【導讀】隨著科學技術的發(fā)展，對壓鑄件產品的安全性和造型美觀的要求不斷提高。根據使用的不同，對零件的質量評價有所不同。如何生產出高質量的零件，對節(jié)。約材料、能源和提高經濟效益都有很大的意義。分析了燈罩這種形狀復雜、壁薄零件的結構特點。針對壓鑄中易形成裂紋、idworks軟件進行三維實體造型，并對未知的尺寸進行規(guī)定。的圓形坯料板材直徑。根據所得的直徑來確定原始坯料的一些尺寸，為后續(xù)的設。計和研究提供一定的依據。同時利用Solidworks軟件或其它三維軟件對沖壓模型。通過運用Solidworks軟件，同時結合逆向造型的方法來設計相對應的模具，添加其它相關的數據，可以成批生產。

　　

【正文】 m m ) （ 318） 刃口修磨量一般為 5~6mm ，入模量為 1mm。其值小于上模座厚度，故所選螺釘的長度也能滿足工作要求。 四個卸料螺釘采用均布方式，其分布位置可以參考下模座上螺釘的分布位置，也取在直徑 130mm 的圓周上。 ② 在 Solidworks 中進行卸料螺釘的造型 ，如 圖 311 所示。 圖 311 卸料螺釘 （ 9）選擇模柄形式 ① 選擇模柄：模具較小，可選擇壓入式模柄。由于模柄長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深度，查手冊可采用 30mm 85mm? ? 的 A 型模柄，即30 85 764 JB T? 模柄。模具往壓力機上安裝時，模柄外采用套筒。 ② 在 Solidworks 中進行模柄零件的造型 ，如 圖 312所示。 圖 312 模柄零件 （ 10）在裝配體環(huán)境中關聯設計 上模座、墊板、凸模、橡皮和卸料板 ① 為上模插入緊固螺釘孔和銷釘孔：上模座、墊板和凸模之間采用螺釘緊固，使用銷釘定位。為了減少加工次數和統一規(guī)格，采用 M8 的螺釘和兩個直徑為 8mm 的銷釘，采用均勻分布即可。根據所選用的螺釘尺寸，上模座的沉頭孔的直徑和深度分別取 和 9mm，其通孔直徑為 9mm，根據凸模的尺寸，螺釘孔和銷釘孔分布在直徑為 225mm 的圓周上。 ② 為上模插入卸料螺釘孔：卸料螺釘穿過上模座、墊板、卸料橡皮以及卸料板，所以卸料螺釘孔是一個貫穿上模的通孔，在上模裝配環(huán)境中生成卸料螺釘孔。 （ 11）往上模 裝配體中插入螺釘和銷釘并初步完成上模設計 采用自底向上的裝配方式，向上模裝配體中依此插入兩個定位銷釘、三個緊固螺釘以及四個卸料螺釘 ，可見圖 313。 圖 313 上模裝配體 （ 12）生成沖裁模裝配體 ，如 圖 314 所示。 圖 314 沖裁模裝配體 使用 Solidworks 的“測量”功能，測得摩具的閉合高度為 。也可以使用公式計算： H =上模座厚度 +墊板厚度 +凸模厚度 +凹模厚度 +下模厚度 （ 319） =（ 45+10++25+551） = 所選壓力機最大及最小封閉高度分別為 max 220mmH ? m in m a x 220 60 160 m mH H H? ? ? ? ?調 m in m a x10 5H H H? ? ? ?， 沖裁模高度符合設計要求。 （ 13）檢查并完善模具裝配體 使用“干涉檢查”功能，檢 查“沖裁?！毖b配體，發(fā)現下模的擋料銷與上模的卸料板間存在干涉現象 ， 故 卸料板上還需要鉆三個與擋料銷相配合的孔。 （ 14）插入工件和板料得到最終的沖裁模裝配體 和 沖裁模 可見 圖 315 和 圖 316。 圖 315 沖裁模裝配體 圖 316 沖裁模 1—— 板料 2—— 下模座 3—— 卸料板 4—— 內六角螺釘 5—— 凸模 6—— 工件 7—— 擋料銷 8—— 橡膠環(huán) 9—— 導柱 10—— 導套 11—— 上模座 12—— 卸料螺釘 13—— 內六角螺釘 14—— 模柄 15—— 定位銷 16—— 墊板 第四章 液壓模的設計 設計拉深件時應遵循的原則 在將平板坯料通過拉深方法變成各種形狀的空心件的拉深工藝過程中，材料本身要發(fā)生流動，其流 動的難易程度直接決定工件拉深的可能性和拉深次數的多少。