【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(diǎn) 稍后一點(diǎn)，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(jī) 的 噸位時(shí)，還必須核對(duì)壓力機(jī) 的說(shuō)明書(shū) 里 所給出的允許工作 的 負(fù)荷曲線，即在整個(gè)沖壓過(guò)程中所需要的沖壓力都 要 在壓力機(jī)的許可 的 范圍內(nèi)。假設(shè)車(chē)間現(xiàn)有壓力機(jī)的規(guī)格為 250kN、 450kN、 600kN、 850kN，如果選用 250kN 的壓力機(jī)，則沖壓所需要的總壓力只有壓力機(jī)公稱壓力的 52%。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)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(duì)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(shí)際上是作為定位與頂件之用?？倝毫?為 :F拉 ?F壓 ?? 28323?? 71 ? 28394 N ? 29 kN 選用 250kN 壓力機(jī)。 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(shè)計(jì) 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(diǎn)拉深工序接近完成時(shí)才發(fā)生， 所以 按整形力來(lái)選用壓力機(jī)，即選取 250kN 壓力機(jī)。 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(shí)留在凹模洞口里面的廢料片數(shù) (設(shè)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(jī)。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)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(jī)快接近下止點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生， 所以 按整形力選擇壓力機(jī)，這里選取 250kN 力機(jī)。 沖三個(gè)小孔工序 圖 沖 3 個(gè) 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(shè)計(jì) 19 F推 =nK推 F沖 =5 17282 4753 N N ?? 5 ， 是同時(shí)留在凹模洞口里面的廢料片數(shù) (設(shè)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(jī) 。 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(jī)。 需要說(shuō)明的是，以上選用的壓力機(jī)，只是初步根據(jù)沖壓力條件來(lái)選取，還需要根據(jù)現(xiàn)有設(shè)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(shè)備使用的負(fù)荷情況等 因素，進(jìn)一步合理安排。 ??8 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 5 深筒件 的模具設(shè)計(jì) 根據(jù)確定的沖壓工藝方案 和 各 個(gè) 工序 的 半成品的形狀、尺寸 和 精度要求、選用壓力機(jī)的主要參數(shù)、模具的制造條件 和 安全生產(chǎn)等因素，確定具體各工序模具的結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)形式。由于時(shí)間與篇幅的關(guān)系，本設(shè)計(jì)僅做了落料拉深復(fù)合模和沖三個(gè)小孔 ф 兩道工序。 落料拉深復(fù)合模 模具結(jié)構(gòu)形式 利用 落料拉深復(fù)合模時(shí)，模具的凸凹模壁厚 不可以 太薄，否則其零件的強(qiáng)度不夠。對(duì)于落料 的 直徑一定時(shí)， 確定凸凹模壁厚的關(guān)鍵在于拉深件的高度，拉深件高度越大則說(shuō)明拉深成形的直徑比也越大 (即細(xì)長(zhǎng) )，凸凹模壁厚就會(huì)越厚，而拉深件太淺時(shí)，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(qiáng)度要求 。 模 具結(jié)構(gòu)原理圖如圖 (a)所示，采用了落料正裝、拉深倒裝的模具結(jié)構(gòu)形式。模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)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(lái)卸料，而零件則由剛性推件裝置推出。該副模具的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，出件可靠，生產(chǎn)效率高；其缺點(diǎn)主要是 采用了上彈性卸料裝置導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)復(fù)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(zhǎng)度越長(zhǎng)，從而使得模架輪廓尺寸過(guò)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(jiǎn)化上模部分結(jié)構(gòu)，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(nèi)，不易出件，操作不便，影響生產(chǎn)率，同時(shí)取件也存在安全隱患。這樣的結(jié)構(gòu)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(shí)，也 可以做成左右各一塊呈懸臂式結(jié)構(gòu)，采用前后送料，并且選用可傾式壓力機(jī)。 本設(shè)計(jì)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(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向模架。 圖 剛性卸料裝置 深筒件的 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 21 卸料彈簧選取 彈簧選用 和 計(jì)算方法，可以按照機(jī)械設(shè)計(jì)中關(guān)于彈簧的計(jì)算內(nèi)容和步驟進(jìn)行，但是此方法一般比較繁瑣，通常采用計(jì)算出彈簧相關(guān)參數(shù)以后，根據(jù)彈簧的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)直接選用的方法。 前面工藝計(jì)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(fù)擔(dān)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(shí)卸料板超過(guò)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(jì)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(fù)荷下的總變形量 F2 = N，最大工作負(fù)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(yù)壓縮量等于 12。這里沒(méi)有考慮凸模修磨后會(huì)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(fù)合模 模具相關(guān)尺寸 設(shè)計(jì) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 拉伸落料 復(fù)合 模 (1) 落料模：采取凸模和凹模分開(kāi)加工落料尺寸按未 注公差計(jì)算， 所以 落料件尺寸為 ? 65?177。 74 。 落料凹模的計(jì)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(jí)制造精度確定。 落料凸模的計(jì)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(shí)查得 Z max?? 0 . 24 驗(yàn)算： ?凹 ??凸 ????Zmax?Zmin ??? 凹模壁厚實(shí)際選取 。 深筒件的 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 23 (2) 拉深模 按標(biāo)注內(nèi)形尺寸及未注公差進(jìn)行計(jì)算，工件尺寸為 ? 35 ? 拉深凹模的計(jì)算 公式為： ????? ）（凹 ZD () ()式中 D凹 —— 拉深凹?；境叽?(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(jì)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