【文章內(nèi)容簡介】 碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時(shí)效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接構(gòu)件?！? ：該零件形狀簡單、對稱，由一些規(guī)則圓和直線構(gòu)成。：產(chǎn)品生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，適于采用沖壓加工的方法，最好是采用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模，這樣將很大地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。此工件需包括以下基本工序：落料，拉深，沖孔，翻邊。根據(jù)這些基本工序，可擬出如下四種方案；方案一：落料與拉深復(fù)合，沖孔，翻邊；方案二：落料、拉深與沖孔復(fù)合，翻邊；方案三：采用級進(jìn)模生產(chǎn)方案四：落料，拉深，沖孔，翻邊整體復(fù)合分析比較上述的四種方案，可以看到：方案一中，工序復(fù)合程度低，生產(chǎn)率低。方案二中，落料、拉深與沖孔復(fù)合，沖孔凹模與拉深凸模做成一體，生產(chǎn)效率高復(fù)合程度較高操作安全。方案三中，工序復(fù)雜，模具設(shè)計(jì)成本高，但是能極大提高生產(chǎn)率。方案四中，四工序復(fù)合模生產(chǎn)效率高，工件精度高，但是模具制造復(fù)雜，而且維修和調(diào)整難度大。介于上面分析的四種方案，并結(jié)合本零件的設(shè)計(jì)要求，決定采用第二種方案。 采用復(fù)合模的特點(diǎn)：對工件平整，同軸度、對稱度及位置度誤差小，在一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序，大大提高了生產(chǎn)率，但對模具制造精度要求較高，由于復(fù)合模要求一副模具中完成幾道沖壓工序，結(jié)構(gòu)一般要比單工序模復(fù)雜，但比之級進(jìn)模又會簡單很多，同時(shí)模具的強(qiáng)度、剛度、可靠性也將隨之下降。而且各零部件在動(dòng)作時(shí)要求相互不干涉，準(zhǔn)確可靠。因此模具的制造成本也就提高了，制造周期相對延長，維修也不如單工序模簡便。從總體來看，由于大批量生產(chǎn)，零件的要求比較高，所以選擇復(fù)合模會比較好 。、裁板方案排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。 排樣的方式有多種多樣：直排、斜排、直對排和混合排。 排樣時(shí)工件之間，以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。毛坯直徑為38mm不算大，為便于操作方便，采用單排較為合適。由沖壓手冊表217查得搭邊數(shù)值 a=,a1=進(jìn)距 s=D+a1=38+=條料寬度 b=D+2a=38+2=40mm板料選用 750mm1000mm采用橫裁 ：裁板條數(shù) n1=條余11mm 每條個(gè)數(shù) n2= 每板總個(gè)數(shù) n總=n1n2=3218=576板的材料利用率為 采用縱裁 ： 裁板條數(shù) n1=每條個(gè)數(shù) n2=每板總個(gè)數(shù) n總=n1n2=1724=408個(gè)板的材料利用率為所以采用橫裁材料利用率高。進(jìn)料情況如下圖所示。 排樣圖主要設(shè)計(jì)計(jì)算 拉深計(jì)算說明 拉深件的工藝計(jì)算是拉深件工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，其中圓筒開件的工藝計(jì)算是最簡單的。其主要內(nèi)容包括計(jì)算毛坯直徑、決定拉深次數(shù)及確定各次拉深工序件的尺寸等。 確定修邊余量 該件拉伸高度為H=4mm，H/d=4/（）=,查參考文獻(xiàn)一P247表410無凸緣拉深件修邊余量△h=1mm。則拉深高度H=（4+1）mm=5mm。 由于板厚大于1mm，故不能直接用工件圖所注尺寸計(jì)算，應(yīng)該按工件的中線尺寸計(jì)算。 直徑d與圓角半徑r的比值：d/r=35/=20。據(jù)參考文獻(xiàn)一P229公式（436）計(jì)算毛坯直徑D（落料毛坯直徑）: D=Error! No bookmark name ! No bookmark name ≈ 據(jù)參考文獻(xiàn)一，材料為08鋼，取整數(shù)44mm。 