【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)了一套拉伸成形的模具。經(jīng)過查閱資料，首先要對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，再分析對(duì)沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過程表達(dá)出來。與本次設(shè)計(jì)的意義，接著第二部分是對(duì)沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。本次設(shè)計(jì)闡述了沖壓連續(xù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過程。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。

　　

【正文】 圖（ 3） 在劃分完網(wǎng)格后，進(jìn)入展開階段。在標(biāo)題欄上點(diǎn)擊“配料工程”按鈕，在彈出的下菜 單中選擇“預(yù) 處理”，彈出圖（ 4）所示的對(duì)話框。在圖（ 4）所示的對(duì)話框中點(diǎn)擊 按 鈕，彈出圖（ 5）所示的“毛坯尺寸估算”對(duì)話框 廣西工學(xué)院 鹿山學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖（ 4） 圖（ 5） 在圖（ 5）所示的對(duì)話框中點(diǎn)擊“空”按鈕，在他處的對(duì)話框中進(jìn)行圖（ 5）所示的設(shè)置 在圖（ 6）所示的對(duì)話框中點(diǎn)擊“材料庫(kù)”按鈕，在彈出的材料庫(kù)對(duì)話框中選擇“ BLD” 點(diǎn)擊“確定”，在彈出對(duì)話框中點(diǎn)擊“確定”，在彈出的“ 材料”對(duì)話框中點(diǎn)擊“確定”按鈕，在“毛坯尺寸估算”對(duì)話框中進(jìn)行 設(shè)置 ，點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕，則軟件自動(dòng)進(jìn)入到片體的展開。 圖（ 6） 圖（ 7） 廣西工學(xué)院 鹿山學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖（ 8） 分析任務(wù)完成后出現(xiàn)圖（ 8）所示的界面，選擇保存路徑進(jìn)行保存。利用圖（ 8）所示的展開面，利用 UG ，選擇輪最大的輪廓線進(jìn)行草繪，進(jìn)而可計(jì)算出需要下料的大小。具體結(jié)果需要下料的面積為： S=650mm*580mm 沖壓設(shè)備的選用 沖壓設(shè)備的選用原則 : ，應(yīng)該能保證成行零件的取出與毛坯的放進(jìn)，例 如拉深所用壓力機(jī)的行程，至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上。 ，且還須留有安裝固定的余地，但是過大的工作平面上安裝小尺寸的沖模對(duì)工作臺(tái)的受力是不利的。壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸大于壓力機(jī)滑塊底面積 , 壓力機(jī)滑塊底面積必須大于模具的尺寸 ,所以只須考慮壓力機(jī)滑塊底面積的大小 . 。 模具的閉合高度 H0 是指上模在最低的工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板的頂面的距離。壓力機(jī)的閉合高度 H是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長(zhǎng)短能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大閉合高度 Hmax 和最小閉合高度 Hmin。 設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具閉合高度 H0 得數(shù)值應(yīng)滿足下式 Hmax5mm≥ H0≥ Hmin+10mm 無特殊情況 H0應(yīng)取上限值，即最好取在： H0≥ Hmin+1/3L，這是為了連桿調(diào)節(jié)過長(zhǎng)，廣西工學(xué)院 鹿山學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 螺 紋接觸面積過小而被壓壞。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床臺(tái)面上加墊板。 總的沖壓力為拉深力與壓邊力總和。