【正文】 凹模：其內(nèi)輪廓為成形制件的工作部分。 模具工作過(guò)程 將 預(yù)沖件 置于凹模 4 的型腔內(nèi)，由彈性定位銷(xiāo) 18 定位。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 分 類(lèi)：內(nèi)孔翻邊、外緣翻邊；不變薄翻邊、變薄翻邊；外凸外緣翻邊、內(nèi)凹外緣翻邊。主要通過(guò)凹模與成太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 32 形底板加工和凸模上選擇合理的排氣孔位置來(lái)解決。這里主要指凸模、凹模和壓料板材料。 (4)頂件板 采用 45 鋼 ，淬火硬度為 3640HRC。對(duì)于中間工序拉伸的凸、凹模間隙 , 為便于拉伸可放大不少 , 按油箱底殼形狀有無(wú)脫模斜度等來(lái)考慮 , 一般最小單邊間隙按 (1. 5～ 2)t 考慮。另外，由于拉深件 存在高度 上大的 落差， 拉深過(guò)程中極易出現(xiàn) 材料的堆聚現(xiàn)象 ， 對(duì)成型極為的不利，因此在模具設(shè)計(jì)方案制定時(shí) 考慮在相應(yīng)的過(guò)渡區(qū)域布置相應(yīng)的收縮筋， 這樣不但為成形帶來(lái)了方便，還能提高制件的剛性 。至于是否需要采用壓邊圈，可按表 的條件決定。求出合力作用點(diǎn)的座標(biāo)位置 O0(x0, y０ )，即為 所求模具的壓力中心。當(dāng)上模完成 一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性 收縮而緊箍在 凸模上 。 ５．工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按 “入體 ”原則標(biāo)注為單向公差，所謂 “入體 ”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。但在沖裁件尺寸的測(cè)量和使用中，則是以光亮帶的尺寸為基準(zhǔn)。 方案（ 2），連續(xù)模；生產(chǎn)率高、誤差小，生產(chǎn)安全，模具較復(fù)雜，制造稍難。在兩條裂紋之間的材料將被第二次剪切。零件外形應(yīng)該滿(mǎn)足圖紙要求；表面盡可能平直，即拱彎小。根據(jù) 制件成形特點(diǎn)，依據(jù)毛坯面積與拉深面積（加工修邊余量）相等的原則，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算后 用試沖法得知油底殼的毛坯尺寸如下： 圖 26 落料毛坯圖 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 第三章 拉深及 法 蘭 面 沖孔的 工藝分析和 模具 設(shè)計(jì) 落料 若使材料沿封閉曲線(xiàn)相互分離，封閉曲線(xiàn)以?xún)?nèi)的部分作為沖裁件時(shí)，稱(chēng)為落料 。對(duì)于不同的 r/B 和 H/B ，盒形件毛坯的計(jì)算方法和工序計(jì)算方法也就不同。在圓角部的中點(diǎn) 最大，向兩邊逐漸減小，到直邊的中點(diǎn)處 最小。用平板毛坯一次能拉出的最大相對(duì)高度值見(jiàn)表 1 。 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼材料的發(fā)展歷史 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼材料和相應(yīng)的工藝的發(fā)展歷程是： 鑄鐵或鑄鋁件 ——單層薄鋼板沖壓件 ——壓鑄鋁合金件 ——（金屬 /塑料 /金屬）夾層復(fù)合件 ——SMC 熱固性塑料模塑件 ——（尼龍）熱塑性塑料注塑件。 的主要特點(diǎn)及意義 該 設(shè)計(jì) 主要針對(duì) 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼 零件 的沖壓模具設(shè)計(jì)，難點(diǎn)在于它屬于汽車(chē)覆蓋件沖壓成型中典型的深拉延模具。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式， 為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、售后服務(wù)全過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)等技術(shù)融為一體，將會(huì)給沖壓制造業(yè)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益，使現(xiàn)代沖壓技術(shù)水平提高到一個(gè)新的高度。 2. 