為了有利于拉深的正常進行及減少不必要的廢品產生，在設計中，得考慮以下幾方面。 1） 在使用條件允許的情況下，拉深件應盡可能采用軸對稱回轉體件，且形狀力求簡化。 2） 在工件的平面部分，尤其是在距離邊緣較遠的位置上，應盡量避免有凸起和凹坑現象，即使產品上要求其局部有凹坑及凸起，則高度也不能過大。 3） 設計曲面空心件時，應盡量避免有尖底形狀。 4） 拉深件各部分尺寸比例要適當，應盡量避免設計有寬凸緣和深度較大的拉深件。圖 2— 1 所示的帶凸緣的拉深件，其凸緣直徑應控制在如下范圍內： 25 12d t d d t? ? ? ?凸 （ 41） 式中 d凸 —— 凸緣直徑（ mm）； d —— 拉深件直徑（ mm）； t —— 拉深件厚度（ mm）。 拉深件的拉深深度，一般應控制在如下范圍內： 2hd? 式中 h—— 拉深件的最大拉深深度（ mm）。 一般來說，拉深件的圓角半徑越大越好。 如 圖 4— 1 所示，其拉深 件底與壁之間的圓角半徑 1r 和凸緣的圓角半徑 2r 及矩形件的四壁間的圓角半徑 3r 應滿足下列關系： 1rt? ，即最好使， ? ?1 3~5rt? ； 2 2rt? ，即最好使， ? ?2 5 ~10rt? ； 3 3rt? ，為了盡量減少拉深次數，應使3 15rH?。 式中 H—— 矩形盒件的高度（ mm）。 假如矩形盒件各圓角半徑要求較小，則可考慮增加一道整形工序 ，根據以 上的尺寸要求 ，考慮到與 矩形盒件 的相似之處， 可大概 確定燈罩的尺寸 ，如 圖42 所示 。 圖 4— 1 矩形盒件尺寸示意圖 圖 42 燈罩尺寸圖 設計拉深件時，對拉深件厚度不均勻現象的考慮 在拉深件時，拉深件由 于各處變形不均勻，所以拉深過程中材料厚度要發(fā)生變化。一般情況下，拉深件的底部中心拉深后保持原材料厚度，底部圓角處材料變薄，上部和凸緣處變厚。在拉深矩形件時，其矩形四角處材料變薄。在不變拉深中，拉深件厚度不均勻現象嚴重時，其上下壁厚變化可達 ~（ t為板料厚度）。即根據以上條件上下壁厚的的變化為 ~ 。 在多次拉深時，零件內外壁上或帶凸緣拉深件的凸緣表面應允許有拉深過程中產生的印痕。若有特殊要求時，可最后采用整形工 序消除這些印痕。 確定拉深件的尺寸精度 設計拉深件時，由于影響拉深件尺寸精度因素很多，所以在保證拉深件使用的情況下，不要對其有過高的要求。其斷面精度一般可取 IT12~IT14 級，查使用手冊，得 表 41和表 42： 表 41 拉深件內形或外形的直徑公差 （單位： mm） 材料厚度 拉深件直徑 d ? 50 50~100 100~300 1 ? ? ? 表 42 拉深件高度尺寸公差 （單位： mm） 材料厚度 拉深件高度 H ? 18 18~30 30~50 50~80 80~120 不帶凸緣 帶凸緣的 不帶凸緣 帶凸緣的 不帶凸緣 帶凸緣的 不帶凸緣 帶凸緣的 不帶凸緣 帶凸緣的 ? 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 根據上表中 的 數據 要求，本人所設計的零件尺寸精度為如 圖 43 所示。 圖 43 零件尺寸 對于拉深件，彈性變形作用比彎曲件小，但在 td（ t 為材料厚度， d 為筒直徑）小于 ~ 時，零件從模中卸下后，直徑則往往稍有加大。在材料厚度不一致的情況下，頂端也可能發(fā)生橢圓。所以設計拉深件時，為保持拉深出合格的產品，從工藝性來考慮，設計者可以在保持拉深件的一定形狀情況下， 可以在周邊或底部加上加強筋或設計成有一定寬度的凸緣及卷邊形狀。 根據上述信息，得： 1 ~ ?? （ 42） 2 124 .1 ~ ?? （ 43） 因此，在本人的這課題設計中， 在最后的工序中 零件本身的的卷邊形狀在一定程度上減弱了零件拉深后的彎曲回彈 ，同時在實際生產和使用中，對燈罩的 尺寸精度要求不需要很高 。 利用 SolidWorks 對于其它相關尺寸的確定 用 SolidWorks 來計算和確定 零件內凹面 4r 的值， 用 SolidWorks 對于原來的圓形毛坯件的單面面積和整體質量進行測量估算。 測得圓形毛坯的單面面積為 ，毛坯的質量為 。 