【正文】 拉深故第 1 次拉深直徑為 87mm，第 2 次拉深直徑取為 47。 1 臺(tái)階拉深計(jì)算為保證拉深能順利進(jìn)行，第 1 次拉深計(jì)算時(shí)，不僅要考慮第 1 次拉深系數(shù)，還要考慮第 1 次拉深的高度極限，以后各次拉深按照拉深系數(shù)逐漸增大的原則設(shè)計(jì)。1）第 1 次拉深凹模圓角半徑的確定查參考文獻(xiàn)[3]，P131，首次拉深凹模圓角半徑公式 417： （22）tdDrd)(??以后各次拉深凹模圓角半徑： （23）1).6(?ndndr　r式中： D——毛坯直徑，mm； d ——凹模內(nèi)徑，mm； t ——工件厚度，mm。已知：D=155mm ，d=87 ，t=2，所以 ，)8715(.0)( ??????tdDrd取小些，取 612）第 1 次拉深凸模圓角半徑的確定查參考文獻(xiàn)[3]，P131，首次拉深凸模圓角半徑公式 419： （24）11)(dpr　r?得： .?所以取 61pr3）第 1 次拉深計(jì)算①驗(yàn)證拉深系數(shù)系數(shù)。第 1 次拉深后直徑為：87，拉深系數(shù)為：m 1=87/155=（第 1 次拉深極限系數(shù)），故第 1 次拉深系數(shù)滿足要求。②第 1 次拉深高度計(jì)算制件高度利用三維 CAD/CAM 軟件，按照總體積（V= 3）不變的原則，可計(jì)算出制件高度為：25mm。查表 25 得，拉深相對(duì)高度極限約為 ，所以：h1=87=25電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)13因此第一次按直徑 φ87 拉深 25 的高度，是能實(shí)現(xiàn)的，因此初定第 1 次拉深后制件形狀和尺寸如下圖所示。圖 第 1 次拉深件中性尺寸 2 臺(tái)階拉深計(jì)算①拉深系數(shù)計(jì)算拉深前直徑為：d 1=87，拉深后直徑 d2=47。所以拉深系數(shù)為：m 2=d2/d1=47/87=故第 2 臺(tái)階能 1 次拉成。②拉深凸、凹是圓角半徑確定拉深凸、凹模圓角半徑取最小半徑，即分別為：RR4，中性層為：RR5。③計(jì)算拉深件尺寸利用三維 CAD/CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算，在總體積（ ）不變的原則下，計(jì)算出拉深高度為 。此時(shí) φ87 的高度由 25mm 變短為 19mm。此時(shí)制件如下圖所示。圖 第 2 次拉深件中性尺寸 整形分析由圖 可知，僅圓角 R5 和 2 處 R7 沒有達(dá)到要求，因此可采用整形一次完成，整形后工件如下圖所示。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14圖 整形后工件中性尺寸 工序匯總根據(jù)以上分析，可以總結(jié)出各工序順序?yàn)椋郝淞稀?1 次拉深→第 2 次拉深→整形→切邊。 各工序尺寸公差的確定落料的大小直接影響拉深件的修邊余量，因此必須要有公差要求；第 1 次拉深直徑直接到位，因此需要公差，也就是產(chǎn)品公差，高度隨后續(xù)拉深還會(huì)變化，故不需標(biāo)注公差；第 2 次拉深后直徑也直接到位，故也需要公差要求，高度還不是最后尺寸因此不需標(biāo)注僅是中間過程不需設(shè)置公差；整形除外緣直徑外全部到位，因此需標(biāo)注公差；最后切邊尺寸需標(biāo)注公差，即產(chǎn)品公差。下面主要確定落料直徑的公差。根據(jù)落料直徑 Φ155，對(duì)照參考文獻(xiàn)[2]，P1～P2，它屬于未注公差沖裁件線性尺寸，查參考文獻(xiàn)[2]，P3，表 1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差，公差等級(jí)取 m 級(jí)，可得尺寸 φ155 的偏差為177。，故最終尺寸為： 。?? 產(chǎn)品所需模具在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，適當(dāng)將各工序組合，可以節(jié)省模具數(shù)量及生產(chǎn)制造成本，主有一處工序組合，落料和第 1 次拉深組合，結(jié)果共有 4 副模具，各副模具制品尺寸和形狀分別如下：模具 1：落料拉深復(fù)合模。落料尺寸 2mm，第 1 ??狀如下圖所示。（a ）中性層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸圖 第 1 次拉深件電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)15模具 2：第 2 次拉深模具，尺寸和形狀如下圖所示。（a ）中性層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸圖 第 2 次拉深件模具 3：整形模具，尺寸和形狀如下圖所示。（a ）中性層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸圖 整形后工件模具 4：切邊模具， 是切邊尺寸，尺寸和形狀如下圖所示。