【正文】 () 落料的卸料 F 卸 ?K 卸 ?F 落 ??117011?4680 N () 拉深力 F 拉 = 11 Ktd b?? ????392??50543 N () 壓邊 力 F壓 = ? ???2112 )2(4 凹rdD ?? = ? ? )(654 ????? =3772N () 該工序所需要的最大總壓力，位于離下止點 稍后一點，其數(shù)值為 F總 ?F落 ?F卸 ?F壓 ?125463 N ? 130 kN () 在具體 選擇 壓力機 的 噸位時，還必須核對壓力機的說明書 里 所給出的允許工作 的 負荷曲線，即在整個沖壓過程中所需要的沖壓力都 要 在壓力機的許可 的 范圍內。假設車間現(xiàn)有壓力機的規(guī)格為 250kN、 450kN、 600kN、 850kN，如果選用 250kN 的壓力機，則沖壓所需要的總壓力只有壓力機公稱壓力的 52%。 無錫太湖學院學士學位論文 16 第二次拉深工序 圖 第二次 拉伸工序圖 拉深力 F 拉 = 11 Ktd b?? ?????392??28323 N 壓邊力 F壓 = ? ???2112 )2(4 凹rdD ?? =69 N 由于采用了較大的拉深系數(shù) m2?， 坯料的相對厚度 t/D??43% 足夠大，查表 4 2，可 以不采用壓邊圈。這里壓邊圈實際上是作為定位與頂件之用。總壓力 為 :F拉 ?F壓 ?? 28323?? 71 ? 28394 N ? 29 kN 選用 250kN 壓力機。 表 4 3 采用或不采用壓邊圈的條件 拉深方法 第一次拉深 以后各次 拉深 t / D (%) m1 t / d n ?1 (%) mn 使用壓邊圈 ? ? ? 1 ? 可用可不用 ～ 1～ 不用壓邊圈 ? ? ? ? 第三次拉深工序 圖 第三次 拉伸工序圖 深筒件的 沖壓工藝及模具設計 17 拉深力 F 拉 ???d3t? bK2???? 392? ? 22850 N 整形力 ? ? 1 ????? ）（）（整 ?SF =166404 () 其中 p 1 為在平面模上校平的單位壓力 ， S 為工件的校平面積。 頂件力取拉深力的 10% ?? 拉頂 FF 22850=2285N () 由 于整形力最大，并且是在臨近下止點拉深工序接近完成時 才發(fā)生， 所以 按整形力來選用壓力機，即選取 250kN 壓力機。 沖孔 翻邊 工序 圖 沖翻邊底孔工序圖 沖孔力 F 沖 = ??dt =??11??294?19802N () 卸料力 F卸 ? K卸 ?? F沖 ?? 0. 04 ?19802 ? 792 N F推 ?nK推 F沖 ?? 5?? 0 . 055 ?19802 ? 5446 N () N ?? 5 ，是 同時留在凹模洞口里面的廢料片數(shù) (設凹模洞口高度 h?8，則 n ? h / t ? 8 / 1 . 5 ? 5 ) 沖壓總壓力 F總 ??F沖 ?F卸 ?F推 ? 19802?? 792 ? 5446 ? 26040 N ? 30 kN () 選用 250kN 壓力機。 無錫太湖學院學士學位論文 18 翻邊工序 圖 翻邊 工序圖 翻邊力 F=( Dd ) t? =196(1811)=7108 N 頂件力取翻邊力的 10% F頂 =F=7108 =711 N 整形力 F整 =Sp1= 80)(4 ??? =14140N 整形力最大，并且整 形力是在壓力機快接近下止點時產生， 所以 按整形力選擇壓力機，這里選取 250kN 力機。 