查資料得任意形狀拉深力為： Fl =Ltδ bK（ L— 凸模周邊長(zhǎng)度， mm； t — 材料厚度， mm；δ b— 材料抗拉強(qiáng)度，MPa； K— 系數(shù)，鋼為 ~，這里選 2） 利用 UG 軟件的測(cè)量工具可得， L為 2502mm,則： Fl =2502 307 2=2457964N 任意形狀壓邊力為 : FY=AP(A－壓邊圈面積，平方毫米； P— 單位壓邊力， KN； 08A 為 ~3，由于 BLD材料與 08A 性能相同，這里選用 3) 利用 UG 軟件的面屬性，測(cè)量可得面積為 189590，則 FY=3 189590=568770N。 沖壓力 F=Fl+FY=2457964+568770=3026734N=。 應(yīng)用 315t 的液壓機(jī)合適。 第三章 拉延模設(shè)計(jì) 拉延也成為拉深，是指利用專用模具將平板毛坯制成開口空心零件或者把空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的一種沖壓工藝方法。拉延時(shí)空心件主要靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。拉延成形是能否生產(chǎn)出合格零件產(chǎn)品的關(guān)鍵，汽車鈑金件的質(zhì)量好壞在很大程度上受拉延模質(zhì)量的控制。拉延工序所使用的模具叫拉延模。拉延模結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，與沖裁模比較，工作部分有較大的圓角，表面質(zhì)量要求高，凸凹模間隙略大于或等于板料厚度 用拉延的方法可以制成桶形、階梯型、錐形、 球形和其他不規(guī)則形狀的薄壁零件，如果和其他沖壓成型工藝配合，還可以的制造成形狀氣味復(fù)雜的零件。用拉延的方法來制造薄壁空心的零件，生產(chǎn)效率高，省材料，零件的強(qiáng)度和剛度好，精度較高，拉延可以加工的范圍非常廣泛，直徑從幾毫米的小零件到直徑為 23m 的大型零件。因此，拉延在汽車、航空航天、國(guó)防、電器和電子等工業(yè)部門和日用品生產(chǎn)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。 模具結(jié)構(gòu)形式以及間隙的確定 根據(jù)使用沖壓設(shè)備不同，汽車覆蓋件拉延?？煞譃閱蝿?dòng)拉延模和雙動(dòng)拉延模。 單動(dòng)拉延模在單動(dòng)壓力機(jī)上使用，上模是凹模，下模是凸模，稱為拉 延模的倒裝，中間的壓邊圈通過彈簧、橡皮或氣墊獲得壓邊力。單動(dòng)拉延模的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造廣西工學(xué)院 鹿山學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 價(jià)低。雙動(dòng)拉延模在雙動(dòng)壓力機(jī)上使用，雙動(dòng)壓力機(jī)上滑塊分內(nèi)滑塊和外滑快兩個(gè)部分，上模固定在內(nèi)滑塊上，壓邊圈固定在外滑塊上，壓邊力由外滑塊獲得。雙動(dòng)拉延模的特點(diǎn)是壓邊力大，便于調(diào)節(jié)，且壓邊力是剛性的，壓邊穩(wěn)定可靠；行程大，可拉延深度大的拉延件。一般用于拉延成形型面復(fù)雜落差大、表面質(zhì)量要求高的大型零件。 形狀簡(jiǎn)單、拉延深度不大的鈑金件一般采用單動(dòng)壓力即來成形。根據(jù)零件特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)適合采用單動(dòng)拉延模，且本設(shè)計(jì)按 315t 油壓機(jī)參數(shù)設(shè) 計(jì)， 此 油壓機(jī)屬單動(dòng)壓力機(jī)，因此本設(shè)計(jì)拉延模結(jié)構(gòu)為單動(dòng)拉延模。 拉延模的凸模、凹模和壓邊圈尺寸大，形狀復(fù)雜，從成本和效率來來考慮 ,一般都采用鑄造結(jié)構(gòu)，且上、下模座與工作部分零件整體鑄造。要求既要有足夠的強(qiáng)度和剛度又要減輕重量，因此鑄件上非重要部分應(yīng)掏空，在影響強(qiáng)度和剛度部分應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋。鑄件壁厚應(yīng)盡可能均勻，避免由于冷卻速度差別過大形成熱應(yīng)力，使鑄件薄厚連接處產(chǎn)生裂紋；避免厚壁處形成金屬聚集的熱節(jié)，致使厚壁處易于產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷。設(shè)計(jì)鑄件壁的連接或轉(zhuǎn)角時(shí)，也應(yīng)盡力避免金屬的積聚和內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，這就要求鑄件 壁間轉(zhuǎn)角處有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)圓角或者 45 度倒角，避免銳角連接，厚壁與薄壁間的連接要逐步過渡。