【正文】 圖 53 經(jīng)過翻邊后的零件質(zhì)量特性燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計38圖 54 經(jīng)過液壓模后的零件質(zhì)量特性 驗算拉深系數(shù)根據(jù)翻邊模的結(jié)構(gòu)特點，零件在翻邊成型過程中，零件的內(nèi)沿部分被壓緊，真正的拉深彎曲的地方是零件的外沿部分，對液壓成型后的零件進行計算分析。在設(shè)計中，其數(shù)據(jù)不可能做到完全的數(shù)據(jù)統(tǒng)一，小量的差異可以忽略不計。然而在實際生產(chǎn)中，燈照的尺寸精度要求不是很高，其它不重要的地方可以適當(dāng)按加工條件和要求改進。因此，在對模具結(jié)構(gòu)分析時，只要對這部分進行分析就可以了。翻邊后的零件如圖 52 所示。 裝配圖模型 液壓模裝配好以后，可的到液壓模示意圖 48，具體的尺寸要求可見零件圖和裝配圖。當(dāng)其離開到一定程度時，液壓槽內(nèi)液體沖壓，橡膠模開始恢復(fù)原型，零件應(yīng)橡膠模的彈力而向上彈，工件就這樣頂出了。（5）彈性卸料裝置的設(shè)計：在壓邊環(huán)和環(huán)形擋塊之間通過螺釘連接，在螺釘上加上彈簧，使模具在開模時，凸模先推出，壓邊環(huán)在彈簧壓力和重力的作用下，壓緊零件，使其脫離凸模。這樣在開模時，壓邊環(huán)退出橡膠凹模后，恢復(fù)液體壓力，在一定的液體壓力作用下，橡膠模自動回彈恢復(fù)到原來的形狀，同時把成型零件頂出。凹模零件根據(jù)凸模的大小來來設(shè)計擴大凹模內(nèi)槽的尺寸，具體的數(shù)據(jù)可見 CAD 圖。（4）凹模零件和橡膠壓板的設(shè)計：根據(jù)壓邊環(huán)的外錐形結(jié)構(gòu)，橡膠壓板的內(nèi)孔配合處也采用相關(guān)的錐形結(jié)構(gòu)，同時此錐形結(jié)構(gòu)有利于圓板工件的定位，一定的錐面有利于圓板滑移到要求的位置，其外沿結(jié)構(gòu)與凹模外沿結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。在環(huán)形擋塊的設(shè)計中，設(shè)計較深的沉頭孔，其孔的深度與安裝其上的螺釘長度和壓變環(huán)的行程有關(guān)，這樣保證壓邊環(huán)在整個工作過程中的正常運行。其具體尺寸要跟導(dǎo)柱和導(dǎo)套相關(guān)聯(lián)，可見 CAD 圖。在現(xiàn)實生產(chǎn)加工中，其加工尺寸在模具要求功能不變的情況下可活性調(diào)節(jié)。LB?模具中各零部件見的關(guān)聯(lián)設(shè)計（1）液壓模中頂板和底板的設(shè)計：為了方便加工和模具的安裝，液壓模的頂板和底板的長寬都取 320mm 320mm 的數(shù)據(jù)。其三維模型如圖 47 所示，具體其它尺寸及要求可見二維 CAD 圖。其內(nèi)孔的比拉深凸模的直徑大，在加工中的尺寸要求可在這個范圍內(nèi)，~.4m導(dǎo)向作用。圖 46 凸模模型壓邊環(huán)的設(shè)計壓邊環(huán)的計算：壓邊環(huán)在液壓凸模上做上下運動，壓邊環(huán)通過螺釘與環(huán)形擋塊連接，浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )33它與橡膠壓板之間應(yīng)該是動配合，其外圓柱與橡膠壓板的配合處采用圓錐形，其角度與橡膠壓板的孔圓錐角度相同。則凸模的表面形狀可按成形零件的凹面形狀尺寸確定。橡皮膜厚度 ，最高壓力可達 ，橡皮膜壽命可 2 萬件以上，拉深系數(shù)可達 ，10MPa ~4拉深深度可達直徑的 倍左右，橡皮膜與高壓液體組成一個流體凹模。工件經(jīng)拉深成形后嵌在下模的凹模內(nèi)，由頂出件的回彈和橡皮模液壓回復(fù)來頂出成形件。模具結(jié)構(gòu)形式選擇在這模具中，工件的高度為 60mm，為了零件便于卸料和取出，模具行程在每次的工作中至少為 120mm。 ，則不需要添加額外的力，壓邊裝置就可實現(xiàn)QF?壓 邊 卸卸料功能。 根據(jù)本人的設(shè)計需要在模具上增加一個卸料裝置，其裝置又具有壓邊功能，則采用彈簧卸料，其作用力作用在環(huán)形鋼圈上，環(huán)形圈會托住拉深零件的邊緣，使零件頂出，具體可見三維模型，其卸料力是為了取出成形零件。壓力機上的單位壓邊力約為 ，則?????單邊力的的公式計算如下： （410）????2 ? ????????大緣 實然而本人設(shè)計的壓邊裝置是為了零件的定位和加緊，防止邊緣在拉深過程中起皺，同時要保證材料有一定的流動性。計算成形力并選用液壓機根據(jù)液壓拉深成形中采用最大單位壓力 。要形成以上的零件模型可以認(rèn)為通過一次拉深可以實現(xiàn)。毛坯形狀及尺寸是落料模沖壓落料后的成形件。毛坯作為落料件，其精度應(yīng)低于 級。燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計30 圖 45 液壓成型后的零件模型和尺寸根據(jù)已知結(jié)構(gòu)特點得知，上一道工序成形件是直徑 為 190mm 的 1060 的鋁板圓形D坯坯料，板材厚度為 t=，而成型后的坯件尺寸可見上圖，板材厚度 t=（理論假設(shè)） ，凸緣直徑 ，???????緣 大 邊 緣，兩個圓角半徑分別為 ，??r， ，查手冊可得，圓筒的內(nèi)徑公差為 ， 公差為2r3r 10.?D緣。??則可以得到： （46）???????在實際生產(chǎn)中，采用最大單位壓力壓力： 。根據(jù)以上條件，得知所需要液體單位壓力為：= (N) （44）????40??如果所拉深零件形狀較為復(fù)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： （46）ztPr??式中 ——零件底部的圓角半徑（mm） ；r ——材料的屈服強度（ ） ；z?Ma——材料厚度（mm） 。其壓力可按下式確定： （44）1Ptd??式中 ——所需液體單位壓力（ ） ；MPa ——零件直徑（mm） ；——材料厚度（mm） ；t浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )29 ——坯料周邊產(chǎn)生拉深變形所需的拉應(yīng)力（ ） 。液體的壓力，對成形有很大影響。3） 采用液壓凹模成型，坯料定位容易，故質(zhì)量、精度高于液壓凸模拉深。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。不論是哪種類型，其原理全是一樣的。液壓成形盡管有上述優(yōu)點，但它用液體充當(dāng)凸、凹模，因此操作工藝較一般鋼模及橡皮模復(fù)雜的多，故目前使用的還不夠廣泛。3） 采用液壓拉深時，其拉深深度可加大并可加工形狀復(fù)雜的制品零件。液壓成形較其他成形有如下優(yōu)點：1） 模具制造簡單，生產(chǎn)周期短。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。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(zhì)量的制品。 液壓拉深成形根據(jù) SolidWorks 中的零件尺寸可以知道所設(shè)計的零件中部是屬于拋物線形的，拋物線燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計28形零件目前應(yīng)用的較多，如汽車車燈外殼、自行車車燈等。本人的課題設(shè)計就按以上的理論數(shù)據(jù)進行設(shè)計和計算。在 SolidWorks 中設(shè)計的零件尺寸中確定 ，其中 所對應(yīng)的角4r?4r度約 。圖 44 零件的尺寸圖根據(jù)以上的步驟，用 SolidWorks 測得成型件的上表面面積為 ，質(zhì)量為 。測得圓形毛坯的單面面積為 ，坯的質(zhì)量為 。根據(jù)上述信息，得： （42）~03td?? （43）2.因此，在本人的這課題設(shè)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(chǎn)和使用中，對燈罩的尺寸精度要求不需要很高。在材料厚度不一致的情況下，~.3頂端也可能發(fā)生橢圓。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(nèi)形或外形的直徑公差 （單位：mm）拉深件直徑 d材料厚度50?50~100 100~3001 ???表 42 拉深件高度尺寸公差 （單位：mm）燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計26拉深件高度 H18?18~30 30~50 50~80 80~120材料厚度 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(jù)上表中的數(shù)據(jù)要求，本人所設(shè)計的零件尺寸精度為如圖 43 所示。若有特殊要求時，可最后采用整形工序消除這些印痕。~12t的變化為 。在拉深矩形件時，其矩形四角處材料變薄。圖 4—1 矩形盒件尺寸示意圖浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )25圖 42 燈罩尺寸圖 設(shè)計拉深件時，對拉深件厚度不均勻現(xiàn)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。3t 35rH?式中 H——矩形盒件的高度（ mm） 。一般來說，拉深件的圓角半徑越大越好。圖 2—1 所示的帶凸緣的拉深件，其凸緣直徑應(yīng)控制在如下范圍內(nèi)： （41）52dtdt????