沖三個小孔工序 圖 沖 3 個 小孔 工序 圖 沖孔力 F沖 = ??dt 3= 2943=17282 N 卸料力 F卸 =K卸 F沖 =0. 0417282 =691 N 推料力 深筒件的 沖壓工藝及模具設計 19 F推 =nK推 F沖 =5 17282 4753 N N ?? 5 ， 是同時留在凹模洞口 里面的廢料片數(shù) (設凹模洞口高度 h ? 8，則 n?h/t?8/ ? 5 ) 沖壓總壓力 F總 ? F沖 ?? F卸 ?? F推 ?? 17282?? 691 ? 4753 ? 22726 N ? 23 kN 選用 250kN 壓力機 。 切邊工序 圖 切邊工序圖 F =1. 3πDt? =1 . 3 3 . 14 50 1 .5 294 =90008 N 兩把廢料刀切斷廢料所需要 的壓力 F1 ?2 ??(54?50)??294? 4586 N 總壓力 F總 ?F +F 1=90008 +4586 =94594 N 選用 250kN 壓力機。 需要說明的是，以上選用的壓力機，只是初步根據(jù)沖壓力條件來選取，還需要根據(jù)現(xiàn)有設備狀況、模具的閉合高度、模具的外形與安裝配合尺寸、零件加工的工藝流程、設備使用的負荷情況等因素，進一步合理安排。 ??8 無錫太湖學院學士學位論文 20 5 深筒件 的模具設計 根據(jù)確定的沖壓工藝方案 和 各 個 工序 的 半成品的形狀、尺寸 和 精度要求、選用壓力機的主要參數(shù)、模具的制造條件 和 安全生產等因素，確定具體各工序模具的結構類型和結構形式。由于時間與篇幅的關系，本設計僅做了落料拉深復合模和沖三個小孔 ф 兩道工序。 落料拉深復合模 模具結構形式 利用 落料拉深復合模時，模具的凸凹模壁厚 不可以 太薄，否則其零件的強度不夠。對于落料 的 直徑一定時，確定凸凹模壁厚的關鍵在于拉深件的高度，拉深件高度越大則說明拉深成形的直徑比也越大 (即細長 )，凸凹模壁厚就會越厚，而拉深件太淺時，凸凹模壁厚可能 太 薄。該模 具凸凹模壁厚 b ? (65 ? 38 ) / 2 ? 13 . 5 ， 滿足強度要求 。 模 具結構原理圖如圖 (a)所示，采用了落料正裝、拉深倒裝的模具結構形式。模具結構特點：標準緩沖器位于模座下方，起壓邊和下頂件的作用，沖壓后卡在凸凹模上條料由上彈性卸料裝置來卸料，而零件則由剛性推件裝置推出。該副模具的優(yōu)點是操作方便，出件可靠，生產效率高；其缺點主要是采用了上彈性卸料裝置導致模具結構復雜，模具輪廓增大。拉深件外形尺寸、拉深高度的材料厚度越大，所需要的夾料力也越大， 所以 需要的彈簧越多、彈簧的長度越長，從 而使得模架輪廓尺寸過分龐大，所以彈性卸料裝置只適用于拉深件的深度不大，材料較薄，所需要的卸料力較小的情況。 為簡化上模部分結構，也可以采用剛性卸料裝置，如圖 所示。剛性卸料裝置固定在凹模上面，零件被刮出后容易留在剛性卸料板內，不易出件，操作不便，影響生產率，同時取件也存在安全隱患。這樣的結構形式適合于拉深深度較大，材料較厚的情況。采用剛性卸料板時，也可以做成左右各一塊呈懸臂式結構，采用前后送料，并且選用可傾式壓力機。 本設計中由于拉深深度不太大，材料不厚，采用彈性卸料還是比較合適的。 從裝模 方便的角度考慮，該副模具采用后側導柱導向模架。 圖 剛性卸料裝置 深筒件的 沖壓工藝及模具設計 21 卸料彈簧選取 彈簧選用 和 計算方法，可以按照機械設計中關于彈簧的計算內容和步驟進行，但是此方法一般比較繁瑣，通常采用計算出彈簧相關參數(shù)以后，根據(jù)彈簧的相關標準直接選用的方法。 前面工藝計算中已經(jīng)算出卸料力為 ： F 卸 ? 