交叉接頭盡量采用丁字交叉，避免采用十字交叉。 拉延模的導(dǎo)向主要有下模與上模的導(dǎo)向、上模與壓邊圈的導(dǎo)向、下模與壓邊圈的導(dǎo)向。導(dǎo)向形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向、導(dǎo)板導(dǎo)向，導(dǎo)柱導(dǎo)板同時(shí)使用三種。導(dǎo)柱導(dǎo)向的導(dǎo)向精度高，但不能承受太大的側(cè)向力，本設(shè)計(jì)由于壓料面是空間三維曲面，而采用單動(dòng)壓力機(jī)拉延，在壓料面與上模開始合緊時(shí)，由于壓料面不對(duì)稱會(huì)導(dǎo)致壓邊圈偏斜，合模過程中，會(huì)在下模與壓邊圈之間、上模與壓邊圈之間產(chǎn)生較大的側(cè)向力，因此適宜用導(dǎo)板導(dǎo)向。 為提高導(dǎo)向面的耐磨性，在兩導(dǎo)向面其中一面設(shè)置耐磨板，導(dǎo)向面淬火硬度為 HRC52~56。 查得拉延模具凸模與凹模之間的間隙一般取料厚或 倍 料厚，這里選用料厚為間隙。為防止壓料圈與凸模摩擦或碰撞，壓料圈與凸模工作部分至少要有 5～ 10mm 的間隙，這里根據(jù)情況取 5mm。 綜上所述，本設(shè)計(jì)拉延模整體結(jié)構(gòu)形式為單動(dòng)拉延模，凹模、凸模及壓邊圈為整體鑄造鑄件，各部分導(dǎo)向采用導(dǎo)板導(dǎo)向。 模具主結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模具中心的確定 考慮到平衡性問題，模具中心最好與拉延件壓力中心一致，并于壓力機(jī)中心一致。以避免 偏心載荷使模具歪斜，間隙不均，從而加速壓力機(jī)和模具的導(dǎo)向部分及模具凸、凹模工作部分的磨損，影響壓力機(jī)和模具壽命。考慮到板料的形狀和壓力機(jī)頂桿的布廣西工學(xué)院 鹿山學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 置，模具中心可以適當(dāng)偏心。 本設(shè)計(jì)拉延件板料幾何中心與壓力中心 X方向上一致， 模具中心可以與拉延件壓力中心重合 ，板料寬度為 580mm， 長(zhǎng)度為 650mm。頂桿 X 方向間距為 150mm， X 方向布置 最多 4 排頂桿為宜 ， Y方向布置最多 3排為宜 ，模具中心與壓力機(jī)中心在 X方向上重合 ，在 Y方向重合 。生產(chǎn)用頂桿數(shù)為 10，按 下 圖所示分布。 確定模具壓料面尺寸 壓料面的尺寸要比板料尺寸大，這樣才能保證壓料面能壓住整塊板料。避免拉延成形時(shí)，板料沒有完全被壓料面壓住，未被壓住部分還沒流入壓料面內(nèi)時(shí)即產(chǎn)生起皺現(xiàn)象，造成拉延失敗。本設(shè)計(jì)壓料面比板料尺寸單邊大 10mm。則壓料面長(zhǎng)度為 660mm，寬度為 590mm， 長(zhǎng)度方向上以模具中心線為對(duì)稱軸對(duì)稱，寬度方向上壓料面中心與模具中心線 重合 。 壓邊圈的設(shè)計(jì) 單動(dòng)拉延模的壓邊圈由氣墊通過頂桿頂出產(chǎn)生壓邊力，拉延工件時(shí)，壓料面與凹廣西工學(xué)院 鹿山學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 模壓緊板料，為拉延成形提供阻力，并與凸模的成形力共同提供板料的變形力，使板料產(chǎn)生充分的塑性變形。 工作時(shí)，壓邊圈受到較大的載荷，壓邊圈要有一定的厚度以滿足強(qiáng)度和剛度的要求。同時(shí)考慮到導(dǎo)板空間，為降低平衡塊高度 ,沿壓料面形狀鑄造，比壓料面低 20mm，壓邊圈寬度根據(jù)壓料面單邊加寬 150~200mm，留出足夠的空間設(shè)置合模限位塊。同時(shí)考慮導(dǎo)板 空間，壓邊圈長(zhǎng)度為 1200mm ，寬度為 900mm。 壓邊圈重量估算：按總長(zhǎng)、總寬、總高相乘再乘于 的系數(shù)計(jì)算體積，則壓邊圈重量約為 530kg。 為方便運(yùn)輸，在壓邊圈四角設(shè)置四 個(gè)吊耳 ， 上模和下模設(shè)置 起重棒 ， 直徑為 50mm，滿足起重要求。起重棒材料為 45，鍛件，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 HRC 28～ 32，壓邊圈加工完成后，將起重棒放入制定位置。 壓邊圈與下模之間、壓邊圈與上模之間要設(shè)置合模限位塊，間距為 300~500mm，壓邊圈上表面的合模限位塊凸臺(tái)加工 M10 的螺孔，用于與合模限位塊聯(lián)接。