凸式中 ——凸緣直徑（mm） ；凸 d ——拉深件直徑（mm） ； t ——拉深件厚度（mm） 。3） 設(shè)計曲面空心件時，應(yīng)盡量避免有尖底形狀。1） 在使用條件允許的情況下，拉深件應(yīng)盡可能采用軸對稱回轉(zhuǎn)體件，且形狀力求簡化。圖 315 沖裁模裝配體浙 江 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )23圖 316 沖裁模1——板料 2——下模座 3——卸料板 4——內(nèi)六角螺釘 5——凸模 6——工件7——擋料銷 8——橡膠環(huán) 9——導(dǎo)柱 10——導(dǎo)套 11——上模座 12——卸料螺釘13——內(nèi)六角螺釘 14——模柄 15——定位銷 16——墊板第四章 液壓模的設(shè)計 設(shè)計拉深件時應(yīng)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(shù)的多少。mi max15???（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(xiàn)下模的擋料銷與上模的卸料板間存在干涉現(xiàn)象，故卸料板上還需要鉆三個與擋料銷相配合的孔。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 。（11）往上模裝配體中插入螺釘和銷釘并初步完成上模設(shè)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。根據(jù)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(jù)凸模的尺寸，螺釘孔和銷釘孔分布在直徑為 225mm 的圓周上。圖 312 模柄零件（10）在裝配體環(huán)境中關(guān)聯(lián)設(shè)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。30m85???模具往壓力機上安裝時，模柄外采用套筒。燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計20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。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?shù)姆植嘉恢?，也取在直?130mm 的圓周上。卸料螺釘窩深 由下式求得：h窩=上模座厚度+墊板厚度+凸模高度—卸料板厚度—卸料螺釘長度 （317）h窩 =45+10+=??m同時還需要滿足下面的條件：螺栓頭部高度+刃口修磨量+入模量+ （318）h窩 (3~5)=6+135(m)刃口修磨量一般為 ，入模量為 1mm。在此凸模高度可近似取 （316）????凸 卸 料 板 壓 縮 （ ）④在 Solidworks 中進行凸模零件的造型，如圖 310 所示。對沖裁而言，模具工作行程約為 ，其 t 值很小，?壓 縮 1mt?以卸料橡皮工作時的壓縮量遠遠低于 45%的上限值。凸模高度 應(yīng)考慮卸料板厚度 及橡皮壓縮后D凸 H凸 H卸的高度等。??②在 Solidworks 中進行墊板零件的造型，如圖 39 所示。圖 38 卸料板（7）凸模與墊板的設(shè)計計算①選用墊板：為了增加鑄鐵模座的抗壓能力，應(yīng)采用墊板。顯然卸料板的卸 料 板 ?內(nèi)徑為 。②卸料板尺寸：根據(jù)橡皮和凸模尺寸及其布置，取卸料板的外徑 ，卸料板厚250m?度 取 12mm。查手冊得橡皮圓筒的外徑為：? 取 230mm （315 ）221. .??外 內(nèi) 卸根據(jù)經(jīng)驗，卸料橡皮的自由高度 一般應(yīng)滿足關(guān)系：H自 由 ?外自 由故可取 ，其總壓縮量達到 20%時，便能夠滿足卸料力 的要求，?外自 由 F卸此時橡皮的高度為 。圖 36 加擋料銷孔（5）向下模裝配體中插入擋料銷及緊固件并完成下模設(shè)計，如圖 37 所示。圖 35 擋料銷的零件燈罩拉深成形分析及模具設(shè)計16（3）凹模上與擋料銷相配合的孔位置的確定：為保證準(zhǔn)確的送料步距，擋料銷孔與凹模中心的距離 可以通過下面的方式計算：1s （313）??128231902msdaD?????用于側(cè)擋料的擋料銷孔與沿送料方向的中心線的距離 可以用下面的方式計算得出：2s （314）??2s結(jié)合凹?？椎某叽?，用于側(cè)擋料的兩個擋料銷孔之間的距離取 100mm。固定擋料銷的數(shù)量選用 3 個，其中的一個擋料銷用來保證條料的送進步距，其位置位于凹?？籽厮土戏较虻闹行木€上，另外兩個用于條料側(cè)面的定位。通常，下模座的落料孔的直徑比凹模下部的寬孔直徑大 ~2mm，在此取 2mm，因此，下模座的落料孔直徑為： 2m193(m)D??凹用軟件設(shè)計凹模和下模座的裝配體（