行； ⒊在拉深過程中，凸模的工作表面特別是凸模的圓角處材料的摩擦阻力有利予抵制材料的變薄。 為了避免拉深完成后零件附在上模的凹模中，特在上模中設(shè)計了一個彈性卸料裝置對此種情況進行卸料。 參考文獻 23 表 33 采用或不采用壓邊圈的條件 注： t 為材料厚度， D為坯料直徑， m為拉深系數(shù) 由表 33可得氣壓缸蓋 的兩次拉深均需要對毛坯進行壓邊。 ⑵拉深次數(shù)的確定 ⒈根據(jù)相對高度 H／ B進行校核：一次拉探所能拉出的盒形件最大相對高度11/BH 見 [2]表 1416。參考文獻 19 第三章 氣缸蓋罩沖壓模具 的設(shè)計 柴油機的氣缸蓋罩位于整個發(fā)動機的最上端，圖 31為氣缸蓋罩拉深成型零件的三維線框圖和實體圖。假象應(yīng)力是各加載瞬間之載荷 F除以變形前按試樣的原始截面積 0A 計算的，而沒有考慮變形過程中試樣截面積的變化，在塑性加工中，為了真實反映硬化規(guī)律，應(yīng)力以各加載瞬間之載荷可以與該瞬間試件的截面面積 A之比 F／ A表示，應(yīng)變以相對應(yīng)變 (δ或ψ )或?qū)嶋H應(yīng)變(ε )表示，這類曲線稱之為實際應(yīng)力曲線或真實應(yīng)力曲線 (又叫硬化曲線或變形抗力曲線 )。第二部分是以各向主應(yīng)變與 m? 的差值為應(yīng)變值構(gòu)成的應(yīng)變 狀態(tài)，表示了微元體形狀的變化。 沖壓成形的應(yīng)力和應(yīng)變 在各種沖壓過程中，材料的塑性變形都是沖模對材料施加的外力所引起的內(nèi)力或由內(nèi)力直接作用的結(jié)果。其使用壽命約為一般模具鋼的幾十倍至幾百倍，是一種很好的模具材料。 模具材料 沖模是在較大的沖擊、溫升、磨損等狀況下工作，尤其是凸模、凹模的工作條件更差，所以凸、凹模材料要求有好的耐磨性、耐沖擊性、熱變形小、淬透性及優(yōu)良的機加工性能等，而且要價格便宜，采購方便。屈強比 r/rm 小，對于壓縮類成形工藝有利。 影響材料塑性的因素是化學成分、金相組織和力學性能。冷沖壓要求坯料的厚度均勻且波動范圍小，表面光潔、無斑、無劃傷等。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。由于缺乏必要的技術(shù)經(jīng)濟數(shù)據(jù)，進行經(jīng)濟分析難度較大，因此不進行此項分析。直到 20世紀 80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。 精拉深模具的三維造型 ........................ 錯誤 !未定義書簽。為了提高其加工效率，降低生產(chǎn)成本，設(shè)計了一套精拉深模具和一套沖孔切邊復合模，并對其進行板件沖壓成形工藝分析與沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用計算機仿真技術(shù)模擬其成形過程，并根據(jù)模擬計算結(jié)果，改變坯料尺寸及形狀、壓邊力和凸凹模圓角半徑等工藝參數(shù)。 模擬分析過程 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 隨著技術(shù)的發(fā)展，冷沖壓模具的相關(guān)技術(shù)也得到了不少的發(fā)展。 （二）模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 確定工作零件、定位零件、卸料零件、導向零件的結(jié)構(gòu)形式及固定方法。 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。 第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 7 表 21 常用材料熱沖壓的溫度范圍 沖壓材料 沖壓材料的選取原則 沖壓材料與沖壓生產(chǎn)的關(guān)系相當密切。晶粒大，則塑性降低，在沖壓成形時，不僅容易產(chǎn)生破裂，而且制件表面還容易產(chǎn)生粗糙的桔皮，對后續(xù)的拋光、電鍍、涂漆等工序帶來不利的影響。表面如有裂紋、麻點、劃痕、結(jié)疤、氣泡等缺陷，在沖壓過程中，容易在缺陷部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而引起破裂。 (2) 低合金工具鋼（ CrWMn, 9CrSi, 9Mn2V, GCr15 ) 此類材料有較高的硬度和耐磨性，淬火變形小、易淬透，機械加工也容易，所以可用來制造較復雜形狀的沖模。一般來說，組成金屬的化學成分越復雜。 圖 21 點的應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)力標號 a）、 b）為任意坐標系 c）為主軸坐標系 三個坐標軸稱為主軸；三個坐標軸的方向稱為主方向；三個正應(yīng)力稱為主應(yīng)力；三個主應(yīng)力的作用面稱為主平面。