圖 切邊后工件本課題研究第 4 副模具，即模具 1：落料拉深復(fù)合模和模具 4：切邊模具，以下所有計(jì)算和設(shè)計(jì)僅做這兩副模具。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文163 落料拉深模設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)落料凹模裝在下模上，落料凸模（確切說是凸凹模）裝在上模部份，拉深凹模（即凸凹模）裝在上模部份，拉深凸模裝在下模部份。卸料采用剛性卸料結(jié)構(gòu)，工件采用推件塊剛性推出，推出機(jī)構(gòu)裝在上模部份，壓邊裝置裝在下模部份，采用彈性（彈簧）結(jié)構(gòu)，同時(shí)也起向上推件作用。條料采用手動(dòng)送料裝置。本模具結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。圖 落料拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu) 確定其搭邊值考慮到成型范圍，應(yīng)考慮以下因素：電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)171．材料的機(jī)械性能：軟件、脆件搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。2．沖件的形狀尺寸：沖件的形狀復(fù)雜或尺寸較大時(shí)，搭邊值大一些。3．材料的厚度：厚材料的搭邊值要大一些。4．材料及擋料方式：用手工送料，無側(cè)壓裝置的。5．卸料方式：剛性卸料。6．材料為：08 鋼，產(chǎn)品形狀是圓形。綜上所述，查表 31 搭邊值 a 和 a1（即查參考文獻(xiàn)[5]，P31 頁(yè)，表 216 搭邊值 a 和a1），確定其搭邊值為：兩工件間的搭邊值：a 1=2mm工件側(cè)面搭邊值：a=表 31 搭邊值 a 和 a1[5]手工送料圓形 非圓形 往復(fù)送料自動(dòng)送料材料厚度a a1 a a1 a a1 a a11 2 3 2 3 21～2 2 2 3 22～3 2 3 4 3 23～4 3 3 5 4 4 34～5 4 3 5 4 6 5 5 45～6 5 4 6 5 7 6 6 56～8 6 5 7 6 8 7 7 68 7 6 8 7 9 8 8 7 確定排樣圖在沖壓零件中，材料費(fèi)用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是一個(gè)重要問題，必須認(rèn)真計(jì)算，確保排樣相對(duì)合理，以達(dá)到較好的材料利用率。排樣方法可分為三種：1．有廢料排樣2．少?gòu)U料樣3．無廢料排樣少?gòu)U料排樣的材料利用率也可達(dá) 70%－90%。但采用少、無廢料排樣時(shí)也存在一些缺點(diǎn)，就是由于條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定們所產(chǎn)生的誤差，使工作的質(zhì)量和精度較低。另外，由于采用單邊剪切，可影響斷面質(zhì)量模具壽命。根據(jù)工件的形狀和批量，對(duì)模壽命有一定要求，故采用有廢料排樣方法。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做搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的工件。還可以使條料有一定的剛度，便于送進(jìn)。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文18本產(chǎn)品外形是圓形，第一副模具是落料拉深復(fù)合模，只需考慮落料的排樣，故采用單排直排方式。由于料厚為 2mm，落料外形尺寸也較大，每根條料比較重，故采用手動(dòng)前后送料方式送料。落料尺寸為 。??送料步距：A=Dmax+a1 （31）Dmax 為工件最大尺寸，故 Dmax=A=Dmax+a1=+2=條料寬度（剛性卸料有導(dǎo)向無側(cè)壓）： （32）0maxZ)2+　(B??其中：a＝ ，Δ＝，查表 32 條料寬度偏差 Δ（即查參考文獻(xiàn)[5]，P31 頁(yè)，表 217 條料寬度偏差 Δ）Z=1，查表 33 條料與導(dǎo)料板之間的間隙（即查參考文獻(xiàn)[5]，P32頁(yè)，表 218 條料與導(dǎo)料板之間的最小間隙 Zmin）B=Dmax+2a+Z=+2+1= mm0 ?表 32 條料寬度偏差 Δ [5]條料厚度 t條料寬度 B＜ ～ 1 1～2 2～3 3～5＜20 — —20～30 — —30～50 — —＜50 — 50～100 — 100～150 — 150～200 — 200～300 — 表 33 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 Zmin[3]無側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置條料寬度 B 條料寬度 B材料厚度 t100 以下 100～200 200～300 100 以下 100 以上約 1 1 1～5 1 1 導(dǎo)料板間距離：電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)19 （33）Z　B0?B0＝+1=因此實(shí)際條料最小寬度為 ，最大寬度為 ，送料步距為：。