按毛坯相對厚度t/D=≈%和工件相對高度H/d=，故由查表先取得n=1。固可一次拉伸成型?？紤]到實(shí)際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值，故拉深凹模圓角半徑r應(yīng)取大些，可取:r=12t=（12）mm=18mm。，由此所選的凸凹模圓角半徑可適當(dāng)?shù)恼{(diào)小，而不會拉破根據(jù)參考文獻(xiàn)四式（449）各式（450），即rdn=（）rd（n1）和rpn=() rdn，計(jì)算各次拉深凸模與凹模的圓角半徑并化整，分別為：r= r= 翻邊設(shè)計(jì)計(jì)算 套環(huán) 由課本P341可計(jì)算出預(yù)制孔直徑由式 d0= 式中 D—翻邊直徑（按中線計(jì)）mm。 H—翻邊高度mm,H=6mm。 r—豎邊與凸緣的圓角半徑mm,r=2mm。 t—材料厚度mm,t=。 則d0= 翻邊高度尺寸為： H=6mm。 設(shè)翻邊系數(shù)為m由式m=1） =1)=（）=當(dāng)用圓柱凸模翻邊、,參考資料P137,即可一次翻邊成形。 根據(jù)參考文獻(xiàn)一P23式（1－3） F沖= kLtτ式中 L—沖裁輪廓的總長度（mm）；k—系數(shù)，取k=。 t—板料厚度（mm）。 —抗剪強(qiáng)度，＝255～353 Mpa； L=d0==。 則 F沖=（441～588） =6662～8882N 取 F沖=8500N= 按課本P25式（1－8）得： F推＝nk推F沖 式中 k推—推件力因數(shù),參考課本P25知,k推=。 n—工件卡在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù),取n=10。 F推=10= 按式 式中 d—拉深件直徑（mm）。 t—材料厚度（mm）； —材料的強(qiáng)度極限（MPa）； F—拉深力（N）； k—修正系數(shù)，參考資料P130表（418）取k=。 F=(441～588) =3842～5123N。 取F=5KN 4. 落料力計(jì)算 參考課本P23式(13)F落=kltτ 式中 l—沖裁輪廓總長度(mm)。 t—料厚(mm)。 τ—抗剪強(qiáng)度,τ=(353～471)MPa。 k—安全系數(shù),k=。 F落=(353～471)=(5331～7113)N 取 F落=6000N=6KN 5. 卸料力計(jì)算 按式(17)F卸=k卸F卸 式中 k卸—卸料力系數(shù),參考課本P25查表(17)知: k卸=。 F卸=6KN= 參考資料P129表（415）確定壓邊力的計(jì)算公式為： = = 7. 翻邊力的計(jì)算 由式F = (Dd)式中 σ—屈服強(qiáng)度, σ=294MPa。 D—翻邊后孔徑。 d—翻邊前孔徑。F =294(+)=15KN 總沖壓力F：沖裁時(shí)所需沖壓力為以上計(jì)算出的沖裁力、卸料力、推件力或頂件力和落料力之和，這些力在選擇壓力機(jī)時(shí)是否考慮進(jìn)去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。具體而言，應(yīng)根據(jù)卸料裝置的不同而異。卸料裝置的形式較多，它包括固定卸料板、活動(dòng)卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等幾種。㎜的帶料或條料；懸臂卸料板主要用于窄而長的沖件，在作沖孔和切口的沖模上使用；彈壓卸料板主要用于沖制薄料和要求平整的沖件，其主要用于復(fù)合沖裁模，其彈力來源于彈簧和橡皮；剛性卸料裝置適在空心工件底部沖孔時(shí)卸料用；橡皮卸料裝置適用于薄材料的沖裁模上。因此，經(jīng)分析比較，選用彈性卸料裝置較為合理，且采用上出料方式的沖裁模。 F=+F =+5++6+++15 = 按公稱壓力F壓(～)F來選擇壓力機(jī),參考資料P210表(810),選取公稱壓力為63KN的開式壓力機(jī)，其與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為:公稱壓力:63KN 滑塊行程:50mm 最大封閉高度:170mm 封閉高度調(diào)節(jié)量:40mm 滑塊中心到車床距離:290mm 立柱距離:150mm 工作臺尺寸:前后左右=540800 工作臺孔尺寸:前后左右直徑=210380260 模柄孔尺寸:直徑厚度=3050 床身最大可傾角:30○ 模具的主要工作部分落料凹模、凸凹模、翻邊凸模的工作關(guān)系。 