【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 稱，圓角半徑 R=4mm≥2t，符合拉深對(duì)圓角半徑的要求，不用加整形工序。尺寸 Φ110177。 為 IT12 級(jí)，其余尺寸為自由公差，拉深底部孔徑 d分別為 Φ20，滿足 d≤d42r+t=7624＋ 2=70mm，符合孔位設(shè)計(jì)要求 ,在拉伸件上沖孔時(shí)，為免沖孔時(shí)凸模受水平推力而折斷，孔邊與零件直壁之間應(yīng) 保持一定的距離，此距離應(yīng)滿足 a≥R+[2]，由零件外形尺寸計(jì)算得 a=，滿足沖孔的條件。 零件材料 工件材料為 08 鋼，具有低強(qiáng)度、高韌性、塑性好的性能，適合作沖裁、拉畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 5 深的材料。 尺寸精度 工件精度為 IT12，沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度一般不高于 IT11 級(jí)，最高可達(dá) IT8～I(xiàn)T10， 沖孔比落料高一級(jí)，拉深間的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下，不以高于 IT11級(jí)，所以該零件利用普通沖裁拉深可以達(dá)到零件圖樣的要求 [2]。 沖壓工藝方案的確定 對(duì)零件結(jié)構(gòu)、材料、精度分析后，得出以 下三種方案： 方案一：落料 拉深 沖孔，采用單工序模具，則需要三套模具。 方案二：落料 拉深 沖孔，采用復(fù)合模具，即只需要一套模具。 方案三：落料 拉深 沖孔，采用級(jí)進(jìn)模具，只需要一套模具。 方案比較：方案一 :單工序模生產(chǎn)效率低，沖壓精度不高，模具復(fù)雜程度、制作精度都較低，沖壓設(shè)備能力較小，而且加工這樣一個(gè)工藝需要三套模具，三臺(tái)設(shè)備，模具制造費(fèi)用大，所以方案一不合理。方案二 :采用復(fù)合模，模具制造難度加大，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，模具制造周期較長(zhǎng)，模具成本較高，所以方案二不合理。因工件的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單且關(guān)于軸對(duì)稱，采用 級(jí)進(jìn)模具制造工件，生產(chǎn)效率高，成本不是太高，并且適合大批量生產(chǎn)，避免了復(fù)合模最小壁厚的問(wèn)題，綜上所述，所以采用方案三。 當(dāng)使用方案三級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，由于零件包括落料、拉深、沖孔等幾個(gè)基本工序，所以有以下兩種方案： 方案一： 第一工位：落料 第二工位：拉深 第三工位：沖孔 方案二： 第一工位：落料 第二工位：沖孔 第三工位：拉深 方案三： 第一工位：拉深 第二章 沖壓件的工藝分析和模具設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 6 第二工位：沖孔 第三工位：落料 對(duì)于以上三種方案都是用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，級(jí)進(jìn)模工序排樣的原則是先安排沖孔、切槽、切口等沖裁工序，在安排彎曲、拉深、成形等工序，但考慮到 ，最后拉深可能會(huì)造成前面沖成的孔變形，如果最后落料，材料大，前面的拉深容易把材料拉破，所以選用方案一。 圖 23 計(jì)算毛坯尺寸涉及的尺寸圖 計(jì)算毛坯尺寸 單工序拉深模的毛坯是單個(gè)的，級(jí)進(jìn)模的坯料則是條料。為了拉深計(jì)算的需要，級(jí)進(jìn)模的拉深也要像單個(gè)毛坯一樣計(jì)算毛坯直徑。計(jì)算毛坯直徑是根據(jù)拉深成形以后，工件的表面積與毛坯面積相等的原理，進(jìn)行毛坯直徑的計(jì)算。 因 dt/d=110/78=, dt=110,查表手冊(cè) [3]得 δ= :d 凸 = dt+2=。d1=802（ 2+4） =68mm。d2=802=78mm。 d3=80+2 4=88mm。d4=d 凸 =。h=342（ 2+4） =22mm。r= 4+1=5mm。 d d d d r 的尺寸標(biāo)注如圖（ 23）。查沖壓模具設(shè)計(jì) [3]續(xù)表 知毛坯的計(jì)算公式為： 2324221221 ddr4ddr2hd4dD ?????? π）（π （ 21） = 2222 4322278468 ???????????? ）（ = = 所以毛坯直徑為 D= 判斷能否一次拉成 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 7 材料的相對(duì)厚度 t/D100=，凸緣的相對(duì)直徑 d 凸 /d2=，由手冊(cè) [3]查得，第一次拉深的極限拉深系數(shù) m1=，工件總的拉深系數(shù) mt =d2/D=78/=,工件第一次拉深的最大相對(duì)高度 h1/d1 為 ～ [3]，零件的相對(duì)高度 h/d2=32/78=，由以上可知零件總拉深系數(shù) mt 大于第一次拉深系數(shù) m1,零件的相對(duì)高度 h/d 小于工件第一次拉深的最大相對(duì)高度值，所以該 零件可以一次拉深成形。 