排樣圖如圖 所示。圖 排樣圖 材料利用率計(jì)算在沖壓零件中，材料利用率是非常重要的，較高利用率是企業(yè)降低成本的途徑之一。由于本產(chǎn)品采用復(fù)合工序的單副模具生產(chǎn)，送料采用手動(dòng)送料，因此可以假設(shè)原材料為條料，查參考文獻(xiàn)[6] ，P113 頁(yè)，表 27 冷軋鋼板的規(guī)定（GB/T 708—2022），及結(jié)合目前市場(chǎng)，故采用尺寸為：寬 1000mm，長(zhǎng) 2500mm，厚 2mm 的板料。材料利用率： （34）%10??Sn?其中：板材總面積 S0=10002500=2500000mm2　　　S＝ 2 ————單件產(chǎn)品實(shí)際面積，采用計(jì)算機(jī)計(jì)算。條料寬度最大為 ，送料步距 。由于原材料是板料，剪板時(shí)有兩種裁剪方法，即剪長(zhǎng)邊和剪短邊。1．剪長(zhǎng)邊2500/=，共能裁： 15 條1000/=，每條能裁 6 個(gè)共計(jì)：156=90 個(gè)2．剪短邊1000/=，共能裁： 6 條2500/=，每條能裁 15 個(gè)共計(jì)：615=90 個(gè)可見在裁短邊、裁長(zhǎng)邊結(jié)果總個(gè)數(shù)是一樣的，相對(duì)比較還是剪長(zhǎng)邊，每條重量好多，工人操作少辛苦一些，故采用第 1 種裁剪方法。無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文20故材料利用率 %%0 ????Sn?材料利用率大于 60%，排樣符合要求。 凸、凹模刃口尺寸的確定本模具有 2 個(gè)工序組成，落料和拉深，下面分兩個(gè)部分分別計(jì)算。產(chǎn)品圖見圖 所示。 落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定1．計(jì)算原則本產(chǎn)品外形是圓形，屬于落料工序，因此計(jì)算原則以凹模為基準(zhǔn)。由于形狀簡(jiǎn)單，僅是圓柱類形狀，故采用凸、凹分別加工方法來制造，并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。2．凸、凹模制造公差工件尺寸為 ，由于此尺寸為落料尺寸，轉(zhuǎn)化為下偏差尺寸為：?? 0 ??查表 34 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)凸、凹模的制造公差（即查參考文獻(xiàn)[5]，P22 頁(yè)，表 211），得：凸模偏差 δ p=凹模偏差 δ d=表 34 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)凸、凹模的制造公差 [5]基本尺寸 凸模偏差 δ p 凹模偏差 δ d 基本尺寸 凸模偏差 δ p 凹模偏差 δ d≤18 ＞180～260 ＞18～30 ＞260～360 ＞30～80 ＞360～500 ＞80～120 ＞500 ＞120～180 已知沖裁雙面間隙 Zmin=，Z max=，Z maxZmin=因此：δ p+δ d=+=，即 δ p+δ dZmaxZmin所以：凸、凹制造公差需作調(diào)整。δ d=(ZmaxZmin)==δ p =(ZmaxZmin)= =3．落料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算查參考文獻(xiàn)[5]，P37 頁(yè)，落料公式 2公式 29，得公式如下： （35）dD　d??????0max)(凹 模 （36）inppZ??凸 模電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)21式中 Dmax=，Δ=，Z min=根據(jù) t=2mm，圓形件，工件公差 ，查表 35 磨損系數(shù) χ（即查參考文獻(xiàn)[5]，P22頁(yè)，表 212），得：χ=所以 024. 024. 15)( ??????d 06. ?pD表 35 磨損系數(shù) χ [5]非圓形工件 圓形工件1 t/mm工件公差?/mm≤1 ≤ ~ ≥ ＜ ≥ 1~2 ≤ ~ ≥ ＜ ≥ 2~4 ≤ ~ ≥ ＜ ≥ ＞4 ≤ ~ ≥ ＜ ≥ 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差1．拉深凸、凹模間隙此產(chǎn)品主體部分僅需 1 次拉深，材料厚度 t=2mm，采用壓邊圈，查表 36 有壓邊圈時(shí)的單邊間隙值 Z（即查參考文獻(xiàn)[5]，P125 頁(yè)，表 410），得 1 次拉深的單面間隙 Z：第 1 次拉深：Z=1t=2mm （這是本課題研究的第一副模具參數(shù)）表 36 有壓邊圈時(shí)的單邊間隙值 [5]總拉深次數(shù)1 2 3 4 5拉深工序1 1 2 1 2 3 2 3 4 3 4 5凸、凹模之間的單邊間隙1～ 1～ 1～ 1～ 1～2．凸、凹模工作部分尺寸及其