用 CAD、 CAXA或其他繪圖軟件繪制模具裝配圖及相關(guān)零件圖。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場(chǎng)需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具相比，存在一定差距。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó) 家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在 AutoCAD 軟件平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出基于特征的級(jí)進(jìn)模CAD/CAM 系統(tǒng) HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫(kù)工具和線(xiàn)切割自動(dòng)編程 5個(gè)模塊。 塑料材料由于造型容易、質(zhì)量輕、成本低，受到汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)部門(mén)及油底殼制造業(yè)的青睞和關(guān)注。 常規(guī)計(jì)算模式： (a)通過(guò)對(duì)零件的分析，得知該零件形狀接近于盒形件，所以參考盒形件的工藝計(jì)算方法估算其拉深次數(shù)。 (2) 圓角部位的變形 拉深后徑向放射線(xiàn)變成上部距離寬，下部距離窄的斜線(xiàn)，而并非與底面垂直的等距平行線(xiàn)。采用 平面 應(yīng)變等效太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 拉深筋阻力模將胚料料劃分成 500 單元節(jié)點(diǎn)數(shù)為 2503。則長(zhǎng)圓形毛坯的長(zhǎng)度為： (2) 長(zhǎng)圓形毛坯的寬度為： (3) 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 然后用 R=K/2 過(guò)毛坯長(zhǎng)度兩端作弧，既與 弧相切，又與兩長(zhǎng)邊的展開(kāi)直線(xiàn)相切，則毛坯的外形即為 一長(zhǎng)圓形 或是長(zhǎng)橢圓形 。已形成的上下微裂紋隨凸模繼續(xù)壓入沿最大切應(yīng)力方向不斷向材料內(nèi)部擴(kuò)展，當(dāng)上下裂紋重合時(shí)，板料便被剪斷分離。但四個(gè)特征區(qū)域的大小和斷面上所占的比例大小并非一成不變，而是隨著材料性能、模具間隙、刃口狀態(tài)等條件的不同而變化。另外，當(dāng)模具裝配間隙調(diào)整得不均勻時(shí)，模具會(huì)出現(xiàn)部分間隙過(guò)大和過(guò)小的質(zhì) 量現(xiàn)象。 (2)當(dāng)工件斷面質(zhì)量及制造公差要求較高時(shí)應(yīng)選擇較小間隙值。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時(shí)，仍能沖出合格的零件。 凹模磨損后會(huì)增大的尺寸 —— 第一類(lèi)尺寸 A d0xAdA ????? ）（ 制得凹模后按照其刃口實(shí)際尺寸配制凸模，保證最小間隙。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。 (4) 在凸緣面上有下凹的拉深件，如下凹的軸線(xiàn)與拉深方向一致，可以拉出。由于所使用的設(shè)備不同 , 模具結(jié)構(gòu)有所不同 , 但模 具的工作部分是相同的。由于油箱底殼四邊變形方式不同 , 對(duì)于四邊圓角處(或近似圓角 ) 凹模圓角半徑 R a 應(yīng)較大。合金工具鋼： Cr12MoV 標(biāo)準(zhǔn)： GB/T 12991985 ● 特性及適用范圍： ● 力學(xué)性能： 硬度 ：退火 ,255～ 207HB,壓 痕直徑 ～ 。一般采用粘度較高的油脂混合體進(jìn)行潤(rùn)滑 , 并試過(guò)幾種拉伸液 , 但效果欠佳。起皺有內(nèi)、外皺之分 ,內(nèi)皺主要指由于油箱底殼拉伸時(shí)材料流動(dòng)不均勻 , 某些部位材料流入過(guò)快 , 造成斜底與平底過(guò)渡處產(chǎn)生積瘤。 整形時(shí)，必須根據(jù)制件形狀的特點(diǎn)和精度要求，正確地選定產(chǎn)生塑性變形的部位、變形的大 小和恰當(dāng)?shù)膽?yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)。其形式有：卸料板、推件裝置、頂件裝置、壓邊圈、彈簧、橡膠墊等。 其形式有：導(dǎo)柱導(dǎo)套、導(dǎo)板、導(dǎo)筒等。