根據以上情況和原來所確定的零件尺寸，在 SolidWorks 中進行實體造型，確定如 圖 44 中的尺寸。 圖 44 零件的尺寸圖 根據以上的步驟，用 SolidWorks 測得成型件的上表面面積為 ，零件的質量為 。以上測得圓形毛坯的單面面積為 ，毛坯的質量為 ，可見從毛坯到成型件的質量和單面面積的數據變化不大，理論上推斷上圖所示的零件尺寸符合設計要求。在 SolidWorks 中設計的零件尺寸中確定4 43mmr ? ，其中 4r 所對應的角度約 81 。然而，在實際生產中，零件的彎曲和拉伸部分的壁厚是不均勻的，影響零件成型后的尺寸的因素很多，因此以上的數據僅供參考。本人的課題設計就按以上的理論數據進行設計和計算。為了方便建模，本人采用 SolidWorks 中的零件尺寸進行液壓成型模的設計。 液壓拉深成形 根據 SolidWorks 中的零件尺寸可以知道所設計的零件中部是屬于拋物線形的，拋物線形零件目前應用的較多，如汽車車燈外殼、自行車車燈等。目前，拉深這種復雜的拋物線零件，已被液壓成形及橡膠成形所代替。采用液壓成形的零件，可以得到較理想的尺寸精度和表面質量的制品。對于這類拋物線零件，若用普通拉深，需要多道工序，而用液壓成形，可以減少工序。 液壓成形是指直接利用液體（水、油類）的壓力，使坯料成形的一種沖壓加工方法。利用液壓成形，可以進行的工序有：彎曲、拉深、翻邊、成形等。 液壓成形較其他成形有如下優(yōu)點： 1） 模具制造簡單，生產周期短。 2） 模具壽命較長，并且模具的通用化程度較高。 3） 采用液壓拉深 時，其拉深深度可加大并可加工形狀復雜的制品零件。 4） 液壓成形可不必使用特殊的專用冷沖壓設備。 液壓成形盡管有上述優(yōu)點，但它用液體充當凸、凹模，因此操作工藝較一般鋼模及橡皮模復雜的多，故目前使用的還不夠廣泛。液壓成形有兩種類型：一種是凸模采用液體，另一種是凹模采用液體。不論是哪種類型，其原理全是一樣的。 根據以上情況和本人的課題設計要求，本人采用液壓凹模拉深，即采用液體充當拉深凹模，而凸模仍為普通的鋼制凸模的一種拉深方法 ,在凸凹模之間隔一層橡膠模，以便于成型 。 這種液壓凹模拉深，其液壓特點是： 1） 液壓凹模拉深時， 由于有很高的液體靜壓力，可將坯料緊緊地壓在凸模之上，故工件底部不易變薄。 2） 液壓凹模拉深時，極限拉深系數要比普通拉深極限系數小得多，故材料變形容易，易于成形，無需多次拉深，一次即可成形。 3） 采用液壓凹模成型，坯料定位容易，故質量、精度高于液壓凸模拉深。 4） 液壓凹模拉深不易出現皺紋 [6]。 液體的壓力，對成形有很大影響。壓力不能過大或過小。其壓力可按下式確定： 14P t d?? （ 44） 式中 P —— 所需液體單位壓力（ MPa ）； d —— 零件直徑（ mm）； t —— 材料厚度（ mm）； 1? —— 坯料周邊產生拉深變形所需的拉應力（ MPa ）。 1? 可近似按下式確定： 1 lnz m??? （ 45） 式中 z? —— 材料的屈服強度（ MPa ）； m —— 零件拉深系數。 根據以上條件，得知所需要液體單位壓力為： 144 1 lnzttPd d m? ???= 4 1190 80 ln ???? 410?? (N) （ 44） 如果所拉深零件形狀較為復雜，若使成形能得到零件底部較小的圓角半徑時，則必須加大液壓力，其值為：ztP r?? （ 46） 式中 r —— 零件底部的圓角半徑（ mm）； z? —— 材料的屈服強度（ MPa ）； t —— 材料厚度（ mm）。 根據以知尺寸，零件底部較小的圓角半徑最小值為 m in 2 .4 0 .4 2 .8 m mr ??? 。 則可以得到 ： ? ?30 .8 3 .5 7 1 0 N2 .8 8 0ztP r? ?? ? ? ?? （ 46） 在實際生產中，采用最大單位壓力 壓力 ： ? ?3m a x 10 NP ??? 。 用 SolidWorks 設計液壓成型模 根據以上情況情況，用 SolidWorks 設計液壓成 形模，為了方便液壓拉深成型，本人假設坯料經這副液壓成模后成形模后的零件 尺寸如圖 45所示。