【導(dǎo)讀】再次、拉深、沖孔復(fù)合模的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，包括工藝方案的確定，模具刃口尺寸的計(jì)算，以及壓力機(jī)校核等。這種筒形零件采用沖壓生產(chǎn)時(shí)必要的，由于零件的尺寸、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)。量限制最好采用復(fù)合模生產(chǎn)，還采用彈性壓邊圈保證壓邊圈回彈到需要的位置。螺釘擰緊在固定板上。它零件連接，故零件制造要求高。另外由于采用的標(biāo)準(zhǔn)件少，所以模具的制造成本加大。

　　

【正文】 度大，可選用肘桿式精壓機(jī)。這類(lèi)壓力機(jī)的剛度大．滑塊行程小，在行程末端停留時(shí)間長(zhǎng)。在小批量，尤其是大型厚板件的成形工藝中，多選用液壓機(jī)，此類(lèi)設(shè)備壓力大，沒(méi)有固定的行程，不會(huì)因板材的厚度超差而過(guò)載。全行程中壓力恒定，這對(duì)于工作行程較大的沖壓工藝具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是液壓機(jī)的速度低 ，生產(chǎn)效率低，制件尺寸精度因受操作的影響不太穩(wěn)定。液壓機(jī)一般不適于沖裁工藝。 對(duì)于此工件，初選用 開(kāi)式曲柄壓力機(jī) J2280。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 四 章 模具刃口尺寸計(jì)算 沖裁模刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： （ 1）由于凸模、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料 （ 2）在測(cè)量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。 （ 3）沖裁時(shí)，凸模、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需考慮下述原則： （ 1）落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模 （ 2）考慮到?jīng)_裁中凸模、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣，在凸模、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格制件。凸模、凹模間隙則取最小合理間隙值。 （ 3）確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高 ( 即制造公差過(guò)小 )，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口精度要求過(guò)低 (即制造公差過(guò)大 )，則生產(chǎn)出來(lái)的制件可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。制件精度與模具制造精度的關(guān)系見(jiàn)表 。若制件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值” IT14 級(jí)處理，沖模則可按 IT11 級(jí)制造；對(duì)于圓形件，一般可按 IT7～ IT6 級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件下偏差為零，上偏差為正 。 確定制件尺寸公差 由于 制件沒(méi) 有標(biāo)注尺寸公差確定為 IT13 級(jí)，查文獻(xiàn)（ 4） p104 表 91尺寸公差表示如圖 41： 第四章 模具刃口尺寸計(jì)算 20 圖 41 制件的制造公差 文獻(xiàn)（ 2） p64 表 211 表 系數(shù) x 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210 表 制造公差 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 計(jì)算沖孔凸凹模刃口尺寸 沖孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，然后配做凹模。 使用過(guò)程中凸模磨損后，刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況，如圖 41加括號(hào)尺寸 A1,A2 是凸模磨損后變小尺寸。 （ 1）凸模尺寸 對(duì)尺寸 A1,由 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210如 表 ，查得制造公差 , ?? ??dp 對(duì)尺寸 A2,由 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210如 表 ，查得制造公差 , ?? ??dp 對(duì)尺寸 B1,由 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210如 表 ，查得制造公差 , ?? ??dp 對(duì)尺寸 B2,由 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210如 表 ，查得制造公差 , ?? ??dp 由文獻(xiàn)（ 2） p58 表 25 查得 mmmm ZZ 1 4 ,1 0 m a xm in ?? 