查參考資料應(yīng)用實(shí)例P34表(210)得:沖裁刃口雙面間隙Z=、Z= ； 未注公差的尺寸按IT14級取查參考資料P377得: 的極限偏差為Δ=。 參考資料P35表(213)查得: 磨損因數(shù)X= 沖孔凹模的制造公差參考資料表(212)得: δ= δ= 核對δ+δ= Z Z= 因此,凸、凹模采用配作加工方法。 則：凹模刃口尺寸為：D=(DxΔ)=()0+ =(*)0+ =+ 凸模刃口尺寸按凹模刃口尺寸配制，～。 查參考資料應(yīng)用實(shí)例P34表210得沖裁刃口雙面間隙 Z= Z= 未注公差的尺寸按IT14級取查參考資料應(yīng)用實(shí)例P377得㎜的極限偏差為Δ=㎜參考資料P35表(213)查得:磨損因數(shù)X= 沖孔凹模的制造公差由應(yīng)用實(shí)例表212查得 :δ= δ=核對 δ+δ = Z Z= 因此，凸、凹模采用配作加工方法。 則 凸模刃口尺寸： =（+）= 凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配制，～ （1）.拉深模間隙 參考資料P126表（412）查得： 拉深模的單邊間隙為Z/2==則拉深間隙為Z==。 (2).拉深模圓角半徑 凹模圓角半徑r參考P128表（413） r=6t= 凸模圓角半徑等于工件的內(nèi)圓角半徑，即：r=r=3mm。(3). 凸、凹模工作部分的尺寸 因?yàn)樵摴ぜ橹虚g過渡工序的半成品尺寸，沒有嚴(yán)格限制的必要，模具尺寸只要等于半成品的尺寸即可，若以凹模為基準(zhǔn)，則模具尺寸為： =42 工件有預(yù)制底孔，而且翻邊模上需要設(shè)置定位裝置，對工序件進(jìn)行定位。翻邊凸、凹模之間單邊間隙Z/2可控制在（～）t,使直壁稍微變薄以保證豎邊成為直壁，則翻邊凸、凹模的單邊間隙Z/2==。則凸模尺寸為d=(d+)=（+） = d=( d+2)=(+) = 模具主要零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 落料凸模的設(shè)計(jì)（1）結(jié)構(gòu)：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的圓形凸模型式有如圖參考資料圖（341）幾種，經(jīng)綜合分析選用圖（221） b型式較好。（2）材料：根據(jù)國標(biāo)（～281）規(guī)定，凸模材料應(yīng)選用T10A、Cr6WV、9Mn2V、Cr1Cr12MoV這幾種，本設(shè)計(jì)選用為T10A凸模材料。 落料凸模2. 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 參考資料P24圖（221）采用圓形凸模 （1）結(jié)構(gòu)：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的圓形凸模型式有如圖參考資料圖（221）幾種，經(jīng)綜合分析選用圖（221） b型式較好。 （2）材料：根據(jù)國標(biāo)（～281）規(guī)定，凸模材料應(yīng)選用T10A、Cr6WV、9Mn2V、Cr1Cr12MoV這幾種，本設(shè)計(jì)選用T10A為凸模材料。 （3）熱處理：HRC5660。 （4）固定方法：采用參考資料圖（223）a的固定形式，即將凸模壓入固定板內(nèi)，采用H7/m6配合。 （5）凸模長度：其應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定。應(yīng)留有修磨余量，而且模具在閉合狀態(tài)下，卸料板至凸模固定板間應(yīng)留有避免壓手的安全距離?，F(xiàn)取凸模長度L=㎜。 沖孔凸模 （1）結(jié)構(gòu)：具體形式參考資料P138圖（54），本設(shè)計(jì)采用圖（54）b所示。 （2）材料：根據(jù)國標(biāo)（～281）規(guī)定，凸模材料應(yīng)選用T10A、Cr6WV、9Mn2V、Cr1Cr12MoV這幾種，本設(shè)計(jì)選用為T10A凸模材料。 （3）熱處理：HRC5660。 （4）固定方法：采用裝配圖上的固定方法，即直接用螺釘固定到模座上。 （5）凸模長度：其應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定。 翻邊凸凹模