壓邊的條件 因零件一次可拉深成形，拉深系數(shù) m=d2/D=78/=，當(dāng) t/D≥（ 1m）時(shí)毛坯不起皺，即不采用壓邊圈， t/D=2/=≤()=,所以需要采用壓邊裝置。 排樣方式的確定及計(jì)算 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可分為以下 3 種：有廢料排樣法，少?gòu)U料排樣 法，無(wú)廢料排樣法 [3]。 無(wú)論是采用有廢料或少?gòu)U料，無(wú)廢料排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方式，又有直排、斜排、對(duì)排、混合排的排列方式。 毛坯排樣原則 材料利用率要盡量高 ,便于完成后續(xù)加工工序，生產(chǎn)率要高，便于操作，安全性要好。綜合考慮材料經(jīng)濟(jì)利用程度與工件形狀的分析，為了盡可能地提高材料利用率，可以初擬以下幾種排樣設(shè)計(jì)方案： （ a） 方案一 （ b） 方案二 第二章 沖壓件的工藝分析和模具設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 8 （ c） 方案三 (d) 方案四 圖 24 排樣圖 第一種方案條料寬度合適，圓筒形件的毛坯直徑為 ，加上沖裁金屬材料的搭邊值，不至于條料太窄，也不影響加工質(zhì)量，且可以使模具的寬度不至于較長(zhǎng)。而第二種方案和第三種方案，會(huì)使模具寬度增加，模具結(jié)構(gòu)比第一種復(fù)雜，不利于提高生產(chǎn)率。所以優(yōu)先考慮零件加工質(zhì)量和模具結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化，選用第一種方案。 查手冊(cè) [3]表 216 得最小搭邊值 a=3mm， b=2mm， a、 b 如圖 24（ d）所示。 計(jì)算材料在一個(gè)步距內(nèi)的利用率： 沖裁件的實(shí)際面積： F0=（ ） 4（ ） （ 20/2） 2 (22) = 條料寬度 B=+2a= (23) 條料進(jìn)距 L=+b= (24) 查手冊(cè)表 [3]得材料利用率計(jì)算公式為： %10 0LBnF 0 ??? (25) % ?? ?? %? 式中： η——材料利用率 （ %） ； F0——單個(gè)沖裁件的實(shí)際面積 (mm2)； n——該條料上所能沖制出的沖裁件個(gè)數(shù)； L——條料的長(zhǎng)度 (mm)； 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 9 B——條料的寬度 (mm)； η值越大，說(shuō)明廢料越少，材料利用率越高。 沖裁模刃口尺寸計(jì)算的原則 （ 1）當(dāng)設(shè)計(jì)落料模時(shí)，由于落料件尺寸與凹模刃口公稱尺寸相等，所以應(yīng)先 確定凹模尺寸，間隙取在凸模上；考慮到?jīng)_裁模過(guò)程中模具的磨損，凹模刃口尺寸將會(huì)越磨越大，因此，凹模刃口的基本尺寸應(yīng)需取工件尺寸公差范圍的較小尺寸，才能保證磨損到一定程度時(shí)，仍能沖制出合格的零件；凸、凹模之間的間隙取最小合理間隙值，以保證模具磨損到一定程度時(shí)，間隙仍然在合理間隙范圍之內(nèi) [4]。 （ 2） 當(dāng) 設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，因工件的尺寸等于凸模刃口公稱尺寸，故應(yīng)先確定凸模尺寸，間隙取在凹模上，考慮沖裁過(guò)程中模具的磨損，凸模刃口尺寸越磨越小，因此，凸模刃口的基本尺寸 需 取工件尺寸公差范圍較大尺寸，以保證凸模磨損到一定程度時(shí) ， 還可以 使用；凸、凹模之間的間隙取最小合理間隙值 [4]。 （ 3）凸模與凹模的制造公差，主要與沖裁件的精度和形狀有關(guān)。一般比沖裁件的精度高 2～ 3 級(jí)，如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高， 將會(huì) 增加模具制造成本和難度，生產(chǎn)周期 變 長(zhǎng)；如果對(duì)刃口精度要求 太 低，沖制的零件 將 不合格。如零件僅為名義尺寸，即未標(biāo)注公差，對(duì)非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《非配合尺寸公差數(shù)值》 IT14級(jí)處理，而沖模制造公差可按 IT11 級(jí)選?。粚?duì)于圓形件，一般按 IT6～ IT7 級(jí)精度制造模具。 沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 （ 1）分別加工法。分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸 和公差，分別進(jìn)行制造，用凸模和凹模的尺寸及制造公差來(lái)保證間隙要求。此方法主要用于沖裁件形狀簡(jiǎn)單、間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。分別加工法加工的凸模和凹模具有互換性，制造周期短， 利 于成批制造 [5]。 （ 2）單配加工法。用凸模和凹模相互單配的方法來(lái)保證合理間隙。加工后凸模與凹模必須 配對(duì) ， 沒(méi)有互換性 。通常，落料件選擇凹模為基準(zhǔn)模，沖孔件選擇凸模為基準(zhǔn)模。 在 基準(zhǔn)模的零件圖上標(biāo)注尺寸和公差，在 配合 的非基準(zhǔn)模零件圖上標(biāo)注與基準(zhǔn)模相同的基本尺寸， 不標(biāo)注 公差，這種方法多用于沖裁件的形狀復(fù)雜、間隙較小的模具 。 第二章 沖壓件的工藝分析和模具設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 10 此模具工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單，適宜采用線切割機(jī)床 加工 落料凸模、凹模、凸模固定以及卸料板 等 。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)單化，因此工作零件刃口尺寸的計(jì)算就按分別加工的方法來(lái)計(jì)算。 刃口尺寸的計(jì)算 表 21 凸模，凹模的制造偏差 （ mm） 基本尺寸 凸模偏差 δp 凹模偏差 δd 基本尺寸 凸模偏差 δp 凹模偏差 δd ? 18 18～ 30 30～ 80 80～ 120 120～ 180 180～ 260 260～ 360 360～ 500 500 沖裁凸、凹模的間隙主要與材料的厚度種類有關(guān)。查 手冊(cè) [3]表 223 得 Z min=， Zmax=。 當(dāng)凸模與凹模分開(kāi)加工時(shí)，其公差應(yīng)保證如下關(guān)系： |δp|+|δd|≤Zmax Z min (26) 式中： δp 、 δd——凸、凹模制造公差 (mm)； Zmax 、 Z min ——最大、最小合理間隙 (mm)。 （ 1）落料：基本尺寸為 ， δp =， δd= 校核，由式（ 26）得： ||+|+|≤ ≤ 所以滿足間隙公差尺寸。 根據(jù)沖裁模刃口尺寸計(jì)算原則，落料應(yīng)先確定凹模刃口尺寸，間隙取在凸模上，從手冊(cè) [3]表 227中查得 Х=，其計(jì)算公式如下： ? ? d0d DD ??? ??? (27) ) 5 0( ???? ?? mm ? ? p0mi ndp ZDD ???? (28) ? ?pZD ?? ????? 0m i n 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 11 . 2 4 5 0 ）（ ?? ? mm 式中： DP ,Dd——落料凸模與凹 模尺寸 (mm)； △ ——工件的制造公差 (mm)； D——落料件的基本尺寸 (mm)； Z min——最小合理間隙（雙面） (mm)； δp 、 δd——凸、凹模制造公差 (mm)； Х—— 磨損系數(shù)從手冊(cè)表 [3]227 中查得 Х=。 （ 2）沖 Ф20的孔：基本尺寸為 20mm，由表 21 得 δp =， δd= 校核，由式 （ 26） 得 ： ||+|+|≤ ≤ 所以滿足間隙公差尺寸。 根據(jù)沖裁模刃口尺寸計(jì)算原則，沖孔應(yīng)先確定凸模刃口尺寸，間隙取在凹模上，從手冊(cè) [3]表 227 中查得 Х=，從手冊(cè) [3]表 161 中查得 △ =+ 其計(jì)算公式如下： ? ? p0p dd ??? ??? (29) ( ）??? ? mm ? ? d0mi npd Zdd ???? (210) ? ? dZd ?? ????? 0m in ????? ）（ ?? mm 式中： dP ,dd——沖孔凸模與凹模尺寸 (mm)； △ ——工件的制造公差 (mm)； d——落料件工件孔的基本尺寸 (mm)； Z min——最小合理間隙（雙面） (mm)； δp 、 δd——凸、凹模制造公差 (mm)； Х—— 磨損系數(shù)。 第二章 沖壓件的工藝分析和模具設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 12 （ 3）沖 ：基本尺寸為 ，查表 51 得 δp =， δd= 校核，由式 （ 26） 得 ： ||+|+|≤ ≤ 所以滿足間隙公差尺寸。 根據(jù)沖裁模刃口尺寸計(jì)算原則，沖孔應(yīng)先確定凸模刃口尺寸，間隙取在凹模上，從手冊(cè) [3]表 227 中查得 Х=，從手冊(cè)表 161 中查得 △ =+ 其計(jì)算公式如下： ?