校平多用于沖裁件，以消除沖裁過(guò)程中拱彎造成的不平。在油箱底殼拉伸中 , 消除內(nèi)、外皺的方法是 : 對(duì)于內(nèi)皺采用減緩材料流動(dòng) ,設(shè)置拉伸筋。若板料拉伸性能不好 ,則加入適量動(dòng)物或植物油脂減小摩擦力。 2)淬火 1020℃ ,200℃ 回火 2h。而長(zhǎng)度方向?qū)購(gòu)澢尚?, 由于變形方式不同可小些。雙動(dòng)拉伸壓力機(jī)主要是由壓邊滑塊和凸?；瑝K構(gòu)成雙動(dòng)。 對(duì)拉深件的圓角半徑和拉深件精度的要求 (1)為了使拉深順利進(jìn)行，拉深件的底與壁、凸緣與壁、盒形件的四壁間的圓角半徑應(yīng)滿(mǎn)足 否則，應(yīng)增加整形工序。否則會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 荷， 使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 ?? ???? ）（ R340 ?? ???? ）（ 490 ?? ???? ）（ 沖裁工藝力的計(jì)算 計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。用 x、 Δ表示，其中 Δ為工件的公差值， x 為磨損系數(shù)， 其值在 ～１之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選?。? 工件精度 IT10 以上 X=1 工件精度 IT11～ IT13 X= 工件精度 IT14 X= ３．不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（ Zmin）。確定合理間隙的方法 計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)法、查表法。 ａ）間隙過(guò)?。猓╅g隙合理ｃ）間隙過(guò)大 圖 間隙對(duì)剪切裂紋與斷面質(zhì)量的影響 工藝分析 該制件形狀簡(jiǎn)單，尺寸大 ，薄板材件，且大批量生產(chǎn)，屬普通沖壓件。當(dāng)凸、凹間隙合適時(shí)，凸、凹模刃口附近沿最大切應(yīng)力方向產(chǎn)生的裂紋在沖裁過(guò)程中能會(huì)合，此時(shí)盡管斷面與 材料表面不垂直，但還是比較平直、光滑、毛刺較小，制件的斷面質(zhì)量較好（圖 ）所示）。 從圖 所示沖裁力 凸模行程曲線(xiàn)可明顯看出沖裁變形 過(guò)程的三個(gè)階段。假若在試模調(diào)整時(shí)發(fā)現(xiàn)圓角部分出現(xiàn)材料堆聚，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減小圓角部分的壁間距離 。 由于此零件法蘭面與側(cè)壁間圓角半徑偏小，不利于之間一次拉伸成形，因此決定在拉深工序后增加一法蘭面與側(cè)壁間圓角部位整形工序，保證一次 拉深成形的工藝需求。 因此該處的變形不同于純粹的拉深。 （ b） 運(yùn)用 盒形件拉深的變形程度 來(lái)確定拉深次數(shù) 由于盒形件初次拉深時(shí)圓角部分的受力和變形比直邊大，起皺和拉破易在圓角部發(fā) 生，故盒形件初次拉深時(shí)的極限變形量由圓角部傳力的強(qiáng)度確定。 2021 年，世界塑料工程學(xué)會(huì) SPE（ Society of Plastic Engineers），為研發(fā)成功世界首例載貨汽車(chē) 發(fā)動(dòng)機(jī)熱塑性塑料油底殼的德國(guó)薩克森技術(shù)公司（ KTSN）頒發(fā)了 “格蘭特創(chuàng)新特別獎(jiǎng) ”。西安交通大學(xué)開(kāi)發(fā)出多工位彎曲級(jí)進(jìn)模 CAD 系統(tǒng)等。對(duì)沖模技術(shù)性能的研太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術(shù)的中心和關(guān)鍵。 現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大 規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造（圖 11）。 主要內(nèi)容： 1．沖壓零件工藝性分析； ； 部分設(shè)計(jì)計(jì)算； ； 圖及相關(guān)零件圖； 。 圖 11 沖壓作業(yè)方式的進(jìn)化 沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質(zhì)的飛躍。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn)步的特征。