4680N擬選用八根彈簧， 所以 每根彈 簧負擔的卸料力為 4680 / 8 ? 585 N。根彈簧工作壓縮量 (如圖 所示 ) h工 ? 13. 8 ? a ? b ? 13 . 8 ? 1 ? 0 . 4 ? 15 . 2 mm () ()式中 a —— 落 料凹模刃口平面高出拉深凸模上平面的高度，為保證先落料后拉深，取 a?1； b —— 卸 料時卸料板超過凸凹模刃口平面的距離，為保證零件徹底從凸凹模上卸掉， 取 b?0. 4 。 圖 彈簧壓縮量計算示意圖 根 據(jù)每根彈簧承受的卸料力選取彈簧。查 [1]附錄三選取彈簧為 D? 35， d ?6， H0? 80， 該彈簧最大工作負荷下的總變形量 F2 = N，最大工作負荷為 1020 N。根據(jù)每根彈簧須承受 585 N 和彈簧的壓力特性曲線，取彈簧的預壓縮量等于 12。這里沒有考慮凸模修磨后會增大彈簧的壓縮量，可以采取挖深彈簧的沉孔或在凸凹模上增加墊片以增大凸凹模高度的方法。 拉伸 落料 復合模 模具相關尺寸 設計 無錫太湖學院學士學位論文 22 圖 拉伸落料 復合 模 (1) 落料模：采取凸模和凹模分開加工落料尺寸按未注公差計算， 所以 落料件尺寸為 ? 65?177。 74 。 落料凹模的計算公式為： x50m ax x ??? ）（凹 DD () ()式中 D 凹 —— 落料凹?；境叽?(mm)； Dmax —— 落 料件最大極限尺寸 (mm)； x —— 磨損系數(shù) ? —— 沖裁件公差 (mm)； ?凹 —— 凹模上偏差，可按 IT7 選用 (mm)。 x50m ax x ??? ）（凹 DD = )( ?? ??? (5. 2)式中 X?， ?凹 ??， 分別由 [2]表 2 5 查得及按 IT7 級制造精度確定。 落料凸模的計算公式為： 凸凸 ）（）（凹 ?? m i nm a xm i n x ZDZDD A ??? () ()式中 D凸 —— 落 料凸?；境叽?(mm)； Z min —— 凸、凹模最小初始雙面間隙 (mm)； ? 凸 —— 凸模下偏 差，可按 IT6 選用 (mm)。 凸凸 ）（）（凹 ?? m inm a xm in x ZDZDD A ??? = 式中 Z min?? ， ?凸 ?0. 02， 分別由 [2]表 2 4 及表 2 6 查得，同時查得 Z max?? 0 . 24 驗算： ?凹 ??凸 ????Zmax?Zmin ??? 凹模壁厚實際選取 。 深筒件的 沖壓工藝及模具設計 23 (2) 拉深模 按標注內形尺寸及未注公差進行計算，工件尺寸為 ? 35 ? 拉深凹模的計算 公式為： ????? ）（凹 ZD () ()式中 D凹 —— 拉深凹模基本尺寸 (mm) d —— 工件尺寸 (mm)； ? —— 工件公差 (mm)； Z —— 凸、凹模單邊間隙 (mm)； ?凹 —— 凹模制造公差 (mm)。 ????? ）（凹 ZD =(+2)+=+ 式中 Z由 [2]表 4 21 查得 Z ? t， ?凹 由 [2]表 4 22 查得 ? 凹 ?0. 09 。 拉深凸模的計算公式為： 凸凸 ）（ ???? () ()式中 D凸 —— 拉深凸模基本尺寸 (mm) ?凸 —— 凸模制造公差 (mm)。 凸凸 ）（ ???? =(35+)= 式中 ?? 凸 由 [2]表 4 22 查得 ? 凸 ????0. 06 。 (3) 閉合高度 H 模 =下模座厚度 +上模座厚度 +凸凹模高度－凹模高度－ (凸模與凹模刃面高度差 +拉深件高度－材料厚度 ) () H模 ? 40?35?62