但是，當外載荷所引起的應(yīng)力超過 F物體的屈服點以后，其應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系就不同了。 從圖 25可知，不同材料的硬化曲線差別很大，為了使用上的需要，必須將實際材料的硬化曲線進行適當?shù)暮喕兂杉饶軐懗珊唵蔚臄?shù)學表達式，又只需要少量試驗數(shù)據(jù) 就能確定下來的近似硬化曲線。的斜面，四個Φ 20的 螺栓孔（用于與缸蓋的聯(lián)結(jié)）和一個Φ 40 的 加油口 ，底面為一彎曲翻邊。 綜上所述，氣缸蓋罩只需一次拉深即可成形，設(shè)計第二次拉深并不增加拉深高度，主要用于整形和減小圓角半徑。 （二）確定沖壓工藝方案 根據(jù)對氣缸蓋 罩零件的形狀特點，尺寸精度及材料性能分析，結(jié)合沖壓變形的規(guī)律和質(zhì)量要求，確定零件的沖壓工序為： ⒈粗拉深成型：使板材在壓力機和模具的作用下初步形成總體輪廓； ⒉精拉深成形：使初步成型的輪廓進一步成型，使制件外表形狀凸凹彰顯，去除拉深圓角，為下道工序和翻邊工序作準備； ⒊切邊（底邊），沖孔（四個螺孔和一個加油口）復合：去除拉深件的周邊余料的同時沖出四個螺孔和一個加油口； ⒋翻邊：將底邊上翻，形成圓弧形截面，與橡膠密封件配合。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計 26 （六）繪制模具結(jié)構(gòu)草圖 依據(jù)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，設(shè)計的精拉深模具結(jié)構(gòu)草圖如圖 33所示： 圖 34 氣缸蓋罩精拉深模具結(jié)構(gòu)草圖 1下模座； 2推板； 3頂桿； ； 5推桿； 6壓料圈； 7導桿； 8導桿套； 9壓料彈簧套； 10凹模； 11上模座； 12導料板 圖 34所示結(jié)構(gòu)中，導料板 12用于定位毛坯，上模下行時，壓料彈簧套 9伸出凹模，起預先壓料的作用。因此，應(yīng)確定一個合理的間隙，確定間隙大小的一般原則是：既要考慮板料公差的影響，又要考慮拉深件口部增厚現(xiàn)象。而彈性壓邊圈多用于中小型拉深件使用的模具，彈性壓邊圈利用氣壓、液止、彈簧或橡皮產(chǎn)生的力為壓邊圈提供壓力。由于以下原因，毛坯在拉深過程中受到不同程度和不同性質(zhì)的力的作用，特別是凸緣變形區(qū)除了受徑向拉力外，還受摩擦阻力與凹模圓角處的彎曲阻力的作用。在模具中，壓邊圈同時起到壓邊和沖壓完成后的卸料功能。 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。 根據(jù)拉深件的形狀尺寸，故取 ? =6mm。 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。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。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。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。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。鋼中鋁的最佳質(zhì)量分數(shù)為%%。所以 r 值大的材料，在復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。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。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。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。 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。 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)。 Solidworks 簡介 ............................. 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。 分析結(jié)果及問題解決 .................... 錯誤 !未定義書簽。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。 （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。是一種高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，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)。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%。若晶