由上面查得數(shù)據(jù)滿足如下條件 由文獻(xiàn)（ 2） p64 表 211 如圖 52查得 磨損后凸模尺寸變?。?A 類(lèi)）： 由文獻(xiàn)（ 2） p65 公式 216 得 磨損后凸模尺寸變大（ B 類(lèi)）： 由文獻(xiàn)（ 2） p65 公式 217 得 （ 2）凹模尺寸 由文獻(xiàn)（ 2） p63 公式 29 計(jì)算凹模尺寸如下 , 4321 ???? xxxx ? ??? ?? xAA Pp 0?? ? mmmmp 0 ?? ?? ??? ? mmmmp 0 ?? ?? ??ZZdp m inm ax ????? ? ?Zddp dd min 0? ?? ?? ? mmmmA d ?? ?? ?? ? mmmmd ?? ?? ?? ??? ?? xBB Pp ?0? ? ?? ?? ??p ? ? mmp ?? ?? ??第四章 模具刃口尺寸計(jì)算 22 計(jì)算拉深凸凹模刃口尺寸 凸、凹模間隙 拉深模的間隙 是指的單邊間隙。間隙的影響如下： 1. 拉深力 間隙愈小，拉深力愈大。 2. 零件質(zhì)量 間隙過(guò)大，容易起皺，毛坯口部的變厚的不到消除；另外，也會(huì)使零件出現(xiàn)錐度。而間隙過(guò)小，則會(huì)使零件拉斷或變薄特別嚴(yán)重。故間隙過(guò)大或過(guò)小均會(huì)降低零件質(zhì)量。 3. 模具壽命 間隙小，則磨損加劇。 因此，確定間隙的原則是：既要考慮板材本身的公差，又要考慮毛坯口部的增厚。故間隙值可按下式計(jì)算 CtZ ?? maxt =+ 1? = 式中 maxt 材料的最大厚度，其值 ???ttmax =1+=； 其中 ? 板料的正偏差； C增大系數(shù)，考慮材料的增厚以減小摩擦。其值見(jiàn)文獻(xiàn)（ 2） P159 表 421. 圖 42 凸、凹模間隙 當(dāng)零件要求內(nèi)形尺寸時(shí) (圖 b)寸。 ? ? mmmmB d ?? ?? ?? ? mmmmd ?? ??? ?PDDZ ?? d21四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 dZDDd ?????? 0m i n )( 模具制造公差 δ p、 δ d應(yīng)根據(jù)拉深件的公差等級(jí)來(lái)選定。當(dāng)零件公差為 IT3 級(jí)以上者，δ 采用 IT6— 8級(jí)；當(dāng)零件公差為 IT14 級(jí)以下者， δ 采用 IT10 級(jí)。 查文獻(xiàn)（ 2）， P163 表 423 凸模制造公差 δ p與凹模制造公差 δ d，查得 ?? mm ?d? mm 0 )( ????PD =? mm )( ?? ??????D mm 凸模工作表面粗糙度一般要求為 R m；圓角和端面加工為 m。 凹模工作平面與模腔表面要求加工為 m；圓角表面一般要求為 m。 凹模圓角半徑 凸模圓角半徑 圖 43 拉深模工作部分的尺寸 圖 44 拉深初期毛坯與凸模、凸模的位置關(guān)系 模圓角半徑 拉深時(shí)，平板毛坯是經(jīng)過(guò)凹模圓角流入洞口形成零件的筒壁。當(dāng) 較小時(shí)，材料經(jīng)過(guò)凹模圓角部分其變形阻力大，引起摩擦力增加，結(jié)果使拉深變形抗力增加，拉深力增大還容易使危險(xiǎn)斷面材料嚴(yán)重變簿甚至于破裂，在這種情況下，材料變形受限制，必須第四章 模具刃口尺寸計(jì)算 24 采用較大的拉深系數(shù)。較小的 還會(huì)使拉深件表面刮傷，結(jié)果使工件的表面質(zhì)量受損。另外， 小時(shí)，材料對(duì)凹模的壓力增加，模具磨損加劇 ,使模具的壽命降低。 太大時(shí)，毛坯變形區(qū)與凹模表面的接觸面積減小，如圖 。在拉深后期毛坯外緣過(guò)早脫離壓邊作用而起皺，使拉深件質(zhì)量不好，在側(cè)壁下部 和口部形成皺褶。在生產(chǎn)上一般應(yīng)盡量避免采用過(guò)小的凹模圓角半徑，在保證工件質(zhì)量的前提下盡量取較大的值，以滿足模具壽命的要求。通常可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ? ? 7 5 0 ????d mm 式中 ：Ｄ為毛坯直徑或上道工序拉深件直徑； D=100mm d 為本道工序拉深件的直徑 d=78mm。 凸模圓角半徑對(duì)拉深的影響不象凹模圓角半徑那樣顯著。 過(guò)小，毛坯在該處受到較大的彎曲變形，使危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度降低，過(guò)小的 會(huì)引起危險(xiǎn)斷面局部 變簿甚至開(kāi)裂，也影響拉深件的表面質(zhì)量。 過(guò)大時(shí)，凸模端面與毛坯接觸面積減小，如圖 所示，易使拉深件底部變簿增大和圓角處出現(xiàn)內(nèi)皺。 一般，第一次拉深凸模圓角半徑 以后各次拉深凸模圓角半徑 式中： 為本工序的拉深直徑； 為下道工序的拉深直徑。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 最后一次拉深時(shí)，凸模圓角半徑應(yīng)等于零件圓角半徑， rpn＝ r 零件 ≮ t，否則應(yīng)加整形工序，以得到 r零件。 因?yàn)檫@是最后一次拉深，所以凸模圓角半徑 應(yīng)等于零件圓角半徑 =15mm。 