今后 10 年新一代模具 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)必然是當(dāng)今最好的設(shè)計(jì)理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點(diǎn)將反映在專(zhuān)業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化四個(gè)方面。據(jù)悉，制造這種熱塑性材料油底殼的原材料是德國(guó)巴斯夫（ BASF）公司提供的。 由上式可知初次拉深的變形程度可用盒形件相對(duì)高度 H/r 來(lái)表示，這在使用中比較方便。即盒形件的變形是不均勻的。當(dāng)相對(duì)高度 H/B 大時(shí)，圓角部分對(duì)直邊部分的影響就大，直邊部分的變形與簡(jiǎn)單彎曲的差別就大。四角圓弧處屬于圓筒形和部分直邊變形的結(jié)合 , 比圓筒形拉伸尺寸稍小 , 毛坯盡量用近 似圓弧方法保證拉伸流動(dòng)。斷面狀況盡可能垂直、光潔、毛刺小。由凹模刃口附近產(chǎn)生的裂紋進(jìn)入凸模下面的壓應(yīng)力區(qū)而停止發(fā)展；由凸模刃口附近產(chǎn)生的裂紋進(jìn)入凹模上表面的壓應(yīng)力區(qū)也停止發(fā)展。 3）大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視材料與模具結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。因此，正確確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單 的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按ＩＴ６～ＩＴ７級(jí)來(lái)選?。粚?duì)于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的 1/4 來(lái)選?。粚?duì)于刃口尺寸磨損后無(wú)變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的 1/8 并冠以（ 177。 系數(shù) Kp 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、 凸模與 凹模間隙之波動(dòng) (數(shù)值的變化或分布不均 )、潤(rùn)滑情況 、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取 。 （ 3）形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。如果公差等級(jí)要求高，可增加整形工序。 模具采用正拉深結(jié)構(gòu)，模具有成型凸模、凹模、壓邊圈、頂件板、成型鑲塊等組成。 (2) 凸、凹模間隙。適于制造切削條件差、耐磨性要求較高，且不受忽然和劇烈振動(dòng)，需要一定韌性及具有鋒利刀口的各 種工具，如車(chē)刀、刨刀、鉆頭、切紙機(jī)、低精度而外形簡(jiǎn)單的量具 (如卡板等 )，可用作不受較大沖擊的耐磨零 ● 力學(xué)性能：硬度 ：退火 ,≤ 197HB,壓痕直徑≥ 。對(duì)于表面質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品 , 一方面對(duì)凹模 R 角和模具間隙進(jìn)行適量放大 ,一方面采用了一種完全潤(rùn)滑的方法 , 用浸過(guò)潤(rùn)滑油的廢報(bào)紙和聚乙烯薄膜放在凹模面進(jìn)行潤(rùn)滑 , 效果很好 , 做出的制品外 觀幾乎感覺(jué)不出經(jīng)過(guò)拉伸 , 而且可以獲得較大的拉伸比。精度不良出現(xiàn)在底部和側(cè)壁兩部分。 邊 切邊 (trimming)：用切邊模將坯件邊緣的多余材料沖切下來(lái)。（ 3）堅(jiān)固及其它零件 其形式有：螺釘、銷(xiāo)釘、鍵、其它 。 （ 2）定位零件：用于確定被沖壓材料在模具中的相對(duì)正確位置。 整形 (sizing)：指利用模具將彎曲或拉深件局部或整體產(chǎn)生不大的塑性變形的沖壓工序。處破裂屬于拉伸中主要破裂 , 一般將坯料 (圓角處 )改成接近圓形 , 增加潤(rùn)滑 , 降低壓邊力 (但不至于起皺 ) ,增大凹模和凸模圓角半徑。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 （ b） 潤(rùn)滑和模具材料的選擇 (1) 潤(rùn)滑。 注： Cr12M o V 鋼有高淬透性，截面為 300 ～ 400㎜以下者可以完全淬透，在 300 ～ 400℃ 時(shí)仍可保持良好硬度和耐磨性，韌性較 Cr12 鋼高，淬火時(shí)體積