所有的合模限位塊凸臺(tái)加 工精度為 IT7，表面粗糙度為 為減少加工面積，在壓邊圈上加工部分鑄出凸臺(tái)，高度為 10mm，合模限位塊凸臺(tái)直徑比合模限位塊大 10mm，頂桿凸臺(tái)直徑為按照頂桿避讓孔形狀鑄出 ,但是直徑減小10mm，定位器凸臺(tái)尺寸比定位器尺寸單邊大 6~10mm, 壓邊圈采用鑄件整體鑄造，為了減輕重量，鑄件上非重要部分應(yīng)掏空 。 壓邊圈采用鑄件整體鑄造，為了減輕重量，鑄件上非重要部分掏空，在合模限位塊處設(shè)置加強(qiáng)筋。主筋厚度為 40mm，加強(qiáng)筋厚度為 30mm。在上表面鑄造 6個(gè)高 10mm 的平衡塊凸臺(tái)，用 M10 螺紋與平衡墊塊連接，在平衡 塊凸臺(tái)下表面正下方設(shè)置 10個(gè)凸臺(tái)支撐限位塊，凸臺(tái)形狀尺寸與平衡塊凸臺(tái)相同。 壓邊圈上要相應(yīng)設(shè)置拉延筋槽。由于壓料面就是覆蓋件本身的凸緣，拉深筋應(yīng)設(shè)置在凹模的壓料面上以減少凹模壓料面的損耗。拉深筋在壓料面上的布置，根據(jù)零件的幾何形狀和變形特點(diǎn)決定 ,在拉深變形程度大，因而徑向拉應(yīng)力也較大的圓弧曲線部位上，可以不設(shè)或少設(shè)拉深筋。在拉深變形程度小，因而徑向拉應(yīng)力也較小的直線部位或曲率較小的曲線部位上，則要設(shè)或多設(shè)拉深筋。本零件設(shè)置的拉延筋根據(jù)前面的分析，在四周圍成一圈，拉延筋布置在凹模壓料面上，與 鑄件一起鑄造出拉 延筋，然后采用數(shù)控加工，加工后拉延筋部分淬火，硬度不低與 HRC52。 為便于加工，在壓邊圈位于壓力機(jī)中心處設(shè)置三處加工基準(zhǔn)孔，加工時(shí)用于與機(jī)床定位。 壓邊圈如圖 32 所示。 廣西工學(xué)院 鹿山學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 32 壓邊圈結(jié)構(gòu)示意圖 凸模的設(shè)計(jì) 凸模作為零件成型的重要部件，凸模的質(zhì)量直接決定了沖壓件質(zhì)量的好壞。在凸模的設(shè)計(jì)中有幾種形式，常見的有兩種，即：整體式和組合式。所謂整體式是指將凸模和下模座一起鑄造出來。組合式是指將凸模和下模座分別鑄造，分別加工。在本設(shè)計(jì)中由于模具的外型尺寸比較大，考慮到鑄造和加 工的方便性，采用組合式比較合理。凸模整體采用鑄造形式。由于覆蓋件的沖裁一般情況下是一次成型不要再次加工的成型方法，所以多成型零部件的要求較高，因此，在凸模的上平面面積較大的地方要設(shè)置透氣孔，防止在拉延過程中在平面處造成氣體的聚集，導(dǎo)致壓力的不平衡，從而引起拉延件的質(zhì)量下降。在曲面較多和變化較大的地方，由于其本身的結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)達(dá)到了排出氣體，平衡氣壓的作用，所以沒有必要設(shè)置透氣孔。凸模的結(jié)構(gòu)如下圖 33所示： 圖 33 廣西工學(xué)院 鹿山學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 在凸模上共設(shè)置了 4 個(gè)通氣孔，直徑為 10mm，設(shè)置原則為不影響制件質(zhì)量并能順利取出制件，通氣孔用鉆頭直接鉆出，并加防塵軟管。 圖上未表示，因?yàn)樽詈蟛偶庸ぁ５侵档米⒁獾囊稽c(diǎn)是在最高處開孔。 下模座的設(shè)計(jì) 由于在本設(shè)計(jì)中下模座和凸模采用了分別鑄造和加工的方式。所以，下模座在設(shè)計(jì)中起到至關(guān)重要的作用。 與壓邊圈對(duì)應(yīng)，下模座的外 形尺寸與壓邊圈相一致，下模座也要鑄出合模限位塊凸臺(tái)，高度為 10mm，直徑為 85mm，用 M10 螺釘與合模限位塊連接。 在下模座的鑄造中多不重要的部位也要挖空，以減輕模具的重量。在下模座上設(shè)置加強(qiáng)筋，其中沿 X 方向的厚度為 40mm，沿 Y 方向的厚度為 30mm，加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)要避免十字交叉，做成“丁字”交叉形式，用以增加相對(duì)剛度和強(qiáng)度。 模座根據(jù)壓力機(jī)工作臺(tái) T 形槽位置，設(shè)置 4 處壓板槽，用于下模與壓力機(jī)工作臺(tái)的固定。 由于在本設(shè)計(jì)的工作過程中，壓邊圈采用壓力機(jī)的液壓頂桿進(jìn)行復(fù)位。根據(jù)壓力機(jī)工作臺(tái)的尺寸，在壓邊圈上設(shè)置了 10 根頂桿，所以在下模座的相應(yīng)位置也要設(shè)置10 處用來安放頂桿的孔，