棘塊凸凹模尺寸公差標(biāo)注 如圖 45 和 圖 46 圖 45（凸模） 第四章 模具刃口尺寸計(jì)算 26 圖 46（凹模）四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第五 章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具類(lèi)型 因生產(chǎn)批量大，我們采用了復(fù)合模具。 所謂復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，就是在沖床的一次行程內(nèi)，完成兩道以上的沖壓工序。復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) ： （ 1）制件精度高。由于是在沖床的一次行程內(nèi)，完成數(shù)道沖壓工序。因而不存在累積定位誤差。使沖出的制件內(nèi)外形相對(duì)位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。適宜沖制薄料和脆性或軟質(zhì)材料。 （ 2）生產(chǎn)效率高。 （ 3）模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。 按照落料凹模安裝的位置，復(fù)合模可分為正裝和倒裝兩種形式。落料凹模安裝在下模，為正裝復(fù)合模；落料凹模安裝在上模，為倒裝復(fù)合模。 倒裝模具結(jié)構(gòu)的選用原則 ： 只有當(dāng)工件表面要求平整、外形輪廓較復(fù)雜、外形輪廓不對(duì)稱(chēng)、或坯料較薄時(shí)的沖裁，以及旋轉(zhuǎn)體件拉伸時(shí)，才選用倒裝模具結(jié)構(gòu)。 倒裝模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) ： （ 1）由于采用打料桿將工件或廢料從凹?？字写蛳拢蚨ぜ驈U料不在凹?？變?nèi)積聚，可減少工件可廢料對(duì)孔的漲力。從而可減少凹模的壁厚，使凹模的外形尺寸縮小，節(jié)約模具材料。 （ 2）由于工件或廢料不在凹?？變?nèi)積聚，可減少工件或廢料對(duì)模刃口的磨損，減少凹模的刃磨次數(shù)，從而提高了凹模的使用壽命。 （ 3）由于工件或廢料不在凹模也內(nèi)積聚，因此也就沒(méi)有必要加工凹模的反面孔（出料孔）?？煽s短模具制作周期，降低模具加工費(fèi)用。 （ 4）由于壓邊力只在平板坯料沒(méi)有完全被拉入凹模前起作用，所以適用于旋轉(zhuǎn)體體的拉伸。 倒裝復(fù)合模工作時(shí)所產(chǎn)生的沖孔廢料直接由下模部分漏出，故操作方便，且安全。制件被嵌在上模部分的落料凹模內(nèi)，回程時(shí)由剛性推料裝置將制件推下。沖裁過(guò)程中對(duì)制件不起壓緊作用。 我們將彈簧壓邊圈裝在下部，采用倒裝拉深模具。由于彈性元件裝在模座下壓力機(jī)工作臺(tái)的孔中，因此空間較大，允許彈性元件有較大的壓縮行程，可以拉深深度較大第五章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 的零件。此工件的拉深深度為 70mm,故采用倒裝拉深模具。 綜上所述，此制件采用倒裝復(fù)合模。 操作與定位方式 零件雖屬于大批量生產(chǎn)，但在此安排手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn)，且能夠降低模具的成本。 由于零件輪廓 為圓筒形 ，厚度較 低，可以用壓邊圈的外沿輪廓 進(jìn)行精確定位。 卸料與出件方式 設(shè)計(jì)卸料零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓正常進(jìn)行。 此制件沖孔產(chǎn)生的廢料從模具中的圓形通道漏出。 推件和頂件的目的，是將制件從凹模中推出來(lái) (凹模在上模 )或頂出 (凹模在下模 )。推件力是通過(guò)壓力機(jī)的橫梁作用在一些傳力元件上，使推件力傳遞到推件板上將制件(或廢料 )推出凹模。推板的形狀和推桿的布置應(yīng)根據(jù)被推材料的尺寸和形狀來(lái)確定。 此制件我們采用了 剛性推沖件裝置 ， 如 圖 61。 圖 51 1—打桿； 2—推板； 3—推桿； 4—推件塊 剛性推件裝置 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 模架類(lèi)型及精度 采用后側(cè) 滑動(dòng)導(dǎo)柱模架 。 模架按 GB/T 制造，模架精度達(dá)到Ⅲ級(jí)。 模架 主要有以下幾種用途和功能如下： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第 六 章 模具 零件 設(shè)計(jì) 拉深 凹模設(shè)計(jì) 、 沖孔凹模洞口形狀的選擇 凹模的洞口形狀是指凹模型孔的軸剖面形狀，其基本形式有直壁式、斜壁式和凸臺(tái)式三種。直壁式其孔壁垂直于頂面，刃口尺寸不隨修磨刃口增大。故沖件精度高，刃口強(qiáng)度也較好。但刃口沖裁時(shí)磨損大，每次修磨的刃磨量大，總的壽命較低。斜壁式其特點(diǎn)與直壁式相反，在一般的工件或廢料向下落的模具中應(yīng)用廣泛。凸臺(tái)式是一種低硬度的凹模刃口。又稱(chēng)鉚刀口凹模，主要用于沖裁板料厚度 以下的小間隙、無(wú)間隙模具。 凹模洞口形狀如圖 61： 圖 61 凹模洞口形狀 沖孔時(shí)選擇直壁式如上圖中